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6.3正弦交流电的表示方法 (2课时)

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正弦交流电的表示法(课件)

正弦交流电的表示法(课件)
第2章 电路基础知识 电路基础知识
第二节 正弦交流电的表示法
第二节 正弦交流电的表示法
目的与要求: 目的与要求
掌握正弦量的三要素
重点与难点: 重点与难点
重点： 重点：交流电的三要素 难点： 难点：交流电初相位的概念
教学方法: 教学方法
结合数学中的正弦曲线来讲本节内容
第二节 正弦交流电的表示法
一、正弦交流电的基本概念 正弦交流电的基本概念
i = I m sin (ω t + ϕ )
I m 为正弦电流的最大值
如：Um、Im
(2)正弦波 (2)正弦波 三要素二 -- 角频率
i
ωt
T
描述变化周期的几种方法 ①周期 T： 变化一周所需的时间 ： ②频率 f： 每秒变化的次数 单位：秒（s） 单位：
单位：赫兹(Hz) 单位：赫兹(Hz)
单位：弧度/秒 ③角频率ω：每秒变化的弧度 单位：弧度 秒(rad/s)
ω i1 = I m1 sin( t + 90° ) ω i2 = I m2 sin( t −90°) ∆ϕ = ϕ 1−ϕ2 =90° −（−90° ）= 180°
i1
i2
t
如果相位差为+180 °或−180 °,称为两波形反相 称为两波形反相 如果相位差为
课堂小结
瞬时值 --- 小写 大写+ 最大值 --- 大写+下标 正弦交流电三要素 ---最大值、角频率、初相位 最大值、角频率、 最大值
初相位： 初相位：
ϕ = 30°
两个同频率正弦量间的相位差( 初相差) 两个同频率正弦量间的相位差( 初相差)
i1
ϕ2
i2
ωt
ϕ1
i1 = I m1 sin(ω t + ϕ 1 ) i2 = I m2 sin(ω t + ϕ

正弦交流电的三种表示法

正弦交流电的三种表示法
u2 U m sin(t ) V 200sin(100 t
u1 U m sin(t ) 250sin (100 t )

3
)V
小结：
i I m sin
最大值

t 0
初相位
角频率
周期
i
最大值
Im
T
t
初相位 0
I m 最大值
0
初相位
作业：
0
。
例
已知：某正弦交流电流的振幅为2A,频率为50Hz，
初相角为
解：已知

6
, 请写出瞬时值表达式。
i
6
I m 2A
f 50Hz
2f 2 50 100 rad / s
i I m sin t 0 2sin (100



6
习题册：P80
u Um
u Um sin（ t -/2）
t
-/2 /2 3/2 2 5/2
小规律： 若起点在坐标原点（或纵轴）的左侧， 0 >0； 若起点在坐标原点（或纵轴）的右侧， 0 <0。

几种不同起点的正弦电流波的初相位：
i
Im
i1
i
i
Im
0
i2
Im
t
0
i3
0
t


3

3
小技巧： i I m sin t 0 sin前面的值为最大值；


)
t前面的值为角频率ω ；
t后面的值为初相位

。
找到问题了吗？
I 5 sin100t A 6

正弦交流电的表示法

正弦交流电的表示法

2.正弦交流电的三要素
最大值、频率和初相角。
二、新课 ——正弦交流电的表示法
1、解析式表示法 ——即用解析式表示正弦交流电
u = Um sin（ t + 0）= Um sin
= t + 0
最大值 频率 初相角
2．波形图表示法
u
——用波形图表示正弦交流电u = Um sin t
Um
3、注意：同频率率正弦量才能进行分析、比较。
四、作业
一、是非题：6、7、8； 二、选择题：2、3、4； 三、作图题：1、2。


10 2
3
i= 10 2 sin( 314 t ) 3

例2、某两个正弦交流电流，其最大值为2 2 A和 3 2A， 初相为 3 和 6 ，角频率为ω，作出它们的旋转矢量，写 出其对应的解析式。
[解]分别选定 2 2 和 3 2 为矢量长度，在横轴上方和角度作矢量，它们都以同样ω 角速度逆时针旋转，如图所示。

