1、51交流电基本概念交流电基本概念直流电路直流电路：电压、电流的大小和方向都不随时间变化电压、电流的大小和方向都不随时间变化Iito交流电路交流电路：电压、电流的大小和方向随时间作周期性变化电压、电流的大小和方向随时间作周期性变化itoito交流电路交流电路：电压、电流的大小和方向随时间作周期性变化电压、电流的大小和方向随时间作周期性变化ito正弦交流电路正弦交流电路：电压、电流的大小和方向随时间按正弦规律作周电压、电流的大小和方向随时间按正弦规律作周期性变化期性变化.*一、正弦交流电的产生二、正弦交流电的表示 大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流
2、、电压、电动势叫做化的电流、电压、电动势叫做正弦交流电流、电正弦交流电流、电压、电动势压、电动势。i=Imsin(t i0)u=Umsin(t u0)e=Emsin(t e0)瞬时值表达式（解析式）瞬时值表达式（解析式）i、u、e 表示电流、电压、电动势的表示电流、电压、电动势的瞬时值瞬时值e=311311sin(314314t 3030)V)Vu=220220sin(314314t 4545)V)Vi=5 5sin(314314t /3 3）A A实例实例二、正弦交流电的表示e=Emsin(t e0)e=311311sin(314314t 3030)V)Vu=Umsin(t u0)u=220
3、220sin(314314t 4545)V)Vi=Imsin(t i0)i=5 5sin(314314t /3 3）A A瞬时值表达式（解析式）瞬时值表达式（解析式）i、u、e 表示电流、电压、电动势随时间表示电流、电压、电动势随时间t变变 化的化的瞬时值瞬时值Im、Um、Em表示交流电流、电压、电动势的表示交流电流、电压、电动势的 最大值。最大值。Im=，Um=，Em=。311V311V220V220V5A5A实例：实例：e=Emsin(t e0)e=311311sin(314314t 3030)V)Vu=Umsin(t u0)u=220220sin(314314t 4545)V)Vi=Im
4、sin(t i0)i=5 5sin(314314t /3 3）A A瞬时值表达式（解析式）瞬时值表达式（解析式）实例：实例：交流电的交流电的角频率角频率。单位：弧度。单位：弧度/秒秒(rad/s)(rad/s)i0、u0、e0电流、电压、电动势的电流、电压、电动势的初相位初相位 单位：弧度（单位：弧度（radrad）或度）或度()=，e0=，u0=，i0=。30304545/3 3radrad314rad/s314rad/s 角频率。角频率。单位：弧度单位：弧度/秒秒(rad/s)(rad/s)i0、u0、e0初相位。初相位。单位：弧度单位：弧度(rad)(rad)或度或度()最大值、角频率、
5、初相这三个参数叫做正弦最大值、角频率、初相这三个参数叫做正弦交流电的三要素。交流电的三要素。i=Imsin(t i0)u=Umsin(t u0)e=Emsin(t e0)瞬时值表达式（解析式）瞬时值表达式（解析式）i、u、e 瞬时值瞬时值Im、Um、Em最大值。最大值。1、正弦交流电流的瞬时值表达式为、正弦交流电流的瞬时值表达式为i=Imsin(t i0)其中其中i表示表示 。Im表示表示 。表示表示 。i0表示表示 。课堂练习课堂练习请同学回答电流的瞬时值电流的瞬时值电流的初相位电流的初相位角频率角频率电流的最大值电流的最大值2、正弦交流电流的瞬时值表达式为、正弦交流电流的瞬时值表达式为i=
6、25sin(100t 30)A，其中其中i表示表示 ，单位是，单位是 。电流的最大值电流的最大值Im=，角频率，角频率 =，初相位初相位 i0=。课堂练习课堂练习25A100100rad/srad/s请同学回答电流的瞬时值电流的瞬时值A 303、正弦交流电压的瞬时值表达式为、正弦交流电压的瞬时值表达式为u=Umsin(t u0)其中其中u表示表示 ;Um表示表示 ;表示表示 ;u0表示表示 。课堂练习课堂练习请同学回答电压的瞬时值电压的瞬时值电压的初相位电压的初相位角频率角频率电压的最大值电压的最大值4、正弦交流电压的瞬时值表达式为、正弦交流电压的瞬时值表达式为u=220sin(100t /3
