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正弦波公式的推導(dǎo)

發(fā)布時(shí)間:2013/10/26 21:17:47 訪問(wèn)次數(shù):5365

    當(dāng)沿著正弦波水平軸移動(dòng)時(shí),角度增加,OP215FZ并且幅度(沿著y軸的高度)是變化的。在任何給定昀時(shí)刻,正弦波的幅度可以用相位角和振幅(最大值)來(lái)描述,因此也就可以表示為相位復(fù)矢量( phasor)。相位復(fù)矢量是一個(gè)既具有幅度又具有方向的量。相位復(fù)矢量的圖解表示為繞著一個(gè)固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的箭頭。正弦波相位復(fù)矢量的長(zhǎng)度是峰值(振幅),而它旋轉(zhuǎn)時(shí)的角度位置是相位角。一個(gè)完整的正弦波可以看成是相位復(fù)矢量旋轉(zhuǎn)360。

           
    圖8.32示出了相位復(fù)矢量逆時(shí)針?lè)较蛲瓿扇康?60。旋轉(zhuǎn)。如果相位復(fù)矢量的末端映射到一個(gè)相位角沿著水平軸移動(dòng)的圖中,正弦波就被“描繪”出來(lái)。在相位復(fù)矢量的每一個(gè)角度位置,有一個(gè)對(duì)應(yīng)的振幅值。正如所看見(jiàn)的,在90。和270。,正弦波的幅度最大,并且對(duì)應(yīng)于相位復(fù)矢量的長(zhǎng)度。在O。和180。,因?yàn)橄辔粡?fù)矢量在這兩點(diǎn)處于水平位置,因此正弦波等于O。
    圖8. 32用旋轉(zhuǎn)的相位復(fù)矢量表示正弦波

          
    檢查一下在一個(gè)特定的角度,相位復(fù)矢量的表示。圖8.33示出了在45。角度的位置電壓相位復(fù)矢量以及在正弦波上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。在這一點(diǎn)正弦波的瞬時(shí)值t,與相位復(fù)矢量的位置(角度)和長(zhǎng)度(振幅)都有關(guān)。從相位復(fù)矢量的頂點(diǎn)向下到水平軸的垂直距離代表了正弦波在那一點(diǎn)的瞬時(shí)值。注意,當(dāng)從相位復(fù)矢量的頂點(diǎn)向下畫出到水平軸的垂直線時(shí),就形成了直角三角形( right triangle),如圖8.33所示。相位復(fù)矢量的長(zhǎng)度是直角三角形的斜邊(hypotenuse),而垂直投影是正對(duì)著的邊。根據(jù)三角學(xué),直角三角形的對(duì)邊等于三角形的斜邊乘以角度e的正弦。在這里,相位復(fù)矢量的長(zhǎng)度是正弦波電壓的峰值VP.

    當(dāng)沿著正弦波水平軸移動(dòng)時(shí),角度增加,OP215FZ并且幅度(沿著y軸的高度)是變化的。在任何給定昀時(shí)刻,正弦波的幅度可以用相位角和振幅(最大值)來(lái)描述,因此也就可以表示為相位復(fù)矢量( phasor)。相位復(fù)矢量是一個(gè)既具有幅度又具有方向的量。相位復(fù)矢量的圖解表示為繞著一個(gè)固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的箭頭。正弦波相位復(fù)矢量的長(zhǎng)度是峰值(振幅),而它旋轉(zhuǎn)時(shí)的角度位置是相位角。一個(gè)完整的正弦波可以看成是相位復(fù)矢量旋轉(zhuǎn)360。。

           
    圖8.32示出了相位復(fù)矢量逆時(shí)針?lè)较蛲瓿扇康?60。旋轉(zhuǎn)。如果相位復(fù)矢量的末端映射到一個(gè)相位角沿著水平軸移動(dòng)的圖中,正弦波就被“描繪”出來(lái)。在相位復(fù)矢量的每一個(gè)角度位置,有一個(gè)對(duì)應(yīng)的振幅值。正如所看見(jiàn)的,在90。和270。,正弦波的幅度最大,并且對(duì)應(yīng)于相位復(fù)矢量的長(zhǎng)度。在O。和180。,因?yàn)橄辔粡?fù)矢量在這兩點(diǎn)處于水平位置,因此正弦波等于O。
    圖8. 32用旋轉(zhuǎn)的相位復(fù)矢量表示正弦波

          
    檢查一下在一個(gè)特定的角度,相位復(fù)矢量的表示。圖8.33示出了在45。角度的位置電壓相位復(fù)矢量以及在正弦波上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。在這一點(diǎn)正弦波的瞬時(shí)值t,與相位復(fù)矢量的位置(角度)和長(zhǎng)度(振幅)都有關(guān)。從相位復(fù)矢量的頂點(diǎn)向下到水平軸的垂直距離代表了正弦波在那一點(diǎn)的瞬時(shí)值。注意,當(dāng)從相位復(fù)矢量的頂點(diǎn)向下畫出到水平軸的垂直線時(shí),就形成了直角三角形( right triangle),如圖8.33所示。相位復(fù)矢量的長(zhǎng)度是直角三角形的斜邊(hypotenuse),而垂直投影是正對(duì)著的邊。根據(jù)三角學(xué),直角三角形的對(duì)邊等于三角形的斜邊乘以角度e的正弦。在這里,相位復(fù)矢量的長(zhǎng)度是正弦波電壓的峰值VP.

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