练习：
作出
= 2 sin( / 6 ) i = sin( / 3 ) A和 i A的波形图。 2 1
u = Um sin t
i = sin( / 3 ) 1
i = 2 sin( 3/2 2 5/2
第二节 正弦交流电的表示法
授课人：黄圆 授课班级：数控091
一、复习
1.交流电的基本概念
大小和方向随时间作周期性变化，并且在一个周期内的平均值为零的电压、电
流和电动势。
基本概念：周
期(T) 、频 率（f）、角频率（ ） 瞬时值（I，u等）、最大值（IM,Um等）、有效值（I,U等） 相 位( t + 0) 、初相角、相位差（ ）

正弦交流电表示方法

正弦交流电表示方法

三、旋转相量法 用旋转相量法表示一个正弦量的三要素，必须作如下规定： 正弦量的最大值即为旋转相量的长度； 正弦量的初相位即为旋转相量与横轴正向的夹角； 正弦量的角频率即为旋转相量随时间 t 逆时针旋转的角速度。 则在任一瞬间，旋转相量在纵轴上的投影就等于该正弦量的瞬时值， 如下图所示：
在相量图中一般只画它的起始位置，但应理解它是以角频率 ω 逆时 针连续旋转的，它的位置与时间有关，在经过时间，才转到虚线位置，所 以，说它是时间相量。 在同一电路中，各个正弦量都是同频率旋转，它们之间的相对位置 （即相位差）保持不变。因此，只要用旋转相量的初始位置来表示正弦量就 可以了，我们把这种表示正弦量的方法称相量法。正弦量用相量表示所作的 图称相量图。如果相量线段的长度等于正弦量的有效值，就称为正弦量的有 效值相量，但该相量在纵轴上的投影就不是瞬时值。
正弦交流电表示方法
正弦交流电 随时间作正弦规律变化的电流称正弦交流电。表示正弦交流电的方法 一般有三种： 1、解析法 2、正弦曲线法 3、旋转相量法 正弦交流电的表示方法 一、解析法 解析法是用数学公式表述正弦交流电与实践变化关系的方法。公e） u=Umsin（ωt+Φu） i=Imsin（ωt+Φi） 它可以表达正弦量的最大值、初相角和周期。由上述公式可知，只要 知道一个正弦量的最大值，初相角和频率，一个正弦量即完整的被确定，因 此：通常把：最大值、初相角、角频率叫做正弦交流电的三要素。 二、正弦曲线法 按解析式把正弦量随时间的变化规律在直角坐标系中描绘出的正弦曲 线叫正弦曲线法，纵坐标表示正弦量的瞬时值，横坐标表示电度角 ωt。在正 弦曲线波形图中，也能获得正弦交流电的三要素，即瞬时值得最大值就是最 大值；曲线循环一周的时间为一个周期 T，就可得出角频率 ω=2π/T；正半波 的起点与原点 O 的夹角就是初相位。

正弦交流电的三种表示法 ppt课件

正弦交流电的三种表示法 ppt课件

。 一个图上的
10 2

3

52 6
U2m
u1 10
2 sin(314t )
3

u2 5
2 sin(314t ) 6
PPT课件
13
课堂巩固练习
习题1：已知u=220 2 sin(314t- ) V, 请写出这个正弦
4
量的三要素。
解：根据 u Um sin t u
解： 2 2 100 rad / s
T 0.02
1.6
最大值
i
i Im sin(t )
Im 1.6A
1.6sin(100t)
0.01
注意：
0
0.02
t/s 在波形图
初相位
i 0
周期T
T 0.02Hz PPT课件
中一般不能直 接读出角频率 ω。
可通过周 期T或频率f来
6
小技巧：i Im sin t 0
sin前面的值为最大值；
t前面的值为角频率ω ；
t后面的值为初相位 。
PPT课件
5
找到问题了吗？
I 5sin100t A

6
u U sin1000t A

3
PPT课件
6
2、波形图表示法：用正弦曲线表示
最大值： Um =220 2V,
角频率：ω=314 rad/s,
初相位： u



4
小技巧：
i Im sin t
sin前面的值为最大值；
t前面的值为角频率ω ；
t后面的值为初相位 。
PPT课件

电工技术：正弦交流电的相量表示法(2)

