交流电的基础知识
交流电基础知识培训计划
交流电基础知识培训计划一、培训目的交流电是电力系统中最常见的电压形式，也是最为广泛应用的电力形式。
本次培训旨在让学员们了解交流电的基本概念、特点、应用及相关知识，从而为他们在电力系统中的工作提供必要的理论基础和实践指导。
二、培训对象本次培训对象为电力系统中从事相关工作的技术人员、工程师和初级工作人员，希望能够通过培训提升他们对交流电知识的掌握程度，提高工作效率，提升专业水平。
三、培训内容1. 交流电的基本概念和特点1.1 电流和电压的关系1.2 交流电的频率和周期1.3 交流电的相位和相位差1.4 交流电的正弦波形1.5 交流电的相关单位和符号表示2. 交流电的产生和传输2.1 交流电的产生原理2.2 交流电的传输方式2.3 交流电的输电线路2.4 交流电的变压器原理3. 交流电的应用3.1 交流电在家庭生活和工业生产中的应用3.2 交流电在电力系统中的应用3.3 交流电在通信系统中的应用3.4 交流电在交通运输中的应用四、培训方式本次培训将采取理论讲解、案例分析和现场操作相结合的方式进行。
1. 理论讲解通过PPT和讲解的方式，让学员了解交流电的基本概念、特点、应用及相关知识。
2. 案例分析通过真实案例的分析，让学员深入了解交流电在各个领域的应用，包括在电力系统中的输电、变压、配电等方面的案例。
3. 现场操作在实际的电力系统设备上进行操作，让学员亲自操作，加深对交流电知识的理解。
五、培训时间本次培训将分为两个阶段进行，第一阶段为理论学习，第二阶段为现场实践。
第一阶段：理论学习，为期3天第一天：交流电的基本概念和特点第二天：交流电的产生和传输第三天：交流电的应用第二阶段：现场实践，为期2天学员将根据培训内容进行现场实践操作，包括输电线路、变压器等设备的操作及应用。
六、培训师资力量本次培训将邀请电力系统领域的专业教师和工程师担任讲师，他们在电力系统领域有丰富的理论知识和实践经验，能够为学员提供专业的培训指导。
交流电知识
交流电基础知识一、电压等级1、安全电压：≦36V，，2、低电压等级：127V，220V，380V，660V等1000V以下低压3、中压：1140V,10KV等1000V-10KV叫中压4、高压：35KV----220KV5、超高压：330KV---750KV。
6、特高压。
1000kV为特高压电2007年2月5日我国首个1000kV特高压电压等级在武汉特高压交流试验基地诞生。
二、功率1、有功功率（平均功率）正弦交流电在一个周期内的平均功率为：P=I*VCOSϕ；cosφ 称为RLC电路的功率因数。
2、无功功率有功功率反映的是电路消耗的功率，而无功功率反映的是电路储能元件的能量交换情况，它等于能量变换的最大功率，计算可得：Q=I*VSINϕ感性负载：电动机等负载电流的相位是滞后于电压的，这类负载称为感性负载。
容性负载：电容器等负载电流是超前于端电压的，这类负载称为容性负载。
一般地电力用户功率因数为0.90及以上，其他100kVA(kW)及以上电力用户和大、中型电力排灌站功率因数为0.85及以上，趸售和农业用电功率因数为0.80及以上。
凡功率因数未达到上述规定的新用户，供电局可拒绝接电。
用户可以接入无功补偿设备（电容性）来提功率因数。
3、视在功率在交流电路中，由于有感性或容性储能设备，电压与电流有相位差，通俗讲就是电压与电流不在同一时间到达；因此，表面看电压有多大、电流有多大，实际并没有做那么大的功，有电源与储能设备的能量转换；所以称为视在功率。
