电工技术基础与技能ppt初识正弦交流电课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,周绍敏电工技术基础与技能PPT7初识正弦交流电,周绍敏电工技术基础与技能PPT7初识正弦交流电周绍敏电工技术基础与技能PPT7初识正弦交流电7初识正弦交流电教学重点,1了解正弦交流电的产生。,2掌握表征正弦交流电的三要素：振幅、角频率、初相位。,3理解交流电的周期、频率、有效值、相位与相位差等概念。,4掌握正弦交流电流、电压的表示法(解析式、波形图、矢量图等)。教学难点,1.理解相位差的概念。,2.掌握正弦量的矢量图。,周绍敏电工技术基础与技能PPT7初识正弦交流电周绍敏电工技术,1,7初识正弦交流电,教学重点,1了解正弦交流电的产生。,2掌握表征正弦交流电的三要素：振幅、角频率、初相位。,3理解交流电的周期、频率、有效值、相位与相位差等概念。,4掌握正弦交流电流、电压的表示法,(,解析式、波形图、矢量图等,),。,教学难点,1.理解相位差的概念。,2.掌握正弦量的矢量图。,7初识正弦交流电教学重点教学难点,2,7初识正弦交流电,7.1正弦交流电的产生,7.2表征正弦交流电的物理量,7.3正弦交流电的表示法,单元小结,7初识正弦交流电7.1正弦交流电的产生7.2表征正弦交,3,7.1正弦交流电的产生,一、正弦交流电的产生,二、正弦交流电,7.1正弦交流电的产生一、正弦交流电的产生二、正弦交流电,4,如果电流的大小及方向都随时间做周期性变化，并且在一个周期内的平均值为零的电流称为,交流电,。,一、正弦交流电的产生,如果电流的大小及方向都随时间做周期性变化，并且在一个周期,5,二、正弦交流电,大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、电压、电动势称为,正弦交流电流、电压、电动势,，在某一时刻,t,的瞬时值可用三角函数式,(,解析式,),来表示，即,i,(,t,)=,I,m,sin(,t,i,0,),u,(,t,)=,U,m,sin(,t,u,0,),e,(,t,)=,E,m,sin(,t,e,0,),二、正弦交流电大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的,6,i,(,t,)=,I,m,sin(,t,i,0,),u,(,t,)=,U,m,sin(,t,u,0,),e,(,t,)=,E,m,sin(,t,e,0,),式中，,I,m,、,U,m,、,E,m,分别称为交流电流、电压、电动势的,振幅,(,也称为峰值或最大值,),，电流的单位为A,(,安,),，电压和电动势的单位为 V,(,伏,),；,称为交流电的,角频率,，单位为rad/s,(,弧度/秒,),，它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度；,i,0,、,u,0,、,e,0,分别称为电流、电压、电动势的,初相位,或,初相,，单位为,rad（,弧度,）,或,(,度,),，它表示初始时刻,(,t,=0,时,),正弦交流电所处的电角度。,振幅、角频率、初相这三个参数称为正弦交流电的,三要素,。任何正弦量都具备三要素。,i(t)=Imsin(t i0)式中，I,7,7.2表征正弦交流电的物理量,一、周期与频率,二、有效值,三、相位和相位差,7.2表征正弦交流电的物理量一、周期与频率二、有效值三、相,8,1,周期,正弦交流电完成一次循环变化所用的时间称为,周期,，用字母,T,表示，单位为s（秒）。显然正弦交流电流或电压相邻的两个最大值,(,或相邻的两个最小值,),之间的时间间隔即为周期，由三角函数知识可知,一、周期与频率,1周期一、周期与频率,9,2,频率,=2,f,交流电周期的倒数称为,频率,(,用符号,f,表示,),，即,它表示正弦交流电流在单位时间内作周期性循环变化的次数，即表征交流电交替变化的,速率(快慢),。频率的国际单位制是Hz,(,赫,),。角频率与频率之间的关系为,2频率=2 f交流电周期的倒数称为频率(用符号 f,10,在电工技术中，有时并不需要知道交流电的瞬时值，而规定一个能够表征其大小的特定值,有效值,，其依据是交流电流和直流电流通过电阻时，电阻都要消耗电能,(,热效应,)。,设正弦交流电流,i,(,t,),在一个周期,T,时间内，使一电阻,R,消耗的电能为,W,R,，另有一相应的直流电流,I,在时间,T,内也使该电阻,R,消耗相同的电能，即,W,R,=,I,2,RT,。,二、有效值,在电工技术中，有时并不需要知道交流电的瞬时值，而规定一个,11,就平均对电阻作功的能力来说，这两个电流,(,i,与,I,),是等效的，则该直流电流,I,的数值可以表示交流电流,i,(,t,),的大小，于是把这一特定的数值,I,称为交流电流的有效值。理论与实验均可证明，正弦交流电流,i,的有效值,I,等于其振幅,(,最大值,),I,m,的,0.707,倍，即,正弦交流电压的有效值,正弦交流电动势的有效值,就平均对电阻作功的能力来说，这两个电流(i,12,例如正弦交流电流,i,=2sin,(,t,30,),A 的有效值,I,=20.707 A=1.414 A，如果通过,R,=10,的电阻时，在一秒时间内电阻消耗的电能,(,又称为平均功率,),为,P,=,I,2,R,=20 W，即与,I,=1.414 A 的直流电流通过该电阻时产生相同的电功率。