正弦量的三要素是指啥?
正弦量的数学描绘,能够选用正弦函数,也可选用余弦函数。
或
正弦量在坐标轴上能够正弦波来标明其随时刻改动的图形,如上图。
三要素:
Im:电流振幅 (amplitude) (最大值)
ω:角频率(angular frequency) (弧度/秒)
φ:初相位(initial phase angle)
正弦量通常用余弦函数来标明。
1.振幅与有用值
(1)瞬时值:正弦量在任一刹那间的值,用小写字母标明, 如i 、u。
(2)振幅:正弦量的最大值,用大写字母加下标“m”标明,如Um、Im。
(3)有用值(effective value):用大写字母标明,如U、I。
在工程运用中常用有用值U、I标明沟通电压、电流的巨细:
①常用沟通电表指示的电压、电流读数,即是被测物理量的有用值。
②规范电压220V,也是纠正弦沟通供电电压的有用值。
有用值界说:设两个一样的电阻,别离流过周期沟通电流和直流电流。假定在周期信号的一个周期内,两个电阻耗费的能量持平,则该直流电流的数值为周期沟通电流的有用值,标明两者在能量耗费方面具有一样的作用。
周期沟通电流 i(t) 在一个周期T 时刻内涵电阻R上耗费的电能为:
直流电流I在一个周期T 时刻内涵电阻R上耗费的电能为:
W2=I2RT
依照有用值的界说,若W1 = W2,则
电流的有用值是沟通电流在一个周期内的均方根值。
相似地,周期电压的有用值:
正弦电流、电压的有用值
设 i(t)=Imcos(ωt+φ)
留神:只适用正弦量。
有用值的概念也适用于任何别的周期性的沟通电压和电流。
疑问与议论:
若购得一台耐压为 300V 的电器,是不是可用于 220V 的正弦沟通线路上
该电器最高耐压低于正弦沟通电源电压的最大值,所以不能用!
2.频率与周期
(1)周期 T:改动一星期所需的时刻,单位:s。
(2) 频率 f:每秒改动的次数,单位:Hz。
(3)角频率ω:是正弦量的相位(ωt + φ)随时刻改动的角速度(每秒改动的弧度)。即
角频率ω的单位为rad/s,与正弦量的周期T和频率f间的联络为:
小常识:
(1)电网频率: 我国 50 Hz
美国 、日本 60 Hz
(2)有线通讯频率:300 - 5000 Hz
(3)无线通讯频率: 30 kHz - 3×十4 MHz
3.初相位与相位差
(1)相位角(或相位):(ωt + φ)。
(2)初相位: t = 0 时的相位,或称为初相角。
初相角的必定值通常小于180o
即规矩: |φ|≤π (180°)
阐明:初相角给出了查询正弦波的起点或参阅点,常用于描绘多个正弦波彼此间的相位联络。
(3)相位差(phase difference) :
两个同频率正弦量的相位角之差。
设:
相位差:
等于它们的初相角之差
相位差:→i2 抢先(超前)i1
同频率正弦量的相位差等于它们的初相之差,与时刻无关。
电路中选用“超前”和“滞后”来阐明它们相位比照的作用。
同频率正弦量的相位差可经过查询波形断定,在同一星期期内两个波形的极大值(或极小值)间的视点值(≤1800),即为两者的相位差。超前者先抵达极值点。
相位差与计时零点的挑选、改动无关。
两种正弦信号的相位联络
分外相位联络:
△φ= 0,称u和i同相:
△ φ=± π (±180o ) , 称u和i反相:
△φ=90°称u和i正交。u抢先i90° 或i落后u90°
三相沟通电路:三个电压初相位各差120°。
正弦量乘以常数,正弦量的微分,积分,同频率正弦量的代数和等运算,其作用仍为一个同频率的正弦量。
如:
则:
凹凸、相位改动频率不变
定论:
因角频率(ω)不变,所以以下议论同频率正弦量时,ω可不思考,首要研讨凹凸与初相位的改动。
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