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= I msinωt

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= I msinωt，不

等于零。

t=O 时的相位角称为初相位角或初相位.

在一个正弦交流电路中，电压u和电流i的频率是相同的，但初相位不一定相同。

由图 4.1.5 的正弦波形可见，因为u和i的初相位不同(不同相) ，所以它们的变化步调是不一致的，即不是同时到达正的幅值或零值。图中，φ1>φ2，所以u较i先到达正的幅值。这时就说，在相位上u 比i超前φ角，或者说i比 u滞后φ角。

5、正弦交流电的作用

6.2 正弦交流电的基本物理量与测量

6 正弦交流电【课题名称】6.2 正弦交流电的基本物理量与测量【课时安排】 3课时【教学目标】 1．理解最大值、有效值的概念，明确其测量方法，掌握它们之间的关系。 2．理解周期、频率和角频率的概念，明确其测量方法，掌握它们之间的关系。 3．理解相位、初相和相位差的概念，掌握它们之间的关系。【教学重点】重点：正弦交流电的三要素【教学难点】难点：角频率和相位概念的理解【关键点】看懂三要素与波形图之间的关系【教学方法】直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法【教具资源】示波器、多媒体课件、万用表、钳形电流表、频率计【教学过程】一、导入新课教师可利用多媒体展示正弦交流电压波形图，然后引导学生同直流电相比，要完整地描述交流电，必须从变化范围、变化快慢和变化的起点三方面来进行，从而引出本节课的学习内容——正弦交流电的基本物理量与测量。二、讲授新课教学环节1：正弦交流电的最大值和有效值教师活动：教师可利用展示的正弦交流电压波形图，讲解最大值和有效值的概念、正确表示方法及它们之间的关系，同时说明最大值和有效值在实际应用中的重要意义。然后利用实物或多媒体演示，讲解测量交流电压和交流电流大小的仪器和方法。学生活动：学生可根据正弦交流电压波形图，在教师的引导下学习最大值和有效值的基本概念、表示方法及它们之间的关系，同时学习交流毫伏表、钳形电流表、万用表和示波器等仪器仪表测量交流电的方法。知识点： 1．最大值：正弦交流电在一个周期内所能达到的最大数值，称为交流电的最大值，又称振幅、幅值或峰值，通常用带下标m的大写字母表示。最大值可以用来表示正弦交流电变化的范围。 2．有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。让交流电和直流电分别通过同样阻值的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这

交流电的基本概念

交流电的基本概念本节概述：一、静电、直流电、交流电二、交流电的基本知识 1）交流电的概念 2）交流电的分类 3）交流电的经济意义 4）交流电的优点三、正弦交流电的基本知识 1）正弦交流电的概念 2）正弦交流电的表示方法 3）正弦交流电的三要素

一、静电、直流电、交流电静电：是一种静止不动的电，就好像把水放在一根平放的管子里，水在管中静止不动一样，也就是当电荷积聚不动时，这种电荷称为静电。直流电：是指方向一定而大小不变的电流，我们使用的手电筒和拖拉机、汽车上的电池都是直流电。交流电：是指方向和大小都在不断改变的电流。我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。在实用中，直流电用符号"="表示，交流电用符号"~"表示。二、交流电的基本知识 ?1、交流电的基本概念交流电，简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹。交流电随时间变化的形式可以是多种多样的。不同变化形式的交流电其应用范围和产生的效果也不同的。以正弦交流电应用最为广泛，且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后，化成为正弦交流电的迭加。 ?2、交流电的分类 ?交流电按其性质分分以下三种：１、正弦交流电：电流和电压的大小和方向随时间呈正弦规律变化，是最

基本的交流电。２、模拟交变信号：用大小和方向都随时间变化的交流表示声音、图像信息内容的交流电称为模拟交变信号。例如模拟声音的交流称为音频信号，模拟图像的交流称为视频信号。３、脉冲：顾名思义，脉冲含有脉动和短促的意思。将这一意义推广到电工学上泛指按一定规律（不按正弦规律）出现的电流和电压。常见的脉冲信号有以下几种：（１）方形波（矩形波）；（２）三角波（斜波、锯齿波）；（３）梯形波（４）阶梯波；（５）钟形波。若交流电随时间按周期性规律变化，则称为周期性交流电，如下图所示： ?3、交流电的使用意义在现代共农业生产和日常生活中，广泛地使用着交流电。主要原因是与直流电相比，交流电在产生、输送和使用方面具有明显的优点和重大的经济意义。例如在远距离输电时，采用较高的电压可以减少线路上的损失。对于用户来说，采用较低的电压既安全又可降低电器设备的绝缘要求。这