,我国工业和民用交流电源的有效值为 220 V，频率为50 Hz，因而通常将这一交流电压简称为,工频电压,。,因为正弦交流电的有效值与最大值,(,振幅值,),之间有确定的比例系数，所以有效值、频率、初相这三个参数也可以合在一起称为正弦交流电的三要素。,例如正弦交流电流 i=2sin(t30)A,13,三、相位和相位差,任意一个正弦量,y,=,A,sin,(,t,+,0,),的,相位,为,(,t,+,0,),，本章只涉及两个同频率正弦量的相位差,(,与时间,t,无关,),。设第一个正弦量的初相为,01,，第二个正弦量的初相为,02,，则这两个正弦量的,相位差,为,12,=,01,02,并规定|,12,|180或,|,12,|,三、相位和相位差任意一个正弦量 y=Asin(t,14,在讨论两个正弦量的相位关系时：,(,1,),当,12,0 时，称第一个正弦量比第二个正弦量,越前,(,或,超前,),12,；,(,2,),当,12,15,图,7-1,相位差的同相与反相波形,例如已知,u,=311sin,(,314,t,30,),V,，,i,=5sin,(,314,t,60,),A,，则,u,与,i,的相位差为,ui,=,(,30,),(,60,),=,90,，即,u,比,i,滞后,90,，或,i,比,u,超前,90,。,图 7-1相位差的同相与反相波形 例如已知 u=3,16,7.3正弦交流电的表示法,一、解析式表示法,二、波形图表示法,三、矢量图表示法,7.3正弦交流电的表示法一、解析式表示法二、波形图表示法三,17,一、解析式表示法,i,(,t,),=,I,m,sin,(,t,i,0,),u,(,t,),=,U,m,sin,(,t,u,0,),e,(,t,),=,E,m,sin,(,t,e,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,i,(,t,),=,I,m,sin,(,t,i,0,),=2sin,(,2,f t,60,),=2sin,(,628,t,60,),A,一、解析式表示法 i(t)=Imsin(t i,18,二、波形图表示法,图,7-2,正弦交流电的波形图举例,二、波形图表示法图 7-2正弦交流电的波形图举例,19,三、矢量图表示法,正弦量可以用最大值,矢量,或,有效值矢量,表示，但通常用有效值矢量表示。,图,7-3,正弦量的振幅矢量图举例,1,.,振幅矢量表示法,最大值矢量表示法,是用正弦量的最大值作为矢量的模,(,大小,),，用初相角作为矢量的幅角，例如有三个正弦量,e,=60 sin,(,t,60,),V,u,=30 sin,(,t,30,),V,i,=5 sin,(,t,30,),A,则它们的最大值矢量图如图 7-3 所示。,三、矢量图表示法 正弦量可以用最大值矢量或有效值矢量表示,20,2,有效值矢量表示法,有效值矢量表示法,是用正弦量的有效值作为矢量的模,(,长度大小,),，仍用初相角作为矢量的幅角，例如,则它们的有效值矢量图如图 7-4 所示。,图,7-4,正弦量的有效值矢量图举例,2有效值矢量表示法有效值矢量表示法是用正弦量的有效值作,21,单元小结,一、正弦交流电的主要参数,二、交流电的表示法,单元小结一、正弦交流电的主要参数二、交流电的表示法,22,本章介绍了交流电的基本概念以及交流电的表示法。,一、正弦交流电的主要参数,大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、电压、电动势称为正弦交流电流、电压、电动势。,1,周期与频率,交流电完成一次循环变化所用的时间称为周期,周期的倒数称为频率；角频率与频率之间的关系为,=2,f,本章介绍了交流电的基本概念以及交流电的表示法。一、正弦交流电,23,正弦交流电的有效值等于振幅,(,最大值,),的,0.707,倍，即,2,有效值,正弦交流电的有效值等于振幅(最大值)的 0.707 倍，即2,24,3,正弦交流电的三要素,正弦交流电的最大值、角频率、初相这三个参数称为正弦交流电三要素。也可以把正弦交流电的有效值、频率、初相这三个参数称为正弦交流电三要素。,4,相位差,两个正弦量的相位差,12,=,01,02,，存在超前、滞后、同相、反相、正交等关系。,3正弦交流电的三要素正弦交流电的最大值、角频率、初相这,25,3矢量图表示法,正弦量可以用最大值矢量或有效值矢量表示，但通常用有效值矢量表示。,最大值矢量表示法是用正弦量的最大值作为矢量的模(大小)、用初相作为矢量的,辐角；,有效值矢量表示法是用正弦量的有效值作为矢量的模(大小)、仍用初相作为矢,量的,辐,角。,2波形图表示法,波形图表示法即用正弦量解析式的函数图形表示正弦量的方法。,1解析式表示法,i,(,t,),=,I,m,sin,(,t,i,0,),u,(,t,),=,U,m,sin,(,t,u,0,),e,(,t,),=,E,m,sin,(,t,e,0,),二、交流电的表示法,3矢量图表示法正弦量可以用最大值矢量或有效值矢量表示，,26,谢谢大家！,谢谢大家！,27,