电工技术：正弦交流电的相量表示法(2)
平行四边形，对角线就是相量和。
+j
例:题2： 已知
U
u1 (t ) 6 2sin(314t 30 ) V u2 (t ) 4 2sin(314t 60 o ) V
求：
U 2
U 1
41.9
60

u (t ) u1 (t ) u 2 (t )
30
+1
Hale Waihona Puke 同频率正弦量的相量运算同频率正弦量的相量运算：知识点小结
两个同频率的正弦交流电相加（减）： 方法一：都化成相量，变为复数的相加（减） 方法二：相量图法（平行四边形或首尾相接法）
正弦交流电的相量运算
同频率正弦量的相量运算
• 同频率正弦量相加减
方法一：同频率的正弦量相加减运 算，变成对应的相量相加减运算。 例:题2： 已知 求：
u1 (t ) 6 2sin(314t 30 ) V u2 (t ) 4 2sin(314t 60 o ) V u (t ) u1 (t ) u 2 (t )
求：
U 2 U 1
+1
u (t ) u1 (t ) u 2 (t ) u (t ) u1 (t )-u 2 (t )
首尾相接法 根据几何关系求得相加后的电压有效值和初相角：
平行四边形法
+1
U 10 53 o V u (t ) u1 (t ) u 2 (t ) 10 2sin(314t 53o ) V
U
u1 (t ) 6 2sin(314t 30 ) V u2 (t ) 4 2sin(314t 60 ) V
求：
U 2
60

U 1

6.3 正弦交流电的表示法

6 正弦交流电【课题名称】6.3 正弦交流电的表示法【课时安排】1课时【教学目标】1．理解正弦交流电的旋转矢量表示法。

2．了解正弦交流电解析式、波形图、矢量图的相互转换。

【教学重点】重点：矢量图的画法【教学难点】难点：旋转矢量概念的理解【关键点】能够正确把握矢量图与解析式、波形图之间的转换【教学方法】直观演示法、讲授法、谈话法、多媒体演示法【教具资源】手电筒、多媒体课件、直流电源、小灯泡、开关、连接导线若干【教学过程】一、导入新课教师可从复习正弦交流电的三要素与瞬时值表达式（解析式）及波形图之间的关系出发，让学生明白解析式和波形图是正弦交流电的两种基本表示方法，它们都能完整地反映正弦交流电的三要素，但为了方便对同频率的正弦交流电进行加、减运算，在本节中将引入矢量图表示法。

二、讲授新课教学环节1：解析式与波形图表示法教师活动：教师可通过复习的形式，让学生自行回忆总结正弦交流电解析式和波形图的表示方法，从而给出较完整的解析式和波形图的概念，并加以适当的练习。

学生活动：学生可通过回忆，复习正弦交流电解析式和波形图的表示方法，并了解解析式和波形图较完整的概念，做一些练习加以巩固。

知识点：1．解析式表示法：用正弦函数式表示正弦交流电随时间变化的关系的方法称为解析式表示法。

其表达式为瞬时值＝最大值sin（角频率t+ 0）。

2．波形图表示法：用正弦曲线表示正弦交流电随时间变化的关系的方法，简称波形图。

注意点：通过波形图可以解读初相位的正负，如果波形图的起点在纵坐标的正方向，即起点为正值，则初相为正；如果波形图的起点在纵坐标的负方向，即起点为负值，则初相为负。

教学环节2：矢量图表示法教师活动：教师可通过多媒体演示正弦量的旋转矢量表示法，引导学生理解旋转矢量、旋转矢量的起始位置及有效值矢量表示法，同时提供适当的练习。

学生活动：学生可在教师的引导下，结合多媒体演示，学习并理解旋转矢量、旋转矢量的起始位置，掌握有效值矢量表示法，并做一些练习。

正弦交流电的三种表示方法

教学目标：理解正弦量的解析式、波形图和相量图；会相互转换。

【教学重点】正弦量的解析式、波形图和相量图； 【教学难点】相互转换一、知识点：1．正弦交流电的矢量表示法 （1）什么是矢量矢量：具有大小和方向的量，矢量也称为向量。

