理论教育 正弦交流电的三要素和表达式详解

正弦交流电的三要素和表达式详解

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:表述形式三要素,幅值、频率、初相角。(二)说明正弦交流电是按正弦规律随时间变化而变化的一种交流电,简称为交流电。其中幅值Em、频率f和初相角称为“三要素”。图1-19 正弦交流电(电动势)波形图和矢量表示法所谓角频率又被称为角速度,它的定义是:单位时间内,一个矢量绕以其端点为圆心、长度为半径的旋转过的以弧度为单位的角度值。在1s的时间内所完成的周期数,叫做频率,用符号f表示,其单位为赫兹,符号为Hz。

正弦交流电的三要素和表达式详解

(一)口诀

正弦交流电源好,现代生活离不了。

表述形式三要素,幅值、频率、初相角。

(二)说明

正弦交流电是按正弦规律随时间变化而变化的一种交流电,简称为交流电。现被广泛地应用于我们的生产和生活中。

电动势为例,常用式(1-28)所示的解析式或图1-19所示的波形和矢量形式表示。其中幅值Em、频率f和初相角ϕ称为“三要素”。

e=Emsin(ωt+ϕ=Emsin(2πft+ϕ)(1-28)

式中 e——瞬时值(V);

Em——最大值,即幅值(V);

ω——变化的角频率(rad/s);

t——时间(s);

ϕ——初相角(rad);

f——频率(Hz)。(www.daowen.com)

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图1-19 正弦交流电(电动势)波形图和矢量表示法

所谓角频率又被称为角速度,它的定义是:单位时间内,一个矢量绕以其端点为圆心、长度为半径的旋转过的以弧度(符号为rad)为单位的角度值。

弧度制是用弧的长度来度量角的大小的方法。由于圆弧长短与圆半径之比,不因为圆的大小而改变,所以弧度数也是一个与圆的半径无关的量。

因为一个整圆为360°,而1弧度(rad)是长度等于半径R的弧所对的圆心角的度数,一个圆的周长为2πR,所以用弧度(rad)表示一个圆周的度数时,即为2πrad。角度以弧度给出时,通常不写弧度单位,有时记为rad或R。但我们在具体计算时可不用写rad或R,可直接写2π。

正弦交流电由一个正的最大点到下一个正的最大点所用的时间叫一个周期,符号为T,单位用秒(s)。

在1s的时间内所完成的周期数,叫做频率,用符号f表示,其单位为赫兹,符号为Hz。由此可得,周期和频率的关系是:

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图1-20 赫兹

赫兹是一位德国科学家的名字,全名为海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz),1857—1894,图1-20是他的头像。

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