交流电路中总电压与总电流有效值的乘积叫做视在功率，即：22S=P*Q I V+=三、负载对直流电路：电感L ，感抗L X =0 ；电容C ：容抗C X =∞ 对交流电路：电感L ，L X =j L ω；电容C ：C 1X =j C ω； 并联阻抗：1Z=R j L j Cωω RLC 电路：串联阻抗1Z=R+j L j C ωω+欧姆定律的相量表达式：U =I Z ∙∙已知：上图所示 u(t)=1202cos(100090)15,30,83.3t R L mL C Fμ︒+=Ω== 求ｉ（t ） (t+90)(t+90)(t+90)i90t (t+90)i90(t+180)t t t (t+127)U =120e /8e /120e /e 4120e *e =10e 10e 6e 8e 10e i i R i i L i i i C i i i R L C I U R I U j L L I U j C C I I I I j ωωωωωωωωωωωωωω∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙========-=++=-+=。
电工交流电
13
五、单相交流电路
相量图 y
e
e1
ωt1
0
0
Em
x
ωt1
ωt
既有方向又有大小的 量叫做矢量。
14
相 量
仅反映正弦量的最大值和初相的 不动的”矢量。 “不动的”矢量。 用大写字母上加一“ · ”表示。 表示。 用大写字母上加一“ 表示
& E
最大值相量 有效值相量
φ
15
相量的运算——平行四边形法则
0
ωt
U 1 = I ωC
26
容 抗
衡量电容器对交流电流阻碍作 用的物理量。 表示。 用的物理量。用xC表示。
U 1 xC = = I ωC
单位：欧姆（Ω） 单位：欧姆（
27
（4）阻抗三角形 阻 抗
阻抗是电路总电压与电流有效值的比值，表 阻抗是电路总电压与电流有效值的比值， 示了电路中所有元件对电流的阻碍作用。 示了电路中所有元件对电流的阻碍作用。 符号：Z 符号： 单位：欧姆 。 单位：
& I 1 = 10(sin 30 ° + j cos 30 ° )
& I 2 = 8(sin 60° + j cos 60°)
& = 220e j 30° U
& = 10e j 30° I1
18
（1）纯电阻正弦交流电路
i
~ u
R
iu
电流与电压的关系 相位相同。 相位相同。 频率相同。 频率相同。
24
（3）纯电容正弦交流电路
电 容
i
u
C
衡量电容器容纳电荷本领大 小的物理量 单位：法拉（F）。 单位：法拉（ ） 常用单位：微法（ ） 常用单位：微法（µF） 皮法（ ） 皮法（pF） 1µF＝106pF
三相交流电基础知识
第四节 三相交流电路工业上应用最多的交流电是三相交流电。
单相交流电实际上也是三相交流电的一部分。
三相交流电有很多优点：例如三相电机比同尺寸的单相电机输出功率大，性能好；三相交流电的输送比较经济；既节约了有色金属又降低电能损耗等。
一、 、 三相交流三相交流三相交流电电的产生三相交流电一般由三相发电机产生。
其原理可由图1-46说明。
发电机定子上有U1-U2、V1-V2、W1-W2三组绕组，每组绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构一样，对称地排放在定子铁芯内侧的线槽里。
在转子上有一对磁极的情况下，三相绕组在排放位置上互差120o 。
转子转动时U1-U2、V1-V2、W1-W2绕组中分别都产生同样的正弦感应电动势。
但当N极正对哪一相绕组时，该相感应电动势取得最大值。
显然，V相比U相滞后120o ，W相比V相滞后120o ，U相比W滞后120o 。
三相电动势随时间变化的曲线如图1-47所示。
这种大小相等、频率相同、但在相位上互差120o 的电动势称为对称三相电动势。
同样，最大值相等、频率相同、相位相差120o 的三相电压和电流分别称为对称三相电压和对称三相电流。
图1-46 三相交流电发电机示意图图1-47 三相交流电波形三相交流电动势在时间上出现最大值的先后次序称为相序。
相序一般分为正相序、负相序、零相序。
最大值按U—V—W—U顺序循环出现的为正相序。
最大值按U—W—V—U顺序循环出现的为负相序。
如令三个相电压的参考极性都是起始端U1、V1、W1为正，尾端U2、V2、W2为负，又令U1—U2绕组中的电动势e u ，为参考正弦量，那么，三个相电压的函数表达式为：图1-48 三相交流电势相量图对称三相交流电动势的相量图，如图2-48所示。
