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2.稳恒直流电:电压的大小和方向不随时间的变化而变化.
3.正弦交流电:大小和方向安正弦规律变化的电动势，电压和电流
统称为正弦交流电。
4.非正弦交流电: 电压的大小和方向不安正弦规律变化.非正弦
交流电可以看成一系列正弦交流电叠加合成的结果.
注意:无特别说明所讲交流电都指正弦交流电
二.交流电的产生
交流电可以由交流发电机提供也可以由振荡器产生.交流发
电机主要用于提供电能,振荡器主要用于产生各种交流信号.
如图交流发电机,当线圈在磁场中以角速度 逆时针匀速转
动时,由于导线切割磁感线,线圈将产生感应电动势,
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教 学 内 容 教 学 方 法
情况。 【教学回顾】
复习交流电的瞬时值表达式，能够画出简单的正弦波形
图。给出解析式能够熟练求出交流电的最大值，有效值和平均值。
【新课进行】
三.正弦交流电的周期.频率.角频率 正弦交流电的波形图如图
1.周期:交流电每重复变化一次所需要的时间.用T 表示,单位:秒
(s)
2.频率:交流电在1s 内重复变化的次数.用 f 表示,
单位:赫兹(HZ)
周期和频率的关系 :T
f 1
=
或者f T 1=
说明:我国动力和照明用电的标准频率为50赫兹(称工频),高频感应电炉的电源频率为200-300KHZ,我国广播电视的频率为几十兆赫兹到几百兆赫兹.
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教 学 内 容
教 学 方 法
3.角频率:正弦交流电每秒变化的电角度.用ω表示,
单位:弧度/秒(rad/s)
角频率和周期频率的关系f T
ππ
ω22==
四．正弦交流电的相位和初相位 1.相位
（1） 定义:任一时刻线圈平面与中性面的夹角.称相位或者相
角.
它反映了交流电的变化进程.
（2）初相位:正弦量在t=0时的相位,也称初相角或者初相.
(1) t=0时正弦量的瞬时值为正,则初相为正 (2) t=0时正弦量的瞬时值为负,则初相为负
(3) 初相通常用不大于0
180的角来表示.
如: V t e )240sin(500
+=ω
应记为V t e )120sin(500
-=ω
【练习】
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教 学 内 容
教 学 方 法
2. 公式:2121)()(???ω?ω?-=+-+=t t
即： 两个同频正弦量的相位差等于它们的初相之差。 3. 说明:
(1)021?-=???,称1e 超前2e 或者2e 滞后1e
(2) 021=-=???,称1e 和2e 同相位.
(3) 0
21180=-=???,称1e 和2e 反相.
(4) 0
2190=-=???,称1e 和2e 正交.
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①超前、滞后关系；②同相关系（；
③反相关系, ④正交关系
三.正弦量的三要素
正弦交流电的最大值反映了正弦交流电的变化范围,角频率
反映了正弦交流电的变化快慢,初相反应了交流电的起始状态.他
们是表征正弦交流电的三个重要物理量.称为交流电的三要素.
即: 最大值角频率和初相位
例题:分析课本课本96页例题由学生自己练习.
【练习】
P96页2,3,4
【小结】
总结本次课的主要内容学生看书记住所学公式定义并会计
算相位差,判断两个正弦量的相位关系.初相位,最大值,有效值,平
均值等的相关计算.
