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1、 单相交流电路的基本概念 大小和方向均随时间变化的电压或电流称为交流电。如等腰三角波矩形脉冲波正弦波 其中，大小和方向均随时间按正弦规律变化的电压或电流称为正弦交流电正弦交流电。了解和掌握正弦交流电的特点，学会正弦交流电路的基本分析方法，是本节课学习的目的。第1页/共15页1.1.正弦交流电的频率、周期和角频率正弦交流电的频率、周期和角频率T=0.5s单位是秒单位是秒1、周期、周期交流电完成一次周期性变化所需要的时间叫做交流电的交流电完成一次周期性变化所需要的时间叫做交流电的周期周期。用。用T T表示。表示。u(i)第2页/共15页交流电在交流电在1s1s内完成周期性变化的次数称为交流电的内完
2、成周期性变化的次数称为交流电的频频率率，用，用f f 表示。表示。1秒钟f=2Hz单位是赫兹单位是赫兹u(i)2、频率、频率第3页/共15页T=0.5s=4rad/s单位是单位是每秒弧度每秒弧度u(i)显然 三者是从不同的角度反映的三者是从不同的角度反映的同一个问题：同一个问题：交流电随时间变交流电随时间变化的快慢程度化的快慢程度。交流电一秒钟内经历的电角度称为交流电一秒钟内经历的电角度称为角频率角频率，用，用表示。表示。交流电变化一个周期，相当于发电机绕组转动了交流电变化一个周期，相当于发电机绕组转动了 弧度弧度或或3603600 0。国国 标标第4页/共15页2.2.正弦交流电的瞬时值、最
3、大值和有效值正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值 交流电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。(1)瞬时值(2)最大值 正弦量振荡的最高点称为最最大值或峰值大值或峰值，用U Umm(或I Imm)表示第5页/共15页 有效值有效值是指与交流电热效应相同的直流电数值。Ri在在t t 时间内产生的热量为时间内产生的热量为QQ在在t t 时间内产生的热量也为时间内产生的热量也为QQ 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
4、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值之间具有特定的数量关系，即：第6页/共15页3.3.正弦交流电的相位、初相和相位差正弦交流电的相位、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开始的位置，初相规定不得超不得超过过180180。(1)相位(2)初相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。第7页/共15页例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
5、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!分析一下感性，容性分析一下感性，容性第8页/共15页思考思考 回答回答何谓交流电的三何谓交流电的三要素？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的电容的电容器，能否用在器，能否用在180V的正弦交流电源上？的正弦交流电源上？何谓反相？同何谓反相？同相？超前？滞相？超前？滞后？后？正弦量的三要素是指它的最大值、角频率和初相位。最大值反映了交流电大小的变化范围；角频率反映了交流电变化的快慢；初相位反映了交流电的初始状态。不能！不
6、能！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；u3tu4u2u1uu1与与u4同相，即相位差为零同相，即相位差为零。第9页/共15页【例】某正弦电压的最大值Um=310V,初相u=300;某正弦电流的最大值Im=14.1A,初相i=-600。它们的频率均为50Hz。（1）分别写出电压和电流的瞬时值表达式。（2）正弦电压和电流的相位差。解：答：电压和电流的瞬时值表达式分别是310sin(314t+300)V，14.1sin(314t-600A，正弦电压和电流的相位差是900。(1)(2)第10页/共15页【例】设在工频电路中，电流i
7、=Imsin(t+1200）,已知接在电路中的安培表读数为1.3A，求初相位和t=0.5s时的瞬时值。解：答：初相位是2/3 rad，t=0.5s时的瞬时值是1.59A。(1)(2)初相位:最大值:角频率:则:当t=0.5s时：第11页/共15页4 正弦交流电的表示方法正弦交流电的表示方法在分析正弦交流电路时，同一电路中的在分析正弦交流电路时，同一电路中的所有电压、电流都是同频率的正弦量，所有电压、电流都是同频率的正弦量，且频率与电源的频率相同。且频率与电源的频率相同。前提：前提：一个正弦量由最大值（或有效值）和初一个正弦量由最大值（或有效值）和初相位两个要素也能确定。相位两个要素也能确定。因此：因此：描述正弦交流电的有向线段称为描述正弦交流电的有向线段称为相量相量。符号表示：符号表示：正弦量：正弦量：在复平面上可以用长度为最大值在复平面上可以用长度为最大值Im,与实轴正与实轴正向夹角为向夹角为i i的有向线段表示的有向线段表示第12页/共15页正弦量：正弦量：例：例：第13页/共15页本节学习结束。本节学习结束。Goodbye!第14页/共15页感谢您的观看。第15页/共15页