二、三相三相电电源的接法源的接法 在生产中，三相交流发电机的三个绕组都是按一定规律连接起来向负载供电的。
通常有两种接法；一种是星形（Y）连接；另一种是三角形（△）连接。
（一） ） 星形星形星形连连接图1-49 三相交流电源的连接将电源三相绕组的末端U 2、V 2、W 2连接在一起，成为一个公共点（中性点），而由三个首端U 1、V 1、W 1分别引出三条导线向外供电的连接形式，称为星形（Y）连接。
交流电基础知识
交流电基础知识一、交流电简介交流电（Alternating Current，缩写为AC）是指电流方向和大小都随时间变化的电流。
与交流电相对的是直流电（Direct Current，缩写为DC），直流电的电流方向恒定不变。
二、交流电的特点1. 电流方向周期性变化：交流电的电流方向会在正向和反向之间周期性地变化。
2. 电流大小周期性变化：交流电的电流大小也会周期性地变化，呈现出正弦波形状。
3. 频率和周期：交流电的频率是指单位时间内电流方向变化的次数，单位为赫兹（Hz）。
周期是指电流方向变化一次所需要的时间，单位为秒（s）。
三、交流电的产生交流电可以通过发电机产生。
发电机中的转子由机械能驱动，通过旋转磁场的方式在线圈中感应出交流电。
四、交流电的表示交流电可以用正弦函数表示，即I=I0sin(ωt+φ)，其中I是电流的大小，I0是最大电流值，ω是角频率，t是时间，φ是相位差。
五、交流电的单位1. 电流单位：交流电的电流单位是安培（A）。
2. 电压单位：交流电的电压单位是伏特（V）。
3. 频率单位：交流电的频率单位是赫兹（Hz）。
六、交流电的优势与直流电相比，交流电具有以下优势：1. 传输损耗小：交流电在输送过程中，可以通过变压器进行升压和降压，减少传输损耗。
2. 远距离传输：交流电可以通过变压器进行长距离传输，方便用电。
3. 适用范围广：交流电可以通过变频器进行调节，以满足不同设备的需求。
七、交流电的应用交流电在我们的日常生活中得到了广泛的应用，包括：1. 家庭用电：交流电为我们的家庭提供了照明、供暖、空调等各种用电设备的能量。
2. 工业生产：交流电在工业生产中被广泛应用，驱动各种机械设备，提供能源支持。
3. 通信技术：交流电在通信技术中扮演着重要的角色，例如电话、电视、互联网等。
八、交流电的安全注意事项在使用交流电时，我们需要注意以下安全事项：1. 避免触电：不要用湿手触摸电线或插头，以免触电。
2. 使用绝缘工具：在进行电路操作时，使用绝缘手套或绝缘工具，提高安全性。
交流电的基本概念与计算
交流电的基本概念与计算交流电是指电流方向和大小周期性变化的电流。
相对于直流电而言，交流电具有周期性变化的特点，它在电路中的传输和分配中起着重要的作用。
本文将介绍交流电的基本概念以及常见的计算方法。
一、交流电的基本概念交流电由电压和电流组成，它们随时间的变化而变化。
交流电有两个关键参数，即振幅和频率。
1. 振幅：振幅指交流电的峰值大小，通常用Vp表示。
在正弦曲线图中，振幅表示波峰或波谷到零点的距离。
2. 频率：频率是指单位时间内交流电信号经历的周期次数。
单位为赫兹（Hz）。
常见的电源频率为50Hz或60Hz。
二、交流电的计算方法在电力系统中，我们经常需要进行交流电的计算，包括电压、电流、功率以及阻抗等方面的计算。
以下是一些常见的交流电计算方法。
1. 有效值计算：有效值是交流电的大小标准，通常用Vrms表示电压有效值，Irms表示电流有效值。
对于正弦交流电来说，其有效值等于振幅的0.707倍。
2. 电阻功率计算：对于直流电路，电阻功率的计算方法为P=VI，即功率等于电压乘以电流。
而对于交流电路，由于电压和电流存在相位差，所以需要使用复数形式的功率计算公式：P=Re(VI*)，其中Re 表示取实部，V和I分别表示电压和电流的复数形式。
3. 相位角计算：交流电中，电压和电流的相位差对于电路中能量的传递和性能的影响很大。
相位角是指电压和电流的相位差的大小，通过相位角可以判断电路中的电压和电流的关系。