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第一节交流电的产生和变化规律 一、交变电流： 如图15-1 流。如图（b）所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。 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： （1）、函数表达式：从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt 。用εM表示峰值
εM =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 。 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= 2m ε I=2 m I U=2m U 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2 m ε，U=22m 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 。 ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压 表的读数是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
电动机基本知识 电动机通常简称为电机，俗称马达，在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的作用就是将电能转换为机械能。 1、按工作电源分类 根据工作电源的不同，电动机可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机根据电源相数分为单相电动机和三相电动机。直流电动机又分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 2、按结构和工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为同步电动机和异步电动机两种。同步电动机又分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机 3 种。异步电动机又分为感应电动机和交流换向器电动机两种。感应电动机又分为单相异步电动机、三相异步电动机和罩极异步电动机3 种。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机 3 种。 3、按启动与运行方式分类 电动机按启动与运行方式可分为电容启动式电动机、电容启动运转式电动机和分相式电动机。
4、按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、复读机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀、电动自行车、电动玩具等）用电动机、其他通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。 5、按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（早期称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（早期称为绕线型异步电动机）。 6、按运转速度分类 电动机按运转速度可分为低速电动机、高速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。调速电动机除可分为有极恒速电动机、无极恒速电动机、有极变速电动机和无极变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM 变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。 7、按防护形式分类
1 .电流产生磁场。 新课2.磁场对电流的作用力。 3. 电磁感应现象E B lv sin 第一节交流电的产生 一、交流电的产生 演示：由图引出交流电的概念。 1. 交流电：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。 2. 交流电的变化规律 中性面：跟磁力线垂直的平面叫中性面。 (1)线圈平面跟中性面重合的时刻开始计时 ①某一瞬间整个线圈中的感应电动势： e 2 B l v sin co t 或者 e E m sin o t E m 2 Blv 式中：e 电动势的瞬时值 教后记
E m 电动势的最大值 由上式知在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。 ②当线圈平面转到与磁感线平行的位置时，由于31 2, sin? t 1,所以此 时的感应电动势最大 e 2Blv;当线圈平面转到与磁感线垂直时，此时感应电动势 最小，e 0。 ③若线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有感应电流。 e E I 』sin 3 t I m sin ? t R R 式中：R ——整个闭合电路的电阻 I m 电流的最大值 i ――电流强度的瞬时值 ④电压的瞬时值 u I R' I m R' sin 31 U m sin3 t 式中：R'――某段导线的电阻U m 电压的最大值 由上可知：感应电动势、感应电流、外电路中一段导线上的电压都按正弦规律变化。 (2)线圈平面跟中性面有一夹角时开始计时 e E m sin ( 31 ) i I m sin ( 31 ) u U m sin (31 ) 正弦交流电：按正弦规律变化的交流电。 二、交流电的波形图 1. 讲解如图 n 2. 用描点法画出I I m sin3 t和u U m sin ( 31 )的图形，其中 =一。 6 练习
