7交流电的基本概念
交流电的基本概念
上式称为正弦交流电动势的瞬时值表达式，也称 解析式。
正弦交流电压、电流等表达式与此相似。
+若从线圈平面与中性面成一夹角开始计时，则
e Em sin(t 0 )
三、交流电的特点
正弦交流电——周期、频率、角频率 i
t
T
1.周期T：变化一周所需的时间（单位：秒、毫秒）
+ 非正弦交流电 ：一系列正弦交 流电叠加合成的结果
直流电,用大写字母表示,如E、U、I等 交流电,用小写字母表示,如e、u、i等
正弦电压与电流
➢在正弦电源激励下，电路中电压和电流均按正弦
规律变化，这样的电路称为正弦交流电路。
➢正弦电压或电流其大小与方向均随时间而周期 性变化，如右图所示。
u(i)
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）
f 1 T
2π 2π f
T
三、交流电的特点
例题：
1、50Hz的交流电，其周期和角频率各等于多少？
2、某正弦交流电流在0.05秒内变化了10周，求它的 周期和频率。
三、交流电的特点
正弦交流电——瞬时值、最大值、有效值
（t ）：正弦波的相位角或相位。
： t = 0 时的相位，称为初相位或初相角。
i
t 初相位 ：给出了观察正弦波的起点或参考点
三、交流电的特点
两个同频率正i 弦i1 量间的相位i2 相比较(初相位差)
t
1
2
i1 Im1 sin t 1 i2 Im2 sin t 2
t 2 t 1 21
i
i
关于电的小知识
关于电的小知识1. 什么是电电是一种基本物理现象，指由带电粒子（如电子、离子等）所携带的电荷或电能。
2. 电荷是什么电荷是一种物理量，指物体所带的电性属性。
电荷有正负之分，同种电荷相斥、异种电荷相吸。
3. 什么是电流电流是指电荷在导体中流动的现象，常用单位是安培（A）。
电流的产生需要电动势（如电池、发电机等）和导体（如金属、电解质等）。
4. 什么是电压电压是指两个电极之间的电势差，常用单位是伏特（V）。
电压是电流产生的推动力，也称为电动势。
5. 什么是电阻电阻是指电流通过导体时遇到的阻力，常用单位是欧姆（Ω）。
电阻的大小取决于导体的物理性质和几何形状。
6. 什么是欧姆定律欧姆定律是指在恒温恒压下，电流通过某段导体时，其电流与电压成正比，与电阻成反比。
即I = V/R，其中I 为电流，V 为电压，R 为电阻。
7. 什么是直流电和交流电直流电是指电流方向始终保持不变的电流，如电池输出的电流。
交流电是指电流方向周期性地改变的电流，如家庭用电和发电厂输出的电流。
8. 什么是电容电容是指两个带电体间存储电荷的能力。
电容器是一种存储电荷的器件，常用单位是法拉（F）。
9. 什么是电感电感是指导体中存储磁场能量的能力。
电感器是一种存储磁场能量的器件，常用单位是亨利（H）。
10. 电能和功率有什么区别电能是指电流通过导体时所携带的能量，常用单位是焦耳（J），也可以表示为电压乘以电流乘以时间。
功率是指单位时间内完成的工作量，常用单位是瓦特（W），也可以表示为电压乘以电流。
交流电的基本概念总结
交流电的基本概念总结交流电（Alternating Current）是指电流方向和大小周期性地变化的电流形式。
与之相对的是直流电（Direct Current），直流电的电流方向始终保持不变。
交流电是电力系统以及大部分家庭和工业中使用的电力形式，对于理解交流电的基本概念至关重要。
1. 交流电的起源和发展交流电的起源可以追溯到19世纪末，当时科学家们通过转子磁感应实验发现了交流电的存在。
后来，尼古拉·特斯拉和托马斯·爱迪生等科学家对交流电的研究和应用做出了重要贡献。
随着发电技术的进步，交流电成为主要的电力形式，并被广泛应用于电力传输和各种电器设备中。
2. 交流电的特点交流电的特点包括频率、振幅、相位和波形等方面：- 频率：交流电的频率是指单位时间内交流电周期的数量，用赫兹（Hz）来表示。