正弦交流电的基本概念

1 .电流产生磁场。新课2.磁场对电流的作用力。 3. 电磁感应现象E B lv sin 第一节交流电的产生一、交流电的产生演示：由图引出交流电的概念。 1. 交流电：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。 2. 交流电的变化规律中性面：跟磁力线垂直的平面叫中性面。 (1)线圈平面跟中性面重合的时刻开始计时 ①某一瞬间整个线圈中的感应电动势： e 2 B l v sin co t 或者 e E m sin o t E m 2 Blv 式中：e 电动势的瞬时值教后记

E m 电动势的最大值由上式知在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。 ②当线圈平面转到与磁感线平行的位置时，由于31 2, sin? t 1,所以此时的感应电动势最大 e 2Blv;当线圈平面转到与磁感线垂直时，此时感应电动势最小，e 0。 ③若线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有感应电流。 e E I 』sin 3 t I m sin ? t R R 式中：R ——整个闭合电路的电阻 I m 电流的最大值 i ――电流强度的瞬时值 ④电压的瞬时值 u I R' I m R' sin 31 U m sin3 t 式中：R'――某段导线的电阻U m 电压的最大值由上可知：感应电动势、感应电流、外电路中一段导线上的电压都按正弦规律变化。 (2)线圈平面跟中性面有一夹角时开始计时 e E m sin ( 31 ) i I m sin ( 31 ) u U m sin (31 ) 正弦交流电：按正弦规律变化的交流电。二、交流电的波形图 1. 讲解如图 n 2. 用描点法画出I I m sin3 t和u U m sin ( 31 )的图形，其中 =一。 6 练习

交流电基本概念

正弦交流电 1.7.5实训任务一正弦交流电的基本概念实训任务一正弦交流电的基本概念观察与思考图6－1－1（a）所示是用示波器观察到的直流电压的波形，图6－1－1（b）所示是通过示波器观察到的正弦交流电压的波形，你能说说什么是正弦交流电？正弦交流电与直流电相比有什么特点？由图6－1－1可知，直流电的大小和方向都不随时间变化，用示波器观察它的波形是一条直线。而正弦交流电的大小和方向都在随时间作周期性变化，并且是按正弦规律变化的。图6－1－1用示波器观察到的直流电与交流电波形一、正弦交流电在交流电路中，电压、电流的大小和方向随时间作周期性变化，这样的电压、电流分别称为交变电压、交变电流，统称交流电。大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电称为正弦交流电，如图6－1－2（c）所示。大小和方向随时间不按正弦规律变化的，称为非正弦交流电，常见的有矩形波、三角波等，如图6－1－2（a）、（b）所示。图6－1－2几种常见的交流电波形图（a）矩形波；（b）三角波；（c）正弦交流电二、瞬时值与波形图交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向，称为交流电的瞬时值，分别用小写字母u、i来表示。在直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t和与之对应的u或i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电u或i随时间变化的曲化，即波形图。通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。另外，在交流电路中，随时间变化的量用小写字母表示，如随时间变化的电压、电流、电动势和功率的瞬时值，分别用u、i、e、p表示；不随时间变化的量用大写字母表示，如电压、电流、电动势的有效值和有功功率，分别用大写字母U、I、E、P表示。