交流电基础知识要点 稍微懂些电工基础的朋友都知道，我国使用的是交流电，一般频率是 50Hz。我们常见的电灯、电动机等使用的都是交流电。 说起为什么要采用交流电？大家的回答无非是：在以往的技术条件下，交流电比直流电更有效率。但真的只有这么简单吗？其实，交流电与 直流电一直在PK，这还真不是一两句就能解释的！ 下面就看看老帕是怎么回答的吧！ 一项发明，在历史长河中是否具有生命力，取决于它的实用价值。例 如拉链，被誉为最伟大的发明，其道理也基于此。 我们知道，电能包括发电、输送电、配电和用电四大过程。 1.发电和输送电的升压和降压 在发电和输送电的过程中，有一个关键的设备，就是变压器。为何要 用变压器来改变电压？ 我们知道，电能的传输导线是具有电阻的，传输导线所消耗的电能功 率Pline为： Pline=I2R。 这里的I就是流过导线的电流。 可见，为了减小线路损耗，就要减小电流。事实上，输送电消耗掉的 电能，占总发电电能的比例不可小觑。减小输送电的线路损耗，有很 大的意义。 要减小电流，最方便的就是利用变压器。如果我们忽略掉变压器的各 种损耗，例如铁损、铜损等等，则变压器两侧的功率基本相等。把变 压器某侧的电压升高，该侧的电流自然就减小了。 不过，变压器只能工作在交流电路中，不能工作在直流状态下。
我们来看变压器的工作原理： 忽略变压器的损耗，则有： U1I1=U2I2 K=U1/U2=I2/I1 在这里，U1和I1是变压器一次侧的电压和电流，U2和I2是变压器二 次侧的电压和电流，K是变比。 我们看到，只要把U2提高，则I2自然就小了，于是在输配电线路的 起始端，我们把电压给升高，在输配电线路的末端，我们再把电压给 降下来。这样就减小了线路损耗。交流传输线上的高压电和超高压电 其用途就在于此。 我们看到，利用变压器，交流电压的高低变换何其方便。 但直流电可以升压吗？当然可以，但相对交流升压来说，要麻烦很多，且成本要高很多。除非是长距离输送电，否则不上算。 可见，在发电和输送电中，交流电比直流电要方便很多，成本也低廉 很多。 不过，也不是说直流就没有优势。交流线路电阻与直流相比，还多了 趋肤效应和邻近效应，因此同样的导线，交流线路电阻大于直流线路 电阻。换句话说，交流的线路损耗大于直流的线路损耗。也因此，采 用直流长距离输送电，也是人们追求的目标之一。 我国在这方面走在世界前列，我国的世界首条±800kV的直流输电线路正在平稳高效安全地运行中。 2.配电方面的问题 在输送电的末端，需要分配电能，这就需要使用配电电器。配电电器 的主要元件是各类隔离开关和断路器。
§4.交变电流 电磁场和电磁波 一、正弦交变电流 目的要求 复习交流电的基本知识及变压器原理。 知识要点 1. 正弦交变电流的产生 当闭合线圈由中性面位置（图中O 1O 2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数： e =E m sin ωt ，其中E m =nBS ω。这就是正弦交变电流。 2.交变电流的有效值 交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产 生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。 ⑴只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的2/2倍。 ⑵通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。（电容器的耐压值是交流的最大值。） 3.正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值 正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。以电动势为例：最大值用E m 表示，有效值用E 表示，瞬时值用e 表示，平均值用E 表示。它们的关系为：E =E m /2，e =E m sin ωt 。平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：t n E ??Φ=。特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆。 生活中用的市电电压为220V ，其最大值为2202V=311V （有时写为310V ），频率为50H Z ，所以其电压即时值的表达式为u =311sin314t V 。 4.理想变压器 理想变压器的两个基本公式是： ⑴ 2 121n n U U =，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。 ⑵P 入=P 出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输 出功率之和。 需要特别引起注意的是： ⑴只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有：1 2212211,n n I I I U I U == 2
