交流电的基本概念

交流电的基本概念

1. 交流电是大小和方向随着时间交替变化的电流。本章主要介绍大小和方向按正弦规律变化的交流电。在电力(强电)工程中，正弦交流电是由交流发电机产生的。在电信(弱电)工程中，正弦交流电是由振荡器产生的。

2. 正弦交流电的几个特征量：

(1) 瞬时值： 某一瞬间交流电的大小，称为该交流电在该瞬间的瞬时值。用小写字母表示，如e、 u、 i、 p。

极大值： 正弦交流电变化过程中的最大值，称为正弦交流电的极大值(或叫振幅值)。用下标加注“m”表示，如Em、 Um、 Im。

(2) 周期： 交流电变化一周所需要的时间称为周期。用“T”表示。

频率： 交流电每秒变化多少周，称为该交流电的频率。用“f”表示。

角频率(或叫电角速度)： 角频率是指单对磁极交流电发电机线圈每秒钟所转过的弧度数，用ω表示。

周期、频率和角频率有如下的关系：

(3) 初相角： 初相角是在选定参考时间(t=0)时，单对磁极发电机线圈与x轴(中心面)之间的夹角，用φ表示，φ决定t=0时的瞬时值。

相位差： 两个相同频率交流电初相角之差，称为相位差，用符号φ12表示，即φ12=φ1-φ2。

超前与滞后： 如e1较e2早出现极大值，则称e1超前e2，超前φ1-φ2角。或称e2滞后e1φ1-φ2角。超前或滞后不得大于180°。

已知一正弦量的极大值、频率和初相角，则该正弦量就确定了。所以，以上三个特征量称为正弦交流电的三要素。

3. 交流电的有效值和(píng)均值：

(1) 有效值： 相同阻值的电阻R，一个通以直流，一个通以交流。如果在一定的时间内，它们所产生的热量相等，则这直流电流的数值即为该交流电流的有效值。有效值用符号E、 U、 I表示。

正弦交流电流有效值I与极大值Im有如下的关系。即I=0.707Im

(2) (píng)均值： 交流电流半周期内流经导线横截面的电量，恰与某假定的一个直流流过同一截面的电量相等时，此直流值称为“交流电的(píng)均值”。(píng)均值，用下标注“pj”表示。

正弦电流的(píng)均值与极大值有如下的关系：

Ipj=0.637Im。

4. 正弦交流电的表示法：

解析式： e=Emsin(ωt φ)，

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