交流電的基礎(chǔ)知識(shí)

課程：電工電子模塊二交流電的基本知識(shí)授課教師：李銘dx.yutian.cc/bbs////m3http://3http://34/www.qL/dx//sy//hlj//wj//bjdxb/zy//zjdx/dx//dxb5

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/任務(wù)1：假如你畢業(yè)后是一名企業(yè)的電工，而且你是師傅，單位安排你帶一名徒弟，需要你教他單相交流電的知識(shí)。你將如何進(jìn)行？

任務(wù)2：假如你畢業(yè)后是一名企業(yè)的電工，該企業(yè)承擔(dān)了我校新校區(qū)教室電路的聯(lián)接，正好這個(gè)工作由你負(fù)責(zé)，你將如何進(jìn)行接線？

教學(xué)目標(biāo)：

1、理解直流電和交流電的區(qū)別

2、掌握單相交流電的基本概念和三要素

3、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的能力教學(xué)難點(diǎn)：正弦交流電的三要素教學(xué)難點(diǎn)：正弦交流電的最大值、有效值、角頻率、頻率、周期、相位、初相位課題1認(rèn)識(shí)正弦交流電直流電交流電0I,UtEe每時(shí)每刻大小和方向恒定不變，與時(shí)間無(wú)關(guān)。大小和方向隨時(shí)間作周期性變化，與時(shí)間密切相關(guān)。ti0t1t2t3t4優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單、安全、適合半導(dǎo)體器件供電。第一：交流電可以用變壓器變壓，便于遠(yuǎn)距離輸電。第二：交流電機(jī)比同功率直流電機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低。第三：可以用整流裝置，將流交電變成所需的直流電。第四：無(wú)線電通訊中交流信號(hào)可放大、傳送、變換。1A－1.8A＋2A交流電eti0交流電e交流電路概述ti0交流電e尼古拉·特斯拉發(fā)明者？交流電路概述

在生產(chǎn)和生活中使用的電能，幾乎都是交流電能，即使是電解、電鍍、電訊等行業(yè)需要直流供電，大多數(shù)也是將交流電能通過(guò)整流裝置變成直流電能。在日常生產(chǎn)和生活中所用的交流電，一般都是指正弦交流電。因?yàn)榻涣麟娔軌蚍奖愕赜米儔浩鞲淖冸妷?，用高壓輸電，可將電能輸送很遠(yuǎn)，而且損耗??；交流電機(jī)比直流電機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，運(yùn)行可靠。所以，現(xiàn)在發(fā)電廠所發(fā)的都是交流電，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中廣泛應(yīng)用的也是交流電。一、交流電的產(chǎn)生正弦交流電ti0非正弦交流電原理：根據(jù)電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流。sinw=tEem(起始角0°)符號(hào)的規(guī)定：直流電：IUE（用大寫字母表示）交流電：iue（用小寫字母表示）0i,ut+_二、正弦交流電的相關(guān)量1.

正弦交流電的周期、頻率和角頻率周期T：頻率f：每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)。單位赫茲（Hz）T

t2

t

iO1S共50次也就是說(shuō)發(fā)電機(jī)每秒鐘轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)正弦量完整變化一周所需要的時(shí)間。單位秒*電網(wǎng)頻率：

中國(guó)

50Hz

美國(guó)

、日本

60Hz小常識(shí)*有線通訊頻率：300-5000Hz

*無(wú)線通訊頻率：

30kHz-3×104MHz角頻率ω：

單位時(shí)間內(nèi)變化的弧度數(shù)。(相當(dāng)于角速度）角頻率與周期及頻率的關(guān)系：fTppw22==周期與頻率的關(guān)系：Tf1=1S共50次(f)0.02sTXSNAwt每秒50周×2π＝314弧度/秒fω［例1］我國(guó)和大多數(shù)國(guó)家的電力標(biāo)準(zhǔn)頻率是50Hz，試求其周期和角頻率。［解］

=2f=23.1450=314rad/s

1.周期

T：變化一周所需的時(shí)間

單位：秒，毫秒。3.角頻率

ω：每秒變化的弧度

單位：弧度/秒2.頻率

f：每秒變化的次數(shù)

單位：赫茲，千赫茲。iT2.

正弦交流電的瞬時(shí)值、最大值和有效值

瞬時(shí)值是交流電某一時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的值。隨時(shí)間不同而變化，是個(gè)變量。用小寫字母i、u、e

表示。

最大值是交流電的幅值。用大寫字母加下標(biāo)m表示。如Im、Um、Em。

有效值

相同條件下，直流電與交流電對(duì)電阻加熱產(chǎn)生的熱量相等時(shí)，將這個(gè)直流電的數(shù)值，稱為交流電的有效值。用大寫字母表示。如I、U、E)sin(0mφw+=tuuUm

u

t2

tOＴT/2–Umt=t1最大值瞬時(shí)值在效值IIImm707.02==VUm3112220==UUUmm707.02==交流儀表測(cè)得的數(shù)字、電氣設(shè)備銘牌上的額定值都指有效值。311v220v150v思考與練習(xí)耐壓為220V的電容器，能否用在180V的正弦交流電源上？255V>220V不能用在180V正弦電源上！1、2、交流供電的優(yōu)點(diǎn)是（1）____________________________（2）________________________（3）____________________.3、我國(guó)生活照明用電的電壓是_____，最大值為_(kāi)___頻率f=______，周期T=______，角頻率ω=_______。4、人們常說(shuō)的交流電壓220V、380V，指的是交流電壓的_____值可以用變壓器變壓，便于遠(yuǎn)距離輸電。交流電機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低可以整流，變成直流電220V311V50HZ0.02s314rad/s有效U=180V，則Um＝×180V≈255V25、畫出正弦交流電的波形圖，并在圖上標(biāo)出下列各交流電的相關(guān)量：T、f、U、Um、u1Sf=波形個(gè)數(shù)ut瞬時(shí)值最大值在效值TUmUTf1=問(wèn)題與討論

電器~220V最高耐壓

=300V

若購(gòu)得一臺(tái)耐壓為

300V的電器，是否可用于

220V的線路上?

該用電器最高耐壓低于電源電壓的最大值，所以不能用。有效值

U=220V最大值

Um

=220V=311V電源電壓3、正弦量的相位、初相位和相位差：

t=0

時(shí)的相位，稱為初相位或初相角。說(shuō)明：

給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)，常用于描述多個(gè)正弦波相互間的關(guān)系。為正弦波的相位角或相位，表示了正弦量的變化進(jìn)程。i圖中

兩個(gè)同頻率正弦量間的相位差(初相差)

t兩種正弦信號(hào)的相位關(guān)系同相位相位領(lǐng)先領(lǐng)先于和反相位反相

三相交流電路：三種電壓初相位各差120。t（重點(diǎn)）正弦交流電的

最大值反映了正弦交流電的變化范圍。角頻率反映了正弦交流電的變化快慢。初相位反映了正弦交流電的起始狀態(tài)。因此把最大值、角頻率、和初相位稱為正弦交流電的三要素。例頻率：