7、)V，其中其中u表示表示 ，单位是，单位是 。电压的最大值电压的最大值Um=，角频率，角频率=，初相位初相位 u0=。课堂练习课堂练习220V100100rad/srad/s/3 3 radrad请同学回答电压的瞬时值电压的瞬时值V5、正弦交流电动势的瞬时值表达式为、正弦交流电动势的瞬时值表达式为e=Emsin(t e0)其中其中e表示表示 ，Em表示表示 ，表示表示 ，e0表示表示 。课堂练习课堂练习请同学回答电动势的瞬时值电动势的瞬时值电动势的初相位电动势的初相位角频率角频率电动势的最大值电动势的最大值课堂练习课堂练习6、正弦交流电动势的瞬时值表达式为、正弦交流电动势的瞬时值表达式为e=2
8、202sin(200t /6)V，其中其中e表示表示 ，单位是，单位是 。电动势的最大值电动势的最大值Em=，角频率角频率 ，初相位，初相位 e0=。200200rad/srad/s/6/6radrad请同学回答电动势的瞬时值电动势的瞬时值V*三、正弦交流电的周期三、正弦交流电的周期三、正弦交流电的周期、频率和角频率1 1周期周期 正弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做正弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周周期期，用字母，用字母T T表示，单位为秒：表示，单位为秒：s s。TtT波形图：波形图：正弦交流电流或电压相邻的两个最大值之间正弦交流电流或电压相邻的两个最大值之间的时间间隔即为周期
9、。的时间间隔即为周期。交流电流在单位时间内（交流电流在单位时间内（1 1秒）完成周期性变秒）完成周期性变化的次数，叫做频率。用符号化的次数，叫做频率。用符号f f 表示表示频率的国际单位：赫兹（频率的国际单位：赫兹（HzHz）。）。2 2频率频率交流电周期的倒数叫做交流电周期的倒数叫做频率频率三、正弦交流电的周期、频率和角频率我国交流电的频率我国交流电的频率f=50Hz,f=50Hz,称为工频。称为工频。频率表征交流电交替变化的速率频率表征交流电交替变化的速率(快慢快慢)。常用单位：千赫常用单位：千赫(kHz)(kHz)、兆赫、兆赫(MHz)(MHz)。1kHz=101kHz=103 3Hz
10、1MHz=10Hz 1MHz=106 6HzHz3 3角频率角频率 叫做交流电的叫做交流电的角频率角频率，单位为弧度，单位为弧度/秒秒(rad/s)(rad/s)，表征正弦交流电流每秒内变化的电角度表征正弦交流电流每秒内变化的电角度 t解析式解析式 i=Imsin(t i0)u=Umsin(t u0)e=Emsin(t e0)三、正弦交流电的周期、频率和角频率周期周期T、频率、频率f 和角频率和角频率 三者的关系三者的关系 =2T=2f1 1相位相位解析式解析式 e=Emsin(t 0)四、正弦交流电的相位和相位差相位相位(t 0)单位：单位：弧度弧度(rad)或度或度()初相位初相位 0，t
11、=0时的相位。时的相位。2 2相位差相位差i1=Im1sin(t 01)i2=Im2sin(t 02)=(t 01)-(t 02)=01-02两个同频率的正弦交流电的相位差就是初相之差两个同频率的正弦交流电的相位差就是初相之差 =01-02四、正弦交流电的相位和相位差2 2相位差相位差i1=Im1sin(t 01)i2=Im2sin(t 02)两个同频率的正弦交流电的相位差就是初相之差两个同频率的正弦交流电的相位差就是初相之差 =01-02（1 1）=0101-020200，i i1 1超前超前i i2 2。（2 2）=0101-020200 i i1 1超前超前i i2 2。i2=Im2si
12、n(t 02)六、正弦交流电相位差的波形图表示tio o 02i1=10sin(t /2)i2i1 =01-02=/2-/4=/4 i i1 1超前超前i i2 2/4。i2=8sin(t /4)01108（1 1）01=/2 02=/4 六、正弦交流电相位差的波形图表示tio o 01i1=Im1sin(t 01)i2i1（2 2）=01-02 0,所以所以 i1超前超前i2i ti1i2 01 02 根据波形图比较根据波形图比较i1与与i2 的相位关系。的相位关系。例题例题1 1 已知正弦交流电流已知正弦交流电流 i i1 1=10sin(=10sin(100100t t+/3)A/3)A
13、，i i2 2=20sin(=20sin(100100t t+/4)A/4)A，分别求出它们的：，分别求出它们的：(1)(1)相位；相位；(2)(2)初相；初相；(3)(3)i i1 1 与与i i2 2的相位差；的相位差；(4)(4)角频率；角频率；(5)(5)周期；周期；(6)(6)频率。频率。=100rad/srad/s(1)(1)相位：相位：1=(100100t t+/3)rad/3)rad 2=(100100t t+/4)rad/4)rad(2)(2)初相初相:01=/3/3rad rad 02=/4rad,/4rad,(5)(5)周期周期:(4)(4)角频率角频率:(6)(6)频率
