單相正弦交流電路

《單相正弦交流電路》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、4單相正弦交流電路【課題】4.1正弦交流電路的基本物理量【教學(xué)目標(biāo)】描述正弦交流電的基本概念。了解正弦量的三要素?！窘虒W(xué)重點】正弦交流電的三要素?！窘虒W(xué)難點】正弦交流電的角頻率、有效值、相位、初相位和相位差?！窘虒W(xué)過程】【一、復(fù)習(xí)】正弦函數(shù)及表達(dá)形式。【二、引入新課】本節(jié)內(nèi)容是正弦交流電的基礎(chǔ)知識，是單相正弦和三相正弦交流電路的基礎(chǔ)。要特別注意正弦交流電的“三要素”的理解和掌握?！救?、講授新課】4.1.1交流電的基本概念（1）交流電：大小和方向隨時間作周期性變化，并且在一個周期內(nèi)的平均值為零的電

2、壓、電流和電動勢。圖4.1畫出了直流電和幾種交流電的波形。圖4.1　直流電和交流電的波形（2）直流電和交流電的表示：直流電的物理量用大寫字母表示，例如：E、I、U等；交流電的物理量用小寫字母表示，例如e、i、u。（3）交流電的參考方向：如圖4.2所示為交流電的參考方向。圖中標(biāo)出的us、i、u的方向均為參考方向，它們的實際方向是在不斷反復(fù)變化的，與參考方向相同的半個周期為正值，與參考方向相反的半個周期為負(fù)值。21圖4.2　交流電的參考方向4.1.2　正弦交流電相關(guān)量1．周期：交流電變化一個循環(huán)所需

3、要的時間，如圖4.3所示。2．頻率：交流電在單位時間內(nèi)（每秒鐘）完成的周期數(shù)，單位是赫[茲]（Hz）。頻率和周期是互為倒數(shù)，即f=圖4.3　正弦交流電的波形3．角頻率：單位時間內(nèi)變化的角度（以弧度為單位），單位是弧度/秒（rad/s）。角頻率與周期T、頻率f之間的關(guān)系為w=2pf[例4.1]我國供電電源的頻率為50Hz，稱為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率，簡稱工頻，其周期為多少？角頻率為多少？[解]T=s=0.02sw=2pf=2′3.14′50rad/s=314rad/s即工頻50Hz的交流電，每0.02s鐘變

4、化一個循環(huán)，每秒鐘變化50個循環(huán)。4．瞬時值：交流電每一瞬時所對應(yīng)的值。5．最大值：交流電在一個周期內(nèi)數(shù)值最大的值。6．有效值：規(guī)定用來計量交流電大小的物理量。如果交流電通過一個電阻時，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量與某直流電通過同一電阻在同樣長的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就將這一直流電的數(shù)值定義為交流電的有效值。正弦交流電的有效值和最大值之間的關(guān)系為=0.707Im一般情況下，人們所說的交流電流和交流電壓的大小以及測量儀表所指示的電流和電壓值都是指有效值。[例4.2]我國生活用電是220V交流電，其最大值

5、為多少？[解]Um=U=′220V=311V7．相位：正弦交流電流在每一時刻都是變化的，（ωt+0）是該正弦交流電流在t時刻所對應(yīng)的角度。8．初相角：t=0所對應(yīng)的角度0。9．相位差：兩個同頻正弦交流電的相位之差。j=(wt+j01)-(wt+j02)=j01-j02若0

6、形如圖4.4（c）所示，稱為i1與i2相位相同，簡稱同相。若j=p時，波形如圖4.4（d）所示，稱為i1與i2相位相反，簡稱反相。（a）0

7、+0，為該正弦交流電壓的相位（ω為角頻率，0為初相角）；Um為最大值。3．旋轉(zhuǎn)矢量表示法旋轉(zhuǎn)矢量表示正弦交流電：如圖4.6所示。圖4.6　正弦交流電的矢量表示21圖中矢量的長度表示正弦交流電的最大值（也可表示有效值）；矢量與橫軸的夾角表示初相，0>0在橫軸的上方，0<0在橫軸的下方；矢量以w角速度逆時針旋轉(zhuǎn)。[例4.3]將正弦交流電流i=10sin(314t+)A用旋轉(zhuǎn)矢量表示。[解]選定矢量長度為10，與橫軸夾角為，以314rad/s的角速度逆時針旋轉(zhuǎn)，可得旋轉(zhuǎn)矢量如圖4.7所示。[例4.4]

8、某兩個正弦交流電流，其最大值為2A和3A，初相為和，角頻率為ω，作出它們的旋轉(zhuǎn)矢量，寫出其對應(yīng)的解析式。圖4.7　例題4.3附圖　　　　　　圖4.8　例題4.4附圖[解]分別選定2和3為矢量長度，在橫軸上方和角度作矢量，它們都以同樣ω角速度逆時針旋轉(zhuǎn)，如圖4.8所示。它們所對應(yīng)的解析式為i1=2sin(ωt+)（A）i2=3sin(ωt-)（A）注意：不同頻率的正弦交流電是不能畫在一個圖上的。所以矢量長度即可以使用最大值度量，也可以使用有效值度量?！舅?、小結(jié)】1．正弦量的三要素：頻率、幅值和初相