4.1 正弦交流电路的基本物理（课件）- 高一《电工电子技术与技能》同步教学（高教版·第3版）

电工电子技术与技能 4单相正弦交流电路 41正弦交流路基楼理星 2 4.2纯电阻、纯电感、纯电容电路 3 4.3电感、电阻串联电路 *4.4电阻、电感和电容串联电路及谐振 5 4.5电路的功率因数 4.1 正弦交流电路的基本物理量 ◆观察与思考 让矩形线圈在匀强磁场中转动，如图4.1所示。观 察检流计的指针，可以看到，指针随着线圆的转动而摆 动，并且线圈每转一周，指针左右摆动一次，想一想线圈 中产生的电流方向和大小有什么特点呢？ whl// S N 图4.1交流电的产生 4.1.1 交流电的基本概念 大小和方向随时间作周期性变化，并且在一个周期内 的平均值为零的电压、电流和电动势统称为交流电。 直流 交流正弦波 交流三角波 交流方波 任意交流波形 4.2直流电和交流电的波形 4.1.1 交流电的基本概念 电路中物理量的表示方法： 直流电用大写的英语字母表示，如：E、、U。 交流电用小写的英语字母表示，如：e、i、u。 电路图中标出的Us、i、W 的方向是电压、电动势和电流的 参考方向，由于实际方向反复变 化，与参考方向相同的为正，反 之为负。 4.1.2正弦交流电的相关量 生产和生活中常用的是正弦交流电，简称交流电。 即描述正弦交流电特征的物理量 1.周期(T) /m 正弦量变化一次所需的时 间，单位为秒(s)。 2元 m 2.频率(f) 单位时间内完成的周期数， 频率与周期互为倒数。 单位为赫兹](Hz) 。 3.角频率（o) T、f0间的关系 单位时间内变化的电角度，单位为弧度/秒(rad/s) 4.1.2 正弦交流电的相关量 表4.1频率范围及它们的应用 声苷须率 超声这 数据技术 电话 无线电广播 应用领域 微波雷达 LM UKW 热、光 X射线 找被系统 电视广播 市电 调频工 电子医疗、烘下 电地加热、调温知热，淬火、熔炼 厘米波 毫米波 分米被 EHF 范围 米波 SHF 名称 十米波厂 UH班 千米波厂 百米藏 VHF HF MF LF 低须NF VLF 0.1=1031-1 10-103 100-102103 10 10 10 10 103 109 10n 10m 4.1.2 正弦交流电的相关量 4.瞬时值 正弦量在任一瞬间的值。用 小写字母表示，如：i、u、eo 5.最大值 Im 瞬时值中最大的值，也称 π π 幅值。用带下标m的大写字母 -Im 表示，如：Im、Um、Emo 6.有效值 交流电流i通过电阻R在一个周期内产生的热量与某 直流I通过同样的电阻在相等的时间内产生的热量相等， 该直流I的数值就定义为交流电流i的有效值。 4.1.2 正弦交流电的相关量 有效值用大写字母表示，如U、I、E。 根据上述定义，可得 m=0.7071m √2 同理： U= m=0.707Um √ E= E = 0.707Em 一般情况人们所说的交流电压或电流的大小，以及测 量仪表所指示的值都是有效值。 9 4.1.2 正弦交流电的相关量 7.相位 m 图示交流电流的波形可用 数学式表示为 0 元 2w i=Im sin @t -Im 它的初始值为零 数学式表示为 i=Im sin(ot+o) 它的初始值不为零 计时起点(t=0)不同，正弦量的初始值就不同；到 达最大值或某一特定值所需时间也就不同。 10