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正弦沟通电压与电流

2017-04-26 17:03分类:电工基础知识 阅读:

 

随时刻按正弦规矩改动的电压和电流别离称为正弦电压和正弦电流,通常可用正弦时刻函数式标明如下 ( 此处以电压为例 )

( 1 )

同 — 正弦电压也可用余弦函数标明为

式中 这篇文章中,通常均选用前 — 种标明法。

式 (1) 中, 为正弦电压的幅值即极大值; 为正弦函数的辐角〔argument) ,称为瞬时相角,简称相角 (phase) 或相 (phase), 它是随时刻而改动的; 为t=0 时的瞬时相角,称为初相角.简称初相 (initial phase) 。瞬时相角抉择着正弦函数随时刻t 改动的进程,而初相则标明在初始时刻正弦函数的辐角。设正弦电压随时刻改动的周期(period) 为 T, 频率为,则式 (6—1—1) 中,其时刻 t 从零添加至 T 时,对应的辐角应添加 2 π。 换言之,

( 2 )

标明每经过单位时刻,瞬时相角所添加的视点,称为角频率,在国际单位制中,角频率的单位为弧度每秒 ( 符号为 rad/s) 。它与正弦量的频率成正比。

任一正弦量,其幅值、初相及角频率 ( 或频率 ) 断定往后,该正弦量就被完全地断定下来。故幅值、初相及角频率称为正弦量的三要素。

图 1 正弦沟通电压波形

正弦电压和电流也可用波形图标明。图 6—1—1 绘出了两个频率及幅值一样而初相纷歧样的正弦电压 的波形。图中的横坐标别离以时刻 t 及视点 t 为自变量标出。

由图可知,两个正弦被之间存在着相角差 (phase difference) ,并且 的相角超前于 的相角,或许说 的相角滞后于 的相角。 通常设两个同频率的正弦量 别离为

它们之间的相位差

即等于二者的初相之差。 超前于 的相角;反之, 则是 超前于 的相角。假定, ,即 则称 同相 (in phase) ;反之,假定 ,则称 反相 (opposite phase) 。

在正弦电流电路的剖析、汁算和实习运用中,通常选用有用值标明正弦电压、电流的巨细 ( 而不是用幅值 ) 。下面以电流为例介绍有用值的概念。

首要研讨周期电流的有用值。对于任何一个随时刻按必定周期规矩改动的 电流,在实习运用中,常常没有必要标明出它在每一瞬时的值,而期望界说一个 可以反映周期电流均匀作功才干的量,即所谓的有用值。

周期电流的有用值界说为与周期电流的均匀作功才干等效的直流电流的 值。设周期电流为 ,当其经过电阻 R 时,该电阻在一个周期 (T) 的时刻内吸收的均匀功率为

而同一电阻 R 通以直流电流 时,该电阻吸收的功率为

依据前面临有用值的界说,令

这时的直流电流之值 ,即为周期电流的有用值,用 I 标明,则

( 3 )

式 ( 3 )为周期电流的有用值的核算公式。由此式可知,周期电流的有用值等于它的瞬时值 ( 时刻函数式 ) 的平方在一星期期内的均匀值的平方根。按其核算进程,有用值又可称为均方根值 (root-mean-square value) 。

为了核算正弦电流的有用值,将正弦电流的时刻函数式

代人式 (3) ,得

( 4 )

上式标明,正弦电流的有用值等于其幅值除以 。以上对于周期电流、正弦电流有用值的核算公式,即式 (3) 和式 (4) ,也别离适用于随时刻作周期性改动和正弦改动的电压以及其它物理量的有用值核算。 在工程上,谈到正弦电流、电压等量的值而无分外声明时,通常均指有用值。

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