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第六章正弦交流电路的稳态分析
§6-1 正弦量
其中:Im —正弦电流的振幅或最大值
ω—角频率。单位:弧度/ 秒 rad/s
ψi —初相角或初相位。
Im、ω、ψi 称为正弦量的三要素。
一、正弦量
按正弦规律变化的物理量。
例如: )cos( im tIi yw +=
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0 ωt
i
2
p
2
3p
Im
i
0
ωt
Im
0
i
ωt
Im
Ψi=0
Ψi>0
Ψi<0
Ψi
Ψi
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0
ωt
u1
u2
若 u1=U1mcos(ωt+ψu1)
u2= U2mcos(ωt+ψu2)
相位差
j = (ωt+ψu1) -(ωt+ψu2)=ψu1-ψu2
二、相位差
同频率的正弦量相位之差称相位差。
ψu1
ψu2
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j =ψu1-ψu2>0时,称u1超前u2φ角度
j =ψu1-ψu2<0时,称u1落后u2|φ|角度
j =ψu1-ψu2=0时,称u1和u2同相
j =ψu1-ψu2=π时(或180°),称u1和u2反相
j =ψu1-ψu2=±π/2 时,称u1与u2正交
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例6-1 写出i 的表达式
ωt
10
i
-8.66
0
解: i=10cos(ωt +ψi)
-8.66=10cosψi,ψi= 150°
∴ i=10cos(ωt + 150°)
若为虚线坐标,则ψi= –150°
i=10cos(ωt–150°)
ψi ψi
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例6-2 设u=5 cos(ωt +90°)、i=10cos(ωt-150°)
问哪个量落后?落后的角度为多少?
解:φ=ψu-ψi =90°- (-150°)=240°> 0
∴ i 落后u 240°
另:i =10cos(ωt-150°+360°)=10cos(ωt +210°)
φ=ψu-ψi = 90°-210°= -120°< 0
∴也可以说u落后i 120°
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三、有效值
交流电: ∫= T RdtiQ 0 21 239.0 T—交流电的周期
RTIQ 22 239.0=直流电:
∫== T dtiTIQQ 0 2221 则若
∫=∴ T dtiTI 0 21 称有效值,又称方均根值
∫= T dtuTU 0 21同理
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2)](2cos1[2
1
)(cos11
0
0
22
0
2
mT
im
T
im
T
Idtt
TI
dttITdtiTI
=++=
+==
∫
∫∫
yw
yw
IIII mm 2 2 ==正弦量
)cos(2)cos( iim tItIi ywyw +=+=
正弦交流电的有效值
)cos( im tIi yw +=
所以