学习电气技术应从理论开始，本文分享交流电的周期、频率、瞬时值、有效值、相位、相位差相关知识交流电是指方向和大小都随时间做周期变化的电压或电流交流电类型很多，其中最常见的是正弦交流电，因此这里就以正弦交流电为例来介绍交流电，今天小编就来聊一聊关于零基础学好电气自动化要多久?接下来我们就一起去研究一下吧!
零基础学好电气自动化要多久
学习电气技术应从理论开始，本文分享交流电的周期、频率、瞬时值、有效值、相位、相位差相关知识。交流电是指方向和大小都随时间做周期变化的电压或电流。交流电类型很多，其中最常见的是正弦交流电，因此这里就以正弦交流电为例来介绍交流电。
1、正弦交流电
正弦交流电符号、电路和波形如图1所示。下面以图1b所示的交流电路来说明图1c所示正弦交流电波形。
①在0-t1期间：交流电源e的电压极性是上正下负，电流I的方向是：交流电源上正→电阻R→交流电源下负，并且电流I逐渐增大，电流逐渐增大在图1c中用波形逐渐上升表示，t1时刻电流达到最大值。
②在t1-t2期间：交流电源e的电压极性仍是上正下负，电流I的方向仍是：交流电源上正→电阻R→交流电源下负，并且电流I逐渐减小，电流逐渐减小在图1c中用波形逐渐下降表示，t2时刻电流为。
③在t2-t3期间：交流电源e的电压极性仍是上负下正，电流I的方向也发生改变，图1c中的交流电波形由t轴上方转到下方表示电流方向发生改变，电流I的方向是：交流电源下正→电阻R→交流电源上负，电流反方向逐渐增大，t3时刻反方向的电流达到最大值。
④在t3-t4期间：交流电源e的电压极性仍是上负下正，电流I仍是反方向，电流的方向是：交流电源下正→电阻R→交流电眼上负，电流反方向逐渐减少，t4时刻电流减小到0。
t4时刻以后，交流电源的电流大小和方向变化与0-t4期间变化相同。实际上，交流电源不但电流大小和方向按正弦波变化，其电压大小和方向变化也像电流一样按正弦波变化。
2、周期和频率
周期和频率是交流电最常用的两个概念，下面图2所示的正弦交流电波图形来说明。
①周期：从图2可以看出，交流电变化过程是不断重复的，交流电重复变化一次所需的时间称为周期，周期用T表示，单位是秒(s)。图2所示交流电的周期为T=0.02s，说明该交流电每隔0.02s就会重复变化一次。
②频率 交流电在每秒钟内重复变化的次数称为频率，频率用f表示，它是周期的倒数，即f=1/T，频率的单位是Hz。图2所示交流电的周期为T=0.02s，那么它的频率为50Hz，说明在1s内交流电能重复0-t4这个过程50次，交流电变化越快，变化一次所需要的时间越短，周期就越短，频率越高。
3、瞬时值和有效值
①瞬时值
交流电的大小和方向是不断变化的，交流电在某一时刻的值称为交流电在该时刻的瞬时值。以图2所示的交流电压为例，它在t1时刻的瞬时值为2202V(约为311V)，该值为最大瞬时值；在t2时刻瞬时值为0V，该值为最小瞬时值。
②有效值
交流电的大小和方向是不断变化的，这给电路计算和测量带来不便，为此引入有效值的概念，以图3所示电路来说明有效值的含义。
图3所示两个电路中的电热丝完全一样，现分别给电热丝通交流电和直流电，如果两电路通电时间相同，并且电热丝发出热量也相同，对电热丝来说，这里的交流电和直流电也等效的，那么久将图3b中直流电的电压值或电流值称为图3a中交流电的有效电压值或有效电流值。
交流市电电压为220V指的是有效值，其含义是虽然交流电压时刻变化，但它的效果与220V直流电视一样的。没有特别说明，交流电的大小通常是指有效值，测量仪表的测量值一般也是指有效值。正弦交流电的有效值与瞬时最大值的关系是：最大瞬时值=√2×有效值。例如交流市电的有效电压值为220V，它的最大瞬时电压值=√2×220=311V。
4、交流电的相位与相位差
正弦交流电的电压或电流值变化规律和正弦波一样，为了分析方便，将正弦交流电波形放在图4所示的坐标中。
图4中画出了交流电的一个周期，一个周期的角度为2π，一个周期的时间为T=0.02s。从图中可以看出，在不同的时刻，交流电压所处的角度不同，如在t=0时刻的角度为0°，在t=0.005s时刻的角度为π/2(90°),在t=0.01s时刻的角度为π(180°)。
交流电在某时刻的角度称为交流电在该时刻的相位。在图4所示的交流电在t=0.005s时刻的相位为π/2(90°)，在t=0.01s时刻的相位为π。交流电在t=0时刻的角度称为交流电的初相位，图4中的交流电初相位为0°。
对于初相位为0°的交流电，可用公式表示：U=Um×sinωt，公式中U为交流电压的瞬时值，Um为交流电压的最大值，ωt为交流电压的相位，其中ω称为交流电的角频率，ω=2π/T=2πf。利用公式可以求出交流电压在任一时刻的相位及该时刻的电压值。
例如：已知某交流电压的周期T=0.02s，最大电压值Um=10V，初相位为0°，求该交流电压在t=0.015s时刻的相位及电压。
先求出交流电压在t=0.015s时刻的相位ωt：ωt=2π/T×t=3/2π，再求交流电压在t=0.015s时刻的电压值U：U=Um×sinωt=-10V。
有些交流电压在t=0时刻的相位并不为0°(即初相位不为0°)，如图5所示。在t=0时刻，U2的初相位为0°，它可以用U2=Um×sinωt表示；U1的初相位不为0°，而为φ。对于初相位不为0°的交流电压可用公式表示：U1=Um×sin(ωt φ)，公式中Um为交流电的最大值；(ωt φ)为交流电的相位；φ为交流电的初相位(即t=0时的相位)。 图5中U1的初相位φ=π/2，它的表达式为U1=Um×sin(ωt π/2)，根据这个表达式可以求出U1在任何时刻的相位和电压值。
②相位差
相位差是两个同频率交流电的相位之差。如图6a、图6b所示，两个同频率的交流电流i1、i2分别从两条线路流向A点，在同一时刻，达到A点的i1、i2交流电的相位并不相同，在t=0时刻，i1的相位为π/2，而i2相位为0°，在t=0.01s时刻，i1的相位为3π/2，而i2相位为π，两个电流的相位差为(π/2-0)=π/2或(3π/2-π)=π/2，即i1、i2的相位差始终是π/2。在图6b中若将i1的前一段补偿出来(虚线所示)，也可以看出i1、i2的相位差是π/2，并且i1超前i2 π/2(90°)。
两个交流电存在相位差实际上就是两个交流电变化存在着时间差。例如图6b中的两个交流电，在t=0时刻，i1电流的值为5mA；也就是说，i2电流电流的值为0；而到t=0.005s时，i1电流的值变为0，i2电流的值变为5mA；也就是说，i2电流变化总是滞后i1电流的变化。
