正弦交流電路的基本概念
交流電:大小和方向隨時間作周期性變化,且在一個周期內的平均值為零的電壓、電流和電動勢。
正弦量:隨時間按正弦規律變化的電壓、電流和電動勢。
正弦量及其三要素
正弦量
正弦交流電流可表示為 :
1.最大值(幅值)
φ它反映正弦量變化大小的參數。
用帶下標m的大寫字母表示,如Im、Um和Em分別表示電流、電壓、和電動勢的最大值。
2.角頻率ω
它是表示正弦交流量變化快慢的物理量。
單位為弧度/秒,用rad/s表示。
相位ωt+φi:它反映了正弦量變化的進程。
就是相位對時間的變化率,即
周期:交流電每重複變化一個循環所需要的時間。用T表示,單位是秒,用s表示。
頻率:單位時間內正弦交流電重複變化循環的次數。頻率用f表示,單位是赫茲,用Hz表示,頻率和周期的關係為
角頻率與周期、頻率的關係為
3.初相
是正弦電流在t=0時刻的相位角。反映正弦量的初始狀態,決定了正弦量的初始值。
習慣上取
初相為正時,正弦量對應的初始值一定是正值;初相為負時,正弦量對應的初始值則為負值。在波形圖上,正值初相位於坐標原點左邊零點(指波形由負值變為正值所經歷的0點)與原點之間;負值初相位於坐標原點右邊零點與原點之間。我們通常規定初相為零的正弦量稱為參考正弦量。
交流電的最大值描述了交流電大小的變化範圍;交流電的角頻率描述了交流電變化的快慢;交流電的初相位描述了交流電的初始狀態。這三個物理量決定了交流電的瞬時值,將最大值、角頻率和初相稱為交流電的三要素。