6 正弦交流电 【课题名称】6.2 正弦交流电的基本物理量与测量 【课时安排】 3课时 【教学目标】 1．理解最大值、有效值的概念，明确其测量方法，掌握它们之间的关系。 2．理解周期、频率和角频率的概念，明确其测量方法，掌握它们之间的关系。 3．理解相位、初相和相位差的概念，掌握它们之间的关系。 【教学重点】 重点：正弦交流电的三要素 【教学难点】 难点：角频率和相位概念的理解 【关键点】 看懂三要素与波形图之间的关系 【教学方法】 直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法 【教具资源】 示波器、多媒体课件、万用表、钳形电流表、频率计 【教学过程】 一、导入新课 教师可利用多媒体展示正弦交流电压波形图，然后引导学生同直流电相比，要完整地描述交流电，必须从变化范围、变化快慢和变化的起点三方面来进行，从而引出本节课的学习内容——正弦交流电的基本物理量与测量。 二、讲授新课 教学环节1：正弦交流电的最大值和有效值 教师活动：教师可利用展示的正弦交流电压波形图，讲解最大值和有效值的概念、正确表示方法及它们之间的关系，同时说明最大值和有效值在实际应用中的重要意义。然后利用实物或多媒体演示，讲解测量交流电压和交流电流大小的仪器和方法。 学生活动：学生可根据正弦交流电压波形图，在教师的引导下学习最大值和有效值的基本概念、表示方法及它们之间的关系，同时学习交流毫伏表、钳形电流表、万用表和示波器等仪器仪表测量交流电的方法。 知识点： 1．最大值：正弦交流电在一个周期内所能达到的最大数值，称为交流电的最大值，又称振幅、幅值或峰值，通常用带下标m的大写字母表示。最大值可以用来表示正弦交流电变化的范围。 2．有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。让交流电和直流电分别通过同样阻值的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这
教学设计项目：正弦交流电的基础知识 成都市新都职业技术学校易云霞 一、教材分析和对教学策略设计的指导思想 《正弦交流电》节选至高等教育出版社2010年7月第3版的《电工技术基础与技能》的第六章教学内容，是前面学习的《磁与电磁感应》知识的发展和综合运用，并且该知识与人们的生产、生活密切相关，如工厂中的动力设备电路、家庭中的照明电路等都是正弦交流电路。 本着职业技术教育教学要“理论联系实际”，“一切从学生的实际需要出发”的理念。我在第六章《正弦交流电》教学中把内容重新整合，“正弦交流电的基础知识”作为本章教学内容的第一个项目，其包含：任务1、基本概念；任务2、三要素；（“正弦量的三要素”作为单独一节来学习，其他物理量放在后面一节来上。）；任务3、正弦交流电的测量（电压、电流、频率的测量）,；任务4、交流电的测试；任务5、实训小结。 我们在日常生活中，学生经常和正弦交流电打交道，但是对正弦交流电的理性认识还是很少，特别是不能把直流电路中的规律简单地套用到交流电路中去，本节课的学习要使学生对正弦交流电有一个初步认识。教学中要直观、形象和联系生活实际。 二、学情分析和教学设计的初衷 1、学习者分析： 本校高一学生思维较活跃，对新鲜事物有较强的好奇心，对于运用理论知识联系实际问题有较浓厚的兴趣。能够主动学习和开展合作学习，喜欢多媒体技术支持的学习环境，具有较好的自控能力，但学生空间想象能力及语言的科学概括表述能力仍需进一步培养。 2、学习任务分析： 通过前阶段的学习，学生已了解《磁与电磁感应》中磁的基本概念，掌握了电流的磁效应，电磁感应知识。 第六章《正弦交流电》理论知识多，对于职高一年级学生来说，很难理解，
《电工技术基础与技能》复习题 7．初识正弦交流电 一、选择题： 1．人们常说的交流电压220V 是指交流电压的（ ） A ．最大值 B ．有效值 C ．瞬时值 D ．平均值 2．关于交流电的有效值，下列说法正确的是（ ） A ．最大值是有效值的3倍 B ．有效值是最大值的2倍 C ．最大值为311V 的正弦交流电，就其热效应而言，相当于一个220V 的直流电 D ．最大值为311V 的正弦交流电，可以用220V 的直流电代替 3．一个电容器的耐压为250V ，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值可以是（ ）。 A ．150V B ．180V C ．220V D ．都可以 4．已知V t u )6 314sin(2100π -=，则它的角频率、有效值、初相分别是（ ） A ．6 2100/314π -、V 、s rad B ．6 100/100π π- 、V 、s rad C ．6 10050π - 、V 、Hz D ．6 100/314π 、 V 、s rad 5．某正弦交流电的初相角2 0π ?- =，在t =0时，其瞬时值将（ ） A ．大于零 B ．小于零 C ．等于零 D ．不能确定 6．A t i ωsin 51=与A t i )30sin(52?-=ω的相位差是（ ） A ．30° B ．－30° C ．0° D ．无法确定 7．两个同频率正弦交流电21、i i 的有效值各为40A 和30A ，当21、i i 的有效值为50V 时，1i 与2i 的相位差是（ ） A ．0° B ．180° C ．45° D ．90° 8．某交流电压V t u )4 100sin(100π π+ =，当s t 1.0=时的值是（ ） A ．V 7.70- B ．V 7.70 C ．V 100 D ．V 100- 9．