在国际标准电网中，交流电的频率通常为50Hz或60Hz。
- 振幅：交流电的振幅表示电流或电压的最大值，它决定了电流或电压的大小。
振幅可以通过电表等测量仪器来确定。
- 相位：交流电的相位表示电流或电压波形相对于参考信号的延迟或提前角度。
相位的概念在交流电路中非常重要，可以用来描述电路中的相位差和相位关系。
- 波形：交流电的波形是指电流或电压随时间变化的形状。
正弦波是最常见的交流电波形，但是在实际应用中也会存在其他形式的波形。
3. 交流电的优势和应用交流电相对于直流电具有一些明显的优势，因此被广泛应用于电力系统和各种电器设备中：- 传输效率高：交流电的传输损耗相对较小，可以通过变压器来实现电能的远距离传输。
- 电压可调节：通过变压器可以方便地调节交流电的电压水平，适应不同设备的需要。
- 适合大功率传输：交流电在高压和高功率情况下的传输效率更高，在电力系统中得到广泛应用。
除了电力系统，交流电在各个行业和领域中都有广泛的应用，如家庭用电、工业机械设备、通信设备等。
4. 交流电与直流电的转换由于交流电和直流电有各自的特点和应用场景，很多时候需要将交流电转为直流电或将直流电转为交流电。
高三交流电知识点
高三交流电知识点高三学生，在学习物理过程中，接触到了交流电的相关知识。
交流电是电的一种形式，具有周期性和变化方向的特点。
本文将介绍高三学生需要掌握的交流电的基本概念、产生方式和相关知识点。
一、交流电的基本概念交流电是指电流方向和大小随时间周期性变化的电流。
交流电的特点有以下几点：1. 交流电的电流方向和大小都是周期性变化的，可表示为正弦或余弦函数。
2. 交流电的频率指单位时间内交流电变化的次数，单位是赫兹(Hz)。
3. 交流电的电压和电流之间存在相位差，即电压和电流的波形图不完全重合，相位差的大小用角度表示。
二、交流电的产生方式交流电可以通过以下两种方式产生：1. 交流发电机：交流发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
它通过电磁感应的原理，利用转子和定子之间的相对运动，产生交流电。
2. 变压器：变压器是一种用来改变交流电电压的装置。
它由两个共享磁场的线圈组成，通过电磁感应的原理，将输入的交流电压改变为输出的交流电压。
三、交流电的相关知识点1. 交流电的表示方法：交流电可以使用正弦函数或复数的形式表示。
正弦函数形式中，交流电的表示为I=I0*sin(ωt+φ)，其中I表示电流，I0表示峰值电流，ω表示角频率，t表示时间，φ表示相位差。
复数形式中，交流电的表示为I=I0*e^(jωt)，其中e表示自然常数的底数，j表示虚数单位。
2. 交流电的电压和电流关系：交流电的电压和电流之间的关系可以通过阻抗、电流相位和功率因数来描述。
a. 阻抗：阻抗是指交流电中电压和电流之间的阻碍作用，用Z表示，单位是欧姆(Ω)。
阻抗包括电阻、电感和电容。
b. 电流相位：电流相位是指电流和电压之间的相位差。
当电流滞后于电压时，相位差为正；当电流超前于电压时，相位差为负。
c. 功率因数：功率因数描述了交流电中有用功率和总功率的比值。
功率因数为正表示电流与电压同相位，功率因数为负表示电流与电压反相位。
3. 交流电的电阻、电感和电容：a. 电阻：电阻是指电流通过导体时产生的阻碍作用，用R表示，单位是欧姆(Ω)。
电工考试题多选题
一、多选题（电工基础）1. 用楞次定律可以确定（BD ）。
B．线圈中因磁通变化而产生的感应电动势的方向 D．线圈中因磁通变化而产生的感应电流的方向2. 正弦交流电的三要素是（ABC ）。
A．最大值 B．角频率 C．初相角3. 在纯电阻电路中，以下有关电能的说法中正确的有（BD ）。
B．在相同时间内，相同电压条件下，通过的电流越大，消耗的电能就越多D．在相同时间内，相同电流条件下，电阻值越小，消耗的电能就越少4. 有关电路中电流流向的说法，正确的有（AC ）。
