正弦交流电三要素教案

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1、正弦交流电三要素教案篇一：正弦交流电教案第四章正弦交流电4.1正弦交流电的基本概念设计课时2课时第四章正弦交流电4.2正弦交流电的表示方法设计课时2课时篇二：第1版教案正弦交流电的基本概念第七章正弦交流电的基本概念1．了解正弦交流电的产生。2．掌握表征正弦交流电的三要素：振幅、角频率、初相位。3．理解交流电的周期、频率、有效值、相位与相位差等概念。4．掌握正弦交流电流、电压的表示法(解析式、波形图、相量图等)。1.理解相位差的概念。2.掌握正弦量的相量图。第一节交流电的产生一、交流电的产生如果电流

2、的大小及方向都随时间做周期性变化，则称之为交流电。66二、正弦交流电大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、电压、电动势叫做正弦交流电流、电压、电动势，在某一时刻t的瞬时值可用三角函数式(解析式)来表示，即i(t)=Imsin(?t??i0)u(t)=Umsin(?t??u0)e(t)=Emsin(?t??e0)式中，Im、Um、Em分别叫做交流电流、电压、电动势的振幅(也叫做峰值或最大值)，电流的单位为安培(A)，电压和电动势的单位为伏特(V)；?叫做交流电的角频率，单位为弧度/秒(ra

3、d/s)，它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度；?i0、?u0、?e0分别叫做电流、电压、电动势的初相位或初相，单位为弧度rad或度(?)，它表示初始时刻(t=0时)正弦交流电所处的电角度。振幅、角频率、初相这三个参数叫做正弦交流电的三要素。任何正弦量都具备三要素。三、交流发电机简介发电机的基本组成部分是磁极和线圈(线圈匝数很多，嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢)。电枢转动、而磁极不动的发电机，叫做旋转电枢式发电机。磁极转动、而电枢不动，线圈依然切割磁感线，电枢中同样会产生感应电动势，这种发电机

4、叫做旋转磁极式发电机。不论哪种发电机，转动的部分都叫转子，不动的部分都叫定子。旋转电枢式发电机，转子产生的电流必须经过裸露着的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，就容易发生火花放电，有可能烧毁电机。这种发电机提供的电压一般不超过500V。旋转磁极式发电机克服了上述缺点，能够提供几千伏到几十千伏的电压，输出功率可达几十万千瓦。所以，大型发电机都是旋转磁极式的。发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其他动力机带动的。动力机将机械能传递给发电机，发电机把机械能转化为电能传送给外电路。第二节表征交流电的物理量.

5、一、周期与频率1．周期正弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期，用字母T表示，单位为秒(s)。显然正弦交流电流或电压相邻的两个最大值(或相邻的两个最小值)之间的时间间隔即为周期，由三角函数知识可知2?T??2．频率交流电周期的倒数叫做频率(用符号f表示)，即1f?T它表示正弦交流电流在单位时间内作周期性循环变化的次数，即表征交流电交替变化的速率(快慢)。频率的国际单位制是赫兹(Hz)。角频率与频率之间的关系为67?=2?f二、有效值在电工技术中，有时并不需要知道交流电的瞬时值，而规定一个能够表

6、征其大小的特定值——有效值，其依据是交流电流和直流电流通过电阻时，电阻都要消耗电能(热效应)。设正弦交流电流i(t)在一个周期T时间内，使一电阻R消耗的电能为QR，另有一相应的直流电流I在时间T内也使该电阻R消耗相同的电能，即QR=I2RT。就平均对电阻作功的能力来说，这两个电流(i与I)是等效的，则该直流电流I的数值可以表示交流电流i(t)的大小，于是把这一特定的数值I称为交流电流的有效值。理论与实验均可证明，正弦交流电流i的有效值I等于其振幅(最大值)Im的0.707倍，即II?m?0.707

7、Im正弦交流电压的有效值为UU?m?0.707Um正弦交流电动势的有效值为EE?m?0.707Em2例如正弦交流电流i=2sin(?t?30?)A的有效值I=2?0.707=1.414A，如果交流电流i通过R=10?的电阻时，在一秒时间内电阻消耗的电能(又叫做平均功率)为P=I2R=20W，即与I=1.414A的直流电流通过该电阻时产生相同的电功率。我国工业和民用交流电源电压的有效值为220V、频率为50Hz，因而通常将这一交流电压简称为工频电压。因为正弦交流电的有效值与最大值(振幅值)之间有确定

8、的比例系数，所以有效值、频率、初相这三个参数也可以合在一起叫做正弦交流电的三要素。三、相位和相位差任意一个正弦量y=Asin(?t??0)的相位为(?t??0)，本章只涉及两个同频率正弦量的相位差(与时间t无关)。设第一个正弦量的初相为?01，第二个正弦量的初相为?02，则这两个正弦量的相位差为?12=?01??02并规定12?180?或12??在讨论两个正弦量的相位关系时：(1)当?120时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前(或超前)?12；(2)当?120时，称第一个正弦