4. 阻抗计算：阻抗是用来描述交流电路中电阻、电感和电容对电流和电压的影响。
阻抗可以通过复数形式表示，计算公式为Z=|Z|<θ，其中|Z|表示阻抗的模值，θ表示相位角。
三、交流电的应用交流电在生活和工业中有广泛的应用。
以下列举一些常见的应用领域。
1. 交流电作为电力传输的基础：电力系统中的电压都是交流电，通过变压器可以将电压升高或降低，以满足不同的用电需求。
2. 交流电驱动电动机：交流电驱动电动机在工业生产中应用广泛，如空调、电梯、制造业等领域。
三相交流电基本知识
三相交流电基本知识三相交流电是日常生活中比较常见的电源方式，它特别适合发电、传动机械、加热设备、电炉、加热水器、水泵、空调、热水器和洗衣机等，其发展史也比较久远。
首先，三相交流电的概念。
三相交流电是一种特殊的电力系统，具有三个相位的电力供应，每个相位的电压和相位的频率相同，每个相位的电流可以上升到最大值，并且可以改变和调节相位的电压和频率。
其次，研究三相交流电的基础物理知识。
三相交流电的基础物理知识包括相位电压、频率、电流、功率、功率因素、有功功率、无功功率、阻抗、同步转矩等，这些知识熟悉也可以有效地了解三相交流电的原理和操作规程。
三相交流电的特点：(1)三相交流电具有高效的传动能力，可以获得有效的能量供应，并且可以带来一定的电磁效应。
(2)三相交流电具有稳定的电压和频率，可以确保使用的安全性。
(3)三相交流电具有较高的调压率，调压范围较宽，可以调节电压频率，便于使用。
(4)三相交流电具有低损耗特性，可以保证输出的功率，并且进行有效的能量利用。
三相交流电在日常生活中的应用：(1)发电。
三相交流电可以将原有的电力转换成有用功率，可用于发电设备的运转。
(2)传动机械。
三相交流电可以将电能转换为机械能，可用于机械设备的运转。
(3)加热设备。
三相交流电可以将电能转换为热能，可用于加热设备的运转。
(4)电炉、加热水器、电暖器、洗衣机、空调等家电设备。
三相交流电可以提供电能，可以满足家用电器的运行需求。
另外，三相交流电的安全使用也不可忽视，应该注意的有：（1）在使用三相交流电时，要确保接触电压安全，接触电压低于接线电压的10%是安全的。
（2）在使用三相交流电的时候，应该保证绝对的平衡，考虑到正确的相位角度以保证电路的可靠性。
（3）在使用三相交流电时，要注意观察电压频率，如果电压频率超过正常范围，则相关设备应该立即停止运行，以避免出现意外情况。
（4）三相交流电的接线要正确，不能混接，应按电路的要求正确接线，以免对电路造成损坏。
交流电知识学习基础
交流电知识学习基础简称“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是不同的。
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。
正弦电流（又称简谐电流），是时间的简谐函数i=Imsin（ωt+φ0）当线圈在磁场中匀速转动时，线圈里就产生大小和方向作周期性改变的交流电。
现在使用的交流电，一般是方向和强度每秒改变52赫兹。
我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。
在实用中，交流电用符号"~"表示。
电流i随时间的变化规律，由此看出：正弦交流电需用频率、峰值和位相三个物理量来描述。
交流电所要讨论的基本问题是电路中的电流、电压关系以及功率（或能量）的分配问题。
由于交流电具有随时间变化的特点，因此产生了一系列区别于直流电路的特性。
在交流电路中使用的元件不仅有电阻，而且有电容元件和电感元件，使用的元件多了，现象和规律就复杂了。
【交流电的频率和周期】频率是表示交流电随时间变化快慢的物理量。
即交流电每秒钟变化的次数叫频率，用符号f表示。
它的单位为周／秒，也称赫兹常用“Hz”表示，简称周或赫。
例如市电是50周的交流电，其频率即为f=50周／秒。
对较高的频率还可用千周（kC）和兆周（MC）作为频率的单位。