某正弦交流电压的有效值为380V ，频率为50Hz ，在t =0时的值为380V ，则该正弦 电压的表达式为（ ） A ．V t u )90314sin(380?+= B ．V t u 314sin 380= C ．V t u )45314sin(2380?+= D ．V t u )45314sin(2380?-= 10．如右图所示的矢量图中，交流电压1u 与2u 的相位关系是（ ） A ．1u 比2u 超前75° B ．1u 比2u 滞后75° C ．1u 比2u 超前30° D ．无法确定 11．一个电热器接在10V 的直流电源上，产生一定的热功率。把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是（ ）。 A ．7．07V B ．5V C ．14V D ．10V 12．已知正弦交流电V t u )320sin(501π +=，V t u )6 10sin(1002π +=，它们的相位差 是（ ）。 A ． 6 π B ．6π - C ．0 D ．无固定相位差 二、填空题： 1．我国工农业生产和生活照明用电电压是 V ，其最大值 V ；周期T= s ，频率f= Hz ，角频率ω= rad/s 2． 、 和 是确定一个正弦量的三要素，它们分别表示正弦量变化的幅度、快慢、和起始状态。 3．常用的表示正弦量的方法有 、 和 ，它们都能将正弦量的三要素准确地表示出来。 4．交流电压V t u )6 100sin(1.14π π+ =，则该交流电压的最大值为 V ，有效 值为 V ，周期为 s ，频率为 Hz ，角频率 rad/s ，初相位为 ，当t =0．1s 时，电压u= V 。 5．频率为50Hz 的正弦交流电，当U=220V ，uo ?=60°，I=10A ，io ?=?-30时，它们的表达式为u= V ，i= A ，u 与i 的相位差为 。 6．两个正弦电流1i 与2i ，它们的最大值都是5A ，当它们的相位差为0°、90°、180°时， 21i i +的最大值分别为 、 、 。 7．在正弦量的波形图中，从坐标原点到最近一个正弦波的零点之间的距离称为 。
电工技术基础与技能 第七章初识正弦交流电练习题5、某正弦交流电的初相角φ0=-90°，在 t=0 时，其瞬时值将( )。 A.等于零 B.小于零 C.大于零 D.无法确定 班别：高二（）姓名：学号：成绩：6、 u = 5sin(t +15?)V与i = 5sin(2t -15?)A 的相位差是( )。 一、是非题 A.30° B.0° C.-30° D.无法确定 7、两个同频率正弦交流电流i1、i2的有效值各为40A和30A，当i1+i2的有效值为50A时，i1 )。 5、10A 直流电和最大值为 12A 的正弦交流电，分别流过阻值相同的电阻，在相等的时间内， 10A 直流电发出的热量多。（）6、正弦交流电的相位，可以决定正弦交流电在变化过程中瞬时值的大小和正负。（） A.-70.7V B. 70.7V C.100V D.-100V 9、某正弦电压的有效值为 380V，频率为 50Hz，在 t=0 时的值 u=380V，则该正弦电压的表达式 为( )。 A. u = 380sin(314t + 90?)V B. u = 380sin 314tV C. u = 380 2 sin(314t +45?)V D. u = 380 2 sin(314t - 45?)V 11、两个同频率正弦交流电压之和仍是正弦交流电压。（） 二、选择题 1、人们常说的交流电压 220V、380V，是指交流电压的（）。 A.最大值 B.有效值 C.瞬时值 D.平均值 2、关于交流电的有效值，下列说法正确的是( )。 A.最大值是有效值的 1.732 倍 B.有效值是最大值的 1.414 倍 C.最大值为 311V 的正弦交流电压，就其热效应而言，相当于一个 220V 的直流电压 D.最大值为 311V 的正弦交流电，可以用 220V 的直流电代替 3、一个电容器的耐压为250V，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值 可以是（）。 A.150V B.180V C.220V D.都可以10、图 7-26 所示的矢量图中，交流电压 u1与 u2的相位关系是( )。 A. u1比u2超前75° B. u1比u2滞后75° C. u1比u2超前30° D.无法确定 11、对非正弦波进行谐波分析时，与非正弦周期波频率相同的分量称为( )。 A.谐波 B.直流分量 C.基波 D.二次谐波 三、填充题 1、工频电流的周期 T= 0.02 s，频率 f= 50 Hz，角频率ω= 314 rad/s。 2、我国生活照明用电电压是 220 V，其最大值为 311 V。 3、最大值、角频率和初相是确定一个正弦量的三要素，它们分别表示正弦量变化的幅度、 快慢和起始状态。 4、常用的表示正弦量的方法有解析式、波形图和矢量图，它们都能将正弦量 的三要素准确地表示出来。 π 4、已知u =100 2 sin(314t - )V ，则它的角频率、有效值、初相分别为（）。 6 5、交流电压u =14.1sin(100πt + )V ，则 U= 10 V，f=50 Hz，T=0.02 s， 6 A. 314rad/s 、100 C. 50Hz、100V、- 2V、- π 6 π 6 B. 100πrad/s、100V、-π 6 D. 314rad/s 、100V π 6 φ0=30°；t=0.1s时，u=7.05V。 6、频率为 50Hz 的正弦交流电，当 U=220V，φu0=60°，I=10A，φi0=-30°时，它们的表达式 为 1、通常照明用交流电电压的有效值是 220V，其最大值即为 380V。（）与i2的相位差是()。 2、正弦交流电的平均值就是有效值。 3、正弦交流电的有效值除与最大值有关外，还与他的初相有关。（ （ ） ） A.0° B.180° 8、某交流电压u = 100sin(100πt + C.45° D.90° π)V ，当 t=0.01s 时的值是( 4、如果两个同频率的正弦电流在某一瞬间都是 5A，则两者一定同相且幅值相等。（） 4 7、初相的范围应是-2π～2π。（） 8、两个同频率正弦量的相位差，在任何瞬间都不变。（） 9、只有同频率的几个正弦量的矢量，才可以画在同一个矢量图上进行分析。（） 10、若某正弦量在 t=0 时的瞬时值为正，则该正弦量的初相为正；反之则为负。（） 、
