文档介绍：电工基础交流电部分 1 ?一、交流电基本概念?(1)瞬时值指交流电在每一瞬时的值。电动势、电压、电流的瞬时值分别用小写的字母 e、u、 i表示。?(2)最大值指交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值,又称为峰值、振幅。交流电最大值分别表示为 E m、U m、I m。?(3)有效值如果使交流电流和直流电流分别通过相同的电阻,在相同的时间内产生的热量相等,那么这个直流电的量值就叫做该交流电的有效值。交流电的有效值分别用大写的字母 E、U、I 表示。 2 ?(4)周期交流电每交变一次(或一周)所需要的时间叫做周期。用 T表示,其单位是 s。?(5)频率交流电在 1秒内交变的周期数(或次数)叫做频率。用?表示,其单位是 Hz 。?(6)角频率又称角速度,交流电每秒钟所变化的电角弧度值。用表示,其单位为 rad/s 。?频率、周期、角频率都是表示交流电变化快慢的物理量,它们之间的关系式为: ?我国工业用交流电,简称工频,其频率为 50Hz; 周期为 ,角频率为 314rad/s 。????? 2; 22; 1; 1?????TT fT ff T 3 ?(7)相位电枢转动时某一时刻其线圈平面与中性面的夹角叫相位,即ωt+φ。当线圈未转动时即t =0 时刻,线圈平面与中性面的夹角称为初相位即φ。两个同频率正弦量相位之差,叫相位差。?1)相位差实际上是两个同频率正弦交流电的初相位之差。?2)当φ 1>φ 2时,称 i 1超前于 i 2,或称 i 2滞后于 i1 。?3)当φ 1<φ 2时,称 i1滞后于 i 2,或称 i 2超前于 i 1 。?4)当φ 1-φ 2 =0 时,称 i 1与i 2同相位。?5)当φ 1-φ 2 =±π时,称 i 1与i 2反相。? 6)当φ 1-φ 2 =±π/2时,称 i 1与i 2正交。 4 ?所谓超前、滞后就是指一个交流电比另一个交流电先或后达到最大值或零值。应当注意,只有同频率的正弦量之间比较相位差才有意义,其相位差是定值,也就是说两个交流电在空间的位置是相对静止的,理解这一点对用相量图来分析交流电很有帮助。我们规定两个交流电超前或滞后的度数不超过 180 0( rad )。?综上所述,正弦交流电的最大值(或有效值)反映了正弦量的变化范围;频率、周期、角频率、反映了交流电的变化快慢;初相位反映了正弦量的起始状态,它们是表征交流电的三个重要物理量,知道了这三个量就可以唯一确定一个交流电,写出其瞬时值的表达式。因此我们把这三个量称为正弦交流电的三要素。 5 ?二、正弦交流电的表示方法?(一)解析法?用正弦三角函数来表示交流电的方法。如正弦交流电电动势、电压和电流的瞬时值表达式就是交流电的解析式,即?? itIi???? sin 2?? utU u???? sin 2 ?? etEe???? sin 26 ?(二)波形图表示法(曲线法) ?根据正弦交流电随时间变化的函数关系,逐点在直角坐标平面上描出的波形(曲线)。波形图中,横轴可以用时间 t或电角度ωt表示,纵轴表示交流电的瞬时值,如?? etEe???? sin 27 ?(三)相量图表示法?在直角坐标平面上取?一既有长度又有方向?的相量(它有物理学?中矢量的性质,但又?不同于矢量,我们称?之为相量)。其长度代表交流电的最大值或有效值,其与横轴的夹角代表交流电的初相位,相量绕原点在 t =0 时刻按逆时针以ω速度旋转,称之为旋转相量,此时此旋转相量在纵轴上的投影便是交流电各个时刻的瞬时值。?以横轴正半轴为参考量,相量的长度代表交流电有效值的大小,相量与横轴逆时针方向的夹角为其初相位,这样用图表示正弦交流电的方法称之为相量图表示法。 8 ?(四)复数的表示方法---符号法?数学中,复数可以用向量——极坐标表示方法?从原点 0到表示复数的 A的?点连一条直线,并在 A点?处标上箭头,表示为。?则复数的数学形式为。?其中: ?——称为复数的辐角?它表示为将长度为 r,方向为朝 x轴方向的向量逆时针旋转了角度。???????rAA ?A 0 r 虚轴实轴( +1 ) ( +j)ba 22barAA????a b arctg ??a b arctg ???Vtu)90 sin( 2220 ????? 90 220 ???U 9 ?三、单一参数的单相正弦交流电路?(一)纯电阻电路?(1)电压与电流?的相位关系?电流与电压频率?相同,相位也相?同。?(2)电压与电流?的有效值大?小关系 R UI? 10