P83C654EBA由于這一正弦波在1s之內(nèi)變化2周,所以正弦波變化1周所用的時(shí)間是0.5s。周期是這樣定義的:波形完成1周的變化所需要的時(shí)間被稱為周期。圖3.1-3所示正弦波的周期是0.5s。周期用“r”表示,其單位為“秒”,用“s”表示。周期的常用單位還有ms、us和屁s,其換算關(guān)系為:

1s o 1×103rns = 1×106 us = 1×109ns

在圖3,1-4中,一個(gè)周期之內(nèi),波形由兩個(gè)變化的脈沖波形組成,電壓為正值的脈沖被稱為正半周;電壓為負(fù)值的脈沖被稱為負(fù)半周。

正弦波兩個(gè)半周的形狀、面積相同,而極性相反。周期與頻率的關(guān)系為:

T=1/F

相位反映了導(dǎo)線環(huán)開始旋轉(zhuǎn)的起始點(diǎn)和正弦交流電在交變過程中不斷變化的幅值和極性。由于相位是用角度來表示的,所以它也被稱為相位角,一般用“Φ”表示,單位為“度”或“弧度”。對(duì)于反映導(dǎo)線環(huán)初始位置的角度,稱為初相角。

電壓振幅,通常,交流發(fā)電機(jī)輸出的是恒定的按正弦規(guī)律變化的交流電壓。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度是恒定的,導(dǎo)線環(huán)的轉(zhuǎn)速也是恒定的。因此其輸出的感應(yīng)電壓的振幅(最大值)也是恒定的。其大小可以由下面的公式計(jì)算出來:

U=N*ΔΦ/ΔT

以上我們討論了頻率(周期)、相位和電壓幅度的概念。實(shí)際上,頻率反變化的快慢,而相位反映的是其初始值,電壓振幅則反映的是正弦量的大小。頻率(周期)、相位和電壓振幅稱為正弦交流電的三要素。它們是正弦交流電的依據(jù)。

正弦交流電的波形分析

交流電的電流和電壓按照正弦波的規(guī)律周期性地變化c電子首先朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),然后又朝另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)�？梢�,正弦波的振幅和方向都是變化的。

正弦曲線的矢量表示,正弦曲線可以簡(jiǎn)單地用向量表示,如圖3.1-5(a)所示。一個(gè)帶方向箭頭的直線,我們稱之為矢量G如果將向量的一端0固定,將帶箭頭的一端以0為圓心,以恒定的速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),則箭頭與水平軸的垂直距離(電壓或電流幅度)將隨旋轉(zhuǎn)角度而發(fā)生變化。將這一垂直距離與旋轉(zhuǎn)角度(時(shí)間)的關(guān)系畫在直角坐標(biāo)系上便得到了正弦曲線�？梢�,矢量可以用來表示正弦曲線。我們把向量旋轉(zhuǎn)形成的圓形稱為矢量圓圖。

矢量旋轉(zhuǎn)的速度實(shí)際上反應(yīng)了正弦曲線的頻率。隨著矢量的旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)過的角度不斷增加。矢量旋轉(zhuǎn)的速度可以用角度變化的速度表示c在電學(xué)中,旋轉(zhuǎn)角度的單位是弧度。1弧度被定義為:1個(gè)單位長(zhǎng)度的矢量,當(dāng)其轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)等于該矢量的長(zhǎng)度時(shí),其扇形中心角的角度稱為1弧度,用“rad”表示,1個(gè)單位長(zhǎng)度的矢量在1s內(nèi)所轉(zhuǎn)過的弧度我們稱之為角

式中:ω―角頻率,單位:1/S;

F―頻率.單位:Hz。

正弦交流電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式,正弦交流電壓可以用下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式表示

u=σmsin(ωJ+φ0)

式中:U一瞬時(shí)電壓;

Um一振幅(電壓最大值);

φ0一初相角,單位:弧度(rad);

ω一角頻率。

如圖3.1-5(b)畫出了初相角為φ1、φ2、φ3時(shí)矢量圖與正弦波形之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。