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什么是交流電?正弦交流電的頻率和周期怎么計(jì)算?
2022-06-20

  家庭、商用、工業(yè)上被廣泛應(yīng)用的大多都是交流電。之所以叫做交流電是因?yàn)槠浯笮『头较蚨际请S時(shí)間不斷交替變換的電流,簡(jiǎn)稱交流。在交變電動(dòng)勢(shì)作用下,電路中的電流、電壓都是交變的,這樣的電路叫做交流電路。   在交流電路中,由于電流(電壓、電勢(shì)等)的大小和方向都隨著時(shí)間不斷的變化,因此,交流電路參數(shù)除電阻外還要考慮電感和電容的作用。   工業(yè)用電大都是正弦交流電,各發(fā)電廠所發(fā)的電也是正弦交流電,即隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交變電流。我們所說(shuō)的交流電,一般都是指正弦交流電。   交流電具有很多優(yōu)越性,主要是交流電變壓方便;交流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠。因此交流電得到了廣泛應(yīng)用。   我們知道,所謂交流電就是大小和方向都隨著時(shí)間不斷交變的電流。   如下右圖所示為一正弦交流電動(dòng)勢(shì)的波形圖,由圖可以得知:交流電跟別的周期性過(guò)程一樣,是用周期或頻率來(lái)表示其變化的快慢。正弦交流電由零值增加到正最大值,然后又逐漸減少至零,然后改變方向又由零值逐漸增加到反方向(波形先是向上,然后是向下,所以是反方向)的最大值,最后減少到零。 ?   正弦交流電這樣循環(huán)變化一周所需的時(shí)間叫做周期,用字母“T”表示。單位是秒(字母“S”表示),常用的還有毫秒(ms)、微妙(μs)、納秒(ns)。   由周期定義可知,周期越大,表面變化一周所需時(shí)間越長(zhǎng),即變化越慢,反之周期越小,表面交變電變化一周所需時(shí)間越短,即變化越快。   交流電在1秒鐘內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),叫做交流電的頻率,用“f”表示,單位是赫茲,簡(jiǎn)稱赫,用“Hz”表示。頻率的常用單位還有千赫(KHz)、兆赫(MHz)   周期和頻率都是描述交流電變化快慢的物理量,兩者的關(guān)系為:      除了周期和頻率描述交流電的變化快慢外,還可以用電角度(角頻率)來(lái)描述。角頻率用“ω”表示,單位為弧度/秒   因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)交變一周期,電角度就改變2π弧度,而所需時(shí)間為T(mén),所以電角速度(角頻率)與頻率的關(guān)系為:      由上式可知,周期、頻率和角頻率三者之間是相互聯(lián)系的,如果知道其中一個(gè),便可求得另外兩個(gè)。例如我國(guó)電流系統(tǒng)中,交流電的頻率是50Hz,則周期T=1/f=0.02s,角頻率ω=2πf=314弧度/秒。美國(guó)、日本、西歐國(guó)家頻率是60Hz。

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