计算机电路基础第03章
38页1、第 3 章 正 弦 交 流 电 路,3.1 正弦交流电的基本概念 3.2 正弦量的相量表示法及复数运算 3.3 单一元件的正弦交流电路,强度和方向随时间按一定的规律周期性变化的电流或电压称为交流电,其中应用最广泛的是正弦交流电。激励和响应是同频率正弦量的电路称为正弦交流电路。本章主要介绍正弦交流电的基本概念,学习正弦稳态电路的一般分析、计算方法。,3.1 正弦交流电的基本概念,3.1.1 正弦量的三要素 1.振幅值 正弦量瞬时值中的最大值叫振幅值,也叫峰值,如图3.1所示的Um。幅值的单位与相应的电压、电流单位保持一致。,图3.1 正弦交流电压波形,2.角频率 角频率()表示在单位时间内正弦量所经历的电角度。在一个周期T时间内,正弦量经历的电角度为2弧度,如图3.1所示。周期与频率的关系为 f=1/T =2/T=2f 角频率的单位为弧度/秒(rad/s),频率的单位为赫兹(Hz),周期的单位为秒(s)。,3.初相u、i与相位 (t+u)和(t+i)为电压和电流正弦量的相位角,简称相位。u、i为电压和电流的初相位或初相角(简称初相),初相反映了正弦量在计时起点(即t=0时)所处的状态。,
2、注意:初相通常用绝对值不大于180的角来描述。初相角在纵轴的左边时,为正角,一般取0180;在纵轴的右边时,为负角,一般取-1800。 以电压为例,正弦量的三要素对正弦函数波形的影响分别如图3.2(a)、(b)、(c)所示。,图3.2 正弦交流电的三要素,3.1.2 相位差 两个同频率正弦量的相位之差,称为相位差。例如式(3-1)、(3-2)电压和电流的相位差为 =(t+u)-(t+i)=u-i,虽然正弦量的相位是随时间变化的,但同频率正弦量的相位差不随时间改变,等于它们的初相之差。当两个同频率正弦量的计时起点作同样的改变时,它们的相位和初相也随之改变,但两者之间的相位差始终不变。由于初相与参考方向的选择有关,所以相位差也与参考方向的选择有关。,在正弦电路的分析与计算中,发现同一电路中的各电压、电流都是同频率的正弦量,而且有一定的相位差,此时需考虑它们之间的相位差。对于相位差为零(即初相相同)的两个正弦量,称之为同相,如图3.2(a)所示。 如图3.2(c)所示,两电压之间的相位差为=2-1,称电压U2超前电压U1角,或电压U1滞后电压U2角。,3.1.3 正弦量的有效值 由于正弦量的
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