【課題】
6.1正弦交流電路的基本物理量
【教學目標】
描述正弦交流電的基本概念。了解正弦量的三要素。
【教學重點】
正弦交流電的三要素。
【教學難點】
正弦交流電的角頻率、有效值、相位、初相位和相位差。
【教學過程】
【一、複習】
正弦函式及表達形式。
【二、引入新課】
本節內容是正弦交流電的基礎知識，是單相正弦和三相正弦交流電路的基礎。要特別注意正弦交流電的「三要素」的理解和掌握。
【三、講授新課】
6.1.1交流電的基本概念
（1）交流電：大小和方向隨時間作週期性變化，並且在乙個週期內的平均值為零的電壓、電流和電動勢。圖6.1畫出了直流電和幾種交流電的波形。
圖6.1 直流電和交流電的波形
（2）直流電和交流電的表示：直流電的物理量用大寫字母表示，例如：e、i、u等；交流電的物理量用小寫字母表示，例如e、i、u。
（3）交流電的參考方向：如圖6.2所示為交流電的參考方向。
圖中標出的us、i、u的方向均為參考方向，它們的實際方向是在不斷反覆變化的，與參考方向相同的半個週期為正值，與參考方向相反的半個週期為負值。
圖6.2 交流電的參考方向
6.1.2 正弦交流電相關量
1．週期：交流電變化乙個迴圈所需要的時間，如圖6.3所示。
2．頻率：交流電在單位時間內（每秒鐘）完成的週期數，單位是赫[茲]（hz）。頻率和週期是互為倒數，即f=
圖6.3 正弦交流電的波形
3．角頻率：發電機的轉子轉動一圈,正弦交流電就變化乙個週期,即交流電的電角度變化了2π弧度或360°.我們把正弦交流電在一秒內變化的電角度,.
稱為正弦交流電的角頻率.單位時間內變化的角度（以弧度為單位），單位是弧度/秒（rad/s）。角頻率與週期t、頻率f之間的關係為
=2f[例6.1]我國供電電源的頻率為50hz，稱為工業標準頻率，簡稱工頻，其週期為多少？角頻率為多少？
[解]t=s=0.02s
= 2 f =2 3.14 50 rad/s = 314 rad/s
即工頻50 hz的交流電，每0.02 s鐘變化乙個迴圈，每秒鐘變化50個迴圈。
4．瞬時值：交流電每一瞬時所對應的值。
5．最大值：交流電在乙個週期內數值最大的值。
6．有效值：規定用來計量交流電大小的物理量。如果交流電通過乙個電阻時，在乙個週期內產生的熱量與某直流電通過同一電阻在同樣長的時間內產生的熱量相等，就將這一直流電的數值定義為交流電的有效值。
正弦交流電的有效值和最大值之間的關係為
=0.707im
一般情況下，人們所說的交流電流和交流電壓的大小以及測量儀表所指示的電流和電壓值都是指有效值。
[例6.2]我國生活用電是220 v交流電，其最大值為多少？
[解]um=u=220 v=311 v
7．相位：正弦交流電流在每一時刻都是變化的，（ωt+0）是該正弦交流電流在t時刻所對應的角度。
8．初相角：t=0所對應的角度0。
6.1.3正弦交流電的表示法
1．波形圖表示法
波形圖表示正弦交流電：如圖6.4所示。
圖6.4 正弦交流電的波形表示法
圖中直觀的表達出被表示的正弦交流電壓的最大值um，初相和角頻率ω（ω = 2 f）。
2．解析式表示法
用解析式表示正弦交流電為
u=um sin（ t +0）= um sin
式中= t+0，為該正弦交流電壓的相位（ω為角頻率， 0為初相角）；um為最大值。
【四、小結】
1．正弦量的三要素：頻率、幅值和初相位。
2．初相位是確定正弦量初始值的，而且初相位因計時起點（t = 0）取得不同而不同；
3．相位差是兩個同頻正弦交流電的初相位之差，它不隨計時起點而變化；
4．初相位、相位差和相位都是電角度，但意義是不同的。
5．正弦交流電可以用波形表示法、解析式表示法和向量表示法來描述。
【五、習題】
一、判斷題：4、5、6；
二、選擇題：1、2、3、4；
三、計算題：1、2。
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