认识正弦交流电.ppt

* 3.1 交流电的三要素 3.1.1 幅值 3.1.2 频率 3.1.3 初相 如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。 正弦交流电路 t i HOME 任务一 认识正弦交流电 正弦波的三要素： ? ? i ： 电流幅值（最大值） ： 角频率（弧度/秒） ： 初相角 特征量: 正弦交流电的三要素 HOME 为正弦电流的最大值又称幅值 1 幅值 在工程应用中常用有效值表示幅度。常用交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。标准电压220V，也是指供电电压的有效值。 最大值 电量名称必须大 写,下标加 m， 如：Um、Im HOME 我国标准电压为什么是220Ｖ？ 选择市电电压等级是极其复杂的一件事情，实际上，选择高一些的电压，确实可以节省很多导线。并且相同的导线可以输送更多的电力。在构建电网的初期，我们国家还比较贫穷，从节约的角度讲这是很正确的。 再就是频率，60Hz比50Hz效率更高，电动机功率体积比更小，能节约很多制造电机的材料，只是对磁芯要求高一些。 则有 （均方根值） 可得 当 时， 交流 直流 热效应相当 有效值电量必须大写 有效值概念 交流电流 i通过电阻R在一个周期T内产生的热量与一直流电流I通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等，则称I的数值为i的有效值 HOME 可得 当 时， i=? 2 I sin(?t+?) i可写为： 同理: u= Um sin(?t+?) 2 m U U = u=? 2 U sin(?t+?) u可写为： HOME 问题与讨论 电器 ~ 220V 最高耐压 =300V 若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于 220V 的线路上? 该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所以不能用。 有效值 U = 220V 最大值 Um = 220V = 311V 电源电压 HOME 描述变化周期的几种方法 1. 周期 T： 变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒.. 2 频率 3. 角频率 ω： 每秒变化的弧度 单位：弧度/秒 2. 频率 f： 每秒变化的次数 单位：赫兹，千赫兹 ... i T HOME * 无线通信频率： 高达 300GHz * 电网频率：中国 50 Hz 美国 、日本 60 Hz * 高频炉频率：200 ~ 300 kHz * 中频炉频率：500 ~ 8000 Hz * 收音机中频段频率：530~1600 kHz * 移动通信频率：900MHz~1800 MHz 小常识 （１） 高频炉：是目前对金属材料加热效率最高、速度最快，低耗节能环保型的感应加热设备。 （主要工作原理： 高频大电流流向加热线圈。产生强磁束，磁束与加热电流相反的方向，产生很大涡电流。产生很多的焦耳热，使物体自身的温度迅速上升。达到加热的目的。） 危害：高频炉工作时会产生大量的高频辐射，对人体的心脑血管以及生殖系统造成危害，使用时要做好防护措施。 （２） 为什么电磁波通信时在某种情况下频率越高传递信息越多？ 可以比方为，你说话语速越快，也就能在相同的时间内表达更多的内容；电磁波的频率在这里比作了你说话的频率。 （信息量只跟带宽有关，频率再高也没用，一个频率只能传递一个信号；跟带宽、信噪比有关，光靠频率这个变量 无法决定信息量） 通信的频率越高，信息就会怎么样？ 信号通过电磁波传递（电磁波在空中是以光速传播的，传播快慢与频率大小无关），频率越高，能量越大，抗干扰能力越强，信号越好，收到信息的效果好。 通信中的损耗（信号传输距离的远近）和频率有关系，频率高，损耗大，频率低，损耗小。 3 初相 ： t = 0 时的相位，称为初相位或初相角。 说明： 给出了观察正弦波的起点或参考点， 常用于描述多个正弦波相互间的关系。 i ：正弦波的相位角或相位 HOME ( ) ( ) 2 1 2 1 j j j w j w ?j - = + - + = t t 两个同频率正弦量间的相位差( 初相差) ? t 0 =0 0 HOME 两种正弦信号的相位关系 同 相 位 落后于 相 位 落 后 领先于 相 位 领 先 相位差为0 与 同相位 HOME *