（中职)电工技术基础与技能项目六正弦交流电 电子课件.pptx

YCF正版可修改 PPT（中职)电工技术基础与技能项目六正弦交流电 ppt电子课件正弦交流电项目六l 目录任务一 认识单相正弦交流电 任务二 认识纯电阻电路、纯电感电路、纯电容电路 任务三 认识 RL、RC 串联电 路的特性任务四 认识 RLC 串联电路 任务五 认识三相正弦交流电路任 务 一认识单相正弦交流电（1）了解正弦交流电的产生。（2）理解正弦交流电的三要素。学习目标日常生活用电、工厂用电很多都是交流电，这是为什么？任务引入各类发电机（图6-1）产生的一般都是交流电。交流电在输送、分配、使用上有其优势。第一，交流电可以利用变压器方便地改变电压，便于输送、分配和使用。第二，交流电动机比同功率的直流电动机结构简单，成本低，维护方便。第三，应用整流装置可以将交流电变换成所需要的直流电。因此，交流电在现实生产、生活中应用极为广范。知识点一、正弦交流电的产生交流电是指大小和方向都随时间变化的电流（或电压、电动势），它是交流电流、交流电压、交流电动势的总称。我们使用的交流电是按正弦规律变化的，因此称为正弦交流电。图6-2所示为最简单的交流发电机的结构、原理与波形图。它主要由一对磁极（定子）和线圈（转子）组成。通常把磁极做成特定的形状，使电枢表面上的磁感应强度按照正弦规律分布，即式中，为线圈平面与中性面的夹角。根据右手定则，线圈切割磁力线的两条边产生感应电动势，且每一条边产出的电动势的方向始终相反。每经过一次中性面（线圈在中性面时，运动方向与磁感线方向平行，感应电动势为零），感应电动势的方向改变一次。设电枢按逆时针方向以速度v做匀速运动。线圈的长度l，则线圈产生的感应电动势的大小为感应电动势的最大值为交流发电机产生的电动势是按正弦规律变化的。实际的发电机结构比较复杂，线圈匝数很多，磁极一般也不止一对，多采用旋转磁极式，即电枢不动，磁极转动。正弦交流电的产生一、矩形线圈静止在正弦变化磁场中产生正弦交流电二、矩形线圈在匀强磁场中转动产生正弦交流电三、线圈穿过正弦曲线型磁场产生正弦交流电四、直金属棒扫过匀强磁场中的正弦型闭合线圈产生正弦交流电五、矩形线圈在有界匀强磁场中振动产生正弦交流电六、在变压器副线圈中产生正弦交流电七、在滚动的线圈（不闭合）中产生八、金属棒在匀强磁场中切割磁感线在变压器副线圈中产生正弦交流电电气设备的铭牌上标有“AC”或符号“”，表示该电器使用交流电。二、正弦交流电的三要素交流电的大小与方向随时间做周期性变化，我们把交流电的最大值（有效值）、频率（周期）、初相位称为正弦交流电的三要素。1.瞬时值、最大值和有效值交流电的大小时刻在变化，它在某一瞬间的数值称为交流电的瞬时值。交流电动势、交流电压、交流电流的瞬时值分别用字母e、u、i表示。交流电动势、交流电压、交流电流的最大值分别用字母Em、Um、Im表示。把交流电和直流电分别通入同样阻值的电阻，在相同的时间内，若两个电阻产生的热量相等，则定义该直流电流的数值为交流电流的有效值，表明两者在能量消耗方面具有相同的效果。交流电动势、交流电压、交流电流的有效值分别用字母E、U、I表示。知识拓展需要指出的是，通常我们所说的交流电压、电流的大小既不是指交流电的瞬时值，也不是指交流电的最大值，而是指交流电的有效值。各种使用于交流电路的测量仪表的读数也都是交流电的有效值。日常生活中使用的交流电压220V、工业上使用的交流电压380V及电气设备铭牌上的额定值等都是有效值。如无特殊说明，交流电的大小总是指有效值。正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系：2.周期、频率和角频率正弦交流电变化一周所需的时间称为周期，用字母T表示，单位是秒（s）。周期长短表明交流电变化的快慢。正弦交流电每秒重复变化的次数称为频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz）。我国交流电的周期为0.02s，频率为50Hz（称为工频）。正弦交流电1s内变化的角度称为角频率，用字母表示，单位是弧度每秒（rad/s）。正弦交流电的周期T、频率f和角频率之间的关系为世界各国交流电世界各国使用的交流电有所不同，一般生活用电电压为110277V，生产动力电则为220690V。交流电的频率有50Hz和60Hz两种。有些国家和地区有多种电压和两种频率，但一般都是在其中的某一区域使用，而不是混合使用，具体见表6-1。读一读正弦交流电的发展意义正弦交流电在实践上和理论上都有十分重要的意义。非正弦交流电可能引起电器（如电动机）的额外功率损耗，可能使电路的某些部分出现有害高电压，并可能对电信线路造成干扰。因此发电厂提供工业和民用的交流电普遍使用正弦交流电。正弦函数规律比较简单，且任一周期函数都可写成许多不同频率的正弦函数之和。应用正弦交流电的规律可把任何交流电分解为正弦交流电进行讨论，这在电工学和电子学中用处极广。正弦交流电可以通过变压器变换电压，远距离输电时通过升压以减少线路损耗，获得最佳经济效益。用户使用时又可通过降压变压器把高压变成低压，既安全又能降低对设备的绝缘要求。交流电动机构造简单、造价低廉、维护简便、应用广泛。3.相位和初相交流电线圈平面与中性面的夹角称为相位。起始时刻（t=0）线圈平面与中性面的夹角称为初相位，简称初相，用字母0表示，初相的单位为弧度或度。相位和初相是用来比较交流电变化步调的物理量。对一个正弦交流电，所取得起始点不同，初相也就不同，它所对应的初始值也不同，达到最大值或某一特定值得时间也就不同。如图6-4所示，交流电压初相为-30。三、交流电的表示方法1.解析式表示法如果知道交流电的三要素：最大值（有效值）、频率（周期）、初相，就可以写出它的解析式，计算出交流电任意瞬间的瞬时值。2.波形图表示法正弦交流电还可用与解析式相对应的波形图，即正弦曲线来表示。横坐标表示时间t或t，纵坐标表示随时间变化的交流量（电动势、电压、电流）的瞬时值。在波形图上可以反映出最大值、初相位和周期等，如图6-5所示。有时，为了比较几个正弦量的相位关系，也可以把它们的曲线画在同一坐标系内，如图6-6所示。