交变电流知识点总结 一、交变电流 1定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用符号“~”表示。 2特点：电流方向随时间做周期性变化，是交流电最主要的特征，也是交流电与直流电最主要的区别。 3、正弦式交变电流 交流电产生过程中的两个特殊位置 图像
4、描述交变电流的物理量 4.1周期和频率 （1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期，用符号T表示，其单位是秒（s）。 （2）频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率，用符号f表示，其单位是赫兹（Hz）。 5、解题方法及技巧 5.1正弦交变电流图像的信息获取 ? ? → ? ? ?? → ? ? ? ?→ ? ? 直接读取：最大值、周期 最大值有效值 图像信息 间接获取周期频率、角速度、转速 瞬时值线圈的位置 5.2交变电流有效值的求解方法 （1）对于按正（余）弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即E=、U、I= （2）对于非正（余）弦规律变化的电流，可从有效值的定义出发，由热效应的“三同原则”（同电阻、同时间、同热量）求解，一般选一个周期的时间计算。 5.3交变电流平均值和有效值的区別 求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q It =。平均值的计算需用E t Φ ? = ? 和
E I R = 。切记122E E E +≠，平均值不等于有效值。 三、变压器和远距离输电 1、变压器的构造 如图甲所示为变压器的结构图，它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。跟电源相连的叫原线圈；另一^线圈跟负载连接，叫副线圈。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。图乙是电路符号。 2、工作原理 变压器的工作原理是电磁感应的互感现象。当在原线圈上加交变电流时，电流的大小和方向不断改变，它在铁芯中产生交变的磁场，穿过副线圈，变化的磁场在副线圈上产生感应电动势。这样原、副线圈在铁芯中的磁通量发生了变化，从而发生互感现象，产生了感应电动势。 3、能量转化过程 →→原线圈的电能 磁场能副线圈的电能 续表
第一节 交流电的产生和变化规律 一、交变电流： c ）、（e ）所a ）律变化的。即正弦交流。 2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 3、规律： （1）、函数表达式：从中性面开始计时，则e=NBS ωsin ωt 。用εM 表示峰值εM =NBS ω 则e=ε M sin ω t 在纯电阻电路中,电流I= R R e m ε=sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 4、交流发电机 （1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子 第二节 表征交变电流的物理量 1、表征交变电流大小物理量 ①瞬时值：对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表示，e i u ②峰值：即最大的瞬时值 用大写字母表示，U m Ｉm εm εm = nsB ω Ｉm =εm / R 注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为 εm =NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 ③有效值： ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2 m ε I= 2 m I U= 2 m U 。
