随时间按正弦规律做周期变化的量称为正弦量,如图1所示。正弦量的振幅、频率(或角频率、周期)和初相位称为正弦量的三要素。

正弦交流电的基本物理量(正弦交流电的主要物理量)(1)

正弦量图

(1)振幅

正弦交流电瞬时值中最大的数值叫做最大值或振幅。振幅决定正弦量的大小。

(2)周期

周期是正弦量变化一次所需的时间(s),用“T”表示。

(3)频率

频率是指正弦量在单位时间内变化的次数,用“f”表示;单位为赫兹,简称“赫”,用字母“Hz”表示。频率决定正弦量的变化快慢。

频率是周期的倒数,其关系如图所示。

我国交流电网的频率采用50Hz,美国和日本则采用60Hz。

(4)角频率

正弦量单位时间内变化的弧度数,用“ω”表示;单位是弧度/秒,用字母“rad/s”表示,如图2-13所示。

角频率和频率的关系可用下面的公式表示:ω = 2π/T = 2πf

(5)相位、初相位和相位差

正弦量是随时间而变化的,要确定一个正弦量还必须从计时起点(t=0)上看。所取的计时起点不同,正弦量的初始值(t=0)就不同,到达最大值或某一特定值所需的时间也就不同。

正弦交流电的基本物理量(正弦交流电的主要物理量)(2)

频率和周期的关系

正弦量可用下面的公式表示:

正弦交流电的基本物理量(正弦交流电的主要物理量)(3)

波形图如图所示,它的初始值为零

正弦交流电的基本物理量(正弦交流电的主要物理量)(4)

角频率和频率的关系图

正弦交流电的基本物理量(正弦交流电的主要物理量)(5)

正弦量可用下面的公式表示:

正弦交流电的基本物理量(正弦交流电的主要物理量)(6)

不同初相位的波形图如图2-15所示。其初始相位值(t=0时)不等于零,而是i=Imsinφi。上式中的瞬时角度ωt和(ωt φi)称为正弦量的相位角或相位,当t=0时的相位角称为初相位角或初相位。公式中的初相位为“φi”表明,所取计时起点不同,正弦量的初相位不同,其初始值就不同。

正弦交流电的基本物理量(正弦交流电的主要物理量)(7)

不同初相位的波形图

在一个正弦交流电路中,电压u和电流i的频率是相同的,但初相位不一定相同,如图2-16中,u和i的波形可以用下面的公式表示:

正弦交流电的基本物理量(正弦交流电的主要物理量)(8)

正弦交流电的基本物理量(正弦交流电的主要物理量)(9)

它们的初相位分别是φu和φi,因此定义:两个同频率正弦量的相位角之差或初相位角之差为相位差。从图2-16中可以看出u、i的相位差为:

正弦交流电的基本物理量(正弦交流电的主要物理量)(10)

当两个同频率正弦量的计时起点(t=0)改变时,它们的相位和初相位跟着改变,但相位差不变。

来源:网络

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