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第 3 章单相正弦交流电路正弦交流电是日常生活和科技领域中最常见、应用最广泛的一种电的形式。
正弦交流电路的理论在电路基础课程中占有极其重要的位置，学习和掌握好正弦交流电路的基本概念和基本分析方法，是本课程中的一个重要环节，应给予足够的重视。
本章将在分析直流电阻性电路的基础上，探讨正弦交流电路的分析方法。
学习的主要内容有：正弦交流电路的基本概念，正弦量的三要素和正弦量的有效值，正弦交流参量的基本运算，电抗元件在交流电路中的基本性质及电阻元件、电感元件、电容元件上的电压、电流关系及功率关系。
本章教学要求深入了解正弦交流电的诸多基本概念，重点理解正弦交流电的三要素和正弦交流电有效值的概念；熟悉和掌握正弦交流电的解析式表示法和波形图表示法；深刻理解和牢固掌握单一电阻元件参数电路、单一电感元件参数电路、单一电容元件参数电路的电压、电流关系及其功率情况，在此基础上，掌握多参数组合的简单正弦交流电路的分析与计算方法。
掌握正弦交流电路中电路参数的测量方法，学会交流电压表、交流电流表、单相功率表的正确使用方法。
3.1 正弦交流电路的基本概念学习目标：深刻理解正弦交流电的三要素，熟悉相位、相位差及同频率正弦量之间超前、滞后的概念；掌握正弦交流电有效值的概念及有效值与最大值之间的数量关系；理解和掌握频率、周期、角频率的概念及其三者之间的数量关系。
1820年奥斯特发现了电能生磁的现象后，又经过十多年，英国学徒出身的物理学家法拉第在1831年通过大量实验证实了磁能生电的现象，向人们揭示了电和磁之间的联系。
从此，开创了普遍利用交流电的新时代。
电磁感应现象奠定了交流发电机的理论基础。
现代发电厂（站）的交流发电机都是基于电磁感应的原理工作的：发电机的原动机（汽轮机或水轮机等）带动磁极转动，与固定不动的发电机定子绕组相切割从而在定子绕组中感应电动势，与外电路接通后即可供出交流电。
3.1.1 正弦量的三要素1.正弦交流电的周期、频率和角频率发电厂的发电机产生的交流电，其大小和方向均随时间按正弦规律变化。
《电工基础》试题库说明：『1』本试题库使用专业：机电系大专专业『2』课程考核要求与知识点第一章电路的基本概念和基本定律1、识记：基本概念基本定律2、理解：（1）电位、电功率、电能的概念。
（2）电压、电流及它们的参考方向。
（3）电阻元件电压与电流关系，欧姆定律。
（4）电压源和电流源的电压与电流关系（5）基尔霍夫电流定律和电压定律。
3、运用：（1）参考方向的应用；（2）应用KCL、KVL求未知电流和电压第二章电路的分析方法1、识记：（1）电阻并、串联特性；（2）电阻星、三角连接的等效互换公式（3）两种电源模型的等效互换条件；(4) 戴维宁定理的条件和内容2、理解：（1）等效变换的概念。
（2）两种电源模型的等效互换条件；（3）戴维宁定理的条件和内容（4）叠加定理的条件和内容3、运用：（1）电阻串联、并联、混联的连接方式和等效电阻、电压、电流、功率的计算，电路中各点电位的计算。
（2）支路电流法、网孔法、节点法求解电路的方法（3）应用戴维宁定理确定负载获得最大功率的条件（4）运用叠加定理分析含有两个直流电源的电路。
第三章正弦交流电路1、识记：（1）正弦量的频率、角频率、周期的关系；（2）正弦量有效值、最大值、平均值的关系；（3）正弦量的相量表示法；（4）各种元件的复阻抗；（5）R、L、C元件电压与电流关系，感抗、容抗，平均功率（有功功率）、无功功率。
2、理解：（1）正弦交流电路量的特点；（2）R、L、C元件在正弦交流电路中电压和电流的各种关系；（3）串、并联谐振；3、运用：（1）RL、RC串、并联电路的分析（2）RLC串、并联电路的分析（3）有功功率、无功功率、视在功率、功率因数的计算第四章三相正弦交流电路1、识记：（1）对称三相正弦量（2）星形、三角形两种联结方式下线电压、相电压的关系，线电流、相电流、中性线电流的关系（3）对称三相电路的功率2、理解：（1）对称三相电路的分析方法（2）不对称三相电路的分析方法及中线的作用3、运用：（1）对称三相电路的分析计算（2）不对称三相电路的分析计算第五章磁路与变压器1、识记：（1）磁路的基本概念和定律；（2）变压器的特性参数2、理解：（1）铁磁性物质的磁化性能与磁化曲线和磁路的欧姆定律（2）交流铁心线圈电路磁通与外加电压的关系（3）变压器的结构和工作原理（4）特殊变压器的使用第六章供电与安全用电1、识记：安全用电和节约用电常识2、理解：发电、输电及工企供电配电第七章电工测量1、识记：（1）电工仪表与测量的基本常识；（2）万用表的使用方法2、理解：万用表的的结构3、运用：电压、电流的测量；电阻的测量；电功率的测量；电能的测量『3』考试命题内容具体分配情况（1）试题对不同能力层次要求的比例为：识记约占15%，理解约占45%，运用占40%；（2）试卷中不同难易度试题的比例为：较易占20%，中等占70%，较难占10%；（3）期末试题从本试题库中抽取。
项目二正弦交流电路分析任务1 正弦交流电路基本知识一、交流电的产生1、演示实验教师作演示实验，演示交流电的产生。
展示手摇发电机模型，介绍主要部件（对应学生设计的发电机原理图），进行演示。
第一次发电机接小灯泡。
当线框缓慢转动时，小灯泡不亮；当线框快转时，小灯泡亮了，却是一闪一闪的。
第二次发电机接电流表。
当线框缓慢转动时电流计指针摆动；仔细观察，可以发现：线框每转一周，电流计指针左右摆动一次。
表明电流的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。
2、分析——交流电的变化规律投影显示（或挂图）：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程。
(1)线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流。
（教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。
中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零。
）(2) 当线圈平面逆时针转过90°时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大。
(3) 再转过90°时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势。
(4) 当线圈再转过90°时，处于图（丁）位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（乙）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反。
(5) 再转过90°线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势。
分析小结：线圈abcd在外力作用下，在匀强磁场中以角速度ω匀速转动时，线圈的ab边和cd 边作切割磁感线运动，线圈产生感应电动势。
如果外电路是闭合的，闭合回路将产生感应电流。
ab和cd边的运动不切割磁感线时，不产生感应电流。
设在起始时刻，线圈平面与中性面的夹角为，t时刻线圈平面与中性面的夹角为。
分析得出，cd边运动速度v与磁感线方向的夹角也是，设cd边长度为L，磁场的磁感应强度为B，则由于cd边作切割磁感线运动所产生的感应电动势为同理，ab边产生的感应电动势为由于这两个感应电动势是串联的，所以整个线圈产生的感应电动势为（式5-1）式中，是感应电动势的最大值，又叫振幅。
