电工与电子技术基础电子教案——第三章 单相正弦交流电路01.pptVIP

* * * * * * 第三章 单相正弦交流电路 第一节 正弦交流电 第一节 电路 【教学目标】 1.了解表征正弦交流电的各个物理量 2.掌握正弦交流电的三种表示方法 【教学重点】 表征正弦交流电的物理量、正弦交流电的表示方法 【教学难点】 正弦交流电的物理量、相量表示法 一、正弦交流电的基本概念 1.基本概念 交流电：大小和方向随时间作周期性变化的电流、电压和电动势 。 波形图：表示交流电随时变化的规律 的图形。 正弦交流电：随时间按照正弦规律变化的交流电 。 交流电路：具有交流电源的电路 。 [动画演示]：直流电和交流电的波形 正弦交流电的基本概念 2.交流电的参考方向 先规定电流、电压的参考方向，交流电在某一时刻的实际方向与参考方向一致时，这一时刻的数值为正值；相反时为负值。参考方向可以任意选定，一般用箭头标注在电路中。 交流电的参考方向 正弦交流电的基本概念 3 .交流电与直流电的区别 一是可以用变压器将交流电电压升高或者降低，较好的解决了高压输电和低压配电的矛盾. 二是交流电气设备构造简单，工作可靠，造价低廉，维修方便。 二、表征正弦交流电的物理量 1.周期、频率、角频率 周期：正弦交流电按正弦规律变化一个周所需要的时间。符号：T，单位：s（秒）。 频率：正弦交流电在1s内按正弦规律变化的周期数 。符号：f,单位：Hz（赫兹） 周期与频率的关系： 表征正弦交流电的物理量 角频率：正弦交流电在单位时间内变化的弧度数。 在一个周期T内，正弦交流电变化了2π弧度，角频率为： （π弧度相当于180o） 单位：弧度/秒（rad/s） 表征正弦交流电的物理量 2.相位、初相位、相位差 相位：在式 中，（ ）是随时间变化的角度，可以反映出在不同瞬间正弦电流的值，能够确定正弦量的状态，把（ ）叫做正弦交流电的相位，通常相位用角度来表示，所以也叫相位角。 表征正弦交流电的物理量 初相位：式 中的 0 ，表示当开始计时（t=0）的相位 初相位示意图 [动画演示]：初相位 表征正弦交流电的物理量 相位差：两个同频率正弦量的相位之差。 例如：设i1的相位为 、i2的相位为 ，则其相位差为： [动画演示]：相位差 相位差示意图 表征正弦交流电的物理量 两个频率的关系： 当 即 =0时，两个正弦量同时到达零值或最大值，此时称之为同相。 当 时，两个正弦量一个到达正的最大值，一个到达负的最大值，此时称之为反相。 当 时，称两个正弦量正交。 [动画演示]：相位关系示意图 【例题3-1】 已知：某正弦电流为 A， A，试分析它们之间的相位关系。 表征正弦交流电的物理量 表征正弦交流电的物理量 3. 瞬时值、最大值、有效值 瞬时值：正弦交流电在某一瞬间的大小。电动势、电压和电流的瞬时值分别用小写字母e、u、i表示。 最大值：正弦交流电变化时出现的最大瞬时值。电动势、电压和电流的最大值分别用大写字母Em、Um、Im表示。 瞬时值、最大值、有效值 有效值：有效值是根据交流电的热效应定义的。一交流电流i和一直流电流I分别通过同一电阻R，如果在相同的时间内产生的热量相等，则此直流电的数值称为该交流电的有效值。交流电动势、电压和电流的有效值分别用大写字母E、U、I表示。 表征正弦交流电的物理量 正弦量的有效值是最大值的0.707倍，即 【例题3-2】 已知：某正弦电压为 V， 试求该交流电压的最大值Um、有效值U、频率f和初相位 。 表征正弦交流电的物理量 0 三、正弦交流电的表示方法 1.三角函数表示法 三角函数表示法是