《电工基础》课件 3.1 正弦交流电的基本概念

项目3单相正弦交流电路分析3.1正弦交流电的基本概念3.2正弦量的相量表示3.3正弦交流电路中的电阻元件3.4正弦交流电路中的电感元件3.5正弦交流电路中的电容元件3.6相量形式的基尔霍夫定律3.7

RLC串联电路3.8多阻抗的串、并联电路3.9谐振电路实际应用中交流电比直流电具有更广泛的应用，常见的几种周期性交流电波形有：3.1正弦交流电的基本概念日常用电都是正弦交流电，区别于直流电，正弦交流电的大小和方向随时间变化而变化。

大小和方向随时间按正弦规律变化的电压、电流称为正弦电压和正弦电流。表达式为：

可见，正弦量（正弦电压、正弦电流）的大小和方向由Um或Im（幅值）、ω（角频率、也可用频率或周期表示）、φ（初相位）决定。1、正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值瞬时值是以解析式表示的：最大值就是上式中的Im，Im反映了正

弦量振荡的幅度。一、正弦量的三要素3.1正弦交流电的基本概念有效值指与交流电热效应相同的直流电数值。i通过电阻R时，在t时间内产生的热量为Q例I通过电阻R时，在t时间内产生的热量也为Q上述直流电流I就是上述交流电流i的有效值。理论和实际都可以证明：

有效值用大写字母来表示，如U、I。有效值反映了正弦量在功能转换方面的实际效果。3.1正弦交流电的基本概念

在工程上凡谈到正弦电压或电流等量值时，若无特殊说明，总是指有效值，一般电气设备铭牌上所标明的额定电压和电流值都是指有效值，例如“220V，60W”的灯泡是指额定电压的有效值为220V。

大多数交流电压表和电流表都是测量有效值，但是电气设备的绝缘水平——耐压水平，则是按最大值考虑。3.1正弦交流电的基本概念2、

正弦交流电的周期、频率和角频率角频率ω：正弦量单位时间内变化的弧度数,单位为弧度/秒

（rad/s）。角频率与周期及频率的关系：周期T：正弦量完整变化一周所需要的时间,单位为秒(s)；频率f：正弦量在单位时间内变化的周数,单位为赫兹（Hz）；周期与频率的关系：*我国采用50Hz作为国家电力工业标准频率(工频)。3.1正弦交流电的基本概念3、正弦交流电的相位、初相位和相位差正弦量表达式中的角度。相位：t=0时的相位。初相位：·初相位反映了正弦量的计时起点的状态。·相位描述了正弦量变化的进程或状态。3.1正弦交流电的基本概念指两个同频率正弦量之间的相位差，数值上等于它们的初相之差。·相位差：例相位初相i1、i2

的相位差为：习惯上取∣φ∣≤180°。3.1正弦交流电的基本概念相位差情况有如下几种：（a）若φ>0时，称i1超前i2φ角度或称i2滞后i1φ角度；（b）若φ<0时，称i1滞后i2φ角度或称i2超前i1φ角度；3.1正弦交流电的基本概念（c）若φ=0时，称i1与i2同相；（d）若φ=π时，称i1与i2反相；（e）若φ=π/2时，称i1与i2正交。3.1正弦交流电的基本概念·例3-1已知一正弦电流i的Im=10A,f=50HZ，φ=60°，求电流的瞬时值表达式。解：所以3.1正弦交流电的基本概念·例3-2已知两正弦电压、

，求两者之间的相位差。解：已知φ1=60°，φ2=-60°，则即u1超前u2120°或u2滞后u1120°。3.1正弦交流电的基本概念u1与u2反相；u1与u4同相；u3与u4正交；u3超前u490°；u3滞后u290°。U=180V，则Um≈255V

正弦量的三要素是最大值、角频率和初相。最大值反映了正弦交流电的大小问题；角频率反映了正弦量随时间变化的快慢程度；初相确定了正弦量计时始的位置。何谓正弦量的三要素？它们各