单相正弦交流电路的基本知识 本章的学习重点： ● 正弦交流电路的基本概念； ● 正弦量有效值的概念和定义，有效值与最大值之间的数量关系； ● 三大基本电路元件在正弦交流电路中的伏安关系及功率和能量问题。 3．1 正弦交流电路的基本概念 1、学习指导 （1）正弦量的三要素 正弦量随时间变化、对应每一时刻的数值称为瞬时值，正弦量的瞬时值表示形式一般为解 析式或波形图。正弦量的最大值反映了正弦量振荡的正向最高点，也称为振幅。 正弦量的最大值和瞬时值都不能正确反映它的作功能力，因此引入有效值的概念：与一个 交流电热效应相同的直流电的数值定义为这个交流电的有效值。正弦交流电的有效值与它的最大值之间具有确定的数量关系，即I I 2m 。 周期是指正弦量变化一个循环所需要的时间；频率指正弦量一秒钟内所变化的周数；角频 率则指正弦量一秒钟经历的弧度数，周期、频率和角频率从不同的角度反映了同一个问题：正弦量随时间变化的快慢程度。 相位是正弦量随时间变化的电角度，是时间的函数；初相则是对应t=0时刻的相位，初相 确定了正弦计时始的位置。 正弦量的最大值（或有效值）称为它的第一要素，第一要素反映了正弦量的作功能力； 角频率（或频率、周期）为正弦量的第二要素，第二要素指出了正弦量随时间变化的快慢程度；初相是正弦量的第三要素，瞎经确定了正弦量计时始的位置。 一个正弦量，只要明确了它的三要素，则这个正弦量就是唯一地、确定的。因此，表达一 个正弦量时，也只须表达出其三要素即可。解析式和波形图都能很好地表达正弦量的三要素，因此它们是正弦量的表示方法。 （2）相位差 相位差指的是两个同频率正弦量之间的相位之差，由于同频率正弦量之间的相位之差实 际上就等于它们的初相之差，因此相位差就是两个同频率正弦量的初相之差。注意：不同频率的正弦量之间是没有相位差的概念而言的。
《电工技术基础与技能》复习题 7．初识正弦交流电 一、选择题： 1．人们常说的交流电压220V 是指交流电压的（ ） A ．最大值 B ．有效值 C ．瞬时值 D ．平均值 2．关于交流电的有效值，下列说法正确的是（ ） A ．最大值是有效值的3倍 B ．有效值是最大值的2倍 C ．最大值为311V 的正弦交流电，就其热效应而言，相当于一个220V 的直流电 D ．最大值为311V 的正弦交流电，可以用220V 的直流电代替 3．一个电容器的耐压为250V ，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值可以是（ ）。 A ．150V B ．180V C ．220V D ．都可以 4．已知V t u )6 314sin(2100π - =，则它的角频率、有效值、初相分别是（ ） A ．6 2100/314π -、V 、s rad B ．6 100/100π π-、V 、 s rad C ．6 10050π -、V 、 Hz D ．6 100/314π 、V 、 s rad 5．某正弦交流电的初相角2 0π ?- =，在t =0时，其瞬时值将（ ） A ．大于零 B ．小于零 C ．等于零 D ．不能确定 6．A t i ωsin 51=与A t i )30sin(52?-=ω的相位差是（ ） A ．30° B ．－30° C ．0° D ．无法确定 7．两个同频率正弦交流电21、i i 的有效值各为40A 和30A ，当21、i i 的有效值为50V 时，1i 与2i 的相位差是（ ） A ．0° B ．180° C ．45° D ．90° 8．某交流电压V t u )4 100sin(100π π+ =，当s t 1.0=时的值是（ ） A ．V 7.70- B ．V 7.70 C ．V 100 D ．V 100- 9．某正弦交流电压的有效值为380V ，频率为50Hz ，在t =0时的值为380V ，则该正弦 电压的表达式为（ ） A ．V t u )90314sin(380?+= B ．V t u 314sin 380= C ．V t u )45314sin(2380?+= D ．V t u )45314sin(2380?-= 10．如右图所示的矢量图中，交流电压1u 与2u 的相位关系是（ ） A ．1u 比2u 超前75° B ．1u 比2u 滞后75° C ．1u 比2u 超前30° D ．无法确定 11．一个电热器接在10V 的直流电源上，产生一定的热功率。把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是（ ）。 A ．7．07V B ．5V C ．14V D ．10V 12．已知正弦交流电V t u )3 20sin(501π + =，V t u )6 10sin(1002π + =，它们的相位差 是（ ）。 A ． 6 π B ．6π - C ．0 D ．无固定相位差 二、填空题： 1．我国工农业生产和生活照明用电电压是 V ，其最大值 V ；周期T= s ，频率f= Hz ，角频率ω= rad/s 2． 、 和 是确定一个正弦量的三要素，它们 分别表示正弦量变化的幅度、快慢、和起始状态。 3．常用的表示正弦量的方法有 、 和 ，它们都能将正弦量的三要素准确地表示出来。 4．交流电压V t u )6 100sin(1.14π π+ =，则该交流电压的最大值为 V ，有效 值为 V ，周期为 s ，频率为 Hz ，角频率 rad/s ，初相位为 ，当t =0．1s 时，电压u= V 。 5．频率为50Hz 的正弦交流电，当U=220V ，uo ?=60°，I=10A ，io ?=?-30时，它们的表达式为u= V ，i= A ，u
第17章:交变电流 一、知识网络 二、重、难点知识归纳 1．交变电流产生 ( 交变电流 产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述 瞬时值: I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I = 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 应用 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频 变压器 变流比： 电能的输送 原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n 1/n 2 只有一个副线圈：I 1/I 2=n 2/n 1 有多个副线圈：I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=…… 功率损失：线损R ）U P （P 2= 电压损失：线损R U P U =
