1、 在现代工农业生产及日常生活中，除了必须使用直流电的特殊情况外，绝大多在现代工农业生产及日常生活中，除了必须使用直流电的特殊情况外，绝大多数都是应用交流电。交流电之所以应用如此广泛，是因为它具有以下优点：数都是应用交流电。交流电之所以应用如此广泛，是因为它具有以下优点：一、交流电可以利用变压器方便地改变电压，便于输送、分配和使用。一、交流电可以利用变压器方便地改变电压，便于输送、分配和使用。二、交流电动机比相同功率的直流电动机结构简单，成本低，使用维护方便。二、交流电动机比相同功率的直流电动机结构简单，成本低，使用维护方便。三、可以应用整流装置，将交流电变换成所需的直流电。三、可以应用整流装置
2、，将交流电变换成所需的直流电。交流电和直流电有很多相似之处，但交流电有着随时间交变的特点，学习时要特别交流电和直流电有很多相似之处，但交流电有着随时间交变的特点，学习时要特别注意两者的区别，千万不要把直流电路中的规律简单套用到交流电路中去。注意两者的区别，千万不要把直流电路中的规律简单套用到交流电路中去。本章学习目标：本章学习目标：1.掌握正弦交流电的三要素。掌握正弦交流电的三要素。2.掌握正弦交流电的表示方法。掌握正弦交流电的表示方法。3.掌握三种纯电路中电压与电流的数量关系，相位关系。掌握三种纯电路中电压与电流的数量关系，相位关系。4.掌握感抗、容抗的有关知识。掌握感抗、容抗的有关知识。5
3、.能用矢量图对一般正弦电路进行分析和简单计算。能用矢量图对一般正弦电路进行分析和简单计算。6.了解串并联谐振现象、条件和特点。了解串并联谐振现象、条件和特点。7.理解提高功率因数的意义、掌握提高功率因数的基本方法。理解提高功率因数的意义、掌握提高功率因数的基本方法。学学 习习 目目 标标一、交流电的概念一、交流电的概念二、正弦交流电动势的产生二、正弦交流电动势的产生第一节 正弦交流电动势三、瞬时值与最大值三、瞬时值与最大值 大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流叫做周大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流叫做周期性交流电，简称交流电。交流电又分正弦交流电和非正期性交流电，简称交流电。交流电
4、又分正弦交流电和非正弦交流电。弦交流电。直流电路直流电路一、交流电的概念交流电路交流电路二、正弦交流电动势的产生交流发电机结构示意图交流发电机结构示意图二、正弦交流电动势的产生式中式中 为线圈平面与中性面的夹角。为线圈平面与中性面的夹角。BBsinm二、正弦交流电动势的产生 当电枢按逆时针方向以速度当电枢按逆时针方向以速度V作等速旋转时，线圈作等速旋转时，线圈a b 边边和和a b 边切割磁力线，产生感应电动势，如图所示，其大边切割磁力线，产生感应电动势，如图所示，其大小为小为sinmlvBee 二、二、正弦交流电动势的产生正弦交流电动势的产生 整个线圈产生的总感应电动势为线圈两边感应电动势之
5、整个线圈产生的总感应电动势为线圈两边感应电动势之和，即和，即lvBeeesin2m 设感应电动势的最大值为设感应电动势的最大值为lvBEmm2则则sinmEe 如果使线圈从中性面开始，以角度如果使线圈从中性面开始，以角度 作等速运动，则也作等速运动，则也写成写成 tEesinm二、正弦交流电动势的产生)sin(m t+Ee当线圈与中性面成一夹角时，则当线圈与中性面成一夹角时，则三、瞬时值和最大值 最大的瞬时值称为最大值，也称为幅值或峰值。最大的瞬时值称为最大值，也称为幅值或峰值。交流电在某一时刻的值称为在这一时刻交流电的瞬时值。交流电在某一时刻的值称为在这一时刻交流电的瞬时值。交流电动势、电压
6、和电流的交流电动势、电压和电流的瞬时瞬时值分别值分别用小写字母用小写字母e e、u u、i i表表示。示。交流电动势、电压和电流的最大值分别用交流电动势、电压和电流的最大值分别用Em、Um和和Im表示。表示。一、交流电的周期一、交流电的周期四、相位和初相位四、相位和初相位第二节第二节 周期、频率与角频率周期、频率与角频率三、角频率三、角频率二、交流电的频率二、交流电的频率五、交流电的三要素五、交流电的三要素六、相位差六、相位差 我们把交流电完成一次周期性变化所需的时间称为交我们把交流电完成一次周期性变化所需的时间称为交流电的周期，用符号流电的周期，用符号T表示，单位是表示，单位是s。一、交流电
7、的周期二、交流电的频率 交流电在交流电在1s内完成周期性变化的次数称为交流电的频率，内完成周期性变化的次数称为交流电的频率，用符号用符号f表示，单位是表示，单位是Hz，简称赫。，简称赫。Tf1三、角频率 交流电变化一周也可用交流电变化一周也可用 弧度来记量，交流电每秒所变弧度来记量，交流电每秒所变 化的角度（电角度）叫做交流电的角频率，用符号化的角度（电角度）叫做交流电的角频率，用符号表示，表示，单单位位是是rad/s。2fT22频率与磁极对数的关系频率与磁极对数的关系60npf 其中其中n为电枢每分钟旋转的圈数，为电枢每分钟旋转的圈数，p为磁极对数。为磁极对数。四、相位与初相位 我们把我们把
