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1、凡大小和方向都随时间变化的电动势、电压或电流，统称为交流电。,实际中，发电厂生产和输送的都是正弦交流电。,汽轮发电机组,交流电之所以有极为广泛的应用，是因为它具有许多优点。例如，交流电机比同功率的直流电机结构简单、成本低、工作可靠；交流电可利用变压器很方便地变换电压的大小，从而实现远距离输电和向用户提供各种不同等级的电压。,1了解正弦交流电的产生。,2熟练掌握正弦交流电的三要素及其意义。,学习目标,交流发电机示意图 磁感应强度的分布 正弦交流电动势波形,一、正弦交流电的产生,正弦交流电的解析式为：,正弦交流电动势：,正弦交流电压：,正弦交流电流：,上式也称瞬时值表达式。,1最大值,二、正弦交流
2、电的最大值、有效值、平均值,最大的瞬时值称为正弦交流电的最大值，也称振幅或峰值。正弦电动势、电压和电流的最大值分别用符号Em、Um、Im表示。,最大值实际反映了交流电在变化过程中所能达到的最大数值。因此，最大值是不随时间变化的。,2.有效值,让交流电和直流电分别通过阻值完全相等的电阻，若在相同的时间内这两种电流产生的热量相等，就把此直流电的大小定义为该交流电的有效值（E、U、I）。,正弦交流电的有效值与最大值的关系为：,一般交流照明灯具、电气设备上所标注的额定电压和额定电流也都是有效值。,交流电的大小都是指有效值。有效值不随时间变化。交流电压表和交流电流表所测出的电压和电流数值也是有效值。,在
3、计算电气设备的绝缘耐压水平时，要考虑交流电压的最大值。例如，耐压为250V的电容器，就不能接在220V的交流电压上使用。因为交流电压的最大值 超过了电容器的耐压值，极易造成电容器击穿。,交流电的平均值,3.平均值,平均值正弦交流电在半个周期内所有瞬时值的平均值。分别用符号Ep、Up、Ip表示。,E1.1Ep U1.1Up I 1.1Ip,三、正弦量的周期、频率和角频率,周期、频率和角频率是从3个不同角度来反映交流电变化快慢的物理量。,1.周期T,周期正弦交流电每重复变化一次所需要的时间，用符号T表示。 周期的单位是秒（s），常用的单位还有ms（毫秒）、s（微秒）和ns（纳秒）。,1 s103m
4、s 1 ms103s 1s103 ns,或,2.频率f,频率正弦交流电在1s内重复变化的次数，用符号f表示，单位为赫兹（Hz）。,周期和频率互为倒数，即：,3.角频率,角频率正弦交流电在1s内变化的电角度，用符号表示。角频率的单位是弧度每秒（rads）。,1.相位,四、正弦交流电的相位和初相位,在 中， 表示在任意时刻线圈平面与中性面之间的夹角，称为相位角，也称相位或相角，它反映了交流电变化的进程。,2.初相,正弦交流电在t0时的相位叫做初相位，也称“初相角”或“初相”，用符号j表示，其单位可用弧度（rad）或度( )表示。 初相反映了交流电开始变化的起点，与时间起点的选择有关。,初相在波形图
5、上的表示如下：,初相为正 初相为负,习惯上，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的负角来表示；而大于180的负角就化成小于180的正角来表示。如270可化成90表示，而270可化成90表示。,五、正弦量的相位差,两个同频率正弦交流电的相位之差叫做正弦交流电的相位差，用符号 Dj表示，即：,最大值：反映了正弦交流电的变化范围。 角频率：反映了正弦交流电变化的快慢。 初 相：反映了正弦交流电的起始状态。,六、正弦交流电的三要素,例61,已知某正弦电压是 试求： （1）电压的最大值Um、有效值U、平均值Up、角频率、频率f、周期T和初相j各为多少？ （2）当t0和t0.
6、01s时，电压的瞬时值各是多少？ （3）该电压的三要素是多少?,【练一练】 1已知某正弦电压的有效值为100V，频率为50Hz，初相为30，试写出该电压的解析式。,2已知某正弦电流的初相为45，试求同频率正弦电压在下列情况下的初相各是多少? （1）u与i同相；（2）u与i反相； （3）u超前i30；（4）u滞后i75。,课堂小结,1凡大小和方向都随时间变化的电动势、电压或电流，统称为交流电。其中，按正弦规律变化的交流电称为正弦交流电。通常讲的交流电都是指最常用的正弦交流电。,2表示交流电大小的物理量是有效值，分别用大写字母E、U、I表示。正弦量的最大值是有效值的 倍，或者说有效值是最大值的0.707倍。,3平均值是指正弦量在半个周期内所有瞬时值的平均值。正弦电动势、电压和电流的平均值分别用符号Ep、Up、Ip表示。,4周期、频率和角频率是从不同角度来反映交流电变化快慢的物理量。三者之间的关系为：,5正弦交流电的最大值反映了正弦交流电的变化范围，角频率反映了正弦交流电变化的快慢，初相位反映了正弦交流电的起始状态，它们是表征正弦交流电的三个重要物理量，叫做正弦交流电的三要素。,6两个同频率正弦交流电的相位之差叫做正弦交流电的相位差，用符号j表示，jj1j2。,
