正弦交流电三要素、相位差

第二章正弦交流电路导入新课实际上，在工农业生产和日常生活中用的最多的是交流电。即使在一些需要直流电的地方，也是把交流电经过整流之后变成的直流电。上一章我们介绍的是直流电路。（基本概念、基本分析方法）电压、电流的大小和方向是不随时间而变化的叫直流电。交流电的有关知识是学习交流电机、变压器、电子技术的重要基础。在研究交流电路时既要用到直流电路的许多概念和规律，比如欧姆定律、基尔霍夫定律、节点电流、叠加定理、戴维南定理，又要学习交流电独有的特点和规律。下面看本章主要内容。之所以得到广泛的应用，因为1、损耗小；2、交流电机。因此本章将主要讲解交流电的相关内容。学习内容正弦交流电的概念和表示方法（重点）1正弦交流电路的分析与计算（重点）2正弦交流电路的谐振现象3第二章主要内容三相交流电路（重点和难点）4正弦交流电量的特征最大值周期、频率和角频率初相位相量图相量式相位差相位正弦电量的有效值正弦电量的相量表示法及互相转换（重点和难点）正弦交流电量的三要素（重点）相位和相位差和运算法方法第一节正弦交流电量的特征知识分布网络运算方法2.1正弦交流电的基本概念图5-2几种交流电波形大小和方向随时间周期性变化的电动势、电压或电流统称为交流电。如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。1.交流电2.1.1正弦交流电2.正弦交流电大小与方向随时间按正弦函数规律变化的电动势、电压、电流叫做正弦交流电，有时也简称正弦电量，或者交流电。emEeTωt4.正弦交流电量的参考方向由于正弦交流电量的大小和方向随时间作周期性变化，因此在分析和计算交流电路之前，必须首先假设正弦交流电量的参考方向。emEeTωt在规定的参考方向下，参考方向与实际方向一致数值0参考方向与实际方向相反数值02.1.2正弦交流电的三要素（重点）如何来描绘正弦交流电的特征呢？首先要确定交流电的主要参数，即交流电的最大值、周期、初相位，用它们来表示交流电变化的幅度、变化的快慢、变化的起点，这三个参数就称为正弦交流电的三要素。正弦量是周期函数,每经过一定时间波形必将重复出现。将波形在每秒钟内重复出现的次数称为频率f,机场和飞机上采用400Hz的电源如：f=50HZ,T=0.02s,=314rad/s正弦量在一秒钟内经过的弧度数为角频率u~RR+_U通入直流电，T时间内，电流热效应：通入正弦交流电，T时间内，电流热效应：IiRdtiQT02Q=I2RT则有：2IIm同理：2UUm2EEm推导过程（了解）---省略例：已知一正弦交流电压u＝310sin314tV，试求最大值Um，有效值U和t＝0.1s时的瞬时值。【例题讲解】某正弦电压的有效值U=220V，初相u=30；某正弦电流的有效值I=10A，初相i=-60。它们的频率均为50Hz。试分别写出电压和电流的瞬时值表达式，画出它们的波形，并求出u和i在t=1/300s时的瞬时值。电压的最大值:电压的瞬时值表达式：电流的最大值：角频率：22Um=U=220=310VIm221014.14IA223.1450314/fradssin()310sin(31430)muuUtt电流的瞬时值表达式：sin()14.14sin(31460)miiItt解：2.1正弦交流电基本概念【例题讲解】电压的瞬时值表达式：()310sin(31430)uttV电流的瞬时值表达式：()14.14sin(31460)ittA)30t502sin(310u)30300/1502sin(310V310)90sin(31000sin1.14)60300/1502sin(1.14iuiωt603011/67/3ui310V14.14Au,i，的波形为：所以，当t=1/300s时，2.1正弦交流电基本概念1.f=50HzU=220Vψu=90o写出该正弦电压的三角函数式2.i1=102Sin(314t+60o)Ai2=10Sin（314t-90o)A（1）I=5Sin（314t+30o）A4根据波形图写三角函数式（2）u=USin（314t+60o）A3判断正误（2）比较二者的相位关系（1）若用电流表测量i1及i2，读数为多少?ti1i330o30o【练习与思考】2.1正弦交流电基本概念例：已知VtuVtu)30314cos(20)30314sin(1021求这两电压的相位差。解：)V()120314sin(20)1809030314sin(20)9030314sin(202tttu150)120(3021即u1比u2超前150°，或u2比u1滞后150°边学边练已知:正弦电压的最大值Um=10V,频率f=50Hz，初相θu=-π/3写出电压瞬时值表达式,画出波形图。解：Vttu)3314sin(10)3502sin(10)(【例题讲解】【练习与思考】1．有一正弦交流电压为u=310sin（6280t+π/3）V，其频率为，幅值为，有效值为，初相角为。若uˊ有效值为100V，与u反相，则uˊ的瞬时表达式为。2．两个正弦量为u1=36sin（314t+120°）V，u2=36sin（628t+30°）V，则有（）。A：u1超前u290°B：u2超前u190°C:不能判断相位差D：u1滞后u290°3.已知u1=100sin（314t+120°）V，u2=50sin（314t-90°）V，试求：1）u1与u2的相位差φ=？谁超前？2）若改变u2的参考方向，重复问题12.1正弦交流电基本概念