§3-1交流电的基本概念

第三章单相交流电路§3-1交流电的基本概念计算机中的直流电源第三章单相交流电路一、什么是交流电交流电与直流电的根本区别是：直流电的方向不随时间的变化而变化，交流电的方向则随时间的变化而变化。稳恒直流电：电压的大小和方向都不随时间而变化正弦交流电：电压的大小和方向按正弦规律变化非正弦交流电：一系列正弦交流电叠加合成的结果直流电和交流电第三章单相交流电路恒稳直流电正弦交流电三角波电压信号方波电压信号第三章单相交流电路二、交流电的产生正弦交流电的产生设备：交流电可以由交流发电机提供，也可由振荡器产生。交流发电机主要是提供电能，振荡器主要是产生各种交流信号。正弦交流电的产生过程第三章单相交流电路整个线圈所产生的感应电动势为e=2Blvsinωt2Blv为感应电动势的最大值，设为Em，则上式称为正弦交流电动势的瞬时值表达式，也称解析式。正弦交流电压、电流等表达式与此相似。第三章单相交流电路正旋交流电的产生第三章单相交流电路若从线圈平面与中性面成一夹角开始计时，则m0sin()eEt正弦交流电压、电流等表达式与此相似。第三章单相交流电路实际应用的发电机旋转磁极式发电机大型水力发电机组第三章单相交流电路三、正弦交流电的周期、频率和角频率周期：交流电每重复变化一次所需的时间，用符号T表示，单位是s。频率：交流电在1秒内重复变化的次数，用符号f表示，单位是Hz。角频率：正弦交流电1秒内变化的电角度，用符号ω表示，单位是rad/s。第三章单相交流电路四、正弦交流电的最大值、有效值和平均值1．最大值：正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值，又称峰值、幅值。最大值用大写字母加下标m表示，如Em、Um、Im。2．有效值：加在同样阻值的电阻上，一个周期内产生与交流电作用下相等的热量的直流电的大小。有效值用大写字母表示，如E、U、I。第三章单相交流电路正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系：有效值=×最大值≈0.707×最大值21交流电的有效值第三章单相交流电路五、正弦交流电的相位与相位差1．相位在式中,表示在任意时刻线圈平面与中性面所成的角度，这个角度称为相位角，也称相位或相角，它反映了交流电变化进程。m0sin()eEt0()t其中，为正弦量t=0时的相位，称为初相位，也称初相角或初相。0第三章单相交流电路2．相位差两个同频率交流电的相位之差称为相位差，用符号表示，即2121φφφtφtφ两个同频率交流电的相位差就等于它们的初相之差。φ第三章单相交流电路e1超前e2e1与e2同相e1与e2反相e1与e2正交第三章单相交流电路正弦交流电的最大值反映了正弦量的变化范围，角频率反映了正弦量的变化快慢，初相位反映了正弦量的起始状态。最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。第三章单相交流电路u1=3sin（314t+30°）Vu2=4sin（314t-60°）V22六、正弦交流电的相量图表示法在实际应用中，常采用相量图表示法来解决这一问题。第三章单相交流电路u1=3sin（314t+30°）V2相量求和正弦量都可以用这样一个长度对应有效值、与参考方向夹角对应初相的有向线段来表示，这个量称为相量，一般用符号来表示。第三章单相交流电路应用相量图时注意以下几点：1.同一相量图中，各正弦交流电的频率应相同。2.同一相量图中，相同单位的相量应按相同比例画出。3.一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向，逆时针转动的角度为正，反之为负。有时为了方便起见，也可在几个相量中任选其一作为参考相量，并省略直角坐标轴。4.用相量表示正弦交流电后，它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。第三章单相交流电路一个正弦量的相量图、波形图、解析式是正弦量的几种不同的表示方法，它们有一一对应的关系，但在数学上并不相等，如果写成EφtEe)sin(m则是错误的。