2.1.1 正弦交流电概述（课件）-《电工电子技术基础与应用》同步教学（航空工业出版社）

电工电子技术基础与应用 目录 项目1 直流电路 项目2 正弦交流电路 项目3 变压器与三相异步电动机 项目4 二极管及其应用 项目5 三极管及其应用 项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路 项目7 触发器与时序逻辑电路 正弦交流电路 项目2 3 与直流电不同，交流电的大小和方向都是随时间按一定规律变化的，而正弦交流电就是随时间按正弦函数规律变化的电压和电流，它是交流电的一种基本形式。正弦交流电路在电能的生产、输送和转换中的应用非常普遍，如发电机、输电电网、变压器等。此外，许多用电设备也都采用了正弦交流电路，如生活中的照明灯具、洗衣机、电冰箱，以及工业生产中的各种交流电动机等。 本项目主要介绍正弦交流电路的基本知识和分析方法、三相交流电源的基本知识和三相交流电路的联结方法等内容。 项目导读 项目导读 4 学习目标 知识目标 技能目标  培养执着专注、科学严谨、精益求精、追求卓越的工匠精神  厚植民族自豪感和文化自信心 素质目标  掌握正弦交流电的三要素和相量表示法  掌握单一正弦交流电路的表示方法和特性  掌握RLC串联/并联电路的分析方法和特性  掌握正弦交流电路功率的计算方法  掌握三相交流电源的工作原理和表示方法  掌握三相交流电路的联结方法  掌握三相交流电路功率的计算方法  能够测量RLC的阻抗频率特性  能够测量三相交流电路的电压和电流 目录 任务2.1 认识正弦交流电路 任务2.2 认识三相交流电路 任务2.1 认识正弦交流电路 1 PART ONE 任务引入 相较于直流电，由于正弦交流电的大小和方向都是随时间不断平滑变化的，因此正弦交流电不易产生高次谐波，这有利于保护电器设备的绝缘性能和减少电器设备在运行中的能量损耗。在日常生活中，多数家用电器使用的是单相正弦交流电，而它们的电路中几乎都引入了电阻、电感和电容，这种电路称为RLC电路。RLC电路利用RLC的阻抗频率特性，可对单相正弦交流电进行处理和变换。 请选择合适的工具和器材，测量正弦交流电路中RLC的阻抗频率特性，并讨论RLC的作用。 任务引入 本任务的知识与技能要求如下表所示。 任务内容 认识正弦交流电路 学习程度 识记 理解 应用 学习任务 正弦交流电的三要素和相量表示法  ●   单一参数正弦交流电路   ●   正弦交流电路的分析   ●   实训任务 测量RLC的阻抗频率特性     ● 自我勉励 学习目标 任务工单 学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。 1．知识准备 3．任务实施 2．工具和器材准备 4．任务评价 10 大小和方向均随时间做周期性变化的电压和电流统称为交流电。若交流电的电压和电流是随时间按正弦函数规律变化的，则称其为正弦交流电。 2.1.1 正弦交流电概述 相关知识 1．共发射极放大电路的结构 如下图所示为正弦交流电流的波形。 相关知识 式中： i ——正弦交流电流的瞬时值； ——正弦交流电流的振幅（最大值）； ——正弦交流电的角频率，又称角速度，单位为弧度/秒（rad/s）； ——正弦交流电的初相位。 正弦交流电压的数学表达式为 式中： U ——正弦交流电压的瞬时值； ——正弦交流电压的振幅。 由上式可知，当角频率、振幅和初相位确定以后，正弦交流电流（或正弦交流电压）就被确定下来了。因此，角频率、振幅和初相位又称为正弦交流电的三要素。 相关知识 1）周期、频率和角频率 正弦交流电可用周期、频率或角频率来表示其变化的速率。其中，周期是指正弦交流电完成一次循环变化所用的时间，用T表示，单位为秒（s）；频率是指正弦交流电在单位时间内做周期性循环变化的次数，用f表示，单位为赫（Hz）。根据定义，周期与频率互为倒数，即 正弦交流电变化一个周期T，相当于正弦函数变化 弧度，角频率则是指正弦交流电在单位时间内变化的弧度。角频率用表示，单位为弧度/秒（rad/s），它与周期和频率之间的关系为 相关知识 2）振幅和有效值 振幅是指正弦交流电在一个周期内所能达到的最大瞬时值，用大写字母加下标m表示，它反映了正弦交流电变化的幅度。 如果正弦交流电流i通过电阻R在一个周期内产生的热量，与相同时间内直流电流I通过电阻R产生的热量相等，那么就把这一直流电流I的数值称为正弦交流电流i的有效值。正弦交流电流的有效值为 正弦交流电压的有效值为 相关知识 3）初相位和相位差 上式中的称为正弦交流电的相位角，简称相位，单位为度（°）或弧度（rad），它能反映正弦交流电变化的进程。 时的相位称为初相位角，简称初相位或初相。通常规定初相位的绝对值不大于π。 相位差是指两个同频率正弦交流信号（电压或电流）的相位之差。如果两个同频率的正弦交流信号出现正值的时