模块一正弦交流电任务一正弦交流电的基本概念111电的基本概念1.DOC

模块一 正弦交流电 任务一　正弦交流电的基本概念 1.1.1　电的基本概念 1. 电荷　　失去电子或得到电子的物体就带有正电荷或负电荷，带有电荷的物体称为带电体。在电荷的周围存在着电场，引进电场中的电荷将受到电场力的作用。电流和电路电流的常用单位是安培（A）毫安mA）1A=1000mA 1 mA =1000(A 3. 电压和电位 电压的定义：在电场中，电场力将单位正电荷由一点移到另一点所做的功 电压的单位有千伏（KV）、伏（V）、毫伏（mV） 1KV=1000V 1V=1000mV 电位：电场中某点的电位是指在电场中将单位正电荷从该点移至电位参考点的电场力所作的功。 电动势的定义：在电源中，电源力（非电力）将单位正电荷由电源负极移到电源正极所做的功。 5. 功率 功率的定义：单位时间内电场力所做的功 功率的单位千瓦（KW），瓦特（W） 1KW=1000W 在电工技术中，常用（KW.h）千瓦小时作为电功的单位,俗称度电。 1KW.h=1度电=3.6(106W.S(瓦特.秒) (1瓦特.秒=1焦耳J) 6. 电路工作状态 电路在工作中有三种工作状态，分别是通路、短路、开路。 7. 电气设备的额定值 额定值：制造厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值。按额定值使用最经济合理，安全可靠，使产品有较长的寿命。如额定电流、额定值电压、额定值功率分别用、、表示。 1.1.2　正弦交流电的基本概念 1. 正弦量的三要素 正弦交流电的数学表达式为 在正弦量数学表达式中：i 表示瞬时值，即任一时刻交流电的数值，Im 表示最大值，交流电所能达到的最大数值，ω 角频率，(i 初相角。其中，最大值、角频率，初相角，统称为交流电的三要素。 （1）周期、频率、角频率三者间的关系表示为： （2） 振幅和有效值 整理得： 或： 同理： （3） 相位、初相、相位差 相位差：同频率正弦量的相位角之差或是初相角之差，称为相位差，用( 表示。 设： 则相位差： 练习：1、已知某电压：u=220(2Sin（200(t-300）V 试求其振幅、有效值、初相角、角频率、周期、频率分别是多少？ 2、已知某交流电流的三要素分别是Im =200A，ω=314rad/s，ψ=450，试写出它的正弦函数表达式。 2、已知: i1=14.1Sin(314t+600)A， i2=10Sin(314t-900)A， 试说明它们的振幅、角频频、初相角分别是多少？并计算它们的相位差，说明那个超前？那个落后？ 1.1.3　正弦交流电的相量表示法 1. 复数 （1）复数及其表示 复数的几种表示形式： 代数式： A=a+jb 指数式： 三角式： 极坐标式： （2）复数运算规则（熟记公式）: 加减运算：如果 则： 乘法运算：设： 则： 除法运算：设： 则： （3）旋转因子 一个复数乘以 等于把其逆时针方向旋转了( 角 所以jA相当于把A逆时针方向旋转90度。即j相当于90度。 因此j称为旋转因子。 2. 相量（用复数表示正弦量） 正弦量具有幅值、频率和初相位三个要素， 在线性电路中各部分电压和电流都是与电源同频率的正弦量，计算过程中可以不考虑频率。因此，一个复数可以由模和幅角两个特征量确定。 例如： 由于频率不变，在电路分析计算时就可以只考虑振幅和初相角，而不必考虑ω。 比较复数和正弦量，正弦量可用复数来表示。 正弦量： 复数： 比较： 即：一个正弦量与一个复数有一一对应。因此可以借助复数计算完成正弦量的计算。 最大值相量 有效值相量 例如： 最大值相量 有效值相量 相量和复数一样，可以在复平面上用矢量图来表示，表示相量的矢量图称为相量图 例如： 相量： 任务二 正弦交流电单一元件的应用 1.2.1 RLC元件的基本特点 1. 电阻元件 电阻的倒数又叫电导G 单位：西门子（S） （1） 电阻的分类 按结构分类： ①