单相正弦交流电路的基本知识课件【新版】

单相正弦交流电路的基本知识本章的学习重点： ● 正弦交流电路的基本概念； ● 正弦量有效值的概念和定义，有效值与最大值之间的数量关系； ● 三大基本电路元件在正弦交流电路中的伏安关系及功率和能量问题。 3．1 正弦交流电路的基本概念 1、学习指导（1）正弦量的三要素正弦量随时间变化、对应每一时刻的数值称为瞬时值，正弦量的瞬时值表示形式一般为解析式或波形图。正弦量的最大值反映了正弦量振荡的正向最高点，也称为振幅。正弦量的最大值和瞬时值都不能正确反映它的作功能力，因此引入有效值的概念：与一个交流电热效应相同的直流电的数值定义为这个交流电的有效值。正弦交流电的有效值与它的最大值之间具有确定的数量关系，即I I 2m 。周期是指正弦量变化一个循环所需要的时间；频率指正弦量一秒钟内所变化的周数；角频率则指正弦量一秒钟经历的弧度数，周期、频率和角频率从不同的角度反映了同一个问题：正弦量随时间变化的快慢程度。相位是正弦量随时间变化的电角度，是时间的函数；初相则是对应t=0时刻的相位，初相确定了正弦计时始的位置。正弦量的最大值（或有效值）称为它的第一要素，第一要素反映了正弦量的作功能力；角频率（或频率、周期）为正弦量的第二要素，第二要素指出了正弦量随时间变化的快慢程度；初相是正弦量的第三要素，瞎经确定了正弦量计时始的位置。一个正弦量，只要明确了它的三要素，则这个正弦量就是唯一地、确定的。因此，表达一个正弦量时，也只须表达出其三要素即可。解析式和波形图都能很好地表达正弦量的三要素，因此它们是正弦量的表示方法。（2）相位差相位差指的是两个同频率正弦量之间的相位之差，由于同频率正弦量之间的相位之差实际上就等于它们的初相之差，因此相位差就是两个同频率正弦量的初相之差。注意：不同频率的正弦量之间是没有相位差的概念而言的。

正弦交流电的基本概念

正弦交流电的基本概念一、周期、频率与角频率正弦交流电每重复变化一次所经历的时间称为周期，用T 表示，周期的单位为秒（s ）。正弦交流电在单位时间内变化所完成的循环次数称为频率，用f 表示，频率的单位为赫兹（Hz ）。例如，在一秒钟内完成三次循环，它的频率就是 3 Hz ，一次循环等于13秒。由定义可知，频率等于周期的倒数，即1f T =或1 T f = T 的单位为秒（S ）； f 的单位为赫兹（Hz ）；比较频率和周期的定义可知，二者互为倒数，显然1 Hz S =。工业用电标准频率在不同的国家有不同的规定。我国和世界大多数国家规定，工业用电标准频率为50Hz 。美国、日本和部分欧洲国家采用的工业用电标准频率为60Hz 。周期和频率表示正弦交流电变化的快慢，周期愈长，正弦交流电变化愈慢；频率愈高，正弦交流电变化愈快。正弦交流电变化的快慢除可用周期和频率来表示外，还可用角频率ω来表示。所谓角频率是指正弦交流电在单位时间内变化的角度，即每秒变化的弧度数。如每秒角度变化360°也就是一周，即为2π弧度。如果在一秒内，旋转了四周，即转过了4×2π=8π弧度。因为正弦量完成一个循环的变化，经历了2π弧度，所以角频率和频率之间的关系为2f ω π=。角频率的单位为弧度/秒（rad/s ）。角频率愈高，正弦交流电变化愈快。二、幅值与有效值正弦交流电在变化过程中出现的最大瞬时值称为正弦交流电的幅值或最大值。用大写字母加下标m 来表示，如I m 和U m ，分别表示电流和电压的幅值。然而，工程上一般所说的正弦交流电的大小不是指最大值，而是指有效值。因为有效值能更确切地反映正弦交流电在电功率、电能和机械力等方面的效果。电气设备铭牌上所标明的额定电压和额定电流都是有效值。有效值是如何定义的呢？我们以电流为例，如果一个周期性电流i 通过某一电阻R ，在一个周期内产生的热量与另一个直流电流I 通过电阻R 在相等时间内产生的热量相等，则将此直流电流的量值I 称为该周期性电流i 的有效值。有效值用大写字母表示，如I 、U 、E 分别表示周期性电流、电压、电动势的有效值。根据12Q Q =可得出下式 220T i Rdt I RT =? 由此公式可得交流电流的有效值为下式 I =同理也可得出以下2式：

第七章正弦交流电路基本概念试题

第七章正弦交流电路的基本概念测试题一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7．已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 . 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频率为____，相位为____，初相位为____。二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800时，则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图，电流的瞬时表达式为___________A 。 a))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = ) 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)－1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)1050 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。 ~ a) 300 b) 600 c)－ 1200