8、 t 时刻线圈平面与时刻线圈平面与中性面的夹角（中性面的夹角（t+）叫做）叫做该正弦交流电的相位或相角。该正弦交流电的相位或相角。是是t=0时的相位，叫做初相位，时的相位，叫做初相位，简称初相。简称初相。五、交流电的三要素五、交流电的三要素 频率、最大值、初相是确定一个交频率、最大值、初相是确定一个交流电变化情况的三个重要数值，通常称为流电变化情况的三个重要数值，通常称为交流电的三要素。交流电的三要素。五、相位差 两个同频率交流电的相位两个同频率交流电的相位之差叫做相位差。之差叫做相位差。)sin()sin(2m21m112tEetEe则其相位差为则其相位差为)()(21tt21 根据相位差我
9、们可确定两个交流电的相位关系，有超前、根据相位差我们可确定两个交流电的相位关系，有超前、滞后、同相、反相、正交。滞后、同相、反相、正交。超前、滞后超前、滞后同相同相五、相位差反相反相正交正交 有效值（或最大值）、频率（或周期、角频率）和初相是表有效值（或最大值）、频率（或周期、角频率）和初相是表征正弦交流电的三个重要物理量，通常把它们称为正弦交流电的征正弦交流电的三个重要物理量，通常把它们称为正弦交流电的三要素。三要素。五、相位差V22023112mUU 1）最大值和有效值；）最大值和有效值；2）角频率、频率和周期；）角频率、频率和周期；3）相位和初相位；）相位和初相位；4）t=0和和t=0.
10、01s时电压瞬时值。时电压瞬时值。1）最大值）最大值 Um=311V 有效值有效值 2）角频率）角频率 rad/s314已知正弦交流电压已知正弦交流电压，V)6314sin(311tu试求：试求：解：解：举例举例五、相位差频率频率 Hz5023142f周期周期 s02.05011fT 3）相位）相位6314 t6初相位初相位4）t=0时时V5.155)60314sin(311uV5.155)601.0314sin(311ut=0.01s时时五、相位差。，o3o2o101530解：解：举例举例已知电流已知电流，A)15sin(24o2ti。Asin483ti，A)30sin(36o1ti请画出它
11、们的波形图并比较它们之间的相位请画出它们的波形图并比较它们之间的相位关系。关系。3的初相为零，将之作为参考量，则有的初相为零，将之作为参考量，则有 ，超前，即，滞后，即，超前，即o21o21o32o32o31o31454515153030iiiiii五、相位差三个交流电流的波形图三个交流电流的波形图五、相位差设有两个同频率正弦电流：设有两个同频率正弦电流：A)2314sin(101tiA)43314sin(62ti43,22145)43(221举例举例问哪一个电流超前？超前的角度是多少？问哪一个电流超前？超前的角度是多少？解：解：相位差相位差五、相位差 由于规定相位差不大于由于规定相位差不大于
12、，所以应换成小于，所以应换成小于的角度。即的角度。即应说成应说成 超前于超前于 或或 滞后于滞后于 。1i432i1i432i五、相位差 已知正弦交流电动势的有效值为已知正弦交流电动势的有效值为100V,100V,频率为频率为50Hz,50Hz,初初相为相为6060o o,试写出它的瞬时值的表达式。试写出它的瞬时值的表达式。解：解：V)3100sin(2100)sin(ttEem举例举例五、相位差小结小结 1大小和方向随时间按正弦规律变化的电动势、电压和电流编印大小和方向随时间按正弦规律变化的电动势、电压和电流编印称为正弦交流电称为正弦交流电。正弦交流电的瞬时值可用解析式（三角函数式）和波形图
13、来表示。这是两种最基本的表达形式，它完整地描述了正弦量随时间变化的规律。例如，正弦交流电的解析式为式中 Im正弦电流的最大值（A）；角频率（rad/s）；f频率（Hz）；t时间（s）。正弦交流量的初相位。最大值、角频率（频率）和初相位是确定正弦交流量的三要素，它们反映了正弦量的特点。最大值决定正弦量的变化范围，角频率决定正弦量变化的快慢，而初相位决定正弦量的初始状态。2相位差相位差 相伴差是反映两个正弦量的相位关系，两个同频率正弦量的相位之差等于它们的初相之差，两个同频率正弦量的相位关系一般为超前、滞后、同相、反相和正交。)sin(mi t+Iii1.直流电和交流电有什么区别？2.什么叫交流量的瞬时值和最大值？各有什么特点？3.什么叫正弦交流量的同期和频率？两者有什么关系？4.工频交流电的频率是多少？周期是多少？5.正弦交流量的三要素是什么？6.什么叫正弦交流量的相位和初相，它们与该正弦量的计时起点是否有关？与正弦量的参考方向的选择是否有关？7.什么叫角频率？它和周期、频率有什么关系？8.什么叫做正弦量的相位差？它与正弦量的计时起点是否有关？9.超前、滞后、同相、反相、正交各表示什么意思？