矢量的表示方法：用箭头的长度表示正弦量的 有效值，与X 轴正方向的夹角表示 初相位 ，也可用符号 ，如下图所示。

（2）正弦交流电的矢量表示法 ① 表示法正弦电压、电流在计时起点后任意时刻的数值，可用在XY 平面内随时间旋转的矢量在Y 轴上的投影高度表示。

旋转矢量的起始位置：起始位置画在与横轴夹角为ϕ0（正弦量的初相角）处。

旋转矢量的长度：正弦电压、电流的 有效 值。

矢量旋转的方向：逆时针方向。

② 用途正弦电压、电流用矢量表示后，可直接对其矢量进行分析。

③ 向量：反映正弦量的有效值及初相位的矢量矢量图：矢量构成的图形。

④ 正弦量与矢量之间的联系与区别： a ．正弦量是时间函数，矢量则不是。

b ．矢量能反映某个正弦量的有效值和初相位。

2. 正弦交流电的三角函数表示法3. 正弦交流电的波形图表示法4. 正弦交流电的解析式、波形图和矢量图表示法是可以相互转换的。

二.典型例题分析：[例1]用矢量图比较两同频率正弦量的相位关系.[例2] 已知三、课堂小结：)sin(0ϕω+=t E e m )sin(0ϕω+=t U u m )sin(0ϕω+=t I i m 21,)45314sin(22202)45314sin(22201u u u V t u V t u +=-=+=︒︒试计算四、课堂检测1.两个同频率的正弦交流电i1、i2的有效值各为40A和30A，若i1+i2为70A，则i1、i2的相位差是（）.0.180.90.45A B C Dοοοο2. 两个同频率的正弦交流电u1、u2的有效值各为60V和80V，若u1+u2为20V，则u1、u2的相位差是（）.0.180.90.45A B C Dοοοο3.如图，已知162sin(10030) 282sin(10060)i t Ai t Aοοππ=+=-则电流表的读数为（）A.14.14AB.14AC.10AD.8A4.如图，已知电流的有效值为10A，周期是0.1S,则解析式是什么？5. 用示波器观察到的电压波形如图，与之对应的表达式是（）.310sin(314180).310sin(10090).310sin314.310cos(10090)Au t VB u t VC u tVD u t Vοοοππππ=+=+==-6.已知132120)24230)i t Ai t Aοο=+=+，用相量图法求i=i1+i2五、课后反思：。

正弦交流电常用的三种表达法

正弦交流电常用的三种表达法
正弦交流电常用的三种表达法如下:
1. 正弦波表达法:正弦波是交流电的一种常见形式,它的波形是
正弦函数,即周期为2π/180°的曲线。