（二）、正弦交流的产生及变化规律。 (1)、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。 (2)、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 (3)、规律：从中性面开始计时，则e=NBS ωsin ωt 。用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中,电流I=R R e m ε=sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 2、表征交变电流大小物理量 (1)瞬时值：对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表示，e i u (2)峰值：即最大的瞬时值。大写字母表示，U m Ｉm εm εm = nsB ω Ｉm =εm / R 注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为εm =NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 (3)有效值： a 、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 b 、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 c 、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2m ε I=2m I U=2m U 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2m ε，U=2 2m m I I U =的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I m 。
2019年高三二轮复习交变电流重点知识点 1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电。 2.正弦交流电 (1)函数式：e=Emsint(其中★Em=NBS) (2)线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，电动势为零，磁通量的变化率为零，线圈平面与中心面垂直时，磁通量为零，电动势最大，磁通量的变化率最大。 (3)若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时，交变电流的变化规律为i=Imcost。。 (4)图像：正弦交流电的电动势e、电流i、和电压u，其变化规律可用函数图像描述。 3.表征交变电流的物理量 (1)瞬时值：交流电某一时刻的值，常用e、u、i表示。 (2)最大值：Em=NBS，最大值Em(Um，Im)与线圈的形状，以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关。在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值。 (3)有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值。 ①求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算，有效值与最大值之间的关系
E=Em/，U=Um/，I=Im/只适用于正弦交流电，其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算，切不可乱套公式。②在正弦交流电中，各种交流电器设备上标示值及交流电表上的测量值都指有效值。 (4)周期和频率----周期T： 交流电完成一次周期性变化所需的时间。在一个周期内，交流电的方向变化两次。 频率f：交流电在1s内完成周期性变化的次数。角频率：=2f。 4.电感、电容对交变电流的影响 (1)电感：通直流、阻交流;通低频、阻高频。 (2)电容：通交流、隔直流;通高频、阻低频。 5.变压器 (1)理想变压器：工作时无功率损失(即无铜损、铁损)，因此，理想变压器原副线圈电阻均不计。 (2)★理想变压器的关系式： ①电压关系：U1/U2=n1/n2(变压比)，即电压与匝数成正比。 ②功率关系：P入=P出，即I1U1=I2U2+I3U3+ ③电流关系：I1/I2=n2/n1(变流比)，即对只有一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比。 (3)变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。 6.电能的输送 (1)关键：减少输电线上电能的损失：P耗=I2R线
