资源简介

(共1张PPT)
6 正弦交流电
6.2 正弦交流电的基本物理量与测量
6.1 正弦交流电的基本概念
电工技术基础与技能
高等教育出版社
实训项目七 正弦交流电的识别、测量与测试
6.3 正弦交流电的表示法
实训项目八 正弦交流电的识别、测量与测试(共13张PPT)
6 正弦交流电
6.2 正弦交流电的基本物理量与测量
6.1 正弦交流电的基本概念
电工技术基础与技能
高等教育出版社
实训项目七 正弦交流电的识别、测量与测试
6.3 正弦交流电的表示法
实训项目八 正弦交流电的识别、测量与测试
电工技术基础与技能
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【学习目标】
1．理解正弦交流电的旋转矢量表示法。
2．了解正弦交流电解析式、波形图、矢量图的相互转换。
6.3 正弦交流电的表示法
电工技术基础与技能
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【观察与思考】
你能写出正弦交流电的表达式吗？
电工技术基础与技能
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一、解析式表示法
解析式表示法：用正弦函数式表示正弦交流电随时间变化的关系的方法。正弦交流电的瞬时值表达式就是交流电的解析式。 其表达方式为
瞬时值＝最大值sin（角频率t+ 0）
电流、电压、电动势的解析式分别为
电工技术基础与技能
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已知某正弦交流电压的解析式u＝311sin（314t+60 ）V，求这个正弦交流电压的最大值、有效值、频率、周期、角频率和初相位。
【例1】
解：
最大值
有效值
角频率
频率
周期
初相
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二、波形图表示法
波形图表示法：用正弦曲线表示正弦交流电随时间变化的关系的方法，简称波形图。
横坐标表示电角度 t或时间t，纵坐标表示随时间变化的电流、电压和电动势的瞬时值。
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【例2】
解：
图（a），Im＝10A， 0＝0，则其解析式为i＝10sin tA
图（b），Um＝110V， 0＝45 ，则其解析式为u＝110sin（ t+45 ）V
图（c），Em＝220V， 0＝-120 ，则其解析式为e＝220sin（ t-120 ）V
请写出正弦交流电的解析式。
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三、矢量图表示法
1.旋转矢量
旋转矢量是一个在直角坐标系中绕原点旋转的矢量，它是相位随时间变化的矢量。
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三、矢量图表示法
2.旋转矢量的起始位置
3.有效值矢量表示法
在实际应用中常采用有效值矢量图。这样，矢量图中的长度就变为正弦量的有效值。有效值矢量用 、 、 表示。
旋转矢量通常用大写字母上加黑点的符号来表示，如用 、
和 分别表示电流矢量、电压矢量和电动势矢量。
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【例3】
解：同频率的几个正弦量的矢量，可以画在同一图上，则画出电压与电流的矢量图
已知正弦交流电压u＝110sin（ t+45 ）V，正弦交流电流i＝10sin（ t-30 ）A，试画出它们的矢量图。
电工技术基础与技能
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四、交流发电机
1.工作原理
交流发电机是根据电磁感应原理制成的。
原理示意图：将一个可以绕固定转轴转动的单匝线圈abcd放置在匀强磁场中，通过两个铜环和电刷引出导线与外电路的检流计连接。
O
O
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四、交流发电机
2.外形与结构
交流发电机的外形，通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子和转子是它的核心部件 。
定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
（a）定子
（b）转子
定子和转子
交流发电机外形
电工技术基础与技能
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【课堂小结】
【课堂练习】
教材中思考与练习第1、2题
【课后作业】
“学习辅导与练习”同步训练中的6.3
1．正弦交流电的三种表示方法
2．有效值矢量图的画法
3．交流发电机的工作原理和组成(共23张PPT)
6.1 正弦交流电的基本概念
电工技术基础与技能
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实训项目七 正弦交流电的识别、测量与测试
6.3 正弦交流电的表示法
实训项目八 正弦交流电的识别、测量与测试
6 正弦交流电
6.2 正弦交流电的基本物理量与测量
电工技术基础与技能
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【学习目标】
1．理解正弦交流电的基本概念。
2．了解正弦交流电的瞬时值与波形图。
6.1 正弦交流电的基本概念
电工技术基础与技能
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你知道什么是正弦交流电吗，正弦交流电与直流电相比有什么特点吗？
【观察与思考】
直流电波形
正弦交流电波形
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一、正弦交流电
非正弦交流电：大小和方向随时间不按正弦规律变化的，常见的有矩形波、三角波等。
正弦交流电：大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电。
电工技术基础与技能
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二、瞬时值与波形图
波形图：在直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t和与之对应的u或i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电u或i随时间变化的曲化。