交流电的基本概念

课题：正弦交流电的基本概念新课导入：提问：什么是直流电? 答：把大小方向不随时间变化的电流、电压和电动势统称为直流电。如图3-1-1所示导入：什么是交流电? 答：大小和方向随时间做周期性变化的电流、电压和电动势统称为交流电。如图3-1-2----3-1- 4所示课题：交流电的基本概念【教学目的】一．知道什么是正弦交流电；二．知道正弦交流电是怎样产生的；三．熟悉正弦交流电的【教学重点】【教学难点】相位、初相位正弦交流电的三要素

一、交流电与正弦交流电二、正弦交流电的产生 1.电的分类直流电交流电恒定直流：大小和方向都不随时间变化脉动直流：大小随时间变化而方向不变正弦交流电：大小和方向按正弦规律变化非正弦交流电：大小和方向不按正弦规律变化 2.直流电与交流电的根本区别直流电的方向不随时间的变化而变化交流电的方向随着时间的变化而变化

e ab =B m sin αl ab V e cd =B m sin αl cd V l ab =l cd =l e=e ab ＋e cd =2 B m l V sin α e=2 B m l V sin （ωt ＋φ0）令： 2 B m l V = E m 则：e= E m sin （ωt ＋φ0） 1．最大值：正弦交流电瞬时值中最大的值（max ）正弦交流电的瞬时值：正弦交流电在某一时刻的值就是这一时刻的瞬时值。由图3-1-8可写出正弦交流电流瞬时值的表达式为： i = I m sin ωt 式中I m 是瞬时值中最大的值称为交流电流的最大值。则：电动势e 的最大值记作E m 电压u 的最大值记作U m 2. 正弦交流电的周期、频率与角频率。 ①、周期：正弦交流电变化一周所需用的时间。用符号Ｔ来表示，单位：秒（Ｓ） ②、频率：正弦交流电在1秒内重复变化的周数（次数）用符号ｆ来表示，单位为赫兹（Ｈｚ）或周（ｃ）频率的换算单位：千赫（ＫＨｚ）、兆赫（ＭＨｚ）换算关系：1kHz = 103 Hz 1MHz = 103 kHz = 106 Hz ③角频率：正弦交流电每秒内变化的电角度。用ω表示，单位为弧度每秒（r a d / S ） ④角频率与周期、频率的关系: 正弦电流—— i （A ）正弦电压—— u （V ）正弦电动势 — e （V ）分别记作数学表达式 i = I m sin （ωt+φi ）（A ） u = U m sin （ωt+φu ）（V ） e = E m sin （ωt+φe ）（V ）

正弦交流电的基本概念教案

正弦交流电的基本概念教案 1.在电力系统中，从发电到输配电，用的都是交流电这里的电源是交流发电机。在前面我们介绍过一个最简单的原理性交流发电机，它是靠线圈在磁场中转动而获得的交变的感应电动势的。交流发电机产生的交变电动势随时间变化的关系图，基本上是正弦或余弦函数的波形，这样的交流电叫做简谐交流电。 2.在无线电电子设备中的各种电讯号，大多也是交流电信号这里电讯号的来源是多种多样的。在收音机、电视机中通过天线接收了从电台发射到空间的电磁波。形成整机的讯号源。 3.在许多电子测量仪器（如交流电桥、示波器、频率计、Q 表等）中，这些讯号发生器自身也是一些特殊的电子电路，靠它激发的自生振荡，为其它测量仪器提供交流电动势。在各种无线电电子设备中往往具有多级放大电路，这时除了整机的交流电源外，前一级放大器的输出是后一级的输入，对后一级电路来说，我们也可以把前一级作

为讯号源。实际中不同场合应用的交流随时间变化的波形是多种多样的：（1）市电是50周的简谐波；（2）电子示波器用来扫描的讯号是锯齿波；（3）电子计算机中采用的讯号是矩形脉冲；（4）激光通讯用来载波的是尖脉冲；（5）广播电台发射的讯号在中波段是535KC—1605KC的调幅波（即振幅随时间变化的简谐波）；（6）电视台和通讯系统发射的讯号兼有调幅和调频波（即频率随时间变化的简谐波）。这里讲的“波”是习惯说法，其实都是电流i 随时间t的变化状态（即振动状态），而不是波。我们知道，波方程必须既是时间t 又是空间r（或其中之一，如x）的函数。虽然交流电的波形多种多样,但其中最重要的是简谐交流电，这是因为：

