含有相位差的

6.1正弦交流電及正弦交流電的產(chǎn)生扎蘭屯市林業(yè)學(xué)?；仡櫍阂郧拔覀儗W(xué)習(xí)的都是關(guān)于直流電的知識，同學(xué)們想一想，什么是直流電？直流電:大小和方向都不隨時間周期性變化的電流或電壓交流電:大小和方向隨時間作周期性變化的電流或電壓e/vt/s在電的家族中還有另外一個重要的分支，那就是交流電，那什么樣的電是交流電呢？一、正弦交流電的定義正弦交流電：按照正弦規(guī)律變化的電壓或電流，稱為正弦交流電（有時也簡稱交流電）上圖是一般機(jī)械上使用的三相異步電動機(jī)下圖圖是某些工廠中使用的大型電動機(jī)二、正弦交流電的優(yōu)點(diǎn)正弦交流電能夠被廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗囊幌聝?yōu)點(diǎn)：

⑴可以利用變壓器進(jìn)行升壓或降壓，便于電能的遠(yuǎn)距離輸送：⑵交流電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、電磁噪聲小、使用維護(hù)方便⑶可以通過整流將交流電變成直流電，供直流設(shè)備使用三、交變電流的產(chǎn)生1、交流產(chǎn)生電的理論基礎(chǔ)

交流產(chǎn)生電的理論基礎(chǔ)是前面我們學(xué)習(xí)的知識：導(dǎo)線切割磁感應(yīng)線運(yùn)動時，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為：E=Blv式中：E是導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢B是磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度l是導(dǎo)線長度v是導(dǎo)線移動的速度NS交流發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)磁極電樞線圈運(yùn)動狀態(tài)：逆時針勻速轉(zhuǎn)動角速度：w

線速度：V初始位置：中性面任一時間t線圈平面轉(zhuǎn)過角度：wtNS

中性面

V//BNSSNNSVVNSSNVV1wtwtE=BLV(互相垂直)V1=Vsinωte=BLVsinwtV2VV1VE=BLV(互相垂直)V1=Vsinωte=BLVsinwtV2VV1E=BLV(互相垂直)V1=Vsinωte=BLVsinwt

V線圈經(jīng)過中性面，感應(yīng)電流方向改變。V2VV1VE=BLV(互相垂直)V1=Vsinωte=BLVsinwt四、交流的變化規(guī)律NSSNeto+NSSNteo+NSSNeto+NSSNteo+SSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+SSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+最大值e=BLVsinwt=EmsinwtEmteo+

公式

e=Emsinwt

i=Imsinwt圖形交變電流是按正弦規(guī)律變化的，叫做正弦式電流。e(i)to+(線圈處于中性面位置時開始計時)三交流的描述周期:完成一個周期性變化所用的時間。

符號:T單位:秒頻率:交流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。

符號:f單位:赫茲(Hz)T=1/ff=1/T

市電:f=50HZT=0.02STe(i)to+變化狀態(tài)完全相同的兩點(diǎn)間的時間(t)為一個周期(T)四、交流的有效值交流的有效值（根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定）

使交流和直流分別通過相同阻值的電阻，并且在相同時間里產(chǎn)生的熱量相等，這個直流的電壓、電流值，就是交流的電壓.電流的有效值.有效值與最大值的關(guān)系

E=Em/2

0.707Em

U=Um/2

0.707Um

I=Im/2

0.707Im≈

≈

≈

E：電動勢Ｉ：電流Ｕ：電勢關(guān)于有效值的討論1、通常所說照明電路的電壓是220v，指的是交流的有效值。2、各種使用交流的電器設(shè)備的銘牌上所標(biāo)的額定電流和額定電壓的數(shù)值都是它的有效值。3、交流電壓表和電流表所測的數(shù)值也是有效值。4、如果沒有特別說明，一般說到交流的電動勢、電壓、電流時，指的都是有效值。一、線圈在磁場中周期性作切割磁力線運(yùn)動，產(chǎn)生交變電流。線圈每經(jīng)過一次中性面，感生電流的方向就改變一次，線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。

小結(jié)圖形:二、交變電流可以用公式和圖示來描述

公式：

e=Emsinwt

i=Imsinwt

三、交流的描述周期:

完成一個周期性變化所用的時間。符號:T

單位秒

頻率:

交流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。符號:f

單位赫茲(Hz)