电工技术基础与技能 第七章 初识正弦交流电 练习题 班别：高二（ ） 姓名： 学号： 成绩： 一、是非题 1、通常照明用交流电电压的有效值是220V ，其最大值即为380V 。 （ ） 2、正弦交流电的平均值就是有效值。 （ ） 3、正弦交流电的有效值除与最大值有关外，还与他的初相有关。 （ ） 4、如果两个同频率的正弦电流在某一瞬间都是5A ，则两者一定同相且幅值相等。 （ ） 5、10A 直流电和最大值为12A 的正弦交流电，分别流过阻值相同的电阻，在相等的时间内， 10A 直流电发出的热量多。 （ ） 6、正弦交流电的相位，可以决定正弦交流电在变化过程中瞬时值的大小和正负。 （ ） 7、初相的范围应是-2π～2π。 （ ） 8、两个同频率正弦量的相位差，在任何瞬间都不变。 （ ） 9、只有同频率的几个正弦量的矢量，才可以画在同一个矢量图上进行分析。 （ ） 10、若某正弦量在t=0时的瞬时值为正，则该正弦量的初相为正；反之则为负。 （ ） 11、两个同频率正弦交流电压之和仍是正弦交流电压。 （ ） 二、选择题 1、人们常说的交流电压220V 、380V ，是指交流电压的（ ）。 A.最大值 B.有效值 C.瞬时值 D.平均值 2、关于交流电的有效值，下列说法正确的是( )。 A.最大值是有效值的1.732倍 B.有效值是最大值的1.414倍 C.最大值为311V 的正弦交流电压，就其热效应而言，相当于一个220V 的直流电压 D.最大值为311V 的正弦交流电，可以用220V 的直流电代替 3、一个电容器的耐压为250V ，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值 可以是（ ）。 A.150V B.180V C.220V D.都可以 4、已知V t u )6314sin(2100π - =，则它的角频率、有效值、初相分别为（ ） 。 A. 6V 2100314rad/s π、、- B. 6100V rad/s 100π 、、π- C. 6100V Hz 05π、、- D. 6 100V 314rad/s π 、、 5、某正弦交流电的初相角φ0=-90°，在t=0时，其瞬时值将( )。 A.等于零 B.小于零 C.大于零 D.无法确定 6、A )152sin(5V )15sin(5?-=?+=t i t u ωω与 的相位差是 ( )。 A.30° B.0° C.-30° D.无法确定 7、两个同频率正弦交流电流i 1、i 2的有效值各为40A 和30A ，当i 1+i 2的有效值为50A 时，i 1 与i 2的相位差是( )。 A.0° B.180° C.45° D.90° 8、某交流电压V )4 t 100sin(100ππ+=u ，当t=0.01s 时的值是( )。 A.-70.7V B. 70.7V C.100V D.-100V 9、某正弦电压的有效值为380V ，频率为50Hz ，在t=0时的值u=380V ，则该正弦电压的表达式 为( )。 A. V t u )90314sin(380?+= B. tV u 314sin 380= C. V t u )45314sin(2380?+= D. V t u )54-314sin(2380?= 10、图7-26所示的矢量图中，交流电压u 1与u 2的相位关系是( )。 A. u 1比u 2超前75° B. u 1比u 2滞后75° C. u 1比u 2超前30° D.无法确定 11、对非正弦波进行谐波分析时，与非正弦周期波频率相同的分量称为( )。 A.谐波 B.直流分量 C.基波 D.二次谐波 三、填充题 1、工频电流的周期T= 0.02 s ，频率f= 50 Hz ，角频率ω= 314 rad/s 。 2、我国生活照明用电电压是 220 V ，其最大值为 311 V 。 3、 最大值 、 角频率 和 初相 是确定一个正弦量的三要素，它们分别表示正弦量变化的幅 度、快慢和起始状态。 4、常用的表示正弦量的方法有 解析式 、 波形图 和 矢量图 ，它们都能将正弦量 的三要素准确地表示出来。 5、交流电压V )6 t 100sin(1.14π π+=u ，则U= 10 V ，f= 50 Hz ，T= 0.02 s ， φ0= 30° ；t=0.1s 时，u= 7.05 V 。 6、频率为50Hz 的正弦交流电，当U=220V ，φu0=60°，I=10A ，φi0=-30°时，它们的表达式为 u=)60t 314sin(2220?+V ，i=)30t 314sin(210?—A ，u 与i 的相位差为 90° 。
第一章常用半导体器件 1．什么是杂质半导体？有哪2种杂质半导体？ 2．什么是N型杂质半导体？在N型半导体中，掺入高浓度的三价硼元素是否可以改型为P型半导体？ 3．什么是P型杂质半导体？在P型半导体中，掺入高浓度的五价磷元素是否可以改型为N 型半导体？ 4．什么是PN结？PN结具有什么样的导电性能？ 5．二极管的结构？画出二极管的电路符号，二极管具有什么样的导电性能？ 6．理想二极管的特点？ 7．什么是稳压管？电路符号？正向导通，反向截止，反向击穿分别具有什么样的特点？稳定电压Uz指的是什么？稳定电流Iz和最大稳定电流分别指的什么？ 8．二极管的主要应用电路有那些？掌握二极管的开关电路，限幅电路和整流电路的分析。（1）二极管的开关电路，D为理想二极管，求U AO （2）二极管的限幅电路
D为理想二极管时的输出波形D为恒压降模型时的输出波形（3）二极管的单相半波整流电路，求负载上输出电压的平均值（即所含的直流电压）
（4）二极管单相桥式全波整流电路，求负载上输出电压的平均值（即所含的直流电压） 如果图中四个二极管全 部反过来接，求负载上输 出电压的平均值？ （5）二极管的单相全波整流电容滤波电路，定性画出负载上的输出电压的波形求负载上输出电压的平均值（即所含的直流电压）
（6）二极管的单相全波整流电容滤波电路，定性画出负载上的输出电压的波形求负载上输出电压的平均值（即所含的直流电压） 9．什么是晶体管？它的结构和电路符号？（见教材P29页），晶体管是一种电流控制器件，用来表示晶体管的电流控制能力的一个参数是什么？工作在电流放大状态下的电流控制方程是什么？