6.1 正弦交流电的基本概念

6 正弦交流电【课题名称】6.1 正弦交流电的基本概念【课时安排】 1课时【教学目标】 1．理解正弦交流电的基本概念。 2．了解正弦交流电的瞬时值与波形图【教学重点】重点：正弦交流电的基本概念【教学难点】难点：正弦交流电瞬时值概念的理解【关键点】明确正弦交流电同直流电的区别【教学方法】直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法【教具资源】多媒体课件、示波器、信号发生器【教学过程】一、导入新课教师可用示波器或多媒体演示直流电压和正弦交流电压的波形，引导学生分析正弦交流电与直流电波形各自的特点。从而引出本节课的学习内容——正弦交流电。二、讲授新课教学环节1：正弦交流电的基本概念教师活动：教师可利用多媒体或用示波器演示正弦交流电的波形；引导学生说说电压或电流随时间变化的规律学生活动：学生可根据多媒体展示或示波器演示的波形图，在教师的引导下总结正弦交流电与直流电的区别，进一步了解非正弦交流电的基本概念，同时可联系已经学过的知识进行拓展。知识点：正弦交流电：大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电。非正弦交流电：大小和方向随时间不按正弦规律变化的，如矩形波、三角波等。教学环节2：正弦交流电的瞬时值与波形图教师活动：教师可利用多媒体或用示波器演示正弦交流电的波形，说明在任一瞬间，交流电都有确定的大小和方向。学生活动：学生可在教师的引导下学习瞬时值的概念和表示方法。知识点： 1．瞬时值：交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向，叫

做交流电的瞬时值。交流电的瞬时值通常用小写字母表示，如u、i、e、p等分别表示电压、电流、电动势、功率的瞬时值。 2．波形图：在直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t和与之对应的u或i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电u或i随时间变化的曲化，即波形图。通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。三、课堂小结教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下： 1．正弦交流电的基本概念。 2．交流电瞬时值与波形图。四、课堂练习教材中思考与练习第1、2题五、课后反思本节所讲授的内容是咱们生活中广泛使用的交流电，概念有点抽象，使用多媒体授课，更容易接受

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= I msinωt 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:

正弦交流电的基本概念

课题7－1交流电的产生课型新课授课班级授课时数 1 教学目标1．掌握交流电的概念及其变化规律。2．了解交流电的波形图表示法。教学重点交流电的变化规律及波形图表示法。教学难点交流电的波形图表示法。学情分析学生在物理中已接触过交流电的概念。教学效果

新课教后记课前复习 1．电流产生磁场。 2．磁场对电流的作用力。 3．电磁感应现象E = B l v sin θ 第一节交流电的产生一、交流电的产生演示：由图引出交流电的概念。 1．交流电：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。2．交流电的变化规律中性面：跟磁力线垂直的平面叫中性面。（1）线圈平面跟中性面重合的时刻开始计时 ①某一瞬间整个线圈中的感应电动势： e = 2 B l v sinωt 或者 e = E m sinωt E m = 2 B l v 式中：e ??电动势的瞬时值

E m ??电动势的最大值由上式知在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。 ② 当线圈平面转到与磁感线平行的位置时，由于ωt = π / 2，sin ωt = 1，所以此时的感应电动势最大e = 2 B l v ；当线圈平面转到与磁感线垂直时，此时感应电动势最小，e = 0。 ③ 若线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有感应电流。 I = R e = R E m sin ωt = I m sin ωt 式中：R —— 整个闭合电路的电阻 I m —— 电流的最大值 i —— 电流强度的瞬时值 ④ 电压的瞬时值 u = I R ' = I m R' sin ωt = U m sin ωt 式中：R' —— 某段导线的电阻 U m —— 电压的最大值由上可知：感应电动势、感应电流、外电路中一段导线上的电压都按正弦规律变化。（2）线圈平面跟中性面有一夹角 ? 时开始计时 e = E m sin (ωt + ) i = I m sin (ωt + ) u = U m sin (ωt + ) 正弦交流电：按正弦规律变化的交流电。二、交流电的波形图 1．讲解如图 2．用描点法画出I = I m sin ωt 和u = U m sin （ωt + ?）的图形，其中? =6 π。练习

