第7讲 正弦交流电路基本物理量（课件）《电工电子技术与技能》上好课（高级版电第4版）

《电工电子技术与技能第4版》 XXXXXXXXX 主讲人 : XXXX 正弦交流电路的基本物理量 1 交流电的产生 观察可以看出，指针随着线圈的转动而摆动，并且线圈每转一周， 指针左右摆动一次，线圈中产生的电流和方向有什么样的特点？ 大小和方向随时间作周期性变化 正弦交流电路的基本物理量 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。 常见波形 正弦交流电路的基本物理量 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、 I、 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 、 u 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。  2 O + i US 正弦交流电路的基本物理量 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。 1．周期 (T) 正弦量变化一次所需的时间，单位为秒(s)。 2．频率 (f ) 单位时间内完成的周期数，单位为赫[兹] (Hz)。 3．角频率 () 单位时间内变化的电角度，单位为弧度/秒(rad/s)  2 O T、f、 之间的关系练习：我国电源频率为50Hz，其周期和角频率是多少？ 正弦交流电路的基本物理量 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、e。 5．最大值 瞬时值中最大的值，也称幅值。用带下标 m 的大写字母表示，如：Im、Um、Em。 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。 O 正弦交流电路的基本物理量 电压 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 同理： 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。 练一练 我国生活用电是220V，其最大 值是多少？ 正弦交流电路的基本物理量 继续？ 结束？ 8 正弦交流电的相关量 7．相位 称为相位角，简称相位。 在 t = 0 时刻以前，正弦交流电具有的角度称为初相角，用 表示，简称初相。 相位能反映正弦交流电流变化进程。例如，图示波形 i  t O 时，电流为最大 电流为零 相位和初相位的单位都是弧度。波形图在上方，原点左边为正，右边为负  2 练一练 如图所示，初相位 角度为45度 正弦交流电路的基本物理量 正弦交流电的相关量 8.相位差：两个同频率正弦交流电的相位之差。 相位差可以比较两个同频率正弦量之间的相位关系(如超前或滞后，同相或反相)。 设两个同频率交流电流 相位差为 由于两个电流的频率相同，所以相位差等于初相之差。 正弦交流电路的基本物理量 正弦交流电的相关量 正弦交流电路的基本物理量 正弦交流电的相关量  t i O i1 i2 i3 i1 与 i2 同相, = 0 i1 与 i3 反相, =  正弦交流电路的基本物理量 继续？ 结束？ 13 正弦交流电的表示方法 1.波形图表示法 O 最大值 Im 角频率  或周期 T 初相角  0(0 = 0) 正弦交流电的三要素：最大值、角频率、初相。（三要素必须完整表述） 0 T 正弦交流电路的基本物理量 正弦交流电的表示方法 2.解析式表示法 练一练 例如:已知某正弦交流电，电流的最大值是 2 A，频率为 100 Hz，设初相位为 60 ，则该电流的瞬时表达式为 i(t) = Imsin( t  i0) = 2sin(2f t  60) = 2sin(628t  60)A 练一练：已知某正弦交流电，电流的有效值是 5 A，频率为50Hz，设初相位为 90 ，则该电流的瞬时表达式为多少？画出它的波形图。 正弦交流电路的基本物理量 正弦交流电的表示方法 3.旋转矢量表示法 选一矢量其长度表示交流电的最大值(或有效值)；矢量与横轴的夹角表示初相角， > 0 在横轴的上方， < 0 在横轴的下方； 矢量以角速度  逆时针旋转。 正弦交流电路的基本物理量 正弦交流电的表示方法 　　两个同频率交流电流，旋转的速度一样，则两个旋转矢量在空间的相对位置固定，这样，可将旋转矢量看成在 t = 0 时刻的相对静止矢量(不需标注  )。 从矢量图上可求出相位差，即两矢量之间的夹角； 从矢量图上可判断正弦量的相位关系，逆时针在前的为超前，图示矢量为 i1 超前 i2 角 /2。 练一练：已知该交流电的频率为50Hz,根据矢量图写出解析式。 正弦交流电路的基本物理量 感谢您的观看！ 18 $