第十讲正弦交流电的基本概念.doc

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1、第十讲正弦交流电的基本概念一、引入交流电1、交流电的产生的主要有两类方式：一类是用交流发电机产生，另一类是用含电子器件如电子管、半导体晶体管的电子振荡器产生。2、交流电的分类：正弦波交流电、非正弦波交流电（矩形波等）二、正弦量的三要素1、正弦波基本概念（1）正弦交流电的量值：时间的正弦函数为正弦量（2）波形：如图3-1-1所示，（3）数学表达式：(3-1-1)图3-1-1正弦交流电流（4）正弦量的特征表现在变化的大小、快慢及量值三方面，分别由幅值（或有效值）、频率（或周期）和初相位（即三要素）决定。2、幅值与有效值（1）瞬时值：正弦量在任一瞬间的值，常用小写字母表示。（2）振幅：

2、瞬时值中的最大值叫幅值，也叫峰值。用大写字母带下标“m”表示，如、等。（3）有效值：当交流电流通过电阻时所产生的热量与直流电流通过同一电阻在相同时间内所产生的热量相等，这个直流电流叫做交流电流的有效值，用大写字母表示，如、等。（根据热效应确定）有效值与振幅的关系：或一般所讲的正弦电压、电流的量值，若无特殊声明，都是指有效值。测量交流电压电流的仪表指示的数字，电气设备铭牌上的额定值都是有效值。【例3-1-1】电容器的耐压值为250V，问能否用在220V的单相交流电源上？解：因为220V的单相交流电源为正弦电压，其振幅值为311V，大于其耐压值250V，电容可能被击穿，所以不能接在22

3、0V的单相电源上。各种电器件和电气设备的绝缘水平（耐压值），要按最大值考虑。3、频率及周期（1）周期：正弦量循环变化一次所需要的时间，用T表示单位为秒（s）。（2）频率：每秒钟变化的次数，用表示，单位赫兹（Hz）。周期与频率的关系：（3）角频率：表示正弦量变化的快慢，符号为，的单位是弧度/秒（rad/s）。频率与角频率的关系：我国电力系统的标准频率为50赫。这一频率称为工业频率，简称工频。4、初相位和相位（1）相位：正弦量变化的进程，用表示，单位弧度（rad）。（2）初相位：时的相位角。如。在一个正弦交流电路中，电压和电流的频率是相同的，但初相不一定相同，如图3-1-2所示。图3-

4、1-2u和i的相位不相等（3）相位差：两个同频率正弦量的相位角之差或初相位之差，用表示。图3-1-2中，电压和电流的相位差为：电压超前与电流：电压滞后于电流：电流与电压同相位：电流与电压反相当两个同频率的正弦量的计时起点改变时，他们的相位和初相位即跟着改变，但是两者之间的相位差仍保持不变。【例3-1-2】已知正弦电压的振幅为10V，周期为100ms，初相位为p/6。试写出其函数表达式。解：先计算正弦电压的角频率正弦电压的函数表达式为【例3-1-3】已知正弦电压u(t)和电流i1(t)、i2(t)的瞬时值表达式为试求电压u(t)与电流i1(t)和i2(t)的相位差。解：电压u(t)与

5、电流i1(t)的相位差为电压u(t)与电流i2(t)的相位差为三、小结