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1、1 回顾：前面所学章节都是直流电路。电源开关小灯泡第1页/共43页2 导入：大家看看教室里面的用电器有哪一些？它们用的是什么电？为什么用交流电不用直流电呢？第2页/共43页3生产上和生活中都要广泛使用正弦交流电是因为它有以下优点：（1）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，成本低，使用维护方便。（3）可以应用整流装置，将交流电变换成所需的直流电。第3页/共43页4第四章 正弦交流电本次课题：正弦交流电的基本概念第4页/共43页5任务一：认识正弦交流电一、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。
2、第5页/共43页6NS1、交流电动机的基本结构磁极电 枢任务二：正弦交流电的产生第6页/共43页7中性面（线圈平面与磁感线垂（线圈平面与磁感线垂直）直）线圈运动状态：逆时针匀速转动角速度：w 初始位置：中性面中性面任一时间t线圈平面转过角度：wtNS第7页/共43页2 2、请你欣赏，注意观察、请你欣赏，注意观察交流发电机的工作过程第8页/共43页9NSSNeto+3、正弦交流电的变化规律第9页/共43页10NSSNeto+第10页/共43页11NSSNeto+第11页/共43页12NSSNeto+第12页/共43页13SSNeto+第13页/共43页14NSSNeto+第14页/共43页15N
3、SSNeto+第15页/共43页16NSSNeto+第16页/共43页17NSSNeto+第17页/共43页18NSSNeto+第18页/共43页19NSSNeto+第19页/共43页20NSSNeto+第20页/共43页21NSSNeto+第21页/共43页22最大值（感应电动势）e=BLVsin wt=Em sin wtEmteo+-Em第22页/共43页23 1 1、如如果果瞬瞬时时值值为为正正，则则该该时时刻刻的的电电压压或电流为正半周。或电流为正半周。2 2、如如果果瞬瞬时时值值为为负负，则则该该时时刻刻的的电电压压或电流为负半周。或电流为负半周。意义：0i,ut+_第23页/共43
4、页244 4、深入体会、深入体会正弦交流电的产生原理第24页/共43页255 5、课堂延伸、课堂延伸100100秒教会你制作简单的发电机秒教会你制作简单的发电机（课后作业）（课后作业）免费动力发电机第25页/共43页260et+_12300123若线圈从中性面开始转动若转动角速度为 则任务三：正弦交流电的三要素1、表达式第26页/共43页27 e若线圈从与中性面成一夹角 开始转动二、正弦交流电动势的产生第27页/共43页28若外接负载，则有：正弦交流电的电动势、电压、电流表达式第28页/共43页292、三要素设正弦交流电流：设正弦交流电流：角频率：角频率：决定正弦量变化快慢决定正弦量变化快慢幅
5、值：幅值：决定正弦量的大小决定正弦量的大小 幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。初相角：初相角：决定正弦量起始位置决定正弦量起始位置Im2TiO第29页/共43页303.正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值之间的关系 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：瞬时值瞬时值是变量，注意要用小写英文字母用小写英文字母表示。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最最大值大值，用U Umm(或I Imm)表示。第30页/共43页31 有效值有效值是指与正弦量热效应相
6、同的直流电数值。Ri交流电流交流电流i i 通过电阻通过电阻R R时，在时，在t t 时间内产生的热量为时间内产生的热量为Q Q；直流电流直流电流I I通过相同电阻通过相同电阻R R时，时，在在t t 时间内产生的热量也为时间内产生的热量也为Q Q。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I I定义为相应交流电i i 的有效值有效值。有效值可确切地反映正弦交流电的大小有效值可确切地反映正弦交流电的大小。(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U U或I I表示。RI 理论和实践都可以证明，正弦交流电的有效值和最大
7、值之间具有特定的数量关系，即：第31页/共43页我们通常说家庭电路的电压是220V，便是指有效值各种使用交流电的电气设备上所标的额定电压和额定电流的数值，交流电流表和交流电压表测量的数值，也都是有效值。液晶电视机的铭牌上标的额定电压220V是有效值 第32页/共43页33 正弦波完成完成一周所需的时间称为周期，单位为秒（s）。每秒内变化的次数称为频率，它的单位是赫兹（z）。周期和频率互为倒数的关系，即它的单位是弧度秒（rad/s）。上式表示、三者之间的关系，只要知道其中之一，则其余均可求出。正弦量变化的快慢除用周期和频率表示外，还可用角频率来表示。因为一周期内经历了2 弧度，所以角频率为 4.
8、角频率、频率和周期之间的关系第33页/共43页34 我国动力和照明用电的标准频率为50Hz（习惯上称为工频），少数国家如美国、日本采用60Hz的频率。注意：第34页/共43页35趣味性练习题正弦电压解析式：u=20sin(100t+/3)V最大值Um角频率周期T频率f10020V1/0.02 HZ=50HZ0.02s第35页/共43页365.正弦交流电的相位、初相和相位差 显然，相位反映了正弦量随时间变化的整个进程。初相初相确定了正弦量计时始的位置，初相规定不得超过不得超过180180。(1)相位(2)初相相位是随时间变化的电角度，是时间t 的函数。初相是对应 t=0时的确切电角度。正弦量与纵
9、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。第36页/共43页37例u u、i i 的相位差为：的相位差为：显然，两个同频率正弦量之间的相位之差，实际上等于它们的初相之差初相之差。已知(3)相位差，求电压与电流之间的相位差。解注 意 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!第37页/共43页38电流超前电压电流超前电压电压与电流电压与电流同相同相 电流超前电压电流超前电压 电压与电流反相电压与电流反相uituiOuitui90OuituiOtuiuiO第38页/共43页39 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，与计时的
10、选择起点无关。注意注意:tO第39页/共43页40练习：已知：iImsin(t+30)，uUsin(t+30)，uU1sin(t+120），uUsin(t60)。求：u1、u2、u3与 i的相位差；若选择电流 i为参考正弦量，则各电压的初相分别为多少？解：u与 i的相位差u与 i的相位差u与 i的相位差若选择电流i为参考正弦量（即i），则第40页/共43页41思考 回答何谓正弦量的三要素？它们各反映了什么？耐压为220V的电容器，能否用在180V的正弦交流电源上？何谓反相？同相？相位正交？超前？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。不能！不能！因为180V的正弦交流电，其最大值255V 180V!u1与u2反相，即相位差为180；u3tu4u2u1uu3超前u190，或说u1滞后u390，二者为正交的相位关系。u1与u4同相，即相位差为零。第41页/共43页42作业布置P139 1、2、3第42页/共43页43感谢您的观看！第43页/共43页