初识正弦交流电.
正弦交流电的基本概念
6 节 约 用 电
效率低的设备（如电动机、风机、水泵等），换上节能型机电产品，可提高生产和降低产品的电力消耗。
二、更新用电设备， 选用节能型新产品
配备无功补偿设备，提高功率因数。企业内部的无功补偿设备应装在负载侧，如在负载侧装设电容器、同步补偿器等。 两部制电价：其一是基本电价，其二是电度电费。基本电价根据用户的变压器容量或最大需用量计算，是固定的费用。电度电费则按用户每月实际取用的电度数计算，是变动的费用。另外有规定，若功率因数高，则可减免部分电费，反之则增收部分电费。
无接地----危险 (b) 有接地----较安全
接地装置由接地体和接地线组成，埋入地下直接与大地接触的金属导体叫接地体，连接接地体和电气设备接地螺栓的金属导体称接地线。
保护接地适用于中性点不接地的低压电网。但在中性点接地电网中，由于单相对地电流较大， 保护接地就不能完全避免人体触电的危险，而要采用保护接零。
瞬时功率、视在功率、有功（平均）功率、无功功率、功率因数
功率因数的补偿
正弦交流电的参数
串联谐振，超前、滞后、同相，品质因数
在正弦交流电中的电阻、电容、电感
正弦交流电的基本概念
1 电力系统的基本知识 发电厂一般建在燃料、水力等丰富的地方，与用户距离一般很远。为降低输电线路的电能损耗，发电厂的电能经过升压变压器再经输电线路传输（高压输电）；经高压输电线路送到距用户较近的降压变电所，经降压分配给用户。连接发电厂和用户之间的环节称电力网。发电厂、电力网和用户组成的统一整体称为电力系统：
水力发电厂，利用水流的位能生产电能：水流位能→机械能→电能。
火力发电厂，利用燃料（通常是煤）的化学能生产电能：煤被粉碎成煤粉，煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧，将锅炉内的水加热成高温高压的蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机旋转发电：煤的化学能→热能→机械能→电能。
正弦交流电基本概念
应用场景：正弦交 流电的除法运算在 电路分析和设计中 非常有用，可以帮 助我们更好地理解 和控制电路的工作 原理。
感谢观看
汇报人：
06
正弦交流电的运算
加法运算
相加：两个正弦 交流电的振幅相 加，相位保持不 变
相减：两个正弦 交流电的振幅相 减，相位保持不 变
乘法运算：一个 正弦交流电的振 幅乘以另一个的 振幅，相位保持 不变
除法运算：一个 正弦交流电的振 幅除以另一个的 振幅，相位保持 不变
减法运算
定义：正弦交流电的减法运算是指将两个同频率的正弦交流电的振幅值或 相位差进行相减
乘法运算
添加标题 添加标题 添加标题 添加标题
乘法运算：两个正弦交流电相乘，结果仍为正弦交流电，其幅值和相位 角分别为两输入正弦交流电幅值乘积和相位角的和。
幅值相乘：正弦交流电的幅值相乘等于两个输入正弦交流电幅值的乘积。
相位相加：两个正弦交流电相乘时，其相位角相加，即两个输入正弦交 流电相位角的和。
单位：伏特（V）
添加标题
添加标题
作用：决定正弦交流电的最大输 出功率
相位
单位：度
定义：正弦交流电的相位是 表示电信号在某一时刻所处 的位置
计算方法：相位 = 角度 × 360度/周期
意义：相位决定了电信号的 状态和变化趋势
初相角
定义：正弦交流电的初相角是指正弦波在t=0时的相位角 符号：通常用希腊字母表示，如Φ 单位：度（°）或弧度（rad） 意义：初相角决定了正弦交流电的初始状态，对正弦交流电的合成和电路分析具有重要意义
04
正弦交流电的参数
频率
定义：正弦交流电的频率是指单位时间内电流方向改变的次数
单位：赫兹（Hz）
正弦交流电课件
正弦量与纵轴相交处若 在负半周，初相为负。
(3)相位差
t u ), 例 已知 u U m sin(
i I m sin( t i ) ，求
解
电压与电流之间的相位差。 u、i 的相位差为： (t u ) (t i ) t u t i u i
图 7-1 相位差的同相与反相波形
例如已知 u = 311sin(314t 30) V，i = 5sin(314t 60) A， 则 u 与 I 的相位差为 ui = (30) ( 60) = 90，即 u 比 I 滞后 90，或 I 比 u 超前90。
二、正弦交流电的物理量 (以i(t)为例)
第一节 学习目的与 要求
• 了解正弦交流电和直流电的区别。
• 掌握正弦量的三要素概念。
• 理解正弦量的周期、频率和角频率的概念
，掌握三者的关系。
• 掌握理解相位、相位差的概念、能根据相
位差求解两个同频率正弦量的相位关系。
1.1
认识正弦交流电
大小和方向均随时间变化的电压或电流称为交流电。如
等腰三角波
1MHz 103 kHz 1MHz 106 Hz
u(i) ω=4πrad/s