第四节 三相交流电路 工业上应用最多的交流电是三相交流电。单相交流电实际上也是三相交流电的一部分。三相交流电有很多优点：例如三相电机比同尺寸的单相电机输出功率大，性能好；三相交流电的输送比较经济；既节约了有色金属又降低电能损耗等。 一、 、 三相交流三相交流三相交流电电的产生 三相交流电一般由三相发电机产生。其原理可由图1-46说明。发电机定子上有U1-U2、V1-V2、W1-W2三组绕组，每组绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构一样，对称地排放在定子铁芯内侧的线槽里。在转子上有一对磁极的情况下，三相绕组在排放位置上互差120o 。转子转动时U1-U2、V1-V2、W1-W2绕组中分别都产生同样的正弦感应电动势。但当N极正对哪一相绕组时，该相感应电动势取得最大值。显然，V相比U相滞后120o ，W相比V相滞后120o ，U相比W滞后120o 。 三相电动势随时间变化的曲线如图1-47所示。这种大小相等、频率相同、但在相位上互差120o 的电动势称为对称三相电动势。同样，最大值相等、频率相同、相位相差120o 的三相电压和电流分别称为对称三相电压和对称三相电流。 图1-46 三相交流电发电机示意图 图1-47 三相交流电波形 三相交流电动势在时间上出现最大值的先后次序称为相序。相序一般分为正相序、负相序、零相序。 最大值按U—V—W—U顺序循环出现的为正相序。最大值按U—W—V—U顺序循环出现的为负相序。如令三个相电压的参考极性都是起始端U1、V1、W1为正，尾端U2、V2、W2为负，又令U1—U2绕组中的电动势e u ，为参考正弦量，那么，三个相电压的函数表达式为：
第一部分三相异步电动机的基本知识 一、三相异步电动机概述： 作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。 1、什么叫电动机？ 将电能转变为机械能的电机。通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为旋转电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。 各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机）。它使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机（见同步电机）。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用。 电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。 电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看，调速大致可分两种：⑴、保持输入功率不变。通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。 ⑵、控制电动机输入功率以调节电动机的转速。 2、什么是异步电机？ 利用气隙旋转磁场与转子绕组中的感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的交流电机。主要作电动机用。异步电机的转子实际转速总是低于（作电动机运行）或高于（作发电机运行）旋转磁场的转速，两者始终存在一定差异，故称异步。异步是这种电机产生电磁转矩的必要条件。由于转子绕组电流是感应而生的，所以异步电机也称为感应电机。如果旋转磁场和转子的转速分别为n s和n，则异步电机的转差率s为 它代表转子导体与旋转磁场之间的相对运动速度。在电源电压和频率一定的条件下，转子导体中的电动势、电流及异步电机的运行状态都由转差率决定。 当转差率s不同时，异步电机有3种不同的运行状态： 0＜s≤1，n S＞n≥0 电动机运行
第七章 正弦交流电路的基本概念测试题 一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7． 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 . 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相 位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频 率为____，相位为____，初相位为____。 二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800时，则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图，电流的瞬时表达式为___________A 。 a))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = ) 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)－1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)1050 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。 ~ a) 300 b) 600 c)－ 1200
交流电知识要点： 1、交流电 交流电的产生和变化规律 公式 图象 表征交流电的物理量 最大值、瞬时值、有效值； 周期、频率 交流电能的传输——变压器——远距离送电 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 2、基本要求： （1）理解正弦交流电的产生及变化规律 ①矩形线圈在匀强磁场中，从中性面开始旋转，在已知B、L、ω情况下，会写 出正弦交流电的函数表达式并画出它的图象。 ②函数表达式与图象相互转换。 （2）识记交流电的物理量，最大值、瞬时值、有效值；周期、频率、角频率； （3）理解变压器的工作原理及初级，次级线圈电压，电流匝数的关系。理解远距离输电的特点。 （4）了解三相交流电的产生。 一、交流电的产生及变化规律： 1、产生：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。 矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时，如图5—1所示，产生正弦（或余弦）交流电动势。当外电路闭合时形成正弦（或余弦）交流电流。 图5—1 2、变化规律： （1）中性面：与磁力线垂直的平面叫中性面。
