維修電工電子交流電

凡大小和方向都隨時間變化的電動勢、電壓或電流，統(tǒng)稱為交流電。常見電流的波形正弦交流電直流電方波鋸齒波實際中，發(fā)電廠生產(chǎn)和輸送的都是正弦交流電。汽輪發(fā)電機(jī)組

交流電之所以有極為廣泛的應(yīng)用，是因為它具有許多優(yōu)點。例如，交流電機(jī)比同功率的直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作可靠；交流電可利用變壓器很方便地變換電壓的大小，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電和向用戶提供各種不同等級的電壓。1．了解正弦交流電的產(chǎn)生。2．熟練掌握正弦交流電的三要素及其意義。

正弦交流電的基本知識

§6-1學(xué)習(xí)目標(biāo)

交流發(fā)電機(jī)示意圖磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布正弦交流電動勢波形

一、正弦交流電的產(chǎn)生正弦交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖

正弦交流電的解析式為：正弦交流電動勢：正弦交流電壓：正弦交流電流：上式也稱瞬時值表達(dá)式。1．最大值

二、正弦交流電的最大值、有效值、平均值

最大的瞬時值稱為正弦交流電的最大值，也稱振幅或峰值。正弦電動勢、電壓和電流的最大值分別用符號Em、Um、Im表示。最大值實際反映了交流電在變化過程中所能達(dá)到的最大數(shù)值。因此，最大值是不隨時間變化的。2.有效值讓交流電和直流電分別通過阻值完全相等的電阻，若在相同的時間內(nèi)這兩種電流產(chǎn)生的熱量相等，就把此直流電的大小定義為該交流電的有效值（E、U、I）。正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系為：一般交流照明燈具、電氣設(shè)備上所標(biāo)注的額定電壓和額定電流也都是有效值。交流電的大小都是指有效值。有效值不隨時間變化。交流電壓表和交流電流表所測出的電壓和電流數(shù)值也是有效值。在計算電氣設(shè)備的絕緣耐壓水平時，要考慮交流電壓的最大值。例如，耐壓為250V的電容器，就不能接在220V的交流電壓上使用。因為交流電壓的最大值超過了電容器的耐壓值，極易造成電容器擊穿。交流電的平均值3.平均值平均值——正弦交流電在半個周期內(nèi)所有瞬時值的平均值。分別用符號Ep、Up、Ip表示。E≈1.1Ep

U≈1.1Up

I≈1.1Ip三、正弦量的周期、頻率和角頻率周期、頻率和角頻率是從3個不同角度來反映交流電變化快慢的物理量。1.周期T周期——正弦交流電每重復(fù)變化一次所需要的時間，用符號T表示。周期的單位是秒（s），常用的單位還有ms（毫秒）、μs（微秒）和ns（納秒）。1s＝103ms1ms＝103μs1μs＝103ns

或2.頻率f頻率——正弦交流電在1s內(nèi)重復(fù)變化的次數(shù)，用符號f表示，單位為赫茲（Hz）。周期和頻率互為倒數(shù)，即：3.角頻率ω角頻率——正弦交流電在1s內(nèi)變化的電角度，用符號ω表示。角頻率的單位是弧度每秒（rad／s）。想一想1.相位四、正弦交流電的相位和初相位在中，表示在任意時刻線圈平面與中性面之間的夾角，稱為相位角，也稱相位或相角，它反映了交流電變化的進(jìn)程。

2.初相正弦交流電在t＝0時的相位叫做初相位，也稱“初相角”或“初相”，用符號j表示，其單位可用弧度（rad）或度(°)表示。初相反映了交流電開始變化的起點，與時間起點的選擇有關(guān)。

初相在波形圖上的表示如下：初相為正初相為負(fù)習(xí)慣上，初相通常用小于180°的角度表示：凡大于180°的正角都化成小于180°的負(fù)角來表示；而大于180°的負(fù)角就化成小于180°的正角來表示。如270°可化成－90°表示，而－270°可化成90°表示。五、正弦量的相位差兩個同頻率正弦交流電的相位之差叫做正弦交流電的相位差，用符號Dj表示，即：兩個正弦交流電之間的相位關(guān)系最大值：反映了正弦交流電的變化范圍。角頻率：反映了正弦交流電變化的快慢。初相：反映了正弦交流電的起始狀態(tài)。六、正弦交流電的三要素［例6—1］解題過程已知某正弦電壓是試求：（1）電壓的最大值Um、有效值U、平均值Up、角頻率ω、頻率f、周期T和初相j各為多少？（2）當(dāng)t＝0和t＝0.01s時，電壓的瞬時值各是多少？（3）該電壓的三要素是多少?【練一練】1．已知某正弦電壓的有效值為100V，頻率為50Hz，初相為－30°，試寫出該電壓的解析式。2．已知某正弦電流的初相為45°，試求同頻率正弦電壓在下列情況下的初相各是多少?（1）u與i同相；（2）u與i反相；（3）u超前i30°；（4）u滯后i75°。課堂小結(jié)1．凡大小和方向都隨時間變化的電動勢、電壓或電流，統(tǒng)稱為交流電。其中，按正弦規(guī)律變化的交流電稱為正弦交流電。通常講的交流電都是指最常用的正弦交流電。2．表示交流電大小的物理量是有效值，分別用大寫字母E、U、I表示。正弦量的最大值是有效值的倍，或者說有效值是最大值的0.707倍。3．平均值是指正弦量在半個周期內(nèi)所有瞬時值的平均值。正弦電動勢、電壓和電流的平均值分別用符號Ep、Up、Ip表示。4．周期、頻率和角頻率是從不同角度來反映交流電變化快慢的物理量。三者之間的關(guān)系為：5．正弦交流電的最大值反映了正