7.1认识正弦交流电（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（苏教版）

模块7 正弦交流电路 任务一 任务二 任务四 任务三 任务五 认识正弦交流电 分析复杂负载交流电路 认识三相交流电路 学习串、并联谐振电路 分析单一参数交流电路 本模块学习内容 学习目标 任务描述 任务分析 知识链接 任务一 认识正弦交流电 正弦交流电的三要素 正弦交流电的表示方法 任务一学习重点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 学习目标 ● 理解正弦交流电最大值、有效值的概念，掌握 它们之间的关系。 ● 理解正弦交流电周期、频率、角频率的概念，掌握它们之间的关系。 ● 理解正弦交流电相位与相位差的概念，掌握它 们之间的关系。 ● 掌握正弦交流电的表示方法以及它们之间的相 互转换方法。 任务一 认识正弦交流电 任务描述 ● 前面所学的直流电的大小和方向均不随时间而改 变，如图3-1（a）所示。而在实际生产和生活中，使 用最多的是交流电。交流电的大小和方向都是随时间 作周期性变化的。凡是随时间按正弦规律变化的交流 电称为正弦交流电。如图3-1（b）所示为用示波器观 察某正弦交流电压的波形图。该正弦交流电压有何特 点和要素，如何才能表示它呢？ 任务一 认识正弦交流电 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 任务分析 ●如图 3-1（b）所示，电压u的波形是一个正弦函数 的图象。因此，我们可以利用数学中的正弦函数知识 来认识正弦交流电，分析正弦交流电的规律，从而找 到它的特点和要素以及表示方法。通过本任务的学 习，将了解正弦交流电的基础知识，为以后的学习打 下基础。 任务一 认识正弦交流电 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 知识链接 一、正弦交流电的三要素 1.最大值与有效值 （1）瞬时值 正弦交流电在某一时刻的值称为瞬时值，用 e、u、i 表 示。 （2）最大值 正弦交流电的最大瞬时值称为最大值（也叫峰值或振 幅），用 Em、Um、Im表示。 任务一 认识正弦交流电 知识链接 （3）有效值 正弦交流电的大小通常用有效值表示。其有效值根据 电流的热效应定义如下：把一个交流电和一个直流电分别 通过两个阻值相同的电阻，如果在相等时间（交流电一个 周期）内产生的热量相等，就把此直流电的数值称为该正 弦交流电的有效值，用 E、U、I 表示。有效值与最大值之 间的关系为 任务一 认识正弦交流电 知识链接 （4）平均值 正弦交流电的波形是关于横轴对称的，所以在一个周期 内的平均值恒等于零。所谓正弦交流电的平均值是指半个 周期内瞬时值的平均值，用EP、UP、IP表示。平均值与最大 值的关系为 有效值与平均值的关系为 任务一 认识正弦交流电 知识链接 2.频率与角频率 （1）周期 正弦交流电重复变化一周所用的 时间称为周期，用字母T来表示， 如图3-2所示。 （2）频率 正弦交流电在1秒内重复变化的次数称为频率，即1秒 内所包含的周期数，用f来表示，单位是赫兹（Hz），简 称赫。 任务一 认识正弦交流电 知识链接 （3）角频率 交流电变化的角度叫做电角度。交流电变化一周，其电 角度就变化了 360°（即2π弧度）。正弦交流电每秒钟 变化的电角度叫做角频率，用ω表示，单位是弧度/ 秒 （rad/s）。因此，交流电变化的快慢也可以用角频率来 表示。角频率与周期和频率的关系为 任务一 认识正弦交流电 知识链接 3.相位、初相与相位差 （1）相位与初相 正弦量在任意时刻的电角度称为 相位，用（ωt +φ）表示，它反映 了正弦量的变化进程。t=0时的相位 叫做初相位或初相，用φ表示。初相可以为正，也可为 负，一般用弧度表示，也可用角度表示。用角度表示时 通常用不大于180°的角来表示。当φu＞0 时，u的波形 如图 3-3 所示。 任务一 认识正弦交流电 知识链接 （2）相位差 两个同频率正弦交流电的相位之差叫做相位差，用Δφ 表示。如图 3-4 所示，两个同频率正弦交流电流的瞬时值 表达式为 电流i1与i2的相位差为 当Δφ＞0 时，称 i1的相位超前 i2 或 i2 的相位滞后 i1；当Δφ＜ 0 时，称 i1 滞后 i2。 如图 3-5（a）所示，当φ1=φ2，即Δφ =0 时，称 i1 与 i2 同相。 任务一 认识正弦交流电 知识链接 如图 3-5（b）所示，当φ1-φ2 =±180°，即Δφ= ±180°时，称 i1 与 i2 反相。如图 3-5（c）所示。 当φ1-φ2 = ±90°，即Δφ =±90°时，称i1与 i2 正交。 综上所述，正弦交流电的最大值（或有效值）、角频率 （或频率）和初相反映了正弦交流电的基本特征，叫做 正弦交流电的三要素。 任务一 认识正弦交流电 加油站 交流电