交流电的基础知识

1、课程：电工基础,内容,单相交流电路,任务1：假如你毕业后是一名企业的电工，而且你是师傅，单位安排你带一名徒弟，需要你教他单相交流电的知识。你将如何进行,任务2：假如你毕业后是一名企业的电工，该企业承担了我校新校区教室电路的联接，正好这个工作由你负责，你将如何进行接线,教学目标： 1、理解直流电和交流电的区别 2、掌握单相交流电的基本概念和三要素 3、培养学生独立思考和创新的能力,教学难点：正弦交流电的三要素,教学难点：正弦交流电的最大值、有效值、角频 率、频率、周期、相位、初相位,交流电路概述,在生产和生活中使用的电能，几乎都是交流电能，即使是电解、电镀、电讯等行业需要直流供电，大多数也是将交

2、流电能通过整流装置变成直流电能。在日常生产和生活中所用的交流电，一般都是指正弦交流电。 因为交流电能够方便地用变压器改变电压，用高压输电，可将电能输送很远，而且损耗小；交流电机比直流电机构造简单，造价便宜，运行可靠。所以，现在发电厂所发的都是交流电，工农业生产和日常生活中广泛应用的也是交流电,5.1 交流电的基本概念,直流电,交流电,e,每时每刻大 小和方向恒 定不变，与 时间无关,大小和方向 随时间作周 期性变化， 与时间密切 相关,优点,简单、安全、适合半导体器件供电,第一：交流电可以用变压器变压，便于远距离输电。 第二：交流电机比同功率直流电机构造简单，造价低。 第三：可以用整流装置，将

3、流交电变成所需的直流电。 第四：无线电通讯中交流信号可放大、传送、变换,1a,1.8a,2a,一、交流电的产生,正弦交流电,原理：根据电磁感应定律，导体切割磁力线产生感应电流,起始角0,符号的规定,直流电：i u e （用大写字母表示,交流电：i u e（用小写字母表示,二、正弦交流电的相关量,1. 正弦交流电的周期、频率和角频率,周期t,频率f：每秒内周期性变化的次数。单位赫兹（hz,1s,共50次,也就是说发电机每秒钟转50转,正弦量完整变化一周所需要的时间。单位秒,电网频率： 中国 50 hz 美国 、日本 60 hz,小常识,有线通讯频率：300 - 5000 hz,无线通讯频率： 3

4、0 khz - 3104 mhz,角频率： 单位时间内变化的弧度数。(相当于角速度,角频率与周期及频率的关系,周期与频率的关系,0.02s,t,每秒50周,2,314弧度/秒,f,例 1我国和大多数国家的电力标准频率是 50 hz，试求 其周期和角频率,解,= 2 f =2 3.14 50 = 314 rad/s,1. 周期 t：变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒,3. 角频率 ： 每秒变化的弧度 单位：弧度/秒,2. 频率 f： 每秒变化的次数 单位：赫兹，千赫兹,2. 正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值,瞬时值是交流电某一时刻所对应 的值。随时间不同而变化，是个变量。 用 小写字母 i、u

5、、e 表示,最大值是交流电的 幅值。用大 写字母加下标m表示。如 im、um、em,有效值 相同条件下，直流电与交流电对电阻加热产生的热量相等时，将这个直流电的数值，称为交流电的有效值。 用大写字母表示。如 i 、 u 、 e,um,um,t=t1,最大值,瞬时值,在效值,交流仪表测得的数字、电气设备铭牌上的额定值都指有效值,311v,220v,150v,思考与练习,耐压为220v的电容器，能否用在180v的正弦交流电源上,255v220v,不能用在180v正弦电源上,1,2、交流供电的优点是（1）_ （2）_ _（3）_,3、我国生活照明用电的电压是_，最大值为_ 频率f=_，周期t=_，角

6、频率=_,4、人们常说的交流电压220v、380v，指的是交流电压的_值,可以用变压器变压，便于远距离输电,交流电机构造简单，造价低,可以整流，变成直流电,220v,311v,50hz,0.02s,314rad/s,有效,5、画出正弦交流电的波形图，并在图上标出下列各交流电的相关量：t、f、u、um 、u,f =波形个数,瞬时值,最大值,在效值,若购得一台耐压为 300v 的电器，是否可用于 220v 的线路上,该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所以不能用,3、正弦量的相位、初相位和相位差,t = 0 时的相位，称为初相位或初相角,为正弦波的相位角或相位，表示了正弦量的变化进程,图中,两个同频率正弦量间的相位差( 初相差,两种正弦信号的相位关系,三相交流电路：三种电压初相位各差120,t,重点）正弦交流电的 最大值 反映了正弦交流电的变化范围。 角频率 反映了正弦交流电的变化快慢。 初相位 反映了正弦交流电的起始状态。 因此把最大值、角频率、和初相位称为正 弦交流电的三要素,频率,幅度,初相位,已知,试求出电流的最大值、有效值、角频率、频率、周期、初相位,解,小结