1千周（kC）=103周／秒1兆周（MC）=10千周（kC）=106周／秒例如，我国第一颗人造地球卫星发出的讯号频率是20.009兆周，亦即它发出的是每秒钟变化20.009×106次的交变讯号。
交流电正弦电流的表示式中I = Imsin（ωt+φ0）中的ω称为角频率，它也是反映交流电随时间变化的快慢的物理量。
角频率和频率的关系为ω=2πf。
交流电随时间变化的快慢还可以用周期这个物理量来描述。
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即: Im I 2
3.
U
Um 2
0.707Um
即:Um U 2
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9
符号说明
瞬时值 --- 小写 有效值 --- 大写
u、i
U、I
最大值 --- 大写+下标
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Um
10
问题
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
220V 的线路上?
~ 220V
电器 最高耐压 =300V
1. 周期 T： 变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒..
2. 频率 f： 每秒变化的次数 单位：赫兹，千赫兹 ...
3. 角频率 ω： 每秒变化的弧度 单位：弧度/秒
1 f T 语言资格考试PPT
2 2 f12
T
1. 周期（T）：
正弦交流电从零→最大
→零→负最大→零；这
e
样循环变化一周所需的
第十二章 交直流电的基础知识
第二节 交流电的基础知识
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1
各种形式的交流电
交流电:电源电动势随时间作周期性变化
e(t)
e(t)
简谐波
t
尖脉冲
t
矩形波
t 语言资格考试PPT
锯齿波
t
调幅波
t
调频波
t2
正弦交流电 概念：
1 交流电：大小和方向随时间作有规律变 化的电压和电流称为交流电,又称交变电流.
uA uB uC
t
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21
例：三要素计算
已知： i sin1000 t 30
幅度： 频率：
Im
1A
1000
I 1 2
rad/s
0.707 A
f 1000 159 Hz 2 2
初相位： 30
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22
二 、 交流电路的功率和功率因数
电阻元件在交直流电路中都是限制电流的，从电 源取用能量，在这里就是电阻元件从电源取用电 能而转换为热能，这是一种不可逆的能量转换m sin(t e )
最大值
相位
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5
i Im
特征量:
i Im sin t
t
I m ： 电流最大值
： 角频率（弧度/秒）
： 初相角
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6
3.正弦波特征量之一 ----最大值 、有效值
i Im sin t
I 为正弦电流的最大值 m
（2） 正弦交流电的三要素：最大值、频率、 初相角
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4
2.正弦交流量的瞬时表达式：
电动势 电压 电流
e Em sin(t e )
u Um sin(t u ) i Im sin(t i )
ui u i
t1 0 t2 π
Ф1 Ф2
2π ωt
表达式各部分的含义
电动势 瞬时值
2 正弦交流电是随时间按照正弦函数规律 变化的交流电.