单位是 每秒弧度
T=0.5s
2
3
交流电变化一个周期，相当于发电机绕组转动了 2 弧度 或3600。 交流电一秒钟内经历的电角度称为角频率，用ω表示。
显然 2 2f T
国 标
三者是从不同的角度反映的 同一个问题：交流电随时间变 化的快慢程度。
1、瞬时值 i(t) 交流电任何时刻的取值 2、极大值 Im 瞬时值中的最大值
3、有效值 I
4、周期T 5、频率f 6、角频率ω
《电工技术》课件——正弦交流电的基本概念
u1(t)与u2(t)之间的相位差写成以下形式
12 ( t 1 ) ( t 2 ) 1 2
结论：两个相同频率的正弦交流量之间的相位差等于它们的初相之差。
11
2.正弦交流电的三要素
E
1 2
E
m
0.707Em
8
2.正弦交流电的三要素
【特别提示】我国工业和民用交流电源的有效值为 220 V，工程上所说的交流电压、 电流值指的是有效值,电气铭牌额定值、交流电表读数也是有效值。
9
2.正弦交流电的三要素
（3）相位(ωt+Ψ0)、初相（Ψ0）、相位差 正弦交流电瞬时值表达式中的(ωt+Ψ0)称为相位角，简称相位。它反映了
6
2.正弦交流电的三要素
它们之间的关系如下
1(MHZ) 110 3 (kHZ) 110 6 (Hz )
角频率（ω）：正弦量每秒变化的弧度数，角频率的单位是弧度/ 秒（rad/s）；越大说明正弦 交流电交变的速度就越快，反之则越慢。
角速度、周期和频率从不同角度反映正弦交流电交变速度的快慢。
周期、频率和角速度三个物理量之间存在以下关系
f 1 T
2 2π f
T
7
2.正弦交流电的三要素
（2）最大值(Am)、有效值 最大值也称为振幅、峰值，它反映了正弦交流电变化的范围或者幅度。 正弦量的大小往往不是用它的最大值，而是用有效值来衡量。
有效值是从热效应相当的观点来定义的
在交流电变化的一个周期内，如果交流电流i通过电阻R时，在一个周期时间的
15
3、知识深化
问题：一个正弦电流的初相位为600，在t=T/4时刻的电流瞬 时值为5A，该电流的有效值是多少呢？
《电工基础》练习及答案(7.初识正弦交流电)
《电工技术基础与技能》复习题7．初识正弦交流电一、选择题：1．人们常说的交流电压220V 是指交流电压的（ ）A ．最大值B ．有效值C ．瞬时值D ．平均值 2．关于交流电的有效值，下列说法正确的是（ ） A ．最大值是有效值的3倍 B ．有效值是最大值的2倍C ．最大值为311V 的正弦交流电，就其热效应而言，相当于一个220V 的直流电D ．最大值为311V 的正弦交流电，可以用220V 的直流电代替3．一个电容器的耐压为250V ，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值可以是（ ）。
A ．150VB ．180VC ．220VD ．都可以 4．已知V t u )6314sin(2100π-=，则它的角频率、有效值、初相分别是（ ） A ．62100/314π-、V 、s rad B ．6100/100ππ-、V 、s radC ．610050π-、V 、Hz D ．6100/314π、V 、s rad 5．某正弦交流电的初相角20πϕ-=，在t =0时，其瞬时值将（ ）A ．大于零B ．小于零C ．等于零D ．不能确定 6．A t i ωsin 51=与A t i )30sin(52︒-=ω的相位差是（ ） A ．30° B ．－30° C ．0° D ．无法确定 7．两个同频率正弦交流电21、i i 的有效值各为40A 和30A ，当21、ii 的有效值为50V时，1i 与2i 的相位差是（ ）A ．0°B ．180°C ．45°D ．90° 8．某交流电压V t u )4100sin(100ππ+=，当s t 1.0=时的值是（ ）A ．V 7.70-B ．V 7.70C ．V 100D ．V 100- 9．某正弦交流电压的有效值为380V ，频率为50Hz ，在t =0时的值为380V ，则该正弦电压的表达式为（ ）A ．V t u )90314sin(380︒+=B ．V t u 314sin 380=C ．V t u )45314sin(2380︒+=D ．V t u )45314sin(2380︒-= 10．如右图所示的矢量图中，交流电压1u 与2u 的相位关系是（ ）A ．1u 比2u 超前75°B ．1u 比2u 滞后75°C ．1u 比2u 超前30°D ．无法确定11．一个电热器接在10V 的直流电源上，产生一定的热功率。
任务一 认识正弦交流电[37页]
![任务一 认识正弦交流电[37页]](https://img.taocdn.com/s3/m/81401749f90f76c660371a4a.png)
i
0
t