A．在电源内部从电源的负极流向正极 C．在外电路中从电源的正极流向负极5. 以下有关电流表的使用方法，说法正确的有（ACD ）。
A．测量时是将电流表串联在电路中 B．测量时是将电流表并联在电路中D．电流表的量程应大于被测电路中实际电流的数值6. 在纯电阻的交流电路中，以下说法正确的有（ACD ）。
A．电流与电压的相位相同 C．电路的有功功率等于各电阻有功功率之和D．电流的有效值乘以电阻等于电压的有效值7. 三相交流电与单相交流电相比，以下说法正确的是（AC ）。
A．三相发电机比尺寸相同的单相发电机输出功率要大 C．一般情况下单相交流电都是从三相交流电中取得8. 以下有关均匀磁场的说法中正确的有（AD ）。
A．各处磁感应强度相同的磁场称为均匀磁场 D．磁感应强度有时又称磁通密度9. 当一物体带有电荷时，以下说法正确的有（AD ）。
A．该物体周围必然有电场存在 D．该物体具有一定的电位能10. 以下有关直流电路电功率的说法正确的有（AD ）。
A．某段电路的电功率P等于电路两端的电压U与通过该段电路的电流I的乘积，即P＝UID．当通过电阻R的电流I一定时，电阻R消耗的电功率P与电阻R的大小成正比11. 在纯电容的交流电路中，以下说法正确的有（AB ）。
A．电流的相位超前电压相位90° B．电压的有效值与电流有效值的比值为容抗12. 在电力系统中提高功率因数的意义有（ABD ）。
物理电流和电路知识点
物理电流和电路知识点1. 电流的基础概念- 电流定义：电流（I）是指单位时间内通过导体横截面的电荷流量。
- 单位：安培（A）。
- 方向：电流的方向是正电荷移动的方向。
2. 电压与电流的关系- 电压（V）：电势能的差异，是推动电荷移动的力量。
- 欧姆定律：V = IR，其中R是电阻，I是电流，V是电压。
3. 电阻- 定义：电阻（R）是阻碍电流流动的程度。
- 单位：欧姆（Ω）。
- 影响因素：材料、长度、横截面积和温度。
4. 串联和并联电路- 串联电路：电阻器首尾相连，电流只有一条路径。
- 并联电路：电阻器头尾相对连接，电流有多条路径。
- 串联电阻的总电阻：R总 = R1 + R2 + ... + Rn- 并联电阻的总电阻：1/R总 = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn5. 电路元件- 电源：提供电压的设备，如电池、发电机。
- 电阻器：限制电流的组件。
- 电容器：存储电能的组件，能在电路中储存和释放电荷。
- 电感器：对电流变化产生感应电动势的组件。
6. 交流电（AC）与直流电（DC）- 直流电：电流方向恒定不变的电流。
- 交流电：电流方向周期性变化的电流。
7. 电路分析- 基尔霍夫电流定律（KCL）：节点处电流的总和为零。
- 基尔霍夫电压定律（KVL）：闭合回路中电压的总和为零。
8. 电磁感应- 法拉第定律：通过闭合回路的电动势与穿过回路的磁通量的变化率成正比。
- 洛伦兹力：电荷在磁场中受到的力，F = q(v × B)，其中q是电荷，v是电荷的速度，B是磁场。
9. 电磁波- 电磁波是由变化的电场和磁场组成的波动现象。
- 电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播。
10. 电路的实际应用- 家庭电路：包括照明、插座等。
- 工业电路：用于驱动机械设备。
- 电子设备：如计算机、手机等。
以上是物理电流和电路的基本知识点，涵盖了电流的定义、电路的基本组成、电路分析方法以及电磁现象等。
这些知识点是理解和设计电路的基础，对于学习电子工程和物理学至关重要。
习题册参考答案-《电工与电子技术基础(第三版)习题册》-A07-0246.docx
