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探究交流电的要素与参数

【摘要】:图1-32 周期的变化图1-33 频率的显示2.频率正弦交流电每秒钟变化的次数,称为交流电的频率,用字母“f”表示,单位为周/s或称为赫兹,如图1-33所示。一般50Hz、60Hz的交流电称为工频交流电。通常说交流电是220V、380V,就是指交流电的有效值为220V、380V。

1.周期(T

交流电从“0”开始:(0→正最大→0→负最大→0)完成上述的一个循环所用的时间称为交流电的周期,用字母“T”表示,单位为秒s,如图1-32所示。

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图1-32 周期的变化

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图1-33 频率的显示

2.频率(f

正弦交流电每秒钟变化的次数,称为交流电的频率,用字母“f”表示,单位为周/s或称为赫兹(Hz),如图1-33所示。一般50Hz、60Hz的交流电称为工频交流电。

频率和周期的关系是互为倒数,即f=1/TT=1/f

3.瞬时值

正弦交流电在变化过程中,任一瞬时时刻所对应的交流电的数值,称为交流电的瞬时值。用小写字母eiu等表示,如图1-34所示的e1。注意,瞬时值可大可小,也可正可负。

瞬时值的函数表达式为

e=Emsin(ωt+φ

4.最大值

正弦交流电变化一周中出现的最大瞬时值,称为最大值(也称为极大值、峰值、振幅值),用字母EmUmIm表示,如图1-34所示的Em

5.有效值

由于交流电大小和正负不断变化,标称时很不方便,我们将一个交流电流和一个直流电流,分别通过阻值相同的电阻,经过相同的时间、产生同样的热量,把这个直流电流值叫做这个交流电流的有效值,用大写字母“EUI”表示。通常说交流电是220V、380V,就是指交流电的有效值为220V、380V。在实际工作中,如不特别指明,均为电压的有效值。

有效值与最大值的关系为最大值为有效值的2倍,即

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图1-34 最大值与瞬时值

6.初相位

对正弦交流电开始时刻(常定为t=0的时刻)已经变化过的角度(小于360°)称为该正弦交流电的初相位。用字母“ϕ”表示,单位是度(°)或弧度(rad)。

初相位也可称做初相角,其值可能为零,也可能为正或负,如图1-35所示。

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图1-35 初相位

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图1-36 相位差

7.相位差

两个同频率正弦交流量之间的初相位之差叫做相位差,如图1-36所示。

例如:U1=Umsin(ωt+ϕ1)和I1=Imsin(ωt+ϕ2

则电压与电流之间相位差为

ϕ=ϕ1-ϕ2

相同频率的两个交流量在变化过程中,先达到最大值的一个量称做超前于另一个量,也可以说后者滞后于前者。习惯上超前或滞后的值以180°为限,否则将超前的值化做滞后的值。

两个同频交流量的相位差为零对,称做同相,相位差为180°时,称做反相。