1. 交流電是大小和方向隨著時間交替變化的電流。本章主要介紹大小和方向按正弦規(guī)律變化的交流電。在電力(強電)工程中,正弦交流電是由交流發(fā)電機產(chǎn)生的。在電信(弱電)工程中,正弦交流電是由振蕩器產(chǎn)生的。
2. 正弦交流電的幾個特征量:
(1) 瞬時值: 某一瞬間交流電的大小,稱為該交流電在該瞬間的瞬時值。用小寫字母表示,如e、 u、 i、 p。
極大值: 正弦交流電變化過程中的最大值,稱為正弦交流電的極大值(或叫振幅值)。用下標加注“m”表示,如em、 um、 im。
(2) 周期: 交流電變化一周所需要的時間稱為周期。用“t”表示。
頻率: 交流電每秒變化多少周,稱為該交流電的頻率。用“f”表示。
角頻率(或叫電角速度): 角頻率是指單對磁極交流電發(fā)電機線圈每秒鐘所轉(zhuǎn)過的弧度數(shù),用ω表示。
周期、頻率和角頻率有如下的關(guān)系:
(3) 初相角: 初相角是在選定參考時間(t=0)時,單對磁極發(fā)電機線圈與x軸(中心面)之間的夾角,用φ表示,φ決定t=0時的瞬時值。
相位差: 兩個相同頻率交流電初相角之差,稱為相位差,用符號φ12表示,即φ12=φ1-φ2。
超前與滯后: 如e1較e2早出現(xiàn)極大值,則稱e1超前e2,超前φ1-φ2角?;蚍Qe2滯后e1φ1-φ2角。超前或滯后不得大于180°。
已知一正弦量的極大值、頻率和初相角,則該正弦量就確定了。所以,以上三個特征量稱為正弦交流電的三要素。
3. 交流電的有效值和平均值:
(1) 有效值: 相同阻值的電阻r,一個通以直流,一個通以交流。如果在一定的時間內(nèi),它們所產(chǎn)生的熱量相等,則這直流電流的數(shù)值即為該交流電流的有效值。有效值用符號e、 u、 i表示。
正弦交流電流有效值i與極大值im有如下的關(guān)系。即i=0.707im
(2) 平均值: 交流電流半周期內(nèi)流經(jīng)導線橫截面的電量,恰與某假定的一個直流流過同一截面的電量相等時,此直流值稱為“交流電的平均值”。平均值,用下標注“pj”表示。
正弦電流的平均值與極大值有如下的關(guān)系:
ipj=0.637im。
4. 正弦交流電的表示法:
解析式: e=emsin(ωt+φ),