正弦交流电的基本概念02347

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1、第七章正弦交流电的基本概念1.了解正弦交流电的产牛。眾绎重煮2.掌握表征正眩交流电的三要索：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.拿握正弦交流电流、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.掌握止弦量的相量图。绎时H配序号内容1第-节交流电的产生2第二节表征交流电的物理量3第三节交流电的表示法4实验7.1用小波器观察交流电的波形5本章小结与习题第一节交流电的产生一、交流电的产生如果电流的大小及方向都随时间做周期性变化，则称Z为交流电。二、正弦交流电人小

2、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r的瞬时值可用三角函数式（解析式）来表示，即i（/）=/mSin（曲+°0）w（0=Umsin（a）t4-©o）e（r）=EmSin（曲+（pe0）式中，人、%為分别叫做交流电流、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）；0叫做交流电的角频率，旳位为弧度/秒（rad/s）,它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度；加、您、條o分别叫做电流、电压、电动势的初相位或初相，单位为

3、弧度rad或度（。），它表示初始时刻（/=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。任何止弦量都具备三要素。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，电枢中同样会产牛感应电动势，这种发电机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，转子产牛的电流必须经过裸露着的滑环和电刷引到外

4、电路，如果电压很高，就容易发生火花放电，有X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，能够提供儿千伏到儿十千伏的电压，输出功率可达儿十万千瓦。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・一、周期与频率1.周期止弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期，用字母卩表示，单位为秒（S）。显然止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比间的时

5、间间隔即为周期，由三介函数知识可知-2兀T=—co2.频率交流电周期的倒数叫做频率（用符号/表示），即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）o频率的国际单位制是赫兹（Hz）。角频率与频率Z间的关系为3=2nf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，而规定一个能够表征其大小的特定值——令效值，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Kr）在一个周期卩时间内，使一电阻消耗的电能为0尺，另有一•相应的直流电流/在时间T内也

6、使该电阻R消耗相同的电能，即Qr=Frt°就平均对电阻作功的能力來说，这两个电流（i与/）是等效的，则该直流电流/的数值可以表示交流电流i⑴的人小，于是把这一特定的数值/称为交流电流的令效值。理论与实验均可证明，止弦交流电流j的有效值/等丁淇振幅(最大值)的0.707倍，即/=-^=0.707Zm正弦交流电压的有效值为U=^r=0.707UmV2正眩交流电动势的有效值为EE=^=0.707EmV2例如正弦交流电流i=2sin伽-30°)A的有效值Z=2x0.707=1.414A,如果交流电流i通过R二10Q的电阻时，在一

7、秒时I'可内电阻消耗的电能(乂叫做平均功率)为戶=心=20W,即与/=I.414A的直流电流通过该电阻时产牛相同的电功率。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)Z间有确定的比例系数，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止弦量y=Asin(劲+佝)的相位为(劲+俶))，本章只涉及两个同频率止弦量的和位差(与时间t无关)。设第一个止弦量的初相为偸)

8、，第二个止弦量的初

9、和为佝2，则这两个正弦量的相位差为02=001一他2并规定bjsiSO或(pl20时，称第一个正弦量比第二个止弦量的相位越前(或超前)02；(2)当02V0时，称第一个止弦量比笫二个止弦量的相位滞后(或落后)1021；(3)当02二0时，称第一个止弦量与第二个正弦量