正弦交流电基本概念19839ppt课件

正弦交流电的基本概念 轮机系 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 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 1 正弦交流电的频率 周期和角频率 T 0 5s 单位是秒 1 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周期 用T表示 u i 交流电在1s内完成周期性变化的次数称为交流电的频率 用f表示 1秒钟 f 2Hz 单位是赫兹 u i 2 频率 T 0 5s 4 rad s 单位是每秒弧度 u i 显然 三者是从不同的角度反映的同一个问题 交流电随时间变化的快慢程度 交流电一秒钟内经历的电角度称为角频率 用 表示 交流电变化一个周期 相当于发电机绕组转动了弧度或3600 国标 2 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 瞬时值是变量 注意要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大值或峰值 用Um 或Im 表示 有效值是指与交流电热效应相同的直流电数值 在t时间内产生的热量为Q 例 在t时间内产生的热量也为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定义为相应交流电i的有效值 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或I表示 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 3 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 初相确定了正弦量计时开始的位置 初相规定不得超过 180 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 u i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 已知 3 相位差 求 电压与电流之间的相位差 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 思考回答 何谓交流电的三要素 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 超前 滞后 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 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 u1与u4同相 即相位差为零 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 例 设在工频电路中 电流i 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 3rad 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 4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 前提 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 因此 描述正弦交流电的有向线段称为相量 符号表示 正弦量 在复平面上可以用长度为最大值Im