认识单相正弦交流电
;了解电能的生产、变换与输送过程
了解交流电的主要参数
掌握交流电的基本性质
;一、220V正弦交流电
;由图可以看出,输送到用户的交流电的电压是按正弦规律变化的。若按正弦规律变化,称其为正弦交流电。如果不作特别说明,通常所说的交流电都是指正弦交流电,用符号“~”表示。
;1.周期、频率、角频率
(1)周期。交流电每重复变化一次所需时间称为周期,用符号T表示,单位是秒(S)。从图2—4中可以看出,输送到用户的单相正弦交流电的周期为0.02S。
;(2)频率。交流电在1s内重复变化的次数称为频率,用符号f表示,单位是赫兹(Hz)。根据定义可知,周期和频率互为倒数,即
;(3)角频率。正弦交流电随时间的变化关系也可以用一个在直角坐标系中绕原点沿逆时针方向旋转的相量表示,如图2—5所示。交流电每秒变化的角度(电角度)称为角频率,用符号表示,单位是
;2.瞬时值、最大值和有效值
(1)瞬时值。交流电在某一时刻的值称为在这一时刻交流电的瞬时值。分析图2—5可知,t=0.005s时,u=2202V;t=0.01s时,u=0V。
(2)最大值。交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值称为正弦交流电的最大值,用Um表示。分析图2—5可知,该交流电的最大值为
;(3)有效值。因为交流电压的大小是随时间变化的,所以在研究交流电时,通常用有效值表示。有效值规定为:使交流电和直流电加在同样阻值的电阻上,如果在相同时间内产生的热量相等,就把这一直流电的大小叫作相应交流电的有效值(见图2—6),交流电压的有效值用U表示。理论计算表明,交流电压的有效值和最大值之间的关系为;3.相位
正弦交流电压在任意时刻的电角度称为相位角（或相位）,数学表达式为
当=0时的相位称为初相位。
;三、正弦交流电的常用表示方法
;任务二认识单相正弦交流电路
;一、纯电阻正弦交流电路
;1.电流与电压的相位关系和数量关系
在纯电阻电路中,当外电压已确定时,影响电流大小的主要因素是电阻,实验证明,在任一瞬间通过电阻的电流i仍然符合欧姆定律,即
;2.功率
在任一瞬间,电阻中电流的瞬时值与同一瞬间电阻两端电压的瞬时值的乘积称为电阻获得的瞬时功率,用pR表示,即
;;如图2—10所示为常见的几种电感线圈。如果将图2—8中的白炽灯换成一个电感线圈,那么就组成了纯电感电路,如图2—11所示。
;;感抗是用来表示电感线圈对交流电流起阻碍作用的一个物理量。电感线圈的感抗可用下式计算
;1.电流与电压的相位关系与数量关系
;2.功率
纯电感电路的瞬时功率为
;图2—14纯电感电路的电流、电压和功率
;两个互相绝缘而又靠得很近的导体就组成了电容器,如图2—15所示为电解电容器结构图。
;图2—16纯电容电路
;1.电流与电压的相位关系和数量关系
;2.功率
纯电容电路的瞬时功率为
;任务三验电笔和万用表的使用
;在住宅、宾馆、办公室、教室等场合都要安装墙壁插座(见图2—21),用于连接电视、洗衣机、计算机、电风扇等各种电器。
;一、火线、零线和地线
;当电气设备没有接地要求时,如台灯、电视机等,可用单相二线插座,单相二线插座的两个接线柱分别接火线和零线,顺序是左侧插孔接零线,右侧插孔接火线,即“左零右火”。
;;使用验电笔时,握笔的方法见表2—1,注意要用笔尖接触被测的导体,而手指千万不要碰到笔尖的金属部分。
常用验电笔有笔式和旋具式两种,它由笔尖金属体(或旋具)、电阻、氖管、笔身、笔尾金属体、弹簧等组成(见图2—25)。
;;;任务实施
;2.用验电笔对插座进行验电
（1）检验火线。
(2)检验零线和地线。
3.用验电笔测量教室、宿舍、实验室内的5个墙壁插座,并将测量到的结果填入表2—2
;;1.万用表测量前的调整
2.用万用表测量插座电压
如图2—27所示为用万用表测量墙壁插座电压。
;;3.用万用表测量教室、宿舍、实验室内的5个墙壁插座,并将测量到的结果填入表2—3。
4.测量完毕后的操作