电路分析基础第3章指导与解答

第3章单相正弦交流电路的基本知识前面两章所接触到的电量，都是大小和方向不随时间变化的稳恒直流电。本章介绍的单相正弦交流电，其电量的大小和方向均随时间按正弦规律周期性变化，是交流电中的一种。这里随不随时间变化是交流电与直流电之间的本质区别。在日常生产和生活中，广泛使用的都是本章所介绍的正弦交流电，这是因为正弦交流电在传输、变换和控制上有着直流电不可替代的优点，单相正弦交流电路的基本知识则是分析和计算正弦交流电路的基础，深刻理解和掌握本章内容，十分有利于后面相量分析法的掌握。本章的学习重点： ● 正弦交流电路的基本概念； ● 正弦量有效值的概念和定义，有效值与最大值之间的数量关系； ● 三大基本电路元件在正弦交流电路中的伏安关系及功率和能量问题。 3．1 正弦交流电路的基本概念 1、学习指导（1）正弦量的三要素正弦量随时间变化、对应每一时刻的数值称为瞬时值，正弦量的瞬时值表示形式一般为解析式或波形图。正弦量的最大值反映了正弦量振荡的正向最高点，也称为振幅。正弦量的最大值和瞬时值都不能正确反映它的作功能力，因此引入有效值的概念：与一个交流电热效应相同的直流电的数值定义为这个交流电的有效值。正弦交流电的有效值与它的最大值之间具有确定的数量关系，即I I 2m 。周期是指正弦量变化一个循环所需要的时间；频率指正弦量一秒钟内所变化的周数；角频率则指正弦量一秒钟经历的弧度数，周期、频率和角频率从不同的角度反映了同一个问题：正弦量随时间变化的快慢程度。相位是正弦量随时间变化的电角度，是时间的函数；初相则是对应t=0时刻的相位，初相确定了正弦计时始的位置。正弦量的最大值（或有效值）称为它的第一要素，第一要素反映了正弦量的作功能力；角频率（或频率、周期）为正弦量的第二要素，第二要素指出了正弦量随时间变化的快慢程度；初相是正弦量的第三要素，瞎经确定了正弦量计时始的位置。一个正弦量，只要明确了它的三要素，则这个正弦量就是唯一地、确定的。因此，表达一

第七章正弦交流电路基本概念试题

第七章正弦交流电路的基本概念测试题一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7．已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频率为____，相位为____，初相位为____。二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800时，则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图，电流的瞬时表达式为___________A 。 a))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)－1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)1050 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。 a) 300 b) 600 c)－ 1200

《电路分析基础》第3章指导与解答

第3章单相正弦交流电路的基本知识前面两章所接触到的电量，都是大小和方向不随时间变化的稳恒直流电。本章介绍的单相正弦交流电，其电量的大小和方向均随时间按正弦规律周期性变化，是交流电中的一种。这里随不随时间变化是交流电与直流电之间的本质区别。在日常生产和生活中，广泛使用的都是本章所介绍的正弦交流电，这是因为正弦交流电在传输、变换和控制上有着直流电不可替代的优点，单相正弦交流电路的基本知识则是分析和计算正弦交流电路的基础，深刻理解和掌握本章内容，十分有利于后面相量分析法的掌握。本章的学习重点： ●正弦交流电路的基本概念； ●正弦量有效值的概念和定义，有效值与最大值之间的数量关系； ●三大基本电路元件在正弦交流电路中的伏安关系及功率和能量问题。 3．1 正弦交流电路的基本概念 1、学习指导（1）正弦量的三要素正弦量随时间变化、对应每一时刻的数值称为瞬时值，正弦量的瞬时值表示形式一般为解析式或波形图。正弦量的最大值反映了正弦量振荡的正向最高点，也称为振幅。正弦量的最大值和瞬时值都不能正确反映它的作功能力，因此引入有效值的概念：与一个交流电热效应相同的直流电的数值定义为这个交流电的有效值。正弦交流电的有效值与它的最大值之间具有确定的数量关系，即I 。 I2 m 周期是指正弦量变化一个循环所需要的时间；频率指正弦量一秒钟内所变化的周数；角频率则指正弦量一秒钟经历的弧度数，周期、频率和角频率从不同的角度反映了同一个问题：正弦量随时间变化的快慢程度。相位是正弦量随时间变化的电角度，是时间的函数；初相则是对应t=0时刻的相位，初相确定了正弦计时始的位置。正弦量的最大值（或有效值）称为它的第一要素，第一要素反映了正弦量的作功能力；角频率（或频率、周期）为正弦量的第二要素，第二要素指出了正弦量随时间变化的快慢程度；初相是正弦量的第三要素，瞎经确定了正弦量计时始的位置。一个正弦量，只要明确了它的三要素，则这个正弦量就是唯一地、确定的。因此，表达一