交流电的瞬时值：交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向。分别用小写字母u、i来表示。
通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。
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【课堂小结】
【课堂练习】
教材中思考与练习第1、2题
【课后作业】
“学习辅导与练习”同步训练中的6.1
1．正弦交流电的基本概念。
2．交流电瞬时值的基本概念及字母表示。
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6.2 正弦交流电的基本物理量与测量
【学习目标】
1．理解最大值、有效值的概念，明确其测量方法，掌握它们之间的关系。
2．理解周期、频率和角频率的概念，明确其测量方法，掌握它们之间的关系。
3．理解相位、初相和相位差的概念，掌握它们之间的关系。
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【观察与思考】
你能正确的画出正弦交流电压的波形吗？
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一、最大值和有效值
1.最大值
最大值：正弦交流电在一个周期内所能达到的最大数值。又称振幅、幅值或峰值，通常用带下标m的大写字母表示。如用Im、Um、Em分别表示电流、电压、电动势的最大值。
最大值在实际中有重要意义。例如，我们在讨论电容器的耐压时，若电容器是应用在正弦交流电中，其耐压就一定要高于交流电压的最大值，否则电容器可能被击穿。
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一、最大值和有效值
2.有效值
有效值：I、U、E来表示电流、电压、电动势的有效值。
有效值＝ 最大值
电流、电压和电动势的有效值
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【例1】
我国动力用电和照明用电的电压分别为380V、220V，它们的最大值分别是多少？
解：
动力用电的最大值为：
照明用电的最大值为：
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一、最大值和有效值
3.交流电大小的测量
⑴ 交流电压大小的测量
对于数值相对较大的交流电，其电压有效值的大小可以通过交流电压表或万用表的交流电压挡进行测量；
对于数值相对较小的交流信号，其信号电压有效值的大小可通过交流毫伏表进行测量。
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一、最大值和有效值
3.交流电大小的测量
⑵ 交流电流大小的测量
对于数值相对较大的交流电，其电流有效值的大小可通过钳形电流表进行测量.
钳形电流表测量的好处是可在不断开线路的情况下进行。一般的测量也可通过交流电流表或万用表的交流电流档进行。
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二、周期、频率和角频率
1.周期
周期：正弦交流电完成一次周期性变化所需要的时间。通常用字母T表示，单位是秒，符号为S。
周期T:从0时刻起到t2时刻止
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二、周期、频率和角频率
2.频率
频率：正弦交流电在1秒内完成周期性变化的次数，通常用f表示，单位是赫（兹），符号为Hz。
周期与频率的关系：
或
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二、周期、频率和角频率
3.角频率
角频率：正弦交流电1秒内所变化的角度（电角度），用W表示，单位是弧度/秒，符号为rad/s。
角频率与周期、频率的关系：
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【例2】
已知一正弦交流电信号的频率f 为100Hz，请问此信号的周期为多少？角频率又为多少？
解：
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二、周期、频率和角频率
4. 频率的测量
测量交流电的频率一般用频率计。也可通过示波器观察交流电的波形图，从波形图中读出周期，然后再计算出频率。
正弦交流电随时间变化得越快，频率越高，周期越短，角频率越大，在相同时间内观察到的波形就越窄。
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三、相位、初相和相位差
1. 相位
正弦交流电的相位： t+ 0
2. 初相
t＝0时的相位，称为初相位，简称初相，用字母 0表示。初相反映的是正弦交流电起始时刻的状态。
正弦交流电u1的初相为0，正弦交流电u2的初相为 0。
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三、相位、初相和相位差
3. 相位差
两个同频率的正弦交流电的相位之差，用 表示。即
＝（ t+ 01）-（ t+ 02）＝ 01- 02
同相：当 ＝0时，即两个同频率交流电的相位相同
反相：当 ＝ 时，即两个同频率交流电的相位相反
正交：当 ＝ /2时，即两个同频率交流电的相位相差 /2
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【例3】
两个同频率的正弦交流电压u1和u2，已知u1的初相为-30 ，u2的初相为60 ，试比较交流电压u1和u2的相位关系。
解：u1与u2的相位差为
＝ 01- 02＝-30 -60 ＝-90 ＜0
因此，交流电压u1滞后u290 。
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【例4】
已知某正弦交流电的有效值为220V，频率为50Hz，初相30 。试写出该正弦交流电的瞬时值表达式。
解：正弦交流电压的瞬时值表达式为
则由已知条件可知，只要求出角频率ω即可。
ω＝2 f＝2×3.14×50＝314rad/s
则瞬时值表达式为
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【课堂小结】
【课堂练习】
教材中思考与练习第1、2题
【课后作业】
“学习辅导与练习”同步训练中的6.2
正弦交流电的三要素

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