2.1 正弦交流电的基本概念（课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（科学出版社）

第2章 单相正弦交流电路 1.周期、频率、角频率、振幅、相位、初相、相位差。 2.交流电瞬时值、最大值、有效值。 3.相量、R、L、C串联电路、阻抗的连接、功率因数。 4.串联谐振、并联谐振。 知识点： 要求掌握： 1.正弦交流电的基本概念和表示方法。 2.用相量图分析和用相量计算交流电路的方法。 3.电阻、电感、电容元件交流电路的特征。 4. R、L、C串联电路分析与计算方法。 5.阻抗串、并联的特点。 6.提高功率因数的方法。 了解： 1.提高功率因数的意义。 2.谐振电路的条件和特征。 相关词汇表。 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 在生产及日常生活中，交流电比直流电应用更广泛，因为交流电比较容易产生和获得；交流电可以利用变压器实现电压的升高或降低，从而便于输送电能；交流发电机在结构和工艺上比直流发电机简单，便于制造大容量的发电机，成本也低，容易维护。本章主要介绍正弦交流电路的基本概念；电阻、电感、电容元件在交流电路中的特性；阻抗串联、并联的特点；交流电路的有功功率、无功率功率和视在功率；交流电路功率因数及提高功率因数的意义及方法；简单介绍交流电的串联谐振和并联谐振的特征。 第2章 单相正弦交流电路 2.1 正弦交流电的基本概念 2.1.1 周期 频率 角频率 在如图2.1所示电路中，电流按正弦规律变化，当其参考方向如图2.1所示时，电流随时间变化的波形如图2.2所示。即在0～b时间间隔内，电流实际方向与参考方向一致，为正电流；在b～c时间间隔内，电流的实际方向与参考方向相反，为负电流。 为了描述正弦交流电信号的大小、方 向及变化的快慢等，采用了相应的正弦物 理量：幅度、周期、频率和相位。 图2.1 电流方向 交流电是指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。随时间按正弦规律变化的电动势、电压和电流称为正弦交流电。通常所说的交流电指的是正弦交流电，所谓正弦交流电路是指含有正弦交流电源的线性电路。 图2.2 正弦电流的波形图 过程和步骤的列表，或者带有媒体的演讲幻灯片。 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 2.1 正弦交流电的基本概念 交流信号变化一次所需的时间称为周期，用T表示，其单位是s(秒)，还有用ms(毫秒)，μs(微秒)计量时间的。图2.2中正弦量从a点变到c点经历了一个周期。 1. 周期 1s内信号重复变化的次数称为频率，用f表示，其单位是Hz(赫兹)，还可用kHz(千赫［兹］)，MHz(兆赫［兹］)计量频率。它们的关系是 1MHz=103kHz=106Hz 由周期与频率的定义可以得到如下关系式 频率是反映交流电变化快慢的一个物理量。我国和大多数国家规定电力标准频率为50Hz，周期为0。02s。日本、美国等少数国家采用60Hz。其他不同的领域使用不同的频率，中频电源的频率是500～8000kHz，我国无线电广播中波段的信号频率为525～1605kHz，调频立体声信号的频率为88～108MHz，移动通信使用的频率在1～40GHz微波段。 2. 频率 2.1 正弦交流电的基本概念 正弦交流电每秒内变化的角度称为角频率，用ω表示，单位是rad／s(弧度每秒)，也表示正弦交流电变化的快慢。因为一周期经过的角度α＝2πrad，故角频率与频率、周期三者之间的关系为 若f=50Hz，则ω=2πf=314rad／s。 可见，周期、频率、角频率都用来表示正弦交流电变化的快慢，知道其中一个量，就可以确定出另外两个量。 3. 角频率 示例图形/图表。 Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 2.1 正弦交流电的基本概念 2.1.2 瞬时值 最大值 有效值 正弦交流电在某一时刻的大小叫做交流电的瞬时值，用小写字母表示。对于如图2.2所示的正弦交流电流瞬时值，可以用数学表达式表示为 i(t)=Imsin(ωt+φi) (2.3) u、e分别表示电压和电动势的瞬时值为 u(t)=Umsin(ωt+φu) (2.4) e(t)=Emsin(ωt+φe) (2.5) 1. 瞬时值 正弦交流电瞬时值中的最大值反映该正弦量变化的幅度，不随时间变化。通常用大写英文字母加下脚标表示。如Im、Um、Em分别表示正弦交流电流、交流电压、交流