线圈平面位于中性面位置时，如图5—2（A ）所示，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为零。因此，感应电动势为零 。 图5—2 当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时（即线圈平面与磁力线平行时）如图5—2（C ）所示，穿过线圈的磁通量虽然为零，但线圈平面磁通量变化率最大。因此，感应电动势值最大。 εωm N B l v N B S ==2·······（伏） （N 为匝数） （2）感应电动势瞬时值表达式： 若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：e t m =εω·sin （伏）如图5—2（B ）所示。 感应电流瞬时值表达式：i I t m =·sin ω（安） 若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：e t m =εω·cos （伏）如图5—2（D ）所示。 感应电流瞬时值表达式：i I t m =·cos ω（安） 3、交流电的图象： e t m =εω·sin 图象如图5—3所示。 e t m =εω·cos 图象如图5—4所示。 想一想：横坐标用t 如何画。
交流电和直流电区别,交流电知识 交流电是大小和方向都随时间变化的一种电。交流电是用交流发电机发出的,在发电过程中,多对磁极是按一定的角度均匀分布在一个圆周上,使得发电过程中,各个线圈就切割磁力线,由于具有多对磁极，每对磁极产生的磁力线被切割产生的电压、电流都是按弦规律变化的，,所以能够不断的产生稳定的电流。交流电的频率一般是50赫兹,即每秒变化50次.当然也有其它频率.如电子线路中有方波的、三角形的等，但这些波形的交流电不是导体切割磁力线产生的，而是电容充放电、开关晶体管工作时产生的。 直流电的方向则不随时间而变化。通常又分为肪动直流电和稳恒电流。脉动
直流电中有交流成分，如彩电中的电源电路中大约300伏左右的电压就是脉动直流电成分可通过电容去除。稳恒电流则是比较理想的，大小和方向都有不变。 最本质的区别是: 交流电是按正弦曲线变化的.由于交流发电机,在发电过程中,多对磁极是按一定的角度均匀分布在一个圆周上,使得发电过程中,各个磁极切割磁力线的时候,具有互补性,所以能够不断的产生稳定的电流;交流电的频率一般是50赫兹,即每秒变化50次.当然也有其它频率. 直流电则不是按正弦曲线变化的.没有频率的变化. 交流电与直流电最直观的区别是方向变不变；直流电的电流方向是不随时问变化的，但大小可能变化；最特殊的直流电是大小方向都不变的稳恒电流。所谓交流，就是电流交替流动，其方向是交替变化的，最常见的是民用电，它是正（余）弦式交流电，电微电子电路中常见的有方波电流 电人就是所谓的触电，是指电流经过人体形成了回路而且达到了一定的强度所造成的。关键的问题是要形成回路，并且电压在一定的范围之内。要想身体感觉到被电了，电流要有一定的强度，一般人体通过的电流不大于30mA就不会出现生命危险。 直流电一般正负极均不接地，这时你手握其中一极，和另一极是绝缘的，形不成回路，就不会触电。因为人体和电极间有一个电容效应，如果电压过高，照样会触电。 一般的交流电，是指的220/380V的系统，采用的是中性点（变压器）接地系统，也就是零线接地。这时如果人体触碰到了相线(火线)就会通过大地和零线形成回路，流经人体的电流会远远大于30mA，就形成了触电。另外说明的是：不管什么电，只要流经人体电流不大，都不会触电。
正弦交流电的基本概念教案 1.在电力系统中，从发电到输配电，用的都是交流电 这里的电源是交流发电机。在前面我们介绍过一个最简单的原理性交流发电机，它是靠线圈在磁场中转动而获得的交变的感应电动势的。交流发电机产生的交变电动势随时间变化的关系图，基本上是正弦或余弦函数的波形，这样的交流电叫做简谐交流电。 2.在无线电电子设备中的各种电讯号，大多也是交流电信号 这里电讯号的来源是多种多样的。在收音机、电视机中通过天线接收了从电台发射到空间的电磁波。形成整机的讯号源。 3.在许多电子测量仪器（如交流电桥、示波器、频率计、Q 表等）中，这些讯号发生器自身也是一些特殊的电子电路，靠它激发的自生振荡，为其它测量仪器提供交流电动势。在各种无线电电子设备中往往具有多级放大电路，这时除了整机的交流电源外，前一级放大器的输出是后一级的输入，对后一级电路来说，我们也可以把前一级作
为讯号源。实际中不同场合应用的交流随时间变化的波形是多种多样的： （1）市电是50周的简谐波； （2）电子示波器用来扫描的讯号是锯齿波； （3）电子计算机中采用的讯号是矩形脉冲； （4）激光通讯用来载波的是尖脉冲； （5）广播电台发射的讯号在中波段是535KC—1605KC的调幅波（即振幅随时间变化的简谐波）； （6）电视台和通讯系统发射的讯号兼有调幅和调频波（即频率随时间变化的简谐波）。 这里讲的“波”是习惯说法，其实都是电流i 随时间t的变化状态（即振动状态），而不是波。我们知道，波方程必须既是时间t 又是空间r（或其中之一，如x）的函数。虽然交流电的波形多种多样,但其中最重要的是简谐交流电，这是因为：