正选交流电路+三相交流电知识点整理（1） 1、正选交流电与直流电的区别 所谓正弦交流电路，是指含有正弦电源(激励)而且电路各部分所产生的电压和电流(响应)均按正弦规律变化的电路。交流发电机中所产生的电动势和正弦信号发生器所输出的信号电压，都是随时间按正弦规律变化的。它们是常用的正弦电源。在生产上和日常生活中所用的交流电，一般都是指正弦交流电。因此，正弦交流电路是电工学中很重要的一个部分。 直流电路：除在换路瞬间，其中的电流和电压的大小与方向(或电压的极性)是不随时间而变化的，如下图所示： 正选交流电：正弦电压和电流是按照正弦规律周期性变化的，其波形如下图所示。正弦电压和电流的方向是周期性变化的。 正弦量：正弦电压和电流等物理量。正弦量的特征表现在变化的快慢、大小及初始值三个方面，而它们分别由频率(或周期)、幅值(或有效值)和初相位来确定。所以频率、幅值和初相位就称为确定正弦量的三要素。 2、周期T与频率f 周期T：正弦量变化一次所需的时间。单位：秒（s） 频率f：每秒内变化的次数。单位：赫兹（Hz） 两者关系：频率是周期的倒数 f=1/T
高频炉的频率是200- 300kHz；中频炉的频率是500-8000Hz；高速电动机的频率是150 -2000Hz; 通常收音机中波段的频率是530-1600kHz ，短波段是2.3-23MHz；移动通信的频率是900MHz和1800MHz; 在元线通信中使用的频率可高 300 GHz。 正弦量变化的其他表达方式：角频率 正弦量变化的快慢除用周期和频率表示外，还可用角频率ω来表示。因为一周期内 经历了 2π弧度(图 4.1.3) ，所以角频率为： 上式表示 T，f,ω三者之间的关系，只要知道其中之一，则其余均可求出。 3、幅值与有效值 正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写字母来表示，如 i ， U 及 e 分别表示电流、电压及电动势的瞬时值。瞬时值中最大的值称为幅值或最大值，用带下标 m 的大写字母来表示，如Im， Um 及 Em 分别表示电流、电压及电动势的幅值。 正弦电流的数学表达式： i= I msinωt u = Umsinwt 正弦电流、电压和电动势的大小往往不是用它们的幅值，而是常用有效值(均方根值)来计量的。 参考资料：有效值是从电流的热效应来规定的，因为在电工技术中，电流常表现出其热效应。不论是周期性变化的电流还是直流，只要它们在相等的时间内通过同一电阻而两者的热效应相等，就把它们的安[培]值看作是相等的。就是说，某-个周期电流 i 通过电阻 R (譬如电阻炉)在一个周期内产生的热量，和另一个直流 I 通过同样大小的电阻在相等的时间内产生的热量相等，那么这个周期性变化的电流 i 的有效值在数值上就等于这个直流 I。 周期内电流的有效值:
正弦交流电练习题 一、选择题： 1、两个正弦交流电电流的解析式是i 1=10sin(314t+ 6π)A, i 2=102sin(100πt+4π)A,这两个试 中两个交流电流相同的量是 A 、最大值 B 、 有效值 C 、周期 D 、初相位 2、已知一交流电流,当t=0时,i 1=1A,初相位为30°,则这个交流电的有效值为 A 、0.5A B 、 1.414A C 、 1A D 、 2A 3、正弦交流电的三要素是指 A 、振幅、周期、频率 B 、 周期、频率、角度 C 、振幅、频率、初相 D 、振幅、频率、相位差 4、一个电热器接在10V 的直流电源上和接在交流电源上产生的热量相同，则交流电源电压的最大值为 A 、5V B 、102V C 、 10 V D 、 52V 5、一个电热器接在10V 的直流电源上，产生一定的热功率，把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是 A 、7.07V B 、5V C 、14V D 、120V 6、一个电容器的耐压为250V ，把它接入正弦交流电路中使用时，加在电容器上的交流电压有效值可以是 A 、250V B 、200V C 、176V D 、150V 二、填空题： 1、 和 都随时间 变化的电流叫做交流电。 2、正弦交流电的最大值Um 与有效值U 之间的关系为 。 3、工厂中，一般动力电源电压为 ，照明电源电压为 ，安全电压低于 的电压。 4、正弦交流电的三要素是 、 、 。 5、已知一正弦交流电源i=sin （314t-4π）A ，则该交流电的最大值为 ，有效值为 ，初相位为 ，频率为 ，周期为 ，t=0.1s 时，交流电的瞬时值为 。 7、有一交流电源，其频率为10KHZ ，则此交流电的周期是 。 8、有一个直流电源和一个交流电流分别通过同一 ，经过相同时间产生的 相同，则
