1、项目三、交流电路,任务一：正弦交流电的基本物理量,一、什么是交流电,交流电与直流电的根本区别是：直流电的方向不随时间的变化而变化，交流电的方向则随时间的变化而变化。,稳恒直流电 家庭使用的电视机 显像管的偏转 计算机中的 正弦交流电 电流 方波信号,直流电路：电流、电压、电动势的大小和方向都不随 时间变化。交流电路：电流、电压、电动势的大小和方向都随时 间作周期性变化。,稳恒直流电 ：电压的大小和方向都不随时间而变化 正弦交流电 ：电压的大小和方向按正弦规律变化 非正弦交流电 ：一系列正弦交流电叠加合成的结果,二、交流电的产生,正弦交流电的产生设备 交流电可以由交流发电机提供，也可由振荡器产生
2、。交流发电机主要是提供电能，振荡器主要是产生各种交流信号。,正弦交流电的产生过程,整个线圈所产生的感应电动势为 e = 2Blvsint 2Blv为感应电动势的最大值，设为Em，则 e = Em sint上式称为正弦交流电动势的瞬时值表达式，也称解析式。 正弦交流电压、电流等表达式与此相似。,若从线圈平面与中性面成一夹角开始计时，则 正弦交流电压、电流等表达式与此相似。,数学表达式：,波形图：,正弦交流电的基本特征,三、正弦交流电的周期、频率和角频率,周期T ： 交流电每重复变化一次所需的时间， 用符号T表示，单位是s 频率f ： 交流电在1秒内重复变化的次数，用符 号f表示，单位是Hz角频率
3、 ：正弦交流电1秒内变化的电角度，用符 号表示，单位是rad/s,四、正弦交流电的最大值、有效值和平均值,最大值 ：正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值，又称峰值、幅值。 最大值用大写字母加下标m表示，如Em、Um、 Im。 有效值 ：加在同样阻值的电阻上，在相同的时间内产生与交流电作用下相等的热量的直流电的大小。有效值用大写字母表示，如E、U、I。,正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系为：,平均值：由于正弦量取一个周期时平均值为零，所以取半个周期的平均值为正弦量的平均值。正弦电动势、电压和电流的平均值分别用符号Ep、Up、Ip表示。,平均值与最大值之间的关系是：,有效值与平均值之间的
4、关系是：,五、正弦交流电的相位与相位差,1. 相位 在式 中， 表示在任意时刻线圈平面与中性面所成的角度，这个角度称为相位角，也称相位或相角 ，它反映了交流电变化进程。其中， 为正弦量t=0时的相位，称为初相位，也称初相角或初相。,2.相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差，用符号表示，即两个同频率交流电的相位差就等于它们的初相之差。,e1超前e2,e1与e2同相,e1与e2反相,e1与e2正交,正弦交流电的最大值反映了正弦量的变化范围，角频率反映了正弦量的变化快慢，初相位反映了正弦量的起始状态。最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。,六、正弦交流电的表示法,1、波形图表示法,图中直观的表达出被表示的正弦交流电压的最大值Um，初相和角频率（ = 2 f）。,为了与一般的空间矢量相区别，把表示正弦交流电的这一矢量称为相量。,2、正弦交流电的相量图表示法,正弦交流电的相量用 表示。但实际应用更多的是有效值相量，即将有向线段OA的长度定为正 弦量的有效值，相应符号则改为,一个正弦量的相量图、波形图、解析式是正弦量的几种不同的表示方法，它们有一一对应的关系，但在数学上并不相等，如果写成 则是错误的。,
