任务十四：认识正弦交流电(课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（电子工业版）

项目三：单相交流电路 学习 任务 认识正弦交流电 分析纯电阻交流电路 分析纯电容交流电路 分析纯电感交流电路 分析RL串联电路 提高交流电路的功率因数 一、观察交流电 任务十四：认识正弦交流电 交流发电机可以很经济方便地把机械能、水能、风能、化学能等其它形式的能转化为电能 交流电的优点主要表现在发电和配电方面 交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比，造价大为低廉 交流电可以方便地通过变压器升压和降压,，这给配送电能带来极大地方便 交流电动机比相同功率的直流电动机结构简单，造价低 交流电压波形 该电源波形显示电源的大小和方向都在发生变化 正弦交流电，简称为交流电，通常用符号“～”或字母“AC”（Alternation Current）表示。洗衣机、电冰箱、电视机、空调等都使用的是交流电。 正弦交流电 大小和方向都随时间按正弦函数规律变化的电压和电流 二、认识交流电的三要素 交流电瞬时值的数学表达式 振幅 交流电出现的最大的瞬时值，又称幅值或最大值 用带下标m的大写字母表示 交流电压振幅Um 交流电流振幅Im 有效值 衡量交流电大小的物理量 小写字母表示 流有效值为I，电压有效值为U 交流电的有效值与最大值的关系 常所说的交流电压、电流的大小都是指有效值 一般电气设备上所标明的电压、电流值都是指有效值 使用交流电压表、电流表所测出的数据也多是有效值 角频率 周期 交流电变化一次所需的时间 字母T 频率 交流电每秒内变化的次数 字母f 频率与周期的关系 角频率 交流电每秒变化的弧度数 ω 单位为rad/s（弧度/秒 ω、f、T三者之间的关系 初相位 相位 交流电流瞬时值表达式中任意瞬时的电角度（ωt+ψi） 初相位 简称初相 ，t=0时的相位ψi 习惯上初相用小于180º的角度表示，即其绝对值不超过π。 如ψi=300º，可化为ψi=300º－360º=－60º。 例3.1 已知正弦交流电压的表达式为u=311sin(314t-150º)V，试求（1）指出交流电压的三要素；（2）电压的有效值、周期和频率。 （1）电压最大值Um=314V，角频率ω=314rad/s，初相ψu=-150º。 （2）有效值 解： 例3.2 某电容器的耐压值为300V，问能否接在有效值为220V的交流电源上？ 电压的最大值为 解： 电源电压的最大值超过了电容器的耐压值，不能接在此电源上。 三、描述同频率交流电的相位关系 相位差 两个同频率交流电的相位之差 有两个同频率的交流电压和电流分别为 电压与电流之间的相位差 相位差等于它们的初相之差 相位关系 初相相等的两个交流电，它们的相位差为零 同相 两个交流电同时达到零，同时达到最大 反相 相位差为π的两个交流电 两个交流电同时达到零，当一个达到正的最大值，另一个达到负的最大值 两个正弦交流电的初相不等，相位差就不为零 电压超前电流 u比i超前60º或者i比u滞后60 例3.3 设两个交流电流i1=6sin(ωt＋30º)A，i2=4sin(ωt)A，试求i1与i2的相位差并指出它们的相位关系。 ：i1的初相ψ1=30º，i2的初相ψ2=0º i1与i2的相位差为 解： i1比i2超前30º，或i2比i1滞后30º。 $$