（1）正弦稳态电路在电力系统和电子技术领域占有十分重 要的地位。 （2）正弦信号是一种基本信号，任何变化规律复杂的信号 可以分解为按正弦规律变化的分量。
对正弦电路的分析研究具有重要的理论价值和实际意义。
4
任务一 认识正弦交流电
一、正弦电流与正弦电压 i(t)=Imsin(wt+)
正弦量的三要素：幅值、角频率和初相。
(4)
i1 (t ) i2 (t)
5sin(100 t 3sin(100
t
300 ) 300
)
j 3 4 ( 2) 5 4
j 5 4 2 3 4
w1 w2 不能比较相位差
× ju1(t)3010 cos4(5100t 1 5600) 10 cos(100 t 600 ) j 60 45 105 i2 (t) 3sin(100t 150 0 ) j 300 (150 0 ) 120 0
A
A+B
=(4+2)+j(5+3) =6+j8
(2) (m+jn )+(6 + j7) =(m+6)+j(n+7)
B
0
Re
平行四边形法则 22
3.复数的运算
（2）复数减法:
A a1 jb1 r11 r1e1 B a2 jb2 r2 2 r2e 2
A B (a1 jb1) (a2 jb2 ) 实部与实部相减
29
正弦电流与有效值相量的对应关系：
•
i(t) 2I sin(w t Ψ ) I IΨ
复数的模表示正弦量的有效值 有效值相量
复数的幅角表示正弦量的初相位
2015.8.12电工基础讲义----初识正弦交流电
《电工基础讲义----7.1正弦交流电的产生》《电工基础讲义----7.2表征正弦交流电的物理量》2015.8.12【7.1正弦交流电的产生】一、正弦交流电的产生1、正弦交流电：大小和方向都随时间做正弦周期性变化，并且在一个周期内的平均值为零的电流／电压称为正弦交流电；引言：如图7--1所示矩形线圈abcd 在匀强磁场中匀速转动；观察电流表的指针，可以看到，指针随着线圈的转动而摆动，并且线圈每转一周，指针左右摆动一次。
图7-2中标a 的小圆圈表示线圈ab 边的横截面，标d 的小圆圈表示线圈cd 边的横截 面；假定线圈从中性面（中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面）开始，沿逆时针方向匀速转动，角速度是ω，单位是rad/s （弧度/秒）。
经过时间t 后，线圈转过的角度是ωt 。
这时ab 边的线速度v 的方向与磁感线的方向夹角也等于ωt 。
设ab 边的长度是l ，磁感应强度是B ，那么ab 边的感应电动势sin ab e Blv t ω=，cd 边中的感应电动势跟ab 边中的大小相同，而且是串联在一起，因此这一瞬间整个线圈中的感应电动势可用下式表示：2sin e Blv t ω=当线圈平面转到与磁感线平行的位置时，ab 边和cd 边的线速度方向都与磁感线垂直，即ab 边和cd 边都垂直切割磁感线，由于/2t ωπ=，sin 1t ω=；此时感应电动势最大，用m E 表示，即2m E Blv =，代入上式得：s i nm e E t ω= 其中e 称为电动势的瞬时值，m E 称为电动势的最大值；由上式可知：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。
如果把线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有感应电流；用R 表示整个闭合电路的电阻，用i 表示电路中的感应电流，那么sin m E e i t R R ω==，式中，m E R是电流的最大值，用m I 表示，则电流的瞬时值可用下式表示：sin m i I t ω=，说明感应电流也是按正弦规律变化的。
正弦交流电知识
交流电的基本概念交流电可分为正弦交流电和非正弦交流电。
正弦交流电的大小和方向随时间按正弦规律周期性变化，通常所说的交流电就是指正弦交流电。
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。
（2）正弦交流电的三要素①瞬时值、最大值、有效值图1 正弦交流电波形瞬时值：正弦波上每一点的幅度称为正弦交流电的瞬时值，反映该点正弦交流电的大小，用小写字母表示，如i、u分别表示正弦交流电流和正弦交流电压的瞬时值。
峰值：正弦波上幅度最大点的值称为峰值。
峰值有两个，其中一个峰值为正，另一个峰值为负，两者大小相等。
峰-峰值：两个峰值之间的垂直量称正弦交流电的峰-峰值，如图2所示。
峰值的绝对值称正弦交流电的最大值，反映正弦交流电大小变化的范围，用大写字母加下标m表示，如I m、U m分别表示正弦交流电流和正弦交流电压的最大值。
图2 正弦波的峰-峰值有效值：相同时间内、相同电阻上，产生与交流电相同热量所需的直流电的大小。
I＝0.707I m U＝0.707U m一般电气设备上标注的额定电压、额定电流都是指有效值。
