正弦交流电基本概念ppt课件.ppt

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1、篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本概念轮机系轮机系 1篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统 单相交流电路的基本概念单相交流电路的基本概念 大小和方向均随时间变化的电压或电流称为交流电。如大小和方向均随时

2、间变化的电压或电流称为交流电。如等腰三角波等腰三角波矩形脉冲波矩形脉冲波正弦波正弦波 其中，大小和方向均随时间按正弦规律变化的电压或电其中，大小和方向均随时间按正弦规律变化的电压或电流称为流称为正弦交流电正弦交流电正弦交流电正弦交流电。了解和掌握正弦交流电的特点，学会正弦交流电路的基了解和掌握正弦交流电的特点，学会正弦交流电路的基本分析方法，是本节课学习的目的。本分析方法，是本节课学习的目的。2篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型

3、的系型的系统统1.1.正弦交流电的频率、周期和角频率正弦交流电的频率、周期和角频率正弦交流电的频率、周期和角频率正弦交流电的频率、周期和角频率T=0.5s单位是单位是单位是单位是秒秒秒秒1、周期、周期交流电完成一次周期性变化所需要的时间叫做交流电的交流电完成一次周期性变化所需要的时间叫做交流电的交流电完成一次周期性变化所需要的时间叫做交流电的交流电完成一次周期性变化所需要的时间叫做交流电的周期周期周期周期。用。用。用。用T T表示。表示。表示。表示。u(i)3篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮

4、球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统交流电在交流电在交流电在交流电在1s1s1s1s内完成周期性变化的次数称为交流电的内完成周期性变化的次数称为交流电的内完成周期性变化的次数称为交流电的内完成周期性变化的次数称为交流电的频频频频率率率率，用，用，用，用f f 表示。表示。表示。表示。1秒钟秒钟f=2Hz单位是赫兹单位是赫兹单位是赫兹单位是赫兹u(i)2、频率、频率4篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是

5、一种得分类类型的系型的系统统T=0.5s=4rad/s单位是单位是单位是单位是每秒弧每秒弧每秒弧每秒弧度度度度u(i)显然显然 三者是从不同的角度反映的三者是从不同的角度反映的三者是从不同的角度反映的三者是从不同的角度反映的同一个问题：同一个问题：同一个问题：同一个问题：交流电随时间变交流电随时间变交流电随时间变交流电随时间变化的快慢程度化的快慢程度化的快慢程度化的快慢程度。交流电一秒钟内经历的电角度称为交流电一秒钟内经历的电角度称为交流电一秒钟内经历的电角度称为交流电一秒钟内经历的电角度称为角频率角频率角频率角频率，用，用，用，用表示。表示。表示。表示。交流电变化一个周期，相当于发电机绕组转

6、动了交流电变化一个周期，相当于发电机绕组转动了交流电变化一个周期，相当于发电机绕组转动了交流电变化一个周期，相当于发电机绕组转动了 弧度弧度弧度弧度或或或或3603603603600 0 0 0。国国 标标5篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统2.2.正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值 交流电随时间按正弦规律变化，对

7、应各个时刻的数交流电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：值称为瞬时值，瞬时值是用正弦解析式表示的，即：瞬时值瞬时值瞬时值瞬时值是变量，注意要是变量，注意要用小写英文字母用小写英文字母用小写英文字母用小写英文字母表示。表示。(1)瞬时值瞬时值(2)最大值最大值 正弦量振荡的最高点称为正弦量振荡的最高点称为最最最最大值或峰值大值或峰值大值或峰值大值或峰值，用，用U Umm(或或I Imm)表示表示篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时

8、计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统 有效值有效值有效值有效值是指与交流电热效应相同的直流电数值。是指与交流电热效应相同的直流电数值。Ri在在在在t t 时间内产生的热量为时间内产生的热量为时间内产生的热量为时间内产生的热量为QQ在在在在t t 时间内产生的热量也为时间内产生的热量也为时间内产生的热量也为时间内产生的热量也为QQ 两电流热效应相同，可理解为二者做功能力相等。我两电流热效应相同，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们把做功能力相等的直流电的数值I I定义为相应交流电定义为相应交流电i i 的的有效值有效值有效值有效值。有效值可确切地反

9、映正弦交流电的大小有效值可确切地反映正弦交流电的大小有效值可确切地反映正弦交流电的大小有效值可确切地反映正弦交流电的大小。(3)有效值有效值有效值用有效值用U U或或I I表示。表示。RI 理论和实践都可以证明，正弦交流电的有效值和最大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：值之间具有特定的数量关系，即：7篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统3.3.正弦交流电的相位、初相和相位差正