高中物理交流电总结知识要点： 1、交流电 交流电的产生和变化规律 公式 图象 表征交流电的物理量 最大值、瞬时值、有效值； 周期、频率 交流电能的传输——变压器——远距离送电 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 2、基本要求： （1）理解正弦交流电的产生及变化规律 ①矩形线圈在匀强磁场中，从中性面开始旋转，在已知B、L、ω情况下，会写 出正弦交流电的函数表达式并画出它的图象。 ②函数表达式与图象相互转换。 （2）识记交流电的物理量，最大值、瞬时值、有效值；周期、频率、角频率； （3）理解变压器的工作原理及初级，次级线圈电压，电流匝数的关系。理解远距离输电的特点。 （4）了解三相交流电的产生。 一、交流电的产生及变化规律： 1、产生：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。 矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时，如图5—1所示，产生正弦（或余弦）交流电动势。当外电路闭合时形成正弦（或余弦）交流电流。 图5—1 2、变化规律： （1）中性面：与磁力线垂直的平面叫中性面。 线圈平面位于中性面位置时，如图5—2（A）所示，穿过线圈的磁通量最大，
但磁通量变化率为零。因此，感应电动势为零 。 图5—2 当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时（即线圈平面与磁力线平行时） 如图5—2（C ）所示，穿过线圈的磁通量虽然为零，但线圈平面内磁通量变化率最大。因此，感应电动势值最大。 εωm N B l v N B S ==2·······（伏） （N 为匝数） （2）感应电动势瞬时值表达式： 若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：e t m =ε ω·sin （伏）如图 5—2（B ）所示。 感应电流瞬时值表达式：i I t m =·sin ω（安） 若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为： e t m = εω·c o s （伏）如图5—2（D ）所示。 感应电流瞬时值表达式：i I t m =·c o s ω（安） 3、交流电的图象： e t m =εω·sin 图象如图5—3所示。 e t m =εω·c o s 图象如图5—4所示。 想一想：横坐标用t 如何画。 4、发电机：
6 正弦交流电 【课题名称】6.1 正弦交流电的基本概念 【课时安排】 1课时 【教学目标】 1．理解正弦交流电的基本概念。 2．了解正弦交流电的瞬时值与波形图 【教学重点】 重点：正弦交流电的基本概念 【教学难点】 难点：正弦交流电瞬时值概念的理解 【关键点】 明确正弦交流电同直流电的区别 【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】 多媒体课件、示波器、信号发生器 【教学过程】 一、导入新课 教师可用示波器或多媒体演示直流电压和正弦交流电压的波形，引导学生分析正弦交流电与直流电波形各自的特点。从而引出本节课的学习内容——正弦交流电。 二、讲授新课 教学环节1：正弦交流电的基本概念 教师活动：教师可利用多媒体或用示波器演示正弦交流电的波形；引导学生说说电压或电流随时间变化的规律 学生活动：学生可根据多媒体展示或示波器演示的波形图，在教师的引导下总结正弦交流电与直流电的区别，进一步了解非正弦交流电的基本概念，同时可联系已经学过的知识进行拓展。 知识点： 正弦交流电：大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电。 非正弦交流电：大小和方向随时间不按正弦规律变化的，如矩形波、三角波等。 教学环节2：正弦交流电的瞬时值与波形图 教师活动：教师可利用多媒体或用示波器演示正弦交流电的波形，说明在任一瞬间，交流电都有确定的大小和方向。 学生活动：学生可在教师的引导下学习瞬时值的概念和表示方法。 知识点： 1．瞬时值：交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向，叫
做交流电的瞬时值。交流电的瞬时值通常用小写字母表示，如u、i、e、p等分别表示电压、电流、电动势、功率的瞬时值。 2．波形图：在直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t和与之对应的u或i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电u或i随时间变化的曲化，即波形图。通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。 三、课堂小结 教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下： 1．正弦交流电的基本概念。 2．交流电瞬时值与波形图。 四、课堂练习 教材中思考与练习第1、2题 五、课后反思 本节所讲授的内容是咱们生活中广泛使用的交流电，概念有点抽象，使用多媒体授课，更容易接受
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 图示 概念中性面位置与中性面垂直的位置 特k B S ⊥ BS Φ=，最大 e n t Φ ? == ? ，最小 B S Φ=，最小 e n nBS t Φ ω ? == ? ，最大
