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1、12 回顾：回顾：前面所学章节都是直流电路。前面所学章节都是直流电路。电源电源开关开关小灯泡小灯泡3 导入：导入：大家看看教室里面的用电器有大家看看教室里面的用电器有哪一些？它们用的是什么电？哪一些？它们用的是什么电？为什么用交流电不用直流电呢？为什么用交流电不用直流电呢？4生产上生产上和和生活生活中都要广泛使用正弦交流电是因为它有以中都要广泛使用正弦交流电是因为它有以下优点：下优点：（1）易于变压、产生、传送和分配。）易于变压、产生、传送和分配。（2）交流电动机比相同功率的直流电动机结构简单，）交流电动机比相同功率的直流电动机结构简单，成本低，使用维护方便。成本低，使用维护方便。（3）可以应
2、用整流装置，将交流电变换成所需的直流电。）可以应用整流装置，将交流电变换成所需的直流电。5第四章第四章 正弦交流电正弦交流电本次课题：本次课题：正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本概念6任务一：认识正弦交流电任务一：认识正弦交流电一、电流的分类一、电流的分类1、直流电流:大小和方向都不随时间变化的电流。2、交变电流:大小和方向随时间周期性变化的电流。7NS任务二：正弦交流电的产生任务二：正弦交流电的产生8NS交流发电机的工作过程交流发电机的工作过程10NSSN11NSSN12NSSN13NSSN14SSN15NSSN16NSSN17NSSN18NSSN19NSSN20NSSN21NSSN22N
3、SSN23最大值te24意义：意义：0i, ut+_25正弦交流电的产生原理正弦交流电的产生原理26免费动力发电机免费动力发电机270et+_12300123tEemsin若线圈从中性面开始转动若线圈从中性面开始转动若转动角速度为若转动角速度为 则则任务三：正弦交流电的三要素任务三：正弦交流电的三要素1、表达式、表达式28tEem sint et mE 若线圈从与中性面若线圈从与中性面成一夹角成一夹角 开始转动开始转动 二、正弦交流电动势的产生二、正弦交流电动势的产生29若外接负载若外接负载 ，则有：，则有：tUum sintIim sintEem sin正弦交流电的电动势、电压、电流表达式正
4、弦交流电的电动势、电压、电流表达式30 tIi sinmI Im m 2 Tit O31 正弦量随时间按正弦规律变化，对应各个时刻的数值称为瞬时值，瞬时值是用正弦解析式表示的，即：)sin()sin(mmiutIitUu 是变量，注意要表示。瞬时值对应的表达式应是三角函数解析式。(1)瞬时值(2)最大值 正弦量振荡的最高点称为，用(或)表示。mU32是指与正弦量热效应相同的直流电数值。Ri 两电流热效应相同，可理解为二者做功能力相等。我们把做功能力相等的直流电的数值 定义为相应交流电的。(3)有效值有效值是根据热效应相同的直流电数值而得，因此引用直流电的符号，即有效值用 或 表示。RI理论和实
5、践都可以证明，正弦交流电的有效值和最大值之间具有特定的数量关系，即：IIIUUU414.12 707.02mmm，液晶电视机的铭牌上标的额定电压220V是有效值 34 正弦波完成完成一周所需的时间称为周期正弦波完成完成一周所需的时间称为周期，单位，单位为秒（为秒（s）。每秒内变化的次数称为频率）。每秒内变化的次数称为频率，它的单位是，它的单位是赫兹（赫兹（z）。）。 周期和频率互为倒数的关系，即周期和频率互为倒数的关系，即Tf1fT22它的单位是弧度秒（它的单位是弧度秒（rad/s）。）。 上式表示上式表示、三者之间的关系，只三者之间的关系，只要知道其中之一，则其余均可求出。要知道其中之一，则
6、其余均可求出。 正弦量变化的快慢除用周期和频率表示外，还可用正弦量变化的快慢除用周期和频率表示外，还可用角频率角频率来表示。因为一周期内经历了来表示。因为一周期内经历了2 弧度，所以弧度，所以角频率为角频率为 3536趣味性趣味性练习题练习题正弦电压解析式：正弦电压解析式：u=20sin(100t+ u=20sin(100t+ /3)V/3)V最大值最大值Um角频率角频率周期周期T频率频率f10020V1/0.02 HZ=50HZ0.02s37 显然，相位反映了正弦量随时间变化的整个进程。)sin(mutUu 确定了正弦量计时始的位置，初相规定。(1)相位(2)初相相位是随时间变化的电角度，是
7、时间t 的函数。)sin(mutUu初相是对应 t =0时的确切电角度。正弦量与纵轴相交处若在正半周，初相为正。-正弦量与纵轴相交处若在负半周，初相为负。38)sin( ),sin(imumtIitUuiuiuiutttt)()( 显然，两个同频率正弦量之间的相位之差，实际上等于它们的。已知(3)相位差，求电压与电流之间的相位差。 不同频率的正弦量之间不存在相位差的概念。相位差不得超过180!39 9021 90021 02118021uitui Ouitui90OuituiOtuiuiO40 不同频率的正弦量比较无意义。不同频率的正弦量比较无意义。 两同频率的正弦量之间的相位差为常数，两同频
8、率的正弦量之间的相位差为常数， 与计时的选择起点无关。与计时的选择起点无关。 ti2i1iO41练习：练习：已知已知 ：iImsin(t+30)，uUsin(t+30)， uU1sin(t+120），uUsin(t60)。求求 ：u1、u2、u3与与 i的相位差；若选择电流的相位差；若选择电流 i为参考正弦量，为参考正弦量， 则各电压的初相分别为多少？则各电压的初相分别为多少？解：解：u u与与 i i的相位差的相位差u u与与 i i的相位差的相位差u u与与 i i的相位差的相位差若选择电流若选择电流i i为参考正弦量（即为参考正弦量（即ii），）， 则则030301, 1iuiu9030
9、1202, 2iuiu9030603, 3iuiu0, 11iuu90, 22iuu90, 33iuu42何谓正弦量的三何谓正弦量的三要素？它们各反要素？它们各反映了什么？映了什么？耐压为耐压为220V的电容器的电容器，能否用在，能否用在180V的正的正弦交流电源上？弦交流电源上？何谓反相？同相何谓反相？同相？相位正交？超？相位正交？超前？滞后？前？滞后？正弦量的三要素是指它的最大值、角频率和初相。最大值反映了正弦量的大小及做功能力；角频率反映了正弦量随时间变化的快慢程度；初相确定了正弦量计时始的位置。 因为180V的正弦交流电，其最大值255V 180V!u1与与u2反相，即相位差为反相，即相位差为180；u3tu4u2u1uu3超前超前u190，或说，或说u1滞后滞后u390，二者为正交的相位关系。二者为正交的相位关系。u1与与u4同相，即相位差为零同相，即相位差为零。43