10、弦交流电的相位、初相和相位差正弦交流电的相位、初相和相位差正弦交流电的相位、初相和相位差 显然，相位反映了正弦量随时间变化的整个进程。显然，相位反映了正弦量随时间变化的整个进程。初相初相初相初相确定了正弦量计时开始的位置，初相规定确定了正弦量计时开始的位置，初相规定不得超不得超不得超不得超过过过过180180。(1)相位相位(2)初相初相正弦量与纵轴相交正弦量与纵轴相交处若在正半周，初处若在正半周，初相为正。相为正。正弦量与纵轴相交正弦量与纵轴相交处若在负半周，初处若在负半周，初相为负。相为负。8篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少

11、来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统例例u u、i i 的相位差为：的相位差为：的相位差为：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，实际上等于它们的于它们的初相之差初相之差初相之差初相之差。已知已知(3)相位差相位差，求，求电压与电流之间的相位差。电压与电流之间的相位差。解解注注 意意 不同频率的正弦量之间不存在相位差的概念。相位差不同频率的正弦量之间不存在相位差的概念。相位差不得超过不得超过180!分析一下感性，容性分析一下感性，容性9篮篮球比球比赛赛是根

12、据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统思考思考 回答回答何谓交流电何谓交流电的三要素？的三要素？它们各反映它们各反映了什么？了什么？耐压为耐压为220V的的电容器，能否电容器，能否用在用在180V的正的正弦交流电源上弦交流电源上？何谓反相何谓反相？同相？同相？超前？滞超前？滞后？后？正弦量的三要素是指它的最大值、正弦量的三要素是指它的最大值、角频率和初相位。最大值反映了交角频率和初相位。最大值反映了交流电大小的变化范围；角频率反映流电大小

13、的变化范围；角频率反映了交流电变化的快慢；初相位反映了交流电变化的快慢；初相位反映了交流电的初始状态。了交流电的初始状态。不能！不能！不能！不能！因为因为180V的正弦交流的正弦交流电，其最大值电，其最大值255V 180V!u1与与u2反相，即相位差为反相，即相位差为180；u3tu4u2u1uu1与与u4同相，即相位差为零。同相，即相位差为零。10篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统【例例】某正弦电压的最大值某正

14、弦电压的最大值U Um m=310V,=310V,初相初相u u=30=300 0;某正弦电流的最大值某正弦电流的最大值I Im m=14.1A,=14.1A,初相初相i i=-60=-600 0。它们的频率均为。它们的频率均为50Hz50Hz。（。（1 1）分别写）分别写出电压和电流的瞬时值表达式。（出电压和电流的瞬时值表达式。（2 2）正弦电压）正弦电压和电流的相位差。和电流的相位差。解解：答：电压和电流的瞬时值表达式分别是答：电压和电流的瞬时值表达式分别是310sin(314t+30310sin(314t+300 0)V)V，14.1sin(314t-6014.1sin(314t-600

15、 0A ，正弦电压和电流的相位差是，正弦电压和电流的相位差是90900 0。(1)(2)11篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统【例例】设在工频电路中，电流设在工频电路中，电流i i=I Im msin(tsin(t+120+1200 0）,已知接在电路中的安培表读数为已知接在电路中的安培表读数为1.3A1.3A，求初，求初相位和相位和t=0.5st=0.5s时的瞬时值。时的瞬时值。解解：答：初相位是答：初相位是2

16、2/3 rad/3 rad，t=0.5st=0.5s时的瞬时值是时的瞬时值是1.59A1.59A。(1)(2)初相位初相位:最大值最大值:角频率角频率:则则:当当t=0.5st=0.5s时：时：12篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统4 正弦交流电的表示方法正弦交流电的表示方法在分析正弦交流电路时，同一电路中的在分析正弦交流电路时，同一电路中的所有电压、电流都是同频率的正弦量，所有电压、电流都是同频率的正弦量，且频率

17、与电源的频率相同。且频率与电源的频率相同。前提：前提：一个正弦量由最大值（或有效值）和初一个正弦量由最大值（或有效值）和初相位两个要素也能确定。相位两个要素也能确定。因此：因此：描述正弦交流电的有向线段称为描述正弦交流电的有向线段称为相量相量。符号表示：符号表示：正弦量：正弦量：在复平面上可以用长度为最大值在复平面上可以用长度为最大值Im,与实轴正与实轴正向夹角为向夹角为i i的有向线段表示的有向线段表示13篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统正弦量：正弦量：例：例：14篮篮球比球比赛赛是根据运是根据运动队动队在在规规定的比定的比赛时间赛时间里得分多少来决定里得分多少来决定胜负胜负的，因此，的，因此，篮篮球比球比赛赛的的计时计计时计分系分系统统是一种得分是一种得分类类型的系型的系统统本节学习结束。本节学习结束。Goodbye!15