电工技术基础与技能 第七章 初识正弦交流电 练习题 班别： 姓名： 学号： 成绩： 一、是非题 1、通常照明用交流电电压的有效值是220V ，其最大值即为380V 。 （ ） 2、正弦交流电的平均值就是有效值。 （ ） 3、正弦交流电的有效值除与最大值有关外，还与他的初相有关。 （ ） 5、10A 直流电和最大值为12A 的正弦交流电，分别流过阻值相同的电阻，在相等的时间内， 10A 直流电发出的热量多。 （ ） 6、正弦交流电的相位，可以决定正弦交流电在变化过程中瞬时值的大小和正负。 （ ） 7、初相的范围应是-2π～2π。 （ ） 8、两个同频率正弦量的相位差，在任何瞬间都不变。 （ ） 9、只有同频率的几个正弦量的矢量，才可以画在同一个矢量图上进行分析。 （ ） 10、若某正弦量在t=0时的瞬时值为正，则该正弦量的初相为正；反之则为负。 （ ） 11、两个同频率正弦交流电压之和仍是正弦交流电压。 （ ） 二、选择题 1、人们常说的交流电压220V 、380V ，是指交流电压的（ ）。 A.最大值 B.有效值 C.瞬时值 D.平均值 2、关于交流电的有效值，下列说法正确的是( )。 A.最大值是有效值的1.732倍 B.有效值是最大值的1.414倍 C.最大值为311V 的正弦交流电压，就其热效应而言，相当于一个220V 的直流电压 D.最大值为311V 的正弦交流电，可以用220V 的直流电代替 3、一个电容器的耐压为250V ，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值 可以是（ ）。 A.150V B.180V C.220V D.都可以 4、已知V t u )6314sin(2100π - =，则它的角频率、有效值、初相分别为（ ）。 A. 6V 2100314rad/s π、、 - B. 6100V rad/s 100π 、、π- C. 6100V Hz 05π、、 - D. 6 100V 314rad/s π 、、 5、某正弦交流电的初相角φ0=-90°，在t=0时，其瞬时值将( )。 A.等于零 B.小于零 C.大于零 D.无法确定 6、A )152sin(5V )15sin(5?-=?+=t i t u ωω与 的相位差是 ( )。 A.30° B.0° C.-30° D.无法确定 7、两个同频率正弦交流电流i 1、i 2的有效值各为40A 和30A ，当i 1+i 2的有效值为50A 时，i 1 与i 2的相位差是( )。 A.0° B.180° C.45° D.90° 8、某交流电压V )4 t 100sin(100ππ+=u ，当t=0.01s 时的值是( )。 A.-70.7V B. 70.7V C.100V D.-100V 9、某正弦电压的有效值为380V ，频率为50Hz ，在t=0时的值u=380V ，则该正弦电压的表达式 为( )。 A. V t u )90314sin(380?+= B. tV u 314sin 380= C. V t u )45314sin(2380?+= D. V t u )54-314sin(2380?= 10、图7-26所示的矢量图中，交流电压u 1与u 2的相位关系是( )。 A. u 1比u 2超前75° B. u 1比u 2滞后75° C. u 1比u 2超前30° D.无法确定 11、对非正弦波进行谐波分析时，与非正弦周期波频率相同的分量称为( )。 A.谐波 B.直流分量 C.基波 D.二次谐波 三、填充题 1、工频电流的周期T= 0.02 s ，频率f= 50 Hz ，角频率ω= 314 rad/s 。 2、我国生活照明用电电压是 220 V ，其最大值为 311 V 。 3、 最大值 、 角频率 和 初相 是确定一个正弦量的三要素，它们分别表示正弦量变化的幅 度、快慢和起始状态。 4、常用的表示正弦量的方法有 解析式 、 波形图 和 矢量图 ，它们都能将正弦量 的三要素准确地表示出来。 5、交流电压V )6 t 100 sin(1.14ππ+=u ，则U= 10 V ，f= 50 Hz ，T= 0.02 s ， φ0= 30° ；t=0.1s 时，u= 7.05 V 。 6、频率为50Hz 的正弦交流电，当U=220V ，φu0=60°，I=10A ，φi0=-30°时，它们的表达式为 u=)60t 314sin(2220?+V ，i=)30t 314sin(210?—A ，u 与i 的相位差为 90° 。 7、两个正弦电流i 1和i 2，它们的最大值都是5A ，当它们的相位差为0°、90°、180°时，i 1+i 2
交流电的基本概念 交流电可分为正弦交流电和非正弦交流电。正弦交流电的大小和方向随时间按正弦规律周期性变化，通常所说的交流电就是指正弦交流电。 1. 正弦交流电 （1）正弦交流电的产生：正弦交流电由交流发电机产生的。 （2）正弦交流电的三要素 ①瞬时值、最大值、有效值 图1 正弦交流电波形 瞬时值：正弦波上每一点的幅度称为正弦交流电的瞬时值，反映该点正弦交流电的大小，用小写字母表示，如i、u分别表示正弦交流电流和正弦交流电压的瞬时值。 峰值：正弦波上幅度最大点的值称为峰值。峰值有两个，其中一个峰值为正，另一个峰值为负，两者大小相等。 峰-峰值：两个峰值之间的垂直量称正弦交流电的峰-峰值，如图2所示。峰值的绝对值称正弦交流电的最大值，反映正弦交流电大小变化的范围，用大写字母加下标m表示，如I m、U m分别表示正弦交流电流和正弦交流电压的最大值。
图2 正弦波的峰-峰值 有效值：相同时间内、相同电阻上，产生与交流电相同热量所需的直流电的大小。 I＝0.707I m U＝0.707U m 一般电气设备上标注的额定电压、额定电流都是指有效值。当给定或测量交流电压、交流电流时，除非特别说明，也都是指有效值。大多数仪表都能测量显示交流电压、交流电流的有效值。 ②相位角、初相角 在实际应用中，正弦波的相位通常用转子线圈旋转了多长时间来表示。如果1秒钟转子线圈旋转了ω电角度，则t时间正弦波的相位为： Φ＝ωt＋φ 其中，Φ称为相位角，φ称为初相角 ③周期、频率、角频率 周期：正弦波完成一次循环所需的时间叫周期，用T表示。周期的单位是秒（s）。 频率：指1秒钟循环的次数，用f表示。频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。 角频率：指1秒钟变化的电角度，用ω表示，单位是弧度/秒（rad/s）。