内容正文:
课题一 认识单相正弦交流电
模块二 交流电路
了解电能的生产、 变换与输送过程
了解交流电的主要参数
掌握交流电的基本性质
任务一 认识交流电
学习目标
模块二 交流电路
一、 2 2 0V正弦交流电
干电池、 蓄电池等提供的是恒定电流, 即大小和方向都不随时间变化的电流, 被称为直流电 (DC)。 而 供 电 系 统向 用 户 提 供 的 是 交 流 电(AC)。 交流电 的 大 小 和 方 向 是 随 时 间 而 变 化 的。若按正弦规律变化, 称其为正弦交流电。 如果不作特别说明, 通常所说的交流电都是指正弦交流电,用符号 “~” 表示。
相关知识
模块二 交流电路
由图可以看出, 输送到用户的交流电的电压是按正弦规律变化的。若按正弦规律变化, 称其为正弦交流电。 如果不作特别说明, 通常所说的交流电都是指正弦交流电,用符号 “~” 表示。
图2—3 示波器显示的正弦交流电电压波形
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1 . 周期、 频率、 角频率
(1) 周期。 交流电每重复变化一次所需时间称为周期, 用符号T 表示, 单位是秒 (s)。从图2—4中可以看出, 输送到用户的单相正弦交流电的周期为0 .0 2s。
二、 正弦交流电的三要素
图2—4 正弦交流电波形
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(2) 频率。 交流电在 1s内重复变化的次数称为频率, 用符号 f 表示, 单位是赫兹(Hz)。 根据定义可知, 周期和频率互为倒数, 即
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(3) 角频率。 正弦交流电随时间的变化关系也可以用一个在直角坐标系中绕原点沿逆时针方向旋转的相量表示, 如图2—5所示。 交流电每秒变化的角度 (电角度) 称为角频率,用符号 表示, 单位是
图2—5 用旋转相量表示交流电
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2 . 瞬时值、 最大值和有效值
(1) 瞬时值。 交流电在某一时刻的值称为在这一时刻交流电的瞬时值。 分析图2—5可知, t=0.005s时, u=220 2V; t=0.01s时, u=0V。
(2) 最大值。交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值称为正弦交流电的最大值, 用Um 表示。 分析图2—5可知, 该交流电的最大值为
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(3) 有效值。 因为交流电压的大小是随时间变化的,所以在研究交流电时, 通常用有效值表示。 有效值规定为:使交流电和直流电加在同样阻值的电阻上, 如果在相同时间内产生的热量相等, 就把这一直流电的大小叫作相应交流电的有效值 (见图2—6), 交流电压的有效值用U 表示。 理论计算表明, 交流电压的有效值和最大值之间的关系为
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3 . 相位
正弦交流 电 压 在 任 意 时 刻 的 电 角 度 称 为 相 位 角 (或 相 位), 数 学 表 达 式 为
当 =0时的相位称为初相位。
图2—7 初相位为1 2 0 °的电压波形
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三、 正弦交流电的常用表示方法
在分析和计算正弦交流电路时, 通常用解析式、 波形图、 相量图等几种方法来表示一个正弦交流电。
相量图的具体画法。
使用相量图的注意事项。
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