电的基础知识

第1章电的基础知识内容提要及学习要求: 我们日常生活中很熟悉的交流发电机所产生的电动势就是按正弦规律变化的，是我们普遍使用的正弦电源。本章介绍了交流电的基本概念、RLC 串联交流电路、正弦量的向量表示、三相交流电路及提高功率因数的意义及方法，并且介绍了两种常用的用电设备变压器和电动机的工作原理及型号含义。通过学习要求掌握RLC 串联交流电路的分析方法、三相交流电路的分析及提高功率因数的意义及方法，变压器和电动机的型号含义及选择。 1.1正弦交流电所谓正弦交流电路，是指电压和电流均按正弦规律变化的电路。世界各国的电力系统，从发电、输电到配电，都采用正弦交流电压和电流。生产和生活中所用的交流电，一般是指由电网供应的正弦交流电。 1.1.1交流电的三要素在正弦交流电路中，电压和电流是按正弦规律变化的，其波形如图1.1所示。由于正弦电压和电流和方向是周期性变化的，在电路图上所标的方向是指它们的正方向，即代表正半周时的方向。在负半周时，由于所标的正方向与实际方向相反，则其值为负。图中的虚线箭标代表电流的的实际方向；“＋”、“－”代表电压的实际方向。正弦电压和电流等物理量，常统称为正弦量。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，所谓频率。幅值和初相位就成为确定正弦量的三要素。图1.1 正弦电压和电流 1.周期与频率正弦量变化一次所需的时间称为周期T 。每秒变化的次数称为频率f ，它的单位是赫兹（Hz ）。频率与周期之间具有倒数关系，即 T f 1 = 或者 f T 1= （1.1）在我国和其他大多数国家，都采用50Hz 作为电力标准频率，这种频率在工业上应用广泛，习惯上也称为工频。筑路工地交流电机和照明负载都是这种频率。正弦量变化的快慢除了用周期和频率表示外，还可以用角频率ω来表示。因为一周期内经历了2π弧度，如1.2所示，所以角频率为 f T ππ ω22== （1.2） ω的单位为弧度/秒（rad/s ）。上式表示三者之间的关系，只要知道其中之一，其余参数均可求出。

正弦交流电的基本概念教案

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正弦交流电的基本概念

中国工程物理研究院工学院教案用纸

新课教学（80分钟）一、正弦交流电的产生：如图交流发电机结构与原理示意图（a）（b）由于发电机线圈cd边切割磁力线运动，所以其产生的感应电动势为： ) sin( ? ω+ =t BLv e cd （a）（b） 5-3 交流发电机原理示意图同理，线圈ab边产生的感应电动势为 ) sin( ? ω+ =t BLv e ab 所以整个线圈产生的感应电动势为 ) sin( ) sin( 2 ? ? ? ω+ = + = + =t E t BLv e e e m cd ab 上式中，BLv E m 2 =是感应电动势的最大值，又叫振幅。可见，交流发电机产生的电动势按正弦规律变化，可以向外电路输送正弦交流电。二、正弦交流电的周期、频率和角频率 1 周期：完成一次周期性变化所需用的时间叫做周期，用T表示，其单位是秒（s）。如图5-4 在黑板付板书处画图5-3并对照图阐述分析。板书板书中国工程物理研究院工学院教案用纸时间分配教学过程及内容教学方法