第二部分《电工与电子技术基础》（第三版）练习题参考答案第一章直流电路1§ 1电路的基本概念一、填空题1．电流、电源、负载、控制装置、连接导线2．电源、负载、车架、电动机、金属机体3．电路原理、方框、印刷电路4．原理图、连接关系、实际大小、相互之间的位置关系5．矩形框、箭头、直线6．印刷电路7．搭铁二、判断题1.√2．√三、选择题1．（ B） 2 ．（ A）四、名词解释（本答案仅作参考）1．通路也称闭路，它是指电流从电源的正极沿着导线经过负载最终回到电源的负极，电流形成闭合路径。
这是电路的正常工作状态。
2．断路也称开路，它是指电路某处因某种需要或发生故障而断开，不能构成回路，此时电路中的电流为零。
3．指电路中的某元器件因内部击穿损坏或被导线直接短接等原因，电流未经该元器件或负载，直接从电源正极到达负极的现象。
短路通常是一种不正常现象，应尽量避免。
五、简答题1．电路图是指将电路中各元器件用图形符号表示，并用引线连接而成的关系图。
2．电路图能让我们简洁、直观地表达和了解电路的组成，便于分析电路的工作原理和1性能，便于电路的设计和安装。
现在，人们更可以借助计算机辅助设计，或进行虚拟的电路实验，更是极大地提高了工作效率。
3．从根本上说，方框图也是一种原理图。
不过它不是像原理图那样详细地绘制了电路中全部的元器件符号以及它们之间的连接方式，而只是简单地将电路按照功能划分为几个部分。
各部分用一个方框来代表，在方框中加上简单的文字或符号说明，方框间用直线或带箭头的直线连接，表示各个部分之间的关系。
1§ 2电流、电压及其测量一、填空题1．电荷有规则的定向移动称为电流。
2．电荷量、安培、安、 A3．直流、直流、DC4．稳恒直流5．脉动直流6．交变、交流、 AC7．直流电流表、直流电流、+、－8．交流电流表、交流电流、直流电流表、直流电流、串9．电压、 Uab10．伏特、 V11．电位、大地12．电动势、 E、伏特13．交流电压表、交流电压、直流电压表、直流电压14．化学能、电能、直15． 200 ～ 60016．存在于燃料与氧化剂中二、判断题1．×2．√3．√4．√5．×6．×2三、选择题1．（A） 2 ．（C） 3 ．（A） 4 ．（B）四、简答题1．电源的作用与水泵相似，它不断地将正电荷从电源负极经电源内部移向正极，从而使电源的正、负极之间始终保持一定的电位差（电压），这样电路中才能有持续的电流。
习题册答案-《电工与电子技术基础(第三版)习题册》-A07-0246
第二部分《电工与电子技术基础》（第三版）练习题参考答案第一章直流电路1§1 电路的基本概念一、填空题1．电流、电源、负载、控制装置、连接导线2．电源、负载、车架、电动机、金属机体3．电路原理、方框、印刷电路4．原理图、连接关系、实际大小、相互之间的位置关系5．矩形框、箭头、直线6．印刷电路7．搭铁二、判断题1.√ 2．√三、选择题1．（B） 2．（A）四、名词解释（本答案仅作参考）1．通路也称闭路，它是指电流从电源的正极沿着导线经过负载最终回到电源的负极，电流形成闭合路径。
这是电路的正常工作状态。
2．断路也称开路，它是指电路某处因某种需要或发生故障而断开，不能构成回路，此时电路中的电流为零。
3．指电路中的某元器件因内部击穿损坏或被导线直接短接等原因，电流未经该元器件或负载，直接从电源正极到达负极的现象。
短路通常是一种不正常现象，应尽量避免。
五、简答题1．电路图是指将电路中各元器件用图形符号表示，并用引线连接而成的关系图。
2．电路图能让我们简洁、直观地表达和了解电路的组成，便于分析电路的工作原理和性能，便于电路的设计和安装。
现在，人们更可以借助计算机辅助设计，或进行虚拟的电路实验，更是极大地提高了工作效率。
3．从根本上说，方框图也是一种原理图。
不过它不是像原理图那样详细地绘制了电路中全部的元器件符号以及它们之间的连接方式，而只是简单地将电路按照功能划分为几个部分。
各部分用一个方框来代表，在方框中加上简单的文字或符号说明，方框间用直线或带箭头的直线连接，表示各个部分之间的关系。