当给定或测量交流电压、交流电流时，除非特别说明，也都是指有效值。
大多数仪表都能测量显示交流电压、交流电流的有效值。
②相位角、初相角在实际应用中，正弦波的相位通常用转子线圈旋转了多长时间来表示。
如果1秒钟转子线圈旋转了ω电角度，则t时间正弦波的相位为：Φ＝ωt＋φ其中，Φ称为相位角，φ称为初相角③周期、频率、角频率周期：正弦波完成一次循环所需的时间叫周期，用T表示。
周期的单位是秒（s）。
频率：指1秒钟循环的次数，用f表示。
频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。
角频率：指1秒钟变化的电角度，用ω表示，单位是弧度/秒（rad/s）。
关系：2πf（3）正弦交流电的表示三角函数法：u＝U m sin（ωt＋φu）＝U sin（ωt＋φu）i＝I m sin（ωt＋φi）＝I sin（ωt＋φi）波形图表示法：图3 正弦交流电的波形表示2. 三相正弦交流电正弦交流电有单相正弦交流电和三相正弦交流电两种，实际应用中的单相正弦交流电只是三相正弦交流电中的某一相。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
动画 M7-1 交流电的产生
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
三、正弦交流电
大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、 电压、电动势叫做正弦交流电流、电压、电动势，在某一 时刻t的瞬时值可用三角函数式（解析式）来表示，即 i(t) = Imsin(t i0) u(t) = Umsin(t u0) e(t) = Emsin(t e0)
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
式中， Im 、 Um 、 Em 分别叫做交流电流、电压、电动 势的最大值. 电流的单位为安培(A)， 电压和电动势的单位为伏特(V)； 叫做交流电的角频率，单位为弧度/秒(rad/s)，它表 征正弦交流电流每秒内变化的电角度；
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
电子与信息技术专业教研组
第பைடு நூலகம்节
初识正弦交流电
一、交流发电机简介
二、交流电的产生
三、正弦交流电
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
一、交流发电机简介
发电机的基本组成部分是磁极和线圈（线圈匝数很
多，嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢）。电枢转动 、而磁极不动的发电机，叫做旋转电枢式发电机。
《电工技能与训练》
i0、u0、e0分别叫做电流、电压、电动势的初相位或
初相，单位为弧度rad或度( )，它表示初始时刻(t = 0时)正 弦交流电所处的电角度。
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
振幅、角频率、初相这三个参数叫做正
弦交流电的三要素。任何正弦量都具备三要
素。
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
磁极转动、而电枢不动，线圈依然切割磁感线，电枢 中同样会产生感应电动势，这种发电机叫做旋转磁极式发 电机。 不论哪种发电机，转动的部分都叫转子，不动的部分 都叫定子。
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
旋转电枢式发电机，转子产生的电流必须经过裸露着 的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，就容易发生火 花放电，有可能烧毁电机。 这种发电机提供的电压一般不超过500V。旋转磁极式 发电机克服了上述缺点，能够提供几kV到几十kV的电压， 输出功率可达几十万kW。
所以，大型发电机都是旋转磁极式的。
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
• 发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其他动力机 带动的。
• 动力机将机械能传递给发电机，发电机把机械能 转化为电能传送给外电路。
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
二、交流电的产生
如果电流的大小及方向都随时间做周期性变化，则称 之为交流电。