5-4 正弦交流电的周期 2 频率：交流电在单位时间内（1s ）完成周期性变化的次数叫做频率，用字母f 表示，其单位是赫兹，符号为Hz 。此外频率还有常用单位千赫（kHz ）和兆赫(MHz)： Hz kHz 3101= Hz MHz 6101= 显然，周期和频率之间有倒数关系 f T 1= 我国发电厂发出交流电的频率都是50Hz ，习惯上称之为“工频”。 3 角频率：单位时间内电角度的变化量叫做角频率，用字母ω表示，其单位是弧度每秒，符号为rad/s 。显然，角频率和周期、频率有如下关系 f T ππω22== 注意：周期、频率和角频率都是反映交流电变化快慢的物理量。三、相位和相位差 1 相位：任意t 时刻，发电机线圈平面与中性面的夹角 )0?ω+t （叫做交流电的相位。当t = 0时的相位，即0??=叫做初相位，它反映了正弦交流电起始时刻的状态。相位是表示正弦交流电在某一时刻所处状态的物理量，它不仅决定瞬时值的大小和方向，还能反映正弦交流电的变板书板书强调说明并板书。对照图 5-3阐述分析。并板书。中国工程物理研究院工学院教案用纸时间分配教学过程及内容教学方法

电工电子基础正弦交流电路分析教案

项目二正弦交流电路分析任务1 正弦交流电路基本知识一、交流电的产生 1、演示实验教师作演示实验，演示交流电的产生。展示手摇发电机模型，介绍主要部件（对应学生设计的发电机原理图），进行演示。第一次发电机接小灯泡。当线框缓慢转动时，小灯泡不亮；当线框快转时，小灯泡亮了，却是一闪一闪的。第二次发电机接电流表。当线框缓慢转动时电流计指针摆动；仔细观察，可以发现：线框每转一周，电流计指针左右摆动一次。表明电流的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。 2、分析——交流电的变化规律投影显示（或挂图）：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程。 (1) 线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流。（教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零。） (2) 当线圈平面逆时针转过90°时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大。 (3) 再转过90°时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势。 (4) 当线圈再转过90°时，处于图（丁）位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（乙）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反。 (5) 再转过90°线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势。分析小结：线圈abcd在外力作用下，在匀强磁场中以角速度ω匀速转动时，线圈的ab边和cd 边作切割磁感线运动，线圈产生感应电动势。如果外电路是闭合的，闭合回路将产生感应电流。ab和cd边的运动不切割磁感线时，不产生感应电流。

正弦交流电教案

课题：正弦交流电的基本概念一、教学目标 1、了解正弦交流电的产生。 2、理解正弦量解析式、波形图、三要素、有效值、相位、相位差的概念。 3、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系掌握同频率正弦量的相位比较。二、教学重点、难点分析重点： 1、分析交流电产生的物理过程。使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间内，电流的大小及方向是怎样变化的。 2、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系，掌握同频率正弦量的相位比较。 3、交流电有效值的概念。难点： 1、交流电的有效值。三、教具手摇发电机模型、电流表、小灯泡。电化教学设备。四、教学方法讲授法，多媒体课件。五、课时计划：4课时六、教学过程 Ⅰ.知识回顾提问：什么条件下会产生感应电流？根据电磁感应的知识，设计一个发电机模型。学生设计：让矩形线框在匀强磁场中匀速转动。

II.新课一、交流电的产生（第一、二课时） 1、演示实验如图5-3所示作演示实验，演示交流电的产生。展示手摇发电机模型，介绍主要部件（对应学生设计的发电机原理图），进行演示。第一次发电机接小灯泡。当线框缓慢转动时，小灯泡不亮；当线框快转时，小灯泡亮了，却是一闪一闪的。第二次发电机接电流表。当线框缓慢转动时电流计指针摆动；仔细观察，可以发现：线框每转一周，电流计指针左右摆动一次。表明电流的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。 2、分析——交流电的变化规律投影显示（或挂图）：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程。 (1) 线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab 、cd 边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流。（教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零。） (2) 当线圈平面逆时针转过90°时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时， ab 、cd 边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，图1 交流电发电机原理示意图