P83C654EBA由于这一正弦波在1s之内变化2周,所以正弦波变化1周所用的时间是0.5s。周期是这样定义的:波形完成1周的变化所需要的时间被称为周期。图3.1-3所示正弦波的周期是0.5s。周期用“r”表示,其单位为“秒”,用“s”表示。周期的常用单位还有ms、us和屁s,其换算关系为:

1s o 1×103rns = 1×106 us = 1×109ns

在图3,1-4中,一个周期之内,波形由两个变化的脉冲波形组成,电压为正值的脉冲被称为正半周;电压为负值的脉冲被称为负半周。

正弦波两个半周的形状、面积相同,而极性相反。周期与频率的关系为:

T=1/F

相位反映了导线环开始旋转的起始点和正弦交流电在交变过程中不断变化的幅值和极性。由于相位是用角度来表示的,所以它也被称为相位角,一般用“Φ”表示,单位为“度”或“弧度”。对于反映导线环初始位置的角度,称为初相角。

电压振幅,通常,交流发电机输出的是恒定的按正弦规律变化的交流电压。因为发电机内部的磁场强度是恒定的,导线环的转速也是恒定的。因此其输出的感应电压的振幅(最大值)也是恒定的。其大小可以由下面的公式计算出来:

U=N*ΔΦ/ΔT

以上我们讨论了频率(周期)、相位和电压幅度的概念。实际上,频率反变化的快慢,而相位反映的是其初始值,电压振幅则反映的是正弦量的大小。频率(周期)、相位和电压振幅称为正弦交流电的三要素。它们是正弦交流电的依据。

正弦交流电的波形分析

交流电的电流和电压按照正弦波的规律周期性地变化c电子首先朝一个方向运动,然后又朝另一个方向运动。可见,正弦波的振幅和方向都是变化的。

正弦曲线的矢量表示,正弦曲线可以简单地用向量表示,如图3.1-5(a)所示。一个带方向箭头的直线,我们称之为矢量G如果将向量的一端0固定,将带箭头的一端以0为圆心,以恒定的速度逆时针旋转,则箭头与水平轴的垂直距离(电压或电流幅度)将随旋转角度而发生变化。将这一垂直距离与旋转角度(时间)的关系画在直角坐标系上便得到了正弦曲线。可见,矢量可以用来表示正弦曲线。我们把向量旋转形成的圆形称为矢量圆图。

矢量旋转的速度实际上反应了正弦曲线的频率。随着矢量的旋转,其转过的角度不断增加。矢量旋转的速度可以用角度变化的速度表示c在电学中,旋转角度的单位是弧度。1弧度被定义为:1个单位长度的矢量,当其转过的弧长等于该矢量的长度时,其扇形中心角的角度称为1弧度,用“rad”表示,1个单位长度的矢量在1s内所转过的弧度我们称之为角

式中:ω―角频率,单位:1/S;

F―频率.单位:Hz。

正弦交流电压的数学表达式,正弦交流电压可以用下面的数学表达式表示

u=σmsin(ωJ+φ0)

式中:U一瞬时电压;

Um一振幅(电压最大值);

φ0一初相角,单位:弧度(rad);

ω一角频率。

如图3.1-5(b)画出了初相角为φ1、φ2、φ3时矢量图与正弦波形之间的对应关系。