正弦波可以用公式sin(x)表示,其中x表示时间。

正弦交流电压可以用正弦波的周期来表示,即
2π/T正弦波的电压值等于周期内的平均值,其中T表示正弦波的周期。

2. 复数表达法:复数是正弦交流电的一种更方便的表示方式。

复数可以用z表示,其中z指数为-1到1,分别代表正弦波的振幅和相位。

正弦交流电流可以用i和z表示,其中i表示电流,z表示电流和正弦波的相位差。

复数的模数(即z模)表示正弦交流电的振幅,而模幅(即z幅)则表示正弦交流电的电压值。

3. 欧姆定律表达法:欧姆定律是一种描述电路特性的基本定律,
可以用于描述交流电路中的电流和电压关系。

在正弦交流电路中,欧
姆定律的表达式为:R = ∫V/I ,其中V表示电压,I表示电流,R表示
电阻。

这个表达式可以用于计算正弦交流电路中的电阻值和电流值,
从而可以判断电路中是否存在短路、断路等问题。

正弦交流电的表示法

绘制相量图时，需要确定原点、幅值和角度（相位），将正弦交流电的瞬时值与极坐标系中的点对应 起来。
相量表示法的应用
相量表示法在交流电路分析中具有广泛应用，可以用于计算阻抗、感抗和容抗等参 数，简化正弦交流电路的分析过程。
通过相量图，可以直观地分析正弦交流电在电路中的相位关系，有助于理解交流电 路的工作原理。
相量表示法的定义
相量表示法是一种用于描述正弦交流 电的方法，通过将正弦交流电的幅度 和相位用复数（相量）表示，可以简 化电路分析和计算。
相量表示法中，正弦交流电的三要素 （幅值、频率和相位）被整合到一个 复数中，使得正弦波的数学描述更加 简洁明了。
相量图及其绘制方法
相量图是一种用于表示正弦交流电相量关系的图形，通过在复平面（极坐标系）上绘制相量，可以直 观地展示各正弦波之间的相位关系。
极坐标表示法
极坐标表示法是一种通过极角和极幅来表示正弦交流电的方法。
在极坐标系中，正弦交流电的电压和电流可以表示为：$e = E(cosalphacosbeta + sinalphasinbeta)$， 其中$E$是幅值，$alpha$是初相角，$beta$是相位角。
极坐标表示法可以直观地展示出正弦交流电的幅值和相位信息，方便理解和计算。
相量表示法还可以用于交流电路的稳定性分析，预测系统的动态响应和稳定性。
04
正弦交流电的功率和能量
有功功率和无功功率
有功功率
表示实际消耗的功率，用于转换和 利用能量，单位是瓦特（W）。
无功功率
表示与实际消耗无关的功率，用于 维持磁场和电场，单位是乏 （var）。
视在功率和功率因数
视在功率
表示电源提供的总功率，是有功功率和无功功率的矢量和，单位是伏安（VA）。
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课堂练习
教材中思考与练习第1、2题
瞬时值＝最大值sin（角频率t+0）
电流、电压、电动势的解析式分别为
i Im sin t i0 u Um sin t u0 e Em sin t e0
【例已1】知某正弦交流电压的解析式u＝311sin（314t+60）V，求
这个正弦交流电压的最大值、有效值、频率、周期、角频率和初相位。
V
三、矢量图表示法
1.旋转矢量
旋转矢量是一个在直角坐标系中绕原点旋转的矢量，它是相位随时 间变化的矢量。
三、矢量图表示法
2.旋转矢量的起始位置
旋转矢量通常用大写字母上加黑点的符号来表示，如用 Im 、 U m和 E m
分别表示电流矢量、电压矢量和电动势矢量。
3.有效值矢量表示法
在实际应用中常采用有效值矢量图。这样，矢量图中的长度
角频率与周期、频率的关系：__________。 5.________表示正弦交流电变化的范围；
_______和_______表示正弦交流电变化快慢的物理量。
复习回顾，引入新知
6、正弦交流电的三要素：_______、_______和__________。 7、已知一正弦交流电i=10sin（314t+60°）A，则最大值为_________，有效
值为________，角频率_______，频率________，周期_______，初相 _______。
设疑激探，自主学习
你能写出正 弦交流电的表
达式吗？
一、解析式表示法
解析式表示法：用正弦函数式表示正弦交流电随时间变化的关系的
方法。弦交流电的瞬时值表达式就是交流电的解析式。 其表达方式 为
正弦交流电的表示方法
（两课时）
教学目标
1.理解正弦交流电的旋转矢量表示法。 2.了解正弦交流电解析式、波形图、矢量图的相互转换。
过程与方法目标
能正确认识正弦交流电
情感与态度目标
分析问题、解决问题、团结合作的能力
教学重点
矢量图的画法
教学难点
旋转矢量概念的理解
复习回顾，引入新知
1.最大值又称___________，用_________字母表示，如电 压的最大值_______,电流的最大值________。 2.有效值又称___________，用_________字母表示，如电 压的有效值_______,电流的有效值________。 3.最大值与有效值之间的关系：____________。 4.周期与频率的关系：_________；
就变为正弦量的有效值。有效值矢量用 I、 U、 表E示 。
【例3】
已知正弦交流电压u＝110sin（t+45）V，正弦交流电流i ＝10sin（t-30）A，试画出它们的矢量图。
解：同频率的 几个正弦量的 矢量，可以画 在同一图上， 则画出电压与 电流的矢量图
课堂小结 1．正弦交流电的三种表示方法 2．有效值矢量图的画法 3．交流发电机的工作原理和组成
解： 最大值 Um 311V
有效值 U Um / 2 311/ 2 220V
角频率 频率 周期 初相
314rad / s
f 314 Hz 50Hz 2 23.14
T 1 1 s 0.02s f 50
0 600
二、波形图表示法
波形图表示法：用正弦 曲线表示正弦交流电随 时间变化的关系的方法， 简称波形图。
横坐标表示电角度t 或时间t，纵坐标表示
随时间变化的电流、电 压和电动势的瞬时值。
【例2】 请写出正弦交流电的解析式。
解：
图（a），Im＝10A，0＝0，则其解析式为i＝10sintA 图（b），Um＝110V，0＝45，则其解析式为u＝110sin（t+45）
V
图（c），Em＝220V，0＝-120，则其解析式为e＝220sin（t-120）