描述简谐交流电的特征量

2022-08-31 00:41:06
高压开关动特性测试仪
1、周期、频率和角频率
  简谐交流电完成一次周期性变化所用的时间叫周期,用表示,它是波形重复出现的最短时间。单位时间内简谐交流电完成周期性变化的次数叫频率,用表示,单位:赫兹()。它与周期的关系

    我国及其他多数国家发电厂发出的交流电的频率为50Hz ,通常称为“工频”,也有的国家采用60Hz的。 其它技术领域里应用着不同频率的交流电,如航空工业用的交流电为400Hz,电子技术里应用的音频电流约是 20Hz ~ 20KHz。
    简谐交流电变化一个周期,相当于正弦函数变化了个弧度,称之为电角度。单位时间内交流电变化的电角度称为电角速度,亦称角频率,用表示。那么

由此可见,用角频率也表示交流电变化的快慢。单位:弧度 / 秒()。

2、瞬时值、最大值和有效值
⑴ 瞬时值
  交流电在任一时刻的实际值叫做瞬时值,瞬时值只从随时间变化的关系上说明某一时刻正弦量的大小。规定交流电的瞬时值一律用英文小写字母表示,如i、u、e 分别表示交流电流、电压和电动势的瞬时值。
⑵ 最大值(幅值)
  交流电在变化过程中所出现的最大瞬时值叫做最大值(幅值),它是简谐交流电的振幅。交流电幅值通常用英文大写字母加下标m表示,如用Im、Um、Em 分别表示交流电流、电压和电动势的最大值。

⑶ 有效值
  一个交流电流的作功能力相当于某一数值的直流电流的作功能力,这个直流电流的数值就是该交流电的有效值。如图所示,在同一个电阻R 中分别通以交流电和直流电,在相同的时间内产生的热量相同,我们就说这两个电流等效,这个直流电流的数值就是该交流电 流的有效值。即交流电的有效值就是与它平均耗能相等的直流电的值。通常用英文大写字母不加下标表示,如用分别表示交流电流、电压和电动势的有效值。

根据焦耳定律,交流电流在一个周期内产生的热量为

直流电流在一个周期内产生的热量为

根据有效值的定义,两种电流产生的热量相等,即

由此得交流电流的有效值

设交流电流为,代入上式,得



    在电工测量中,常用的交流电压表、电流表测得的数值都是有效值,交流电设备铭牌上标注的也是有效值。 

3、位相、初位相和位相差
⑴ 位相和初位相
  交流电在随时间变化的过程中,不同时刻对应着不同的电角度,从而得到不同的瞬时值,所以正弦交流电中的反映了正弦量在交变过程中瞬时值的变化进程。我们把叫正弦交流电的位相(或位相角)。当时,正弦量的位相叫初位相。
⑵ 位相差
  两个同频率的正弦交流电在任一时刻位相角之差称为位相差。设两个同频率的正弦交流电分别是

它们之间的位相差角是

    如果一个正弦量比另一个正弦量先达到正的最大值或零值,那么在位相上就说前者“超前”后者,或者说后者在位相上“落后”于前者。若,则比超前角(或比落后角);若,则比落后角(或比超前角)。
    如果两个正弦量的初位相相同,即,我们称和同相;如果两个正弦量的初位相相反,即, 我们称和反相。

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