14、频率:解：解：(3)(3)相位差相位差:=01-02=/12rad,/12rad,1 1、已知正弦交流电流、已知正弦交流电流 i i1 1=5sin(=5sin(200200t t+/3)A/3)A，i i2 2=15sin(=15sin(200200t t+/6)A/6)A，分别求出它们的：，分别求出它们的：(1)(1)最大值；最大值；(2)(2)相位；相位；(3)(3)初相；初相；(4)(4)i i1 1 与与i i2 2的相位差；的相位差；(5)(5)角频率；角频率；(6)(6)周期；周期；(7)(7)频率。频率。课堂练习请同学回答七、正弦交流电的有效值从能量的角度来看，交流电和直流电是
15、可以等效的。从能量的角度来看，交流电和直流电是可以等效的。i=Imsin(t i0)u=Umsin(t u0)e=Emsin(t e0)eE交流电直流电I、U、EiI七、正弦交流电的有效值从能量的角度来看，交流电和直流电是可以等效的。从能量的角度来看，交流电和直流电是可以等效的。i=Imsin(t i0)u=Umsin(t u0)e=Emsin(t e0)eE交流电直流电I、U、EiI七、正弦交流电的有效值从能量的角度来看，交流电和直流电是可以等效的。从能量的角度来看，交流电和直流电是可以等效的。i=Imsin(t i0)u=Umsin(t u0)e=Emsin(t e0)交流电直流电I、U、
16、E 一个直流电流与一个交流电流分别通过阻值相等一个直流电流与一个交流电流分别通过阻值相等的电阻，如果通电时间相同，电阻的电阻，如果通电时间相同，电阻R R产生的热量也相产生的热量也相等，那么，直流电的数值叫做交流电的有效值。等，那么，直流电的数值叫做交流电的有效值。有效值与最大值的关系有效值与最大值的关系七、正弦交流电的有效值有效值与最大值的关系有效值与最大值的关系注意：注意：1、在选择电器的耐压时，必须考虑电压的最大值。、在选择电器的耐压时，必须考虑电压的最大值。2、交流电的电流、电压、电动势，不做特殊说明都、交流电的电流、电压、电动势，不做特殊说明都 是指有效值。是指有效值。3、交流电表的
17、测量值均为电流、电压、电动势的有、交流电表的测量值均为电流、电压、电动势的有 效值。效值。七、正弦交流电的有效值是非题是非题1.1.用交流电压表测得交流电压是用交流电压表测得交流电压是220V220V，则此交流电，则此交流电 压的最大值是压的最大值是220V220V。()()2.2.一只额定电压为一只额定电压为220V220V的灯泡，可以接在最大值为的灯泡，可以接在最大值为 3llV3llV的交流电源上。的交流电源上。（）请同学回答1有一电容器的耐压为有一电容器的耐压为200V200V，把它接入正弦交流电，把它接入正弦交流电中使用，加在电容器上的交流电压的有效值最大可以中使用，加在电容器上的交
18、流电压的有效值最大可以是是 。20500.02202某正弦交流电流某正弦交流电流i=20 sin(100 t+/4)A,则它的最大则它的最大值值I Im m=A A。有效值。有效值I=I=A A。频率。频率f=f=HzHz。周期周期T=T=S S。当。当t=0t=0时的瞬时值时的瞬时值i(0)=i(0)=A A。七、正弦交流电的有效值选择题选择题3 3关于交流电的有效值，下列说法正确的是（关于交流电的有效值，下列说法正确的是（）A A最大值是有效值的最大值是有效值的 倍；倍；B B有效值是最大值的有效值是最大值的 倍；倍；C C最大值为最大值为311V311V的正弦交流电，就其热效应而言相的正弦交流电，就其热效应而言相 当于一个当于一个220V220V的直流电压；的直流电压；D D最大值为最大值为311V311V的正弦交流电可以用的正弦交流电可以用220V220V的直流电的直流电 代替。代替。*4.4.一个电热器接在一个电热器接在10V10V的直流电源上，产生一定的热的直流电源上，产生一定的热功率。把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直功率。把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的有效值是多少？流时的一半，则交流电源电压的有效值是多少？最大最大值是多少？值是多少？请同学回答AC
