实战经验：正弦交流电的基本概念及其应用

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　　知识是正弦交流电的基本概念及其应用领域的常见课题，本文结合真实案例，手把手带你搞懂其中的关键要点。

电力

　　系统中，从发电到输配电，用的都是交流电。这里的

电源

　　是交流发电机。以前介绍过一个最简单的原理性交流发电机，它是靠线圈在磁场中转动而获得的交变的感应电动势的。交流发电机产生的交变电动势随时间变化的关系图，基本上是正弦或余弦函数的波形，这样的交流电叫做简谐交流电。

在无线电


电子




　　设备中的各种电讯号，大多也是交流电信号。这里电讯号的来源是多种多样的。在收音机、电视机中通过天线接收了从电台发射到空间的电磁波。形成整机的讯号源。在许多电子测量仪器（如交流电桥、

示波器

　　、频率计、Q 表等）中，这些讯号发生器自身也是一些特殊的电子电路，靠它激发的自生振荡，为其它测量仪器提供交流电动势。
　　在实际中不同场合应用的交流随时间变化的波形而不同：市电是50周的简谐波；电子示波器用来扫描的讯号是锯齿波；电子计算机中采用的讯号是矩形脉冲；激光通讯用来载波的是尖脉冲；广播电台发射的讯号在中波段是535KC—1605KC的调幅波（即振幅随时间变化的简谐波）；电视台和通讯系统发射的讯号兼有调幅和调频波（即频率随时间变化的简谐波）。
　　所谓交流电就是大小和方向都随着时间不断交变的电流。周期和频率都是描述交流电变化快慢的物理量，两者的关系为：周期=1/频率，频率=1/周期。除了周期和频率描述交流电的变化快慢外，还可以用电角度（角频率）来描述。角频率用“ω”表示，单位为弧度/秒。因为电动势交变一周期，电角度就改变2π弧度，而所需时间为T，所以电角速度（角频率）与频率的关系为：ω=2πf。
　　正弦交流电由零值增加到正最大值，然后又逐渐减少至零，然后改变方向又由零值逐渐增加到反方向的最大值，最后减少到零。这样循环变化一周所需的时间叫做周期，用字母“T”表示。单位是秒（字母“S”表示），常用的还有毫秒（ms）、微妙（μs）、纳秒（ns）。由周期定义可知，周期越大，表面变化一周所需时间越长，即变化越慢，反之周期越小，表面交变电变化一周所需时间越短，即变化越快。

图  交流电周期平率关系




　　交流电在1秒钟内完成周期性变化的次数，叫做交流电的频率，用“f”表示，单位是赫兹，简称赫，用“Hz”表示。频率的常用单位还有千赫（KHz）、兆赫（MHz）。周期和频率都是描述交流电变化快慢的物理量，两者的关系为：周期=1/频率，频率=1/周期。
　　除了周期和频率描述交流电的变化快慢外，还可以用电角度（角频率）来描述。角频率用“ω”表示，单位为弧度/秒。因为电动势交变一周期，电角度就改变2π弧度，而所需时间为T，所以电角速度（角频率）与频率的关系为：ω=2πf。

图


电角度与频率关系

　　总之，正弦交流电是一种最基本的交流电形式，它的周期性变化规律为我们提供了丰富的应用场景和理论基础。了解正弦交流电的基本概念及其应用对于

电气

　　工程领域的学习和实践具有重要意义。