在一�(gè)電路�,如�電源的電�(dòng)�(shì)e(t)隨�(shí)間作周期性變化,則各段電路中的電壓和電流都將隨時(shí)間作周期性變�,這種電路叫做交流電路 。交流電路廣泛地�(yīng)用于電力工程,無(wú)線電電子技�(shù)和電磁測(cè)量中�
周期電流
周期電流:隨�(shí)間做周期變化的電�。周期電流在某一�(shí)刻的值稱為瞬�(shí)�,即周期電流�(yīng)滿足f (t) = f (t+T)。其�,T稱為周期,單位是�,表示電流完成一�(gè)循環(huán)所需的時(shí)間;周期的倒數(shù),即單位�(shí)間內(nèi)完成的循�(huán)�(shù)稱為頻率[f]�,單位是赫茲[Hz]。正弦量:隨�(shí)間按正弦�(guī)律做周期變化的量�
正弦交流電瞬�(shí)值的一般表�(dá)式為�
可見,每�(gè)正弦量都包含三�(gè)基本要素:值或幅值(Um、Im�、角頻率ω和初相位(ψu(yù)、ψi�。它們是區(qū)別不同正弦量的依�(jù)�
1、值(幅值):是正弦量瞬�(shí)值中的�。一般用大寫字母加下�(biāo)m 表示�
2、角頻率ω�?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)正弦函數(shù)變化的角��
單位是[rad/s]。又,單位時(shí)間內(nèi)交流電循�(huán)了f 次,因此ω=2π/T = 2πf
3、初相位ψ:表示正弦量在t=0�(shí)刻的相角。其值與�(jì)�(shí)起點(diǎn)有關(guān),一般用-π>ψ≧π的角度來(lái)表示�
4、相位差:兩�(gè)同頻正弦量的相位之差。如:u、i 的初相位分別為ψu(yù)、ψi,則u、i 的相位差�(ωt+ψu(yù))-(ωt+ψi)= ψu(yù) -ψi = φ
1 在電力系�(tǒng)�,從�(fā)電到輸配電,用的都是交流�
這里的電源是交流�(fā)電機(jī)。在前面我們介紹過(guò)一�(gè)最�(jiǎn)單的原理性交流發(fā)電機(jī),它是靠線圈在磁�(chǎng)中轉(zhuǎn)�(dòng)而獲得的交變的感�(yīng)電動(dòng)�(shì)�。交流發(fā)電機(jī)�(chǎn)生的交變電動(dòng)�(shì)隨時(shí)間變化的�(guān)系圖,基本上是正弦或余弦函數(shù)的波�,這樣的交流電叫做�(jiǎn)諧交流電�
2 在無(wú)線電電子�(shè)備中的各種電訊號(hào),大多也是交流電信號(hào)
這里電訊�(hào)的來(lái)源是多種多樣�。在收音�(jī)、電視機(jī)中通過(guò)天線接收了從電臺(tái)�(fā)射到空間的電磁波。形成整�(jī)的訊�(hào)��
3.在許多電子測(cè)�?jī)x器(如交流電橋、示波器、頻率計(jì)、Q 表等)中� 這些訊號(hào)�(fā)生器自身也是一些特殊的電子電路,靠它激�(fā)的自生振�,為其它�(cè)�?jī)x器提供交流電�(dòng)�(shì)。在各種�(wú)線電電子�(shè)備中往往具有多級(jí)放大電路,這時(shí)除了整機(jī)的交流電源外,前一�(jí)放大器的輸出是后一�(jí)的輸�,對(duì)后一�(jí)電路�(lái)�(shuō),我們也可以把前一�(jí)作為訊號(hào)源。實(shí)際中不同�(chǎng)合應(yīng)用的交流隨時(shí)間變化的波形是多種多樣的�
?�?)市電是50周的�(jiǎn)諧波�
?�?)電子示波器用來(lái)掃描的訊�(hào)是鋸齒波�
?�?)電子計(jì)算機(jī)中采用的訊號(hào)是矩形脈沖;
?�?)激光通訊用來(lái)載波的是尖脈沖;
?�?)廣播電�(tái)�(fā)射的訊號(hào)在中波段�535KC�1605KC的調(diào)幅波(即振幅隨時(shí)間變化的�(jiǎn)諧波��
?�?)電視臺(tái)和通訊系統(tǒng)�(fā)射的訊號(hào)兼有�(diào)幅和�(diào)頻波(即頻率隨時(shí)間變化的�(jiǎn)諧波��
這里講的“波”是�(xí)慣說(shuō)�,其�(shí)都是電流i 隨時(shí)間t的變化狀�(tài)(即振動(dòng)狀�(tài)�,而不是波。我們知�,波方程必須既是�(shí)間t又是空間r(或其中之一,如x)的函數(shù)。雖然交流電的波形多種多�,但其中最重要的是�(jiǎn)諧交流電,這是�?yàn)�?/FONT>
?�?)簡(jiǎn)諧交流電是一種最常見的交流電,由于非�(jiǎn)諧交流電可能引起用電器(如電�(dòng)�(jī))額外的功率損�,并造成電路的某些部分出�(xiàn)不應(yīng)有的高電壓,從而引起種種危�,因�,工�(yè)及民用交流電都采用簡(jiǎn)諧交流電�
?�?)任何非�(jiǎn)諧式的交流電都可分解為一系列不同的頻率的�(jiǎn)諧成�。例如方形波可用Fourier series表示為:這級(jí)�(shù)的前三項(xiàng)相加,所得結(jié)果就已與方波的形狀有相�(dāng)?shù)慕屏恕?/FONT>
�3)不同頻率的�(jiǎn)諧成分在線性電路種彼此�(dú)�,互不干擾�
由于同頻率簡(jiǎn)諧函�(shù)疊加的結(jié)果仍舊是該頻率的�(jiǎn)諧函�(shù),簡(jiǎn)諧函�(shù)的微商和積分也是同一頻率的簡(jiǎn)諧函�(shù)。這樣一�(lái),不但使�(jiǎn)諧交流電路問(wèn)題處理和�(yùn)算特別簡(jiǎn)�,而且不同頻率的簡(jiǎn)諧交流電在電路中彼此�(dú)�,互不干擾。因?yàn)�?dāng)有不同頻率的�(jiǎn)諧成分同�(shí)存在�(shí),我們可以一�(gè)�(gè)單獨(dú)處理。由于以上幾�(diǎn)理由,在一切波形的交流電中,簡(jiǎn)諧交流電是最基本�,以后各節(jié)只討論簡(jiǎn)諧交流電,它是處理一切交流電�(wèn)題的基礎(chǔ)�
交流電路的參�(shù)收到交流電本身的基本參數(shù)影響,即頻率、峰值和位相?,F(xiàn)在分別討論如下:
1.頻率:上式中的是角頻率(圓頻率),它與頻率f之間的關(guān)系是,f的含義是單位�(shí)間內(nèi)交流電作周期性變化的次數(shù),頻率表示交流電瞬時(shí)值變化的快慢單位:或。例如市電的頻率�50Hz,有的國(guó)家發(fā)電廠�(fā)出的交流電頻率為60Hz�
2.峰值和有效值:�(jiǎn)諧量在一�(gè)周期所能達(dá)到的瞬時(shí)值,稱為�(jiǎn)諧量的幅值(或峰值),它們的意義是瞬�(shí)值隨�(shí)間變化的幅度。交流電路對(duì)�(jiǎn)諧交流電而言,有效值等于峰值的,即70%左右。在電工�(cè)量中,常使用交流電流表和電壓表。但所�(cè)得的讀�(shù)都是“有效值�。平常我們說(shuō)交流電壓�220V也是指有效值,今后在交流電路問(wèn)題中不加解釋給的讀�(shù)一律指有效��
3.位相:叫做初位相。表示交流電在某一�(shí)刻達(dá)到的狀�(tài),即它不僅決定瞬�(shí)值的大小和方�,而且還能表示出簡(jiǎn)諧量變化的趨�(shì)(是變大或變小)。在研究單一�(jiǎn)諧交流電�(shí),初位相的作用尚不明�,如果要比較兩�(gè)或兩�(gè)以上的交流電�(shí),則其重要意義就顯示出來(lái)�,要用到位相差的概念,位相差是不隨時(shí)間改變的常數(shù),他表示兩�(gè)�(jiǎn)諧量在變化過(guò)程中位相相差的程�,在交流電知�(shí)�,常常涉及的就是電壓與電流之間的位相差�
純電阻交流電�
1 交流純電阻電�,電路電流i(t)與其電阻兩端的電壓Vr(t�,相位相同且頻率相同
2 其電路圖與波形圖、向量圖如下�
純電感交流電�
1 交流純電感電�,其電感器兩端的電壓Vl(t)的相位,超前電路電流i(t)的相位�
2 其電路圖與波形圖、向量圖如下�
純電容交流電�
1 交流純電容電�,其電路電流i(t)的相位,超前電容器兩端的電壓Vc(t�90°的相位角
2 其電路圖與波形圖、向量圖如下�
維庫(kù)電子通,電子知識(shí),一查百��
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