1§2 电流、电压及其测量一、填空题1．电荷有规则的定向移动称为电流。
2．电荷量、安培、安、 A3．直流、直流、DC4．稳恒直流5．脉动直流6．交变、交流、AC7．直流电流表、直流电流、+ 、－8．交流电流表、交流电流、直流电流表、直流电流、串9．电压、 Uab10．伏特、 V11．电位、大地12．电动势、 E 、伏特13．交流电压表、交流电压、直流电压表、直流电压14．化学能、电能、直15． 200～60016．存在于燃料与氧化剂中二、判断题1．× 2．√ 3．√ 4．√ 5．× 6．×三、选择题1．（A） 2．（C） 3．（A） 4．（B）四、简答题1．电源的作用与水泵相似，它不断地将正电荷从电源负极经电源内部移向正极，从而使电源的正、负极之间始终保持一定的电位差（电压），这样电路中才能有持续的电流。
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教学环节
教 学 内 容
备 注
新 课
在讨论两个正弦量的相位关系时：
(1) 当 ϕ12 > 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前(或超前) ϕ12；
(2) 当 ϕ12 < 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位滞后(或落后)| ϕ12|；
(3) 当 ϕ12 = 0时，称第一个正弦量与第二个正弦量同相，如图7-1(a)所示；
(4) 当 ϕ12 = ± π 或 ±180︒时，称第一个正弦量与第二个正弦量反相，如图7-1(b)所示；
(5) 当 212
π
±=ϕ或 ±90︒时，
称第一个正弦量与第二个正弦量正交。
例如已知u = 311sin(314t - 30︒) V ，I = 5sin(314t + 60︒) A ，则u 与i 的相位差为
ϕui = (-30︒) - (+ 60︒) = - 90︒，即u 比i 滞后90︒，或i 比u 超前90︒。
三、交流电的表示方法
1、解析式表示法 i (t ) = I m sin(ω t + ϕi 0) u (t ) = U m sin(ω t + ϕu 0) e (t ) = E m sin(ω t + ϕe 0)
例如已知某正弦交流电流的最大值是2 A ，频率为100 Hz ，设初相位为60︒，则该电流的瞬时表达式为
让学生帮助总结
教学环节教学内容备注新课i(t) = I m sin(ωt+ϕi0) = 2sin(2πf t+60︒) = 2sin(628t+
60︒) A
2、波形图表示法
下图给出了不同初相角的正弦交流电的波形图。
图1
3、相量图表示法
正弦量可以用振幅相量或有效值相量表示，但通常用
有效值相量表示。
（1）振幅相量表示法
振幅相量表示法是用正弦量的振幅值做为相量的模(大
小)、用初相角做为相量的幅角，例如有三个正弦量为
e = 60sin(ω t+ 60︒) V
略讲
u = 30sin(ω t+ 30︒) V
i = 5sin(ω t- 30︒) A
则它们的振幅相量图如图2所示。
教学环节
教 学 内 容 备 注
新 课
图2
（2）有效值相量表示法
有效值相量表示法是用正弦量的有效值做为相量的模(长度大小)、仍用初相角做为相量的幅角，例如
A
)sin(241.0 V )53sin(2220t i t u ωω=+=，
则它们的有效值相量图如图3所示。
图3
4、向量的复数表示法 （1）代数式 Z = a + j b
式中，a 叫做复数Z 的实部，b 叫做复数Z 的虚部。
在直角坐标系中，以横坐标为实数轴，纵坐标为虚数轴，这样构成的平面叫做复平面。
任意一个复数都可以在复平面上表示出来。
例如复数A = 3 + j2在复平面上的表示如图4所示。
重点讲解。