T=1/ff=1/T

四、交流的有效值

E=Em/2

0.707Em

U=Um/2

0.707Um

I

=Im/

2

0.707

Im≈≈≈

2013年11月2013年11月6.3相位與相位差復(fù)習(xí)：

正弦交流電的基本表達(dá)式是什么？e=Emsin（ωt+ψ0）e(i)to+(線圈處于中性面位置時開始計時)NSSN復(fù)習(xí)：以下這幾個量分別是什么？各自如何影響正弦交流電的波形？Em、ω、Ψ0e(i)tNSSN復(fù)習(xí)：以下這幾個量分別是什么？各自如何影響正弦交流電的波形？Em、ω、Ψ0e(i)tNSSN復(fù)習(xí)：以下這幾個量分別是什么？各自如何影響正弦交流電的波形？Em、ω、Ψ0e(i)t一、相位e=Emsin（ωt+ψ0）1、相位的定義

在下面的公式中，電壓的初相角Ψ0，當(dāng)這個正弦電壓隨時間變化時，它的角度變化為ωt+ψ0，ωt+ψ0就稱為這個交流電壓的相位。（需掌握）

相位是表示一個正弦交流電變化進(jìn)程的量，對應(yīng)的在發(fā)電機(jī)線圈的旋轉(zhuǎn)中，相位表示線圈在某一時刻所處的位置。NSωt+ψ0是一個角度例如：在正弦交流電的表達(dá)式e=Emsin（ωt+ψ0）中：

如果相位ωt+ψ0=π/2時，正弦函數(shù)sin（ωt+ψ0）=sin（π/2）=1，此時正弦電壓得到最大值Em。

如果初相ωt+ψ0=π時，正弦函數(shù)sin（ωt+ψ0）=sinπ=0，此時正弦電壓得到的值為0。二、相位差1、相位差的定義兩個相同頻率的正弦交流電的相位之差稱為這兩個正弦交流電的相位差。用φ表示：對于兩個初相ωt+ψ01和

ωt+ψ02相位差為

φ

=（ωt+ψ01）-（ωt+ψ02）=ψ01-ψ02如圖所示的兩個線圈，哪個先達(dá)到最大值？NSNS線圈1線圈2如果兩線圈以同樣的角速度同時開始轉(zhuǎn)動，線圈2必然先達(dá)到最大值。

顯然，這種情況，是由于初相角ψ0不同引起的，因此這兩個線圈產(chǎn)生的正弦交流電之間有相位差存在：φ

=（ωt+ψ02）-（ωt+ψ01）=ψ02-ψ01

這種情況我們稱之為線圈2超前線圈1φ角。它們產(chǎn)生的電壓e2超前e1

φ角。我們把線圈的旋轉(zhuǎn)和電壓波形圖聯(lián)系起來：N線圈ASt+e(i)我們把線圈的旋轉(zhuǎn)和電壓波形圖聯(lián)系起來：SSNe(i)t線圈B我們把線圈的旋轉(zhuǎn)和電壓波形圖聯(lián)系起來：SSNe(i)t線圈B同樣的道理，如圖所示的兩個正弦波形：

兩個正弦交流電的波形，紅色電流總是比藍(lán)色電壓快一步，也就是電壓超前電流。2、在各種相位差中，有幾種特殊情況：①紅色電壓和藍(lán)色電流總是同步進(jìn)行，即相位差φ=0。即這兩個正弦量同相②紅色電壓和藍(lán)色電流總是相反進(jìn)行，即相位差φ=π。

即這兩個正弦量反相③藍(lán)色電流總是比紅色電壓“快”四分之一周期，即相位差φ=π/2。

即這兩個正弦量正交練習(xí)題：1、交流電變化越快表示（）A交流電的周期越長B交流電的頻率越高C交流電的角頻率越低D交流電的相位越大B練習(xí)題：2、數(shù)值為10A的直流電和最大值為12A的交流電分別通過阻值相同的兩個電阻，在相同時間內(nèi)發(fā)出的熱量（）A相等B直流電多C交流電多D無法確定B練習(xí)題：3、正弦交流電的三要素為（）A最大值B相位C頻率D初相角ACD練習(xí)題：4、已知正弦交流電壓和電流的瞬時值u1=220sin(100t+30o)V,u2=50sin(100t+90o)V,i1=10sin(100t+45o)A,i2=sin(100-15o)A,則下面正確答案是（）A、u1超前i115oB、u2超前i145oC、u1超前i245oD、u2超前i2105oBCD練習(xí)題：5、已知正弦電壓u（t)=100sin(100πt?π）。（1）

試指出它的最大值、相位和