4.1.1正弦交流电的产生及三要素（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（高教版）

任务4-1 正弦交流电的产生及三要素 《电工技术基础与技能》项目4 1 目 录 目录 1. 正弦交流电的产生 2. 正弦交流电的三要素 1.交流电的产生 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 导入：大家看看家里面的用电器有哪一些？它们用的是什么电？ 1.交流电的产生 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 如果电流的大小及方向都随时间做周期性变化，并且在一个周期内的平均值为零的电流称为交流电。 单相正弦交流电的产生 S N 中性面 S ω S N 1.交流电的产生 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 S N 中性面 ω 0 e α 90o 180o 270o 360o 90o 180o 270o 360o 按正弦曲线规律变化的交流电，称为正弦交流电。 1.交流电的产生 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 0 e ωt t1 e1 S N ω 1.交流电的产生 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 0 e ωt e S N ω Em e＝Emsinωt 1.交流电的产生 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 若线圈从与中性面成一夹角 开始转动，则：  i ( t ) = Imsin( t  i0) u ( t ) = Umsin( t  u0) e ( t ) = Emsin( t  e0) 2.正弦交流电的三要素 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 设正弦交流电流为： 角频率：决定正弦量变化快慢 幅 值：决定正弦量的大小 幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。 初相角：决定正弦量起始位置  Im  2 T i O 2.正弦交流电的三要素 正弦量随时间按正弦规律变化，对应各个时刻的数值称为瞬时值，瞬时值是用正弦解析式表示的，即： 瞬时值是变量，注意要用小写英文字母表示。瞬时值对应的表达式应是三角函数解析式。 要素一：(1)瞬时值 (2)最大值 正弦量振荡的最高点称为最大值，用Um(或Im)表示。 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 2.正弦交流电的三要素 有效值是指与正弦量热效应相同的直流电数值。 R i 交流电流i 通过电阻R时，在t 时间内产生的热量为Q； 例 直流电流I通过相同电阻R时，在t 时间内产生的热量也为Q。 两电流热效应相同，可理解为二者做功能力相等。我们把做功能力相等的直流电的数值I 定义为相应交流电i 的有效值。有效值可确切地反映正弦交流电的大小。 (3)有效值 R I 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 2.正弦交流电的三要素 有效值是根据热效应相同的直流电数值而得，因此引用直流电的符号，即有效值用U 或I 表示。 理论和实践都可以证明，正弦交流电的有效值和最大值之间具有特定的数量关系，即： 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 2.正弦交流电的三要素 正弦波完成完成一周所需的时间称为周期Ｔ，单位为秒（s）。每秒内变化的次数称为频率ƒ，它的单位是赫兹（Ｈz）。 周期和频率互为倒数的关系，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 要素二：(1)周期、频率、角频率 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 2.正弦交流电的三要素 它的单位是弧度／秒（rad/s）。 上式表示Ｔ、ƒ、ω三者之间的关系，只要知道其中之一，则其余均可求出。 正弦量变化的快慢除用周期和频率表示外，还可用角频率ω来表示。因为一周期内经历了 弧度，所以角频率为 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 2.正弦交流电的三要素 显然，相位反映了正弦量随时间变化的整个进程。 初相确定了正弦量计时起始的位置，初相规定不得超过±180°。 (1)相位 (2)初相 相位是随时间变化的电角度，是时间t 的函数。 初相是对应 t =0时的确切电角度。 正弦量与纵轴相交处若在正半周，初相为正。 正弦量与纵轴相交处若在负半周，初相为负。 要素三：相位、初相 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 3.正弦交流电的相位差 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 例 u、i 的相位差为： 显然，两个同频率正弦量之间的相位之差，实际上等于它们的初相之差。 已知 (3)相位差 ，求 电压与电流之间的相位差。 解 注意 不同频率的正弦量之间不存在相位差的概念。相位差不得超过±180°! 17 电流超前电压90° 电流超前电压  u i ωt u i  O u i ωt u i 90° O 3.正弦交流电的相位差 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 电压与电流同相 电压与电流反相 u i ωt u i O ωt u i u i O 3.正弦交流电的相位差 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 不同频率的正弦量比较无意义。 注意: 3.正弦交流电的相位差 u i ωt u i  O 任务1-1 正弦交流电的产生及三要素 $$