1、17.1正弦交流电的基本物理量教学目标1. 了解正弦量的表示方法。2. 理解正弦量的三要素。3. 理解正弦量的周期、频率和角频率的概念，掌握三者之间的关系。4理解相位和相位差的概念，会根据相位差确定两个同频率正弦量的相位关系。5理解正弦量有效值、最大值和平均值的概念。6. 会计算正弦交流电的基本物理量。教学重点、难点分析重点：正弦量的周期、频率和角频率的概念及三者之间的关系。根据相位差确定两个同频率正弦量的相位关系。计算正弦交流电的基本物理量难点：正弦量的周期、频率和角频率的概念及三者之间的关系。教具略。教学方法讲授法，多媒体课件。教学过程.导入1、举例说明交流电在日常生活中及其广泛的应用2、
2、通过用示波器观察到的灯泡两端电压的波形，说明交流电压是按2正弦规律变化的。II讲授新课一、认识正弦交流电大小和方向随时间作周期性变化的物理量(如电动势、电压、电流、磁通等)称为周期性交流量，如图所示。在周期性交流量中，应用最广泛的是按正弦规律变化的正弦交流量，简称正弦量。通常所说的正弦交流电，指的是正弦电动势、正弦电压和正弦电流。正弦量的大小和方向随时间按正弦规律变化，它在每一瞬间都有确定的大小和方向，正弦量在每一瞬时的数值叫做瞬时值。瞬时值是时间 的函数，分别用小写字母 表示正弦电动势、正弦电t iue、压、正弦电流的瞬时值。正弦量的瞬时值随时间变化规律的数学表达式叫做解析式。正弦量瞬时值随
3、时间变化规律的图像叫做正弦量的波形。二、正弦电动势的产生感应电动势)sin(tEem（a）方波 （b）三角波 （c）正弦波几种常见的周期性交流电流的波形3式中 是感应电动势 的最大值，又称为振幅。mEe三、正弦量的三要素（一）最大值最大值是指正弦量正的最大的瞬时值，又称为峰值或幅值。最大值用带下标 的大写字母表示。如 、 和mmEU分别表示正弦电动势、正弦电压和正弦电流的最大值。mI（二）角频率1.周期正弦量 变化一周所需的时间，称为正弦量 的周期，用字母e e表示，单位是秒，用符号 表示。Ts2.频率正弦量 在一秒钟变化的周数，称为正弦量 的频率，用字母e e表示。频率的单位是赫兹，用符号
4、表示，常用的频率单位还有f ZH千赫（ ）和兆赫（ ） 。它们的换算关系是ZkHZM310 ZZZHk63101周期与频率之间的关系Tf3.角频率角频率 :即交流发电机的线圈旋转的角频率，单位是弧度/秒（ ） 。sradfT24周期、频率和角频率都是表示正弦量变化快慢的物理量，正弦量的变化频率越高，周期越短，角频率越大。（三）初相位相位: 称为正弦量 的相位。)(te初相位: 时刻的相位 ，称为正弦量 的初相位，简称初相。规0e定 或 。18【例】已知某电路电流 。 （1）试求出它的最Ati)3214sn(0大值、周期、频率、角频率和初相；（2）画出 的波形；（3）若i的参考方向选择与原来相反
5、，写出它的解析式。i解：(1)由 可知Ati)3214sn(0AImsrad/32由 得T2 sT02.5102所以 ZHTf2.(2) 电流 的波形如图所示。i（3）若 的参考方向与原来相反，则有 Atti)314sin(02)314sin(0 电流的波形5四、相位差两个同频率的正弦量的相位之差称为相位差，用字母 表示。 iui两个同频率正弦量的相位差，就等于它们的初相之差，是与时间无关的常数。通常规定 。【例】已知正弦量 ， 。VtUum)4531sin( AtIim)60314sn(求 与 相位差，并确定二者的相位关系。ui解： 与 的相位差 015)6(45iui在相位上， 超前 ，或
6、者说 滞后 。u10u【例】已知正弦电流 ，正弦电压Ati)60314sn(2， 。求：（1）各电压与电Vtu)634sin(601 Vu8流的相位差；（2）若选择电流为参考正弦量，各电压的初相分别是多少？写出它们相应的解析式。解：（1） 与 的相位差1ui 0611 iui与 的相位差2i 9)3(22iui（2）若选择电流为参考正弦量，即 ，各电压的初相分别0i11 iiu922 iiu各电流、电压的解析式分别为6ti314sn2Au601V)9si(82t五、正弦量的有效值和平均值（一）周期性交流量的有效值 将直流电流 和周期电流 通入同样大小的电阻 ,如果在周期电Ii R流的一个周期
7、内，两个电流产生的热量相等，则把直流电流 的大T I小称为周期电流 的有效值 ，并用大写字母 表示周期电流 的有效i Ii值。类似地，周期电压、周期电动势的有效值分别用大写字母 、U表示。E（二）正弦量的有效值mmmmEEUII70.2.70.2耐压为 的电容器就不能接到电压为 的交流电源上，因V20 V2为交流电源电压的最大值是 ，电容器会因承受过电压而被击穿。V31（三）正弦量的平均值电工技术中所说的正弦量的平均值是指将正弦量的波形经半波整流或全波整流后波形的平均值。正弦量的平均值分别用字母表示。avavEUI、7mmavmavEEUUII637.02.637.02【例】已知电流 。求：（1） ，Vtu)4sin(31， ；（ 2） ， ；uTf（3） ， 。Uav解：（1）由 可知，正弦量的三要素分别为Vtu)410sin(3Vm srad/34u（2）由 和 得T2f s02.5102HzTf.（3）电压的有效值和平均值分别为 VUm2041.3av 9867.0III 小结：1.正弦量的三要素。2.正弦量的周期、频率和角频率的概念；三者之间的关系。3相位和相位差的概念，根据相位差确定两个同频率正弦量的相位8关系。4正弦量有效值、最大值和平均值的概念V 作业略
