理论教育 正弦交流电的相量表示方法

正弦交流电的相量表示方法

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:借助复数的运算法则来简化同频正弦量之间的运算方法称为相量法。用以表示正弦电压、正弦电流大小和相位角特征的复数称为相量。正弦稳态交流电路中,将包含三要素的正弦量的三角函数时域形式转换为只包含两要素的相量,以复数的运算法则进行计算,可以在很大程度上简化电路的计算过程。已知,请应用相量法求解两正弦电压量的和u。

正弦交流电的相量表示方法

借助复数的运算法则来简化同频正弦量之间的运算方法称为相量法。用以表示正弦电压、正弦电流大小和相位角特征的复数称为相量。

由正弦量的余弦三角函数时域形式转换得到对应的相量方法:将正弦量的幅值(或有效值)作为相量的模;将正弦量的初相位作为相量的辐角;分别对应得到正弦相量的幅值相量和有效值相量。

相量的表征为电压、电流对应大写字母上方加实心圆点。根据正弦电流量的时域形式,即

其幅值相量为

其有效值相量为

正弦电压量的时域形式为

其幅值相量为

其有效值相量为

【例4-2】 正弦电流i 为,请写出i的有效值相量。

解:将交流电流时域形式由正弦表达转换为余弦表达,即(www.daowen.com)

根据余弦的时域表达式,正弦电流的有效值相量为

注意:

①相量表征字母上方所加实心小圆点用来区分相量和一般意义的复数,强调相量与正弦量的联系。

②相量与正弦量在大小和角度上存在一致对应关系,但是相量不等同于正弦量。正弦量完整的信息表达要包含幅值、角速度和初相位3 个要素。

正弦稳态交流电路中,将包含三要素的正弦量的三角函数时域形式转换为只包含两要素的相量,以复数的运算法则进行计算,可以在很大程度上简化电路的计算过程。

【例4-3】 已知,请应用相量法求解两正弦电压量的和u(t)。

解:根据两个同频正弦电压量u1(t)、u2(t)的时域表达式,列写出对应的有效值相量为

求解两个同频正弦电压量的有效值相量和为

根据求解得到的有效值相量和的极坐标形式,列写出两个同频正弦电压量和的时域形式为

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