模块3单元1-周期频率与角频率

中等职业学校·电子与信息大类《电工电子技术基础与技能》模块3单相正弦交流电路｜单元1周期、频率与角频率适用：理实一体课堂·职教高考复习01直流到交流·周期频率角频率·工频50Hz模块3·单元1素养园地：特高压输电线上的“蜘蛛侠”电工电子技术基础与技能素养园地CRAFTSMANSPIRIT安徽送变电工程公司带电作业班班长——吴维国吴维国从业二十余年，主导完成四项“世界首次”带电作业：2003年±500kV强电场消缺、2015年1000kV同塔双回、2019年迈入±1100kV强电场，2023年完成世界首次超特高压直流混压共塔“长江大跨越”直升机带电作业。他在百米高空、不停电的状态下守护国家电网的“大动脉”。启示一·工匠精神±1100kV强电场不是一日练成，是“周期、频率、波形”这些最基础概念的反复推敲。启示二·敬畏与严谨工频50Hz，一个数字背后是千万千瓦电能的稳定输送；一个标注错误可能造成巨大损失。课堂导入：直流电像水流，交流电像潮汐，一升一落背后，藏着“周期、频率、角频率”。《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）本单元学完，同学们应当达成以下三维目标——它们也是职教高考本模块考点的命题依据。电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）模块3·单元1学习目标知识目标1）了解正弦交流电的产生及其表示方法；2）理解周期、频率、角频率的定义；3）理解三者的换算关系。技能目标1）能识别正弦交流电的表达式；2）能识别正弦交流电的波形图。素养目标1）建立对正弦交流电的系统认知；2）养成认真观察的习惯。什么是交流电：大小、方向都随时间变化定义：交流电是指大小和方向都发生周期性变化的电动势、电压与电流，英文缩写为AC。其中按正弦规律变化的称为正弦交流电，是职教高考的考查重点。两大类：正弦交流电+非正弦交流电（方波、锯齿波、三角波等）。本教材主要研究正弦交流电。《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）电工电子技术基础与技能单元1周期、频率与角频率正弦交流电的最值是相对值，直流电的数值是固定值——这是交流计算的难点，也是高考的核心。图3-1交流电的类型①转子线圈与定子磁场线圈在匀强磁场中匀速旋转时，穿过线圈的磁通量按正弦规律变化，从而感应出按正弦规律变化的电动势。②波形来源线圈平面与磁场方向平行时（转0°），电动势最大；垂直时（90°），电动势为零——这解释了正弦波的起点。电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）正弦交流电的产生：磁场中转动的线圈单元1周期、频率与角频率图3-2交流发电机的基本原理一句话：正弦交流电是电磁感应+几何位置的必然结果；线圈匀速→波形必然是规则正弦。表示法：解析式+波形图+三要素②波形图表示法以t或ωt为横轴、瞬时值为纵轴画出的曲线。同一交流电，解析式与波形图是一一对应的两种表达。《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）电工电子技术基础与技能单元1周期、频率与角频率正弦交流电三要素：最大值（决定幅度）、角频率（决定快慢）、初相位（决定起点）——任何正弦交流电都用这三个量唯一确定。图3-3正弦交流电动势的波形图①解析式表示法（瞬时值）式中Eₘ、Uₘ、Iₘ为最大值；ω

为角频率；φ₀

为初相位。周期T：完成一次变化的时间周期T正弦交流电按正弦规律变化一周所需的时间符号T单位

秒（s）等价于发电机转一圈一个周期内，电流方向改变2次。电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）单元1周期、频率与角频率周期的物理意义周期T衡量的是交流电变化的缓急：T越大，变化越慢；T越小，变化越快。工频交流电的T=0.02s（每秒50周）。生活类比心脏每跳动1次用时≈0.02s≈0.02s周期；跳得快则T短。交流电“快”指周期短、频率高。直流电没有“周期”——大小方向恒定，不存在“完成一周”的概念。频率f正弦交流电在1s内变化的周期数。符号f，单位赫[兹]（Hz）。等价于1s内发电机转子旋转的圈数。角频率ω正弦交流电在1s内变化的电角度弧度数。符号ω，单位弧度/秒（rad/s）。等价于1s内转子扫过的弧度数。关系式表达式记忆要点T与fT=1/fT与f互为倒数T与ωT=2π/ω周期=转一圈=2π弧度f与ωω=2πf一秒钟转的弧度=2π×圈数一句话速记：周期T是时间，频率f是1秒内几个周期，角频率ω是1秒内几个2π弧度。频率f与角频率ω：换算关系电工电子技术基础与技能单元1周期、频率与角频率《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）例3-1

我国市电为正弦交流电，其频率f=50Hz，请计算

T和

ω。一句话：记牢“工频50Hz”这一对数字，0.02s、314rad/s就跟着出来——这是职教高考填空题的“送分点”。《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）频率f与角频率ω：换算关系电工电子技术基础与技能单元1周期、频率与角频率周期T、频率f、角频率ω对照物理量符号定义单位周期T完成一次变化所需时间秒（s）频率f1s内变化的周期数赫（Hz）角频率ω1s内变化的电角度（弧度）弧度/秒（rad/s）三个高频易错点交流≠正弦交流方波、锯齿波、三角波等非正弦交流也是交流电；题干只说“交流”不一定能套正弦公式。周期和频率互为倒数T单位是秒、f单位是赫，两者数值倒数关系，不要混用T=2πf（这条公式里2π应在f前，不在T前）。单元小结：交流电+三参数+三要素电工电子技术基础与技能单元1周期、频率与角频率《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）三要素：最大值、角频率、初相位——任一不同，交流电就不同。最大值≠有效值最大值与有效值差√2倍；本题只学“最大值”，下一单元深入。电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）一、填空题1.交流电是指＿＿＿＿和＿＿＿＿都发生周期性变化的电动势、电压与电流，英文缩写为＿＿＿＿。2.正弦交流电的三要素包括＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。3.在正弦交流电动势的表达式e=Emsin(ωt+φe0)中，表示电动势最大值的是＿＿＿＿，表示角频率的是＿＿＿＿，表示初相位的是＿＿＿＿。4.我国市电的频率为＿＿＿＿，周期为＿＿＿＿，角频率为

＿＿＿＿。1.交流电都是按照正弦规律变化的。（

）2.正弦交流电波形图的横坐标是时间或电角度。（

）3.习惯上称工频的电源频率是50Hz。（

）4.周期和频率互为倒数。（

）请先独立作答，书写解题依据；参考答案与综合题解析见下一页。职教高考专项练习练习（一）（二）：填空与判断二、判断题电工电子技术基础与技能《电工电子技术基础与技能》（电子与信息大类）三、综合题1.某正弦交流电压的最大值为50V，角频率为628rad/s，初相位为120°，试写出此正弦交流电压的瞬时值解析式。2.已知正弦交流电流i(t