电工基础课件-电磁感应与正弦交流.ppt

临汾高级技工学校电工基础课件 电工基础 电气教研组高永青 临汾高级技工学校电工基础课件 回顾 发生电磁感应现象的条件是什么 如何判定感应电动势的方向 感应电动势大小与那些物理量有关 临汾高级技工学校电工基础课件 1 发生电磁感应现象的条件是 穿过闭合回路的磁通量发生变化 2 感应电动势的方向判定可以用右手定则判定 也可以用楞次定律判定 3 感应电动势的大小计算公式 导体切割磁感线 e BLVsin 指导体切割运动的方向和磁场方向的夹角穿过闭合回路的磁通量发生变化 e n tn 线圈的匝数 临汾高级技工学校电工基础课件 返回 临汾高级技工学校电工基础课件 返回 电流的分类 恒定电流 大小和方向都不随时间变化的电流 交变电流 大小和方向随时间周期性变化的电流 那么正弦交流电是按什么规律变化的 临汾高级技工学校电工基础课件 正弦交流电变化规律图 这种规律变化的交流电是如何产生的呢 如何对它进行描述 临汾高级技工学校电工基础课件 课题 正弦交流电 目标 1 了解正弦交流电是如何产生的 2 掌握正选交流电的基本物理量 3 学会正弦交流电的表示方法 临汾高级技工学校电工基础课件 交流电的优点 交流电容易生产 容易变压 输送和分配方便 而且生产中使用的带动生产设备运转的三项异步电动机 也是以三项交流电作为电源的 所以在工业生产和日常生活中得到广泛的应用 在需要直流的场合 可以通过整流装置将交流电变换成直流电 交流电动机的基本结构 磁极 电枢 临汾高级技工学校电工基础课件 交流电机的工作原理 由此可见交流电的产生就是线圈在磁场中旋转作切割磁感线运动 发生电磁感应现象 从而产生感应电动势 在回路中形成感应电流 返回 临汾高级技工学校电工基础课件 交流电的变化规律 角速度 w初始位置 中性面任一时间t线圈平面转过角度 wt N S 中性面 与磁感线垂直的平面特点 1 穿过线圈平面的磁通 最大 2 磁通变化率 t 0 临汾高级技工学校电工基础课件 所谓正弦交流电 是指大小和方向随时间按正弦规律作周期性变化的电流 电压和电动势 称为正弦交流电 简称交流电 也称为正弦量 正弦交流电可用三角函数式或波形图来表示 其中三角函数式表达了它每一瞬时的取值 称为瞬时值表达式 简称瞬时式 如正弦交流电流的瞬时式可写为 Im 交流电的最大值 如UmEm 交流电的角频率 是指线圈平面旋转切割磁感线每秒中转过的弧度 单位 rad s 读 弧度每秒 交流电的初相 是指线圈平面旋转起始位置与中性面的夹角 也称初相位或初相角 正弦交流电的基本物理量 正弦量的三要素 临汾高级技工学校电工基础课件 正弦交流电的基本物理量 例1 其正选量的瞬时值表达式如下 请读出正选交流电的三要素 1 e 220sin 20t 600 V 2 i 10sin 10t 300 A 临汾高级技工学校电工基础课件 例2 其波形图如图所示 请读出正选交流电的三要素 正弦电流波形 正弦交流电的基本物理量 临汾高级技工学校电工基础课件 周期 频率 角频率周期 正弦量重复变化一周所需要的时间称为周期 用T表示 单位为秒 s 频率 正弦量一秒钟内变化的周数称为频率 用f表示 单位为赫兹 Hz 简称赫 显然 频率是周期的倒数 即 频率反映了交流电变化的快慢 f越大 交流电变化越快 我国电力系统的供电频率为50Hz 称为工频 所以50Hz的交流电又称为工频交流电 一般的交流电动机 照明 电热等设备 都是按照工频交流电来设计制造的 另外 音频信号的频率为20 20000Hz 视频信号的频率为0 6MHz 正弦交流电的基本物理量 临汾高级技工学校电工基础课件 正弦交流电的基本物理量 临汾高级技工学校电工基础课件 瞬时值 最大值 有效值瞬时值 正弦量在任一瞬间的数值称为瞬时值 用小写字母表示 如i u e等 最大值 瞬时值中最大的值称为最大值 或称为振幅 幅值 用带下标m的大写字母表示 如Im Um Em等 有效值 交流电的瞬时值和最大值只是交流电某一瞬时的数值 不能反映交流电在电路中做功的实际效果 而且测量和计算都很不方便 为此 在电工技术中常用有效值来表示交流电的大小 如家庭或工业用电的电压为220V 380V等均指有效值 交流电表的指示值和交流设备铭牌标注的电压 电流数值一般都是指有效值 有效值用大写字母表示 如I U E等 正弦交流电的基本物理量 临汾高级技工学校电工基础课件 正弦交流电的基本物理量 正弦交流电最大值和有效值之间的关系 E Em U Um I Im 关于有效值的说明1 通常所说照明电路的电压是220v 指的是交流的有效值 2 各种使用交流的电器设备的铭牌上所标的额定电流和额定电压的数值都是它的有效值 3 交流电压表和电流表所测的数值也是有效值 4 如果没有特别说明 一般说到交流的电动势 电压 电流时 指的都是有效值 课堂小结1 正弦交流电是通过交流电机内部线圈在磁场内旋转发生电磁感应现象而产生 所产生的电动势按正弦规律变化 瞬时值表达式为 e Emsin t 2 正弦交流电的三要素分别是 最大值 角频率 初相 最大值 是指正弦交流电变化中的最高值 用带下标m的大写字母表示 如Im Um Em等 角频率 线圈平面旋转时每秒钟转过的角度 用字母 表示 单位为rad s 初相 是指线圈平面起始位置与中性面的夹角 用字母 表示 临汾高级技工学校电工基础课件 3 正选交流电基本物理量及它们之间的关系 E Em U Um I Im 周期 完成一个周期性变化所用的时间 符号 T 单位 秒频率 交流在1s内完成周期性变化的次数 符号 f 单位 赫兹 Hz T 1 ff 1 T 2 f 2 T中国交流电 f 50HZT 0 02S4 正弦交流电的描述方法有 瞬时值表达式法 图像法 向量图表示法 指数式 极坐标式几种方法 不管什么方法都离不开它的三个要素 今天我们已经学习了瞬时值表达式法 图像法 后面我们将重点学习向量图表示法 临汾高级技工学校电工基础课件 随堂练习1 几种不同计时起点的正弦电流波形 临汾高级技工学校电工基础课件 已知两正弦量的解析式为u 200sin 1000t 200 V i 5sin 314t 30 A 试求两个正弦量的三要素 及周期 频率 解 1 u 200sin 1000t 200 200sin 1000t 160 V 所以电压的最大值Um 200V 角频率 1000rad s 初相 u 160 周期T 500s 频率f 500 HZ 2 i 5sin 314t 30 A所以电流的最大值Im 5A 角频率 314rad s 初相 i 30 周期T 0 02s 频率