3 由于交流电的大小和方向都是随时间不 断变化的,也就是说,每一瞬间电压（电动势） 和电流的数值都不相同,所以在分析和计算交 流电路时,必须标明它的正方向.
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3
一 、单相正弦交流电的基本概念
1. 正弦交流电
（1）正弦交流电的产生：正弦交流电由交流 发电机产生的。
单位: 1千赫芝 = 1000赫芝
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π
2π
t
T
我国交流电 频率每秒变
化50次
周期为: T = 0.02秒
14
3. 电角速度（角频率ω） 每秒变化的弧度
ω单位:（弧度/秒）
∵ f = 50HZ ∴ 2 2f 2 3.14 50 314弧度/ 秒
T
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15
正弦波特征量之三 -- 初相位
1 2 0
t i i1 落后于 2 19
i
u
0 10
20 t
同相
Δφ=φ1—φ2 =0
i
0 10 20
t
反相 u
Δφ=φ1—φ2 =π
i
u
0 10
20
t
相位差
Φ1 超前φ2
Δφ=φ1—φ2 ＞0
（Φ2 滞后φ1 )
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u和i正交
Δφ=φ1—φ2 =±π/220
三相交流电路：三相电压初相位各差1200
念 电阻 产生的热
量相等 . 则我们
称直流电流Ⅰ为
交流电i的有效
值。
K 交流
直流
灯泡100W
有效值: 交流电与直流电 在灯泡上消耗的电能等值
表示符号:
必须用大写：
E、U、I表示.
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8
有效值与最大值的关系:
1.
E
Em 2
0.707Em
即: Em E 2
2.
I
Im 2
0.707Im
1). 相位(又称相位角):
表示正弦量进程的物理量. 上解析式中(ωt+φ)称为正弦量的相 位, 它表明周期运动中处于什么状态和位置的一个量(用电度角φ或θ).相
位一般是指两个同频率波形，过零点的时间差。
例. 当 (t ) 90, 那e Em
当 (t ) 180, 那e 0
2). 初相位:
有效值 U = 220V
电源电压
最大值 Um = 2 220V = 311V
该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所
以不能用。
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11
正弦波 特征量之二
-- 角频率
角频率ω ：单位时间内 交流电所经历的电角度 (反映交流电变化快慢 的物理量)。
i
t
T
i Im sin t
描述变化周期的几种方法
式中φ为正弦量的初相角,也就是t=0时的相位角.
例.
e 311 sin(0 30 ) 语言资0格考试PPT那么 300就是 e 的初相位1。6
i
t
说明： 给出了观察正弦波的起点或参考点，
常用于描述多个正弦波相互间的关系。
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17
3).相位差: 同频率正弦量的相位之差称相位差(不随时间变化的常数).
i1 i2
t
1
2 i1 Im1 sin t 1 i2 Im2 sin t 2
t 2 t 1 21
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18
两种正弦信号的相位关系
同
相 位
2
1
相
i2
位
领
先 1 2
i2
1 2
i1
t
i1 1 2 0
t
i i 领先于
1
2
相
i1
位
落 后
2 1
i2
语言资格考试PPT
最大值
电量名称必须大
写,下标加 m。 如：Um、Im
在工程应用中常用有效值。常用交流电表指示的电压、电
流读数，就是被测物理量的有效值。标准电压220V，也是指
供电电压的有效值。
i 2I sin t
语言资格考试PPT
7
有 效 值
•若一个交流电 流i和一个直流 电流Ⅰ在相同的
概 时间内通过同一
时间叫周期.
周期表明交流电变化
0
的快慢, 我国交流电的
周期为: T = 0.02秒
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变化一周所需要 的时间称之为周期
π
2π
t
T
13
2. 频率（F）：
1). 定义:
e
正弦交流电在1 秒
钟内完成周期变化的
次数叫频率。
0
2). 周期与频率的关系
F1 T
T 1 F
式中: T－周期（S秒） F－频率（Hz赫芝）