正弦交流电的三要素和物理意义
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正弦电流的波形,其数学表达式为正弦电流的波zhi形i=Imsin(ωt+φ);式中Im——幅值;φ——初相位;ω——角频率 。幅值、初相位和角频率统称为正弦量的三要素 。正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值,已知正弦量的三要素,即可确定正弦量的瞬时值 。
(1)幅值
正弦量瞬时值中的最大值称为幅值,表示交流电的强度,用Im表示 。
(2)角频率
在单位时间内正弦量变化的角度称为角频率,反映了正弦量的变化快慢程度,用W表示,单位为弧度每秒(rad/s) 。
正弦量变化快慢还可用频率和周期表示 。正弦量变化一次所需时间称为周期,用T表示,单位为秒(s) 。每秒内正弦量变化的次数称为频率,用f表示,单位为赫兹(Hz) 。
(3)初相位
随时间变化的角度(ωt+φ)称为正弦量的相位 。如果已知正弦量在某一时刻的相位,就可以确定这个正弦量在该时刻的数值、方向及变化趋势,因此相位表示了正弦量在某一时刻的状态 。不同的相位对应正弦量的不同状态,所以相位还反映出正弦量变化的进程 。
正弦交流电的三要素是指什么?把一个正弦交流电能完全确定,而且是唯一的正弦量,只要知道最大值、角频率和初相位,就既可以写出它的数学表达式,又可以画出它的波形图,所以把这三个物理量称为正弦交流电的三要素 。
正弦交流电的三要素
1.最大值(也称为峰值或幅值),最大值就是最大的瞬时值 。在一个周期内必然出现一个正值和一个负值两次 。
2.角频率,通常把正弦交流电在任一瞬间所处的角度称为电角度,每变化一周的电角度为360°,也称为2π弧度(rad) 。角频率是正弦交流电在秒钟内变化的弧度,用符号表示,单位为弧度/秒,用符号rad/s表示 。因为交流电一周的弧度是2π,所以频率为f的交流电,在一秒内变化的弧度为2πf,角频率可表示为:ω=2πf
3.初相位与相位差,初相位就是正弦量在起始时间的相位 。在波形图上,初相位规定为正半波的起点与坐标原点之间的夹角 。当φ=0时,正半波起点正好落在原点O上;当φ>0时,则正半波起点在原点O的左边;当φ<0时,正半波起点在原点O的右边 。
【正弦交流电的三要素是指什么,正弦交流电的三要素和物理意义】正弦交流电定义
大小和方向随时间有规律变化的电压和电流称为交流电,又称交变电流 。正弦交流电是随时间按照正弦函数规律变化的电压和电流 。由于交流电的大小和方向都是随时间不断变化的,也就是说,每一瞬间电压(电动势)和电流的数值都不相同,所以在分析和计算交流电路时,必须标明它的正方向 。
正弦交流电的周期和频率的关系
频率是表示交流电随时间变化快慢的物理量 。即交流电每秒钟变化的次数叫频率,用符号f表示 。它的单位为周/秒,也称赫兹常用“Hz”表示 。
交流电随时间变化的快慢还可以用周期这个物理量来描述 。交流电变化一次所需要的时间叫周期,用符号T表示 。周期的单位是秒 。
周期与频率的关系:周期和频率互为倒数,即T=1/f 。由此可见,交流电随时间变化越快,其频率f越高,周期T越短;反之,频率f越低,周期T越长 。
正弦交流三要素正弦交流电的三要素是:幅值、角频率、初相位 。
正弦交流电指随时间按照正弦函数规律变化的电压和电流 。正弦交流电在生活中有着广泛的应用,最基础的是照明,各类小电器,汽车的蓄电池也是由它转换 。
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幅值
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幅值,也叫最大值、振幅、峰值 。幅值是在一个周期内,交流电瞬时出现的最大绝对值 。
交流电在实际使用中,如果用最大值来计算交流电的电功或电功率并不合适,因为毕竟在一个周期中只有两个瞬间达到这个最大值 。为此人们通常用有效值来计算交流电的实际效应 。
正弦交流电的三要素是什么就是一个正弦交流电量可以三个要素完整表达 。分别是幅值、频率和初相角 。
确定正弦量的三要素是什么电路中按正弦规律变化的电压或电流,统称为正弦量 。正弦量的三要素是振幅、角频率、初相位 。
正弦量的两种不同的表示方法 。u=U·cos(ωt+ψ)是正弦量的瞬时值表达式,是最基本的定义式 。给出了三要素(最大值、角频率、初相位),U就是时间的函数 。电工学中,也经常用旋转矢量来表示它 。当角频率不变的情况下,旋转矢量以相同的角速度旋转 。这样一来,只要初始位置(即初相位)确定以后,电路中各个正弦量之间的相互关系,就不会随时间发生变化 。极坐标正好可以用来表示正弦量的大小和初相位——用极坐标的模表示正弦量的大小,幅角表示正弦量的初相位 。这就是相量 。ú=U·∠ψ的U是正弦量的大小(可以是峰值,常用的是有效值),ψ是正弦量的初相位 。相量表示中,没有角频率的值 。由此在运用相量分析和计算电工问题时,应确认有关正弦量的频率是相同的 。
由于相量不涉及时间,因此其计算较之直接采用正余弦简化了不少,因此在电路计算中应用十分广泛 。正弦量与相量的转换其实十分的简单,将正弦量的振幅除以√2作为相量的模,将其初相作为相量的相角即可 。
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