感应电流为零，方向改变 感应电流最大，方向不变 变化规律（线圈从中性面开始计时） 物理 量 函数 图像 磁通 量 cos cos m t BS t ΦΦωω== 电动 势 m sin sin e E t nBS t ωωω== 电压 m sin sin m R u U t E t R r ωω== + 电流 m sin sin m E i I t t R r ωω== + 4、描述交变电流的物理量
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）。 描述交变电流的四值
5、解题方法及技巧 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 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。 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122 E E E +≠，平均值不等于有效值。 二、电感与电容对交流电的影响
电动机基本知识 一、电动机的分类 二、三相异步机的结构 三相异步电动机按转子结构的不同分为笼型和绕线转子异步电动机两大类。笼型异步电动机由于结构简单、价格低廉、工作可靠、维护方便，已成为生产上应用得最广泛的一种电动机。绕线转子异步电动机由于结构较复杂、价格较高，一般只用在要求调速和起动性能好的场合，如桥式起重机上。异步电动机由两个基本部分组成：定子（固定部分）和转子（旋转部分）。笼型和绕线转子异步电动机的定子结构基本相同，所不同的只是转子部分。笼型异步电动机的主要部件，如图1-1所示；绕线转子异步电动机的结构如图1-2所示。 图1-1笼型异步电动机的主要部件 图1-2 绕线转子异步电动机的结构
1、定子 三相异步电动机的定子由机座中的定子铁心及定子绕组组成。机座一般由铸铁制成。定子铁心是有冲有槽的硅钢片叠成，片与片之间涂有绝缘漆。三相绕组是用绝缘铜线或铝线绕制成三相对称的绕组按一定的规则连接嵌放在定子槽中。过去用A、B、C表示三相绕组始端，X、Y、Z表示其相应的末端，这六个接线端引出至接线盒。按现国家标准，始端标以U1、V1、W1，末端标以U2、V2、W2。三相定子绕组可以接成如图1-3所示的星形或三角形，但必须视电源电压和绕组额定电压的情况而定。一般电源电压为380V（指线电压），如果电动机定子各相绕组的额定电压是220V，则定子绕组必须接成星形，如图1-3a所示；如果电动机各相绕组的额定电压为380V，则应将定子绕组接成三角形，如图1-3b所示。 图1-3 三相绕组的联结 2、转子 转子部分是由转子铁心和转子绕组组成的。转子铁心也是由相互绝缘的硅钢片叠成的。转子冲片如图1-4a所示。铁心外圆冲有槽，槽内安装转子绕组。根据转子绕组结构不同可分为两种形式：笼型转子和绕线型转子。 （1）笼型转子 笼型转子的绕组是在铁心槽内放置铜条，铜条的两端用短路环焊接起来，绕组的形状如图1-4b所示。它像个鼠笼，故称之为笼型转子。为了简化制造工艺，小容量异步电动机的笼型转子都是熔化的铝浇铸在槽内而成，称为铸铝转子。在浇铸的同时，把转子的短路环和端部的冷却风扇也一样用铝铸成，如图1-5所示。 图1-4 笼型转子a)转子冲片；b)笼型绕组；c)笼型转子图1-5 铸铝转子
课题7－1交流电的产生 课型 新课 授课班级授课时数 1 教学目标1．掌握交流电的概念及其变化规律。2．了解交流电的波形图表示法。 教学重点 交流电的变化规律及波形图表示法。教学难点 交流电的波形图表示法。 学情分析 学生在物理中已接触过交流电的概念。教学效果
新课 教后记 课前复习 1．电流产生磁场。 2．磁场对电流的作用力。 3．电磁感应现象E = B l v sin θ 第一节交流电的产生 一、交流电的产生 演示：由图引出交流电的概念。 1．交流电：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。2．交流电的变化规律 中性面：跟磁力线垂直的平面叫中性面。 （1）线圈平面跟中性面重合的时刻开始计时 ①某一瞬间整个线圈中的感应电动势： e = 2 B l v sinωt 或者 e = E m sinωt E m = 2 B l v 式中：e ??电动势的瞬时值
E m ??电动势的最大值 由上式知在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。 ② 当线圈平面转到与磁感线平行的位置时，由于ωt = π / 2，sin ωt = 1，所以此时的感应电动势最大e = 2 B l v ；当线圈平面转到与磁感线垂直时，此时感应电动势最小，e = 0。 ③ 若线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有感应电流。 I = R e = R E m sin ωt = I m sin ωt 式中：R —— 整个闭合电路的电阻 I m —— 电流的最大值 i —— 电流强度的瞬时值 ④ 电压的瞬时值 u = I R ' = I m R' sin ωt = U m sin ωt 式中：R' —— 某段导线的电阻 U m —— 电压的最大值 由上可知：感应电动势、感应电流、外电路中一段导线上的电压都按正弦规律变化。 （2）线圈平面跟中性面有一夹角 ? 时开始计时 e = E m sin (ωt + ) i = I m sin (ωt + ) u = U m sin (ωt + ) 正弦交流电：按正弦规律变化的交流电。 二、交流电的波形图 1．讲解如图 2．用描点法画出I = I m sin ωt 和u = U m sin （ωt + ?）的图形，其中? =6 π。 练习
