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正弦交流電的基本物理量

生活 更新时间:2024-07-22 17:23:11

随時間按正弦規律做周期變化的量稱為正弦量,如圖1所示。正弦量的振幅、頻率(或角頻率、周期)和初相位稱為正弦量的三要素。

正弦交流電的基本物理量(正弦交流電的主要物理量)1

正弦量圖

(1)振幅

正弦交流電瞬時值中最大的數值叫做最大值或振幅。振幅決定正弦量的大小。

(2)周期

周期是正弦量變化一次所需的時間(s),用“T”表示。

(3)頻率

頻率是指正弦量在單位時間内變化的次數,用“f”表示;單位為赫茲,簡稱“赫”,用字母“Hz”表示。頻率決定正弦量的變化快慢。

頻率是周期的倒數,其關系如圖所示。

我國交流電網的頻率采用50Hz,美國和日本則采用60Hz。

(4)角頻率

正弦量單位時間内變化的弧度數,用“ω”表示;單位是弧度/秒,用字母“rad/s”表示,如圖2-13所示。

角頻率和頻率的關系可用下面的公式表示:ω = 2π/T = 2πf

(5)相位、初相位和相位差

正弦量是随時間而變化的,要确定一個正弦量還必須從計時起點(t=0)上看。所取的計時起點不同,正弦量的初始值(t=0)就不同,到達最大值或某一特定值所需的時間也就不同。

正弦交流電的基本物理量(正弦交流電的主要物理量)2

頻率和周期的關系

正弦量可用下面的公式表示:

正弦交流電的基本物理量(正弦交流電的主要物理量)3

波形圖如圖所示,它的初始值為零

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角頻率和頻率的關系圖

正弦交流電的基本物理量(正弦交流電的主要物理量)5

正弦量可用下面的公式表示:

正弦交流電的基本物理量(正弦交流電的主要物理量)6

不同初相位的波形圖如圖2-15所示。其初始相位值(t=0時)不等于零,而是i=Imsinφi。上式中的瞬時角度ωt和(ωt φi)稱為正弦量的相位角或相位,當t=0時的相位角稱為初相位角或初相位。公式中的初相位為“φi”表明,所取計時起點不同,正弦量的初相位不同,其初始值就不同。

正弦交流電的基本物理量(正弦交流電的主要物理量)7

不同初相位的波形圖

在一個正弦交流電路中,電壓u和電流i的頻率是相同的,但初相位不一定相同,如圖2-16中,u和i的波形可以用下面的公式表示:

正弦交流電的基本物理量(正弦交流電的主要物理量)8

正弦交流電的基本物理量(正弦交流電的主要物理量)9

它們的初相位分别是φu和φi,因此定義:兩個同頻率正弦量的相位角之差或初相位角之差為相位差。從圖2-16中可以看出u、i的相位差為:

正弦交流電的基本物理量(正弦交流電的主要物理量)10

當兩個同頻率正弦量的計時起點(t=0)改變時,它們的相位和初相位跟着改變,但相位差不變。

來源:網絡

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