表征交流电的物理量.ppt

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1、第二节　表征交流电的物理量一、周期与频率二、有效值三、相位和相位差一、周期与频率1．周期正弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期，用字母T表示，单位为秒：s。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：赫兹（Hz）。角频率与频率之间的关系为2．频率ω=2πf交流电周期的倒数叫做频率(用符号f表示)，即二、有效值在电工技术中，有时并不需要知道交流电的瞬时值，而规定一个能够表征其大小

2、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QR，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QR=I2RT。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)Im的0.707倍，即正弦交流电压的有效值为正弦交流电动势的有效值为例如正弦交流电流i=2sin(ωt

3、－30°)A的有效值I=2×0.707=1.414A，如果通过R=10Ω的电阻时，在一秒时间内电阻消耗的电能(又叫做平均功率)为P=I2R=20W，即与I=1.414A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220V、频率为50Hz，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叫做正弦交流电的三要素。三、相位和相位差任意一个正弦量y=Asin(ωt＋)的相位为(ωt＋)，本章只涉及两个同频率正弦量的相位差(与时间t无

4、关)。设第一个正弦量的初相为，第二个正弦量的初相为，则这两个正弦量的相位差为12=0102并规定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<0时，称第一个正弦量比第二个正弦量滞后(或落后)

5、12

6、；(3)当12=0时,称第一个正弦量与第二个正弦量同相如图7-1(a)；(4)当12=±π或±180°时,称第一个正弦量与第二个正弦量反相如图7-1(b)；(5)当12=±或±90°时,称第一个正弦量与第二个正弦量正交。例如已知u=311sin(314t30)V，

7、I=5sin(314t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的波形