交变电流基础练习 1．欲增大交流发电机的感应电动势而不改变频率，下面措施中不能采用的是 A ．增大转速 B ．增大磁感应强度 C ．增加线圈匝数 D ．增大线圈的包围面积 2．(多选)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电动势瞬时表达式为e = 102sin 4πt ，则 A ．该交变电动势的频率为2 Hz B ．零时刻线圈平面与磁场垂直 C ．t ＝0.25 s 时，e 达到最大值 D ．在1 s 时间内，线圈中电流方向改变100次 3．我国家庭照明电路电压瞬时值可表示为 A ．u ＝380 sin 3.14t (V) B ．u ＝311 sin 314t (V) C ．u ＝220 sin 314t (V) D ．u ＝36 sin 0.02t (V) 4．(多选)一交变电流的图象如图所示，由图可知 A ．用交流电流表测该电流，示数为10 A B ．该交变电流的频率为100 Hz C ．该交变电流的有效值为102A D ．该交变电流瞬时值为i ＝102sin 628t 5．如图所示，正弦交流电压U 的最大值为311V ，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电流表和电压表的读数分别为 A ．2.2 A 311 V B ．3.1 A 311 V C ．2.2 A 220 V D ．3.1 A 220 V 6．某电热器接在36 V 直流电源上正常工作，功率为P 。若接到u ＝36 sin ωt V 交流电源两极间，电热器的电阻不变，则它的功率为 A ．P B ．22P C ．21P D ．4 1P 7．(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e ＝2202sin100πt V ，则 A ．交流电的频率是100π Hz B ．t ＝0时，线圈位于中性面 C ．交流电的周期是0.02 s D ．t ＝0.05 s 时，e 有最大值
电动机基本知识 一、旋转电机的定义是什么？ 旋转电机(以下简称电机)是依靠电磁感应原理而运行的旋转电磁机械，用于实现机械能和电能的相互转换。发电机从机械系统吸收机械功率，向电系统输出电功率；电动机从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。 电机运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。电机进行能量转换时，应具备能作相对运动的两大部件：建立励磁磁场的部件，感生电动势并流过工作电流的被感应部件。这两个部件中，静止的称为定子，作旋转运动的称为转子。定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。 电磁转矩由气隙中励磁磁场与被感应部件中电流所建立的磁场相互作用产生。通过电磁转矩的作用，发电机从机械系统吸收机械功率，电动机向机械系统输出机械功率。建立上述两个磁场的方式不同，形成不同种类的电机。例如两个磁场均由直流电流产生，则形成直流电机；两个磁场分别由不同频率的交流电流产生，则形成异步电机；一个磁场由直流电流产生，另一磁场由交流电流产生，则形成同步电机。 电机的磁场能量基本上储存于气隙中，它使电机把机械系统和电系统联系起来，并实现能量转换，因此，气隙磁场又称为耦合磁场。 当电机绕组流过电流时，将产生一定的磁链，并在其耦合磁场内存储一定的电磁能量。磁链及磁场储能的多少随定、转子电流以及转子位置不同而变化，由此产生电动势和电磁转矩，实现机电能量转换。这种能量转换理论上是可逆的，即同一台电机既可作为发电机也可作为电动机运行。但实际上，一台电机制成后，由于两种运行状态下电机的参数和特性方面的原因，很准满足两种运行状态下的客观要求，因此，同一台电机不经改装和重新设计，不可任意改变其运行状态。 电机内部能量转换过程中，存在电能、机械能、磁场能和热能。热能是由电机内部能量损耗产生的。 对电动机而言： 从电源输入的电能＝耦合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的机械能 对发电机而言： 从机械系统输入的机械能＝辐合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的电能 二、旋转电机是如何分类的？ 按电机功用分类，可分为发电机、电动机、特殊用途电机。 按电机电流类型分类，可分为自流电机和交流电机。交流电机可分为同步电机和异步电机。按电机相数分类，还可分为单相电机及多相(常用三相)电机。 按电机的容量或尺寸大小分类．可分为大型、中型、小型、微型电机。 电机还可按其他方式(如频率、转速、运动形态、磁场建立与分布等)分类。
第七章 正弦交流电路的基本概念测试题 一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7． 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相 位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频 率为____，相位为____，初相位为____。 二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800时，则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图，电流的瞬时表达式为___________A 。 a))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)－1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)1050 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。 a) 300 b) 600 c)－ 1200