6.1正弦交流电及正弦交流电的产生、6.2 正弦交流电的基本物理量（课件）- 高一《电工技术基础与技能》同步教学（机工版·第3版）

电工技术基础与技能 01011 01010101016 9101010100 电工技术基础与技能 第六章 第六章 正弦交流电路 电工技术基础与技能 第六章 6.1正弦交流电及正弦交流电的产生 实验导入实验电路如图6-1所际，在图61a中，发光二极管是单方向导电器件，按图中实 线所示连接时，左边的二极管点亮；按图中虚线所示连接时（电源的电流反向），右边的二极 管点亮，我们记住这个现象；再把二极管接入变压器中，接通电源，两个二极管都亮。 现象分析：由图6-1ā实验可见，电路中二极管只能通过单方向流动的电流，电路反接，另 一只二极管才亮。当两只发光二极管接在变压器上时同时点亮，可见变压器上流过的是方向交替 变化的电流。图61c是交替变化的电流在导线中流动的情祝。 电工技术基础与技能 第六章 V 正半月 220N 荷右溪动 支电 导线 半月■ 而左落动 300n a b) c 图6-1实验电路 )发光二极管方向实验b)加入交流电，二极管同时亮c交流电方向 电工技术基础与技能 第六章 ·6.1.1正弦交流电 1.交流电 ·大小和方向都随时间作周期性变化、并且在一个周期内其平 均值为零（在一个周期内正负半周的面积相等）的电压或电 流，统称为交流电。图6-2是几种交流的波形。 ·图6-2几种交流电波形 ■ 电工技术基础与技能 第六章 ·2.正弦交流电 ·按正弦规律变化的电压或电流，称为正弦交流电（图6-2b)。 正弦交流电有时也简称交流电。正弦交流电有着广泛地应用。 我国的工业电力网采用的就是50Hz正弦交流电（又简称工频 交流电)，因为它有以下优点： (1)可以利用变压器升压或降压，便于电能的远距离输送： (2)交流电动机结构简单、成本低、电磁噪声小、使用维护 方便； (3)可以通过整流将交流电变为直流电，供直流设备应用。 电工技术基础与技能 第六章 由于正弦交流电随着时间作周期性变化，因此交流电路和直 流电路有着很大的区别。在直流电路中各种负载都可以用 一 个电阻来等效，然后利用电阻电路的计算方法来计算电路中 的各个电量。在交流电路中，由于电流在交替变化，除了电 阻元件可以通过交流电流之外，电容器也可以通过交流电 。 电容器在交流电路中由于不断地充电和放电，相当于电流在 电容器中流动：申感线圈东直流电路中相当干短路，但在贪 流电路中，由于电流的变化使电感线圈产生自感电动势 个自感电动势阻碍电流的流动，因此，电感线圈在交流电路 中的作用与在直流电路中的作用有着本质的区别。 在交流电路中工作的各种电器以及电路器件（电路负载 根据其工作性质不同，可以用电阻、电容、电感来等效。电 阻、电容、电感又称为交流电路的三大元件 电工技术基础与技能 第六章 6.1.2 正弦交流电的产生 ·图6-3所示是发电机的正面示意图。 8 ·图6-3发电机示意图 o 图中转子具有一对N、S磁极，磁极的表面制造的比较特 殊，使磁感应强度相对绕组按正弦规律分布；A、B是绕 组的两个有效边，固定在定子上，两个端点接负载，图中 虚线表示绕组的背面连在一起。 电工技术基础与技能 第六章 下面分析转子按逆时针方向匀速转动，绕组切割磁力线产生感 应电动势的情况： 当a=O,转子的中性面扫过绕组的A、B边，由于此时绕组的 A、B边不切割磁力线，绕组中没有感应电动势。 当a=90°，扫过绕组的A、B边磁感应强度最大，绕组中的感 应电动势也最大，电流方向为A流出，B流进。 当α>180°，对于绕组而言，磁极已经反向，绕组中的感应电 动势亦反向，即A为流进，B为流出。 当a=270°，绕组中的感应电动势达到负的最大值。 当α=360°，转子转过了一个周期，转子的中性面又经过绕组， 其感应电动势为零。 电工技术基础与技能 第六章 ·根据转子磁极表面的磁感应强度相对绕组按正弦规律变化， 即B=Bmsina ·又根据电磁感应公式：E=B/u,e=U/Bmsina=Emsina 式中U一转子的旋转速度： L—绕组的AB有效边长度之和： Em一感应电动势的最大值。 。 输出电压的表达式为u=Umsina 。 当发电机的转子在匀速旋转时，绕组中就输出正弦交流电。 由上式可见，发电机的输出电压是转子旋转角度的函数。