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正弦交流电知识点整理


正选交流电路+三相交流电知识点整理(1) 1、正选交流电与直流电的区别 所谓正弦交流电路,是指含有正弦电源(激励)而且电路各部分所产生的电压和电流(响应) 均按正弦规律变化的电路。 交流发电机中所产生的电动势和正弦信号发生器所输出的信号电 压,都是随时间按正弦规律变化的。它们是常用的正弦电源。在生产上和日常生活中所用的 交流电,一般都是指正弦交流电。因此,正弦交流电路是电工学中很重要的一个部分。 直流电路: 除在换路瞬间, 其中的电流和电压的大小与方向(或电压的极性)是不随时间而变 化的,如下图所示: 正选交流电:正弦电压和电流是按照正弦规律周期性变化的,其波形如下图所示。正弦电压 和电流的方向是周期性变化的。 正弦量:正弦电压和电流等物理量。正弦量的特征表现在变化的快慢、大小及初始值三个方 面,而它们分别由频率(或周期)、幅值(或有效值)和初相位来确定。所以频率、幅值和初相 位就称为确定正弦量的三要素。 2、周期 T 与频率 f 周期 T:正弦量变化一次所需的时间。单位:秒(s) 频率 f:每秒内变化的次数。单位:赫兹(Hz) 两者关系:频率是周期的倒数 f=1/T 高频炉的频率是 200- 300kHz;中频炉的频率是 500-8000Hz;高速电动机的频率是 150 -2000Hz; 通常收音机中波段的频率是 530-1600kHz ,短波段是 2.3-23MHz;移动通信的频 率是 900MHz 和 1800MHz; 在元线通信中使用的频率可高 300 GHz。 正弦量变化的其他表达方式:角频率 正弦量变化的快慢除用周期和频率表示外,还可用角频率 ω 来表示。因为一周期内 经历了 2π 弧度(图 4.1.3) ,所以角频率为: 上式表示 T,f,ω 三者之间的关系,只要知道其中之一,则其余均可求出。 3、幅值与有效值 正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值,用小写字母来表示,如 i , U 及 e 分别表示电流、 电压及电动势的瞬时值。瞬时值中最大的值称为幅值或最大值,用带下标 m 的大写字母来 表示,如 Im, Um 及 Em 分别表示电流、电压及电动势的幅值。 正弦电流的数学表达式: i= Imsinωt u = Umsinwt 正弦电流、 电压和电动势的大小往往不是用它们的幅值, 而是常用有效值(均方根值)来计量 的。 参考资料: 有效值是从电流的热效应来规定的, 因为在电工技术中, 电流常表现出其热效应。 不论是周期性变化的电流还是直流, 只要它们在相等的时间内通过同一电阻而两者的热效应 相等,就把它们的安[培]值看作是相等的。就是说,某-个周期电流 i 通过电阻 R (譬如电 阻炉)在一个周期内产生的热量, 和另一个直流 I 通过同样大小的电阻在相等的时间内产生 的热量相等,那么这个周期性变化的电流 i 的有效值在数值上就等于这个直流 I。 周期内电流的有效值: ; ; 有效值都用大写字母表示,和表示直流的字母一样。 一般所讲的正弦电压或电流的大小,例如交流电压 380 V 或 220 V ,都是指它的有效值。 一般交流电流表和电压表的刻度也是根据有效值来定的。 4、初相位 正弦量是随时间而变化的,当 t=0 时的正弦量值所对应的相位就叫做这一时刻的初相位。 正弦量也可用下式表示为: 上式中的角度 ωt 和 (ωt +φ)称为正弦量 的相位角或相位,它反映出正弦量变化的进 程.当相位角随时间连续变化时,正弦量的瞬时值随之 作连续变化。在这种情况下,初始值 i= Imsinωt,不 等于零。 t=O 时的相位角称

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