正弦交流电路;;;在前面介绍的直流电路中，电动势、电压及电流的大小和方向都不随时间变化。但在实际中，发电厂生产和输送的都是正弦交流电，工农业生产、日常生活中广泛使用的也是正弦交流电，就连有些需要直流电的地方，如城市电车、计算机、电视机等，大部分也是通过整流设备将交流电变换为直流电的。图所示为某发电厂的汽轮发电机组，它的作用就是用来产生正弦交流电，供给千家万户使用。
交流电之所以有极为广泛的应用，是因为它具有许多优点。例如，交流电机比同功率的直流电机结构简单、成本低、工作可靠；交流电可利用变压器很方便地变换电压的大小，从而实现远距离输电和向用户提供各种不同等级的电压。;321;凡大小和方向都随时间变化的电动势、电压或电流，统称为交流电。其中，按正弦规律变化的交流电称为正弦交流电，如图b所示；不按正弦规律变化的交流电称为非正弦交流电，如图c、d所示。通常讲的交流电，都是指最常用的正弦交流电。本章主要学习正弦交流电的产生，正弦交流电路的种类及其特点，人们常用的单相交流电是如何得到的等问题。;§6-1
正弦交流电的基本知识;学习目标
1．了解正弦交流电的产生。
2．掌握正弦交流电最大值、有效值和平均值的定义及其之间的关系。
3．掌握正弦量的周期、频率和角频率的定义及其之间的关系。
4．熟悉正弦交流电相位、初相位和相位差的概念。
5．熟练掌握正弦交流电的三要素及其意义。;一、正弦交流电的产生
大多数正弦交流电都是由交流发电机产生的，少部分也可由正弦振荡器产生。图a所示是一个最简单的正弦交流发电机的结构。交流发电机由定子和转子组成，定子是一对静止的磁极N、S。磁极产生的磁感线垂直于铁芯表面，并按正弦规律分布，如图b所示。转子是一个由硅钢片叠成的可以转动的圆柱形铁芯，铁芯上绕有线圈，线圈两端分别接到两个相互绝缘的铜制集电环（铜环）上，通过电刷A、B与外电路相连构成一个闭合回路。;326;二、正弦交流电的最大值、有效值、平均值
1．最大值
最大的瞬时值称为正弦交流电的最大值，也称振幅或峰值。
2．有效值
正弦交流电??瞬时值和最大值都不能准确地反映交流电的大小，因此，人们引入了正弦交流电的有效值，分别用大写字母E、U、I表示。;3.平均值
在电子整流电路中，经常要用到平均值的概念。所谓平均值，是指正弦交流电在半个周期内所有瞬时值的平均值。正弦交流电动势、电压和电流的平均值分别用符号Ep、Up、Ip表示。
利用数学知识可以证明，有效值与平均值之间的关系为：
E≈1.1EpU≈1.1UpI≈1.1Ip;流电的最大值、有效值和平均值，如图所示。;三、正弦量的周期、频率和角频率
周期、频率和角频率是从3个不同角度反映交流电变化快慢的物理量。
1.周期T
正弦交流电是随时间按正弦规律做周期性变化的，把正弦交流电每重复变化一次所需要的时间叫作周期，用符号T表示。周期的单位是秒，用符号s表示。比s小的常用单位还有ms（毫秒）、μs（微秒）和ns（纳秒），它们之间的换算关系为：
1s＝103ms1ms＝103μs1μs＝103ns
周期越小，说明正弦交流电变化一次所用的时间越短，正弦交流电变化得越快。;2.频率f
正弦交流电在1s内重复变化的次数叫作频率，用符号f表示。频率的单位是赫兹，简称赫，用符号Hz表示。比Hz大的单位还有kHz（千赫）、MHz（兆赫），它们之间的换算关系为：
1kHz＝103Hz1MHz＝103kHz
由周期和频率的定义可知，周期和频率互为倒数关系，即：;3.角频率ω
正弦交流电在1s内变化的电角度称为角频率，用符号ω表示。角频率的单位是弧度/秒，用符号rad/s表示。已知正弦量变化一周是2π弧度，若1s内变化了f次，则正弦交流电的电角度就变化了2πf弧度。所以角频率与频率、周期之间的关系为：;四、正弦交流电的相位和初相位
1.相位
在e=Emsin(ωt+φ)中，(ωt+φ)表示在任意时刻线圈平面与中性面之间的夹角，称为相位角，也称相位或相角，它反映了交流电变化的进程。由正弦交流电的解析式可以看出，不同的时刻，由于相位不同，正弦交流电的瞬时值往往也不相同。;2.初相位
正弦交流电在t＝0时的相位叫作初相位，也称初相角或初相，用符号φ表示，其单位可用弧度（rad）或度（°）表示。初相反映了交流电变化的起点，与时间起点的选择有关。
交流电的初相可以是正角，也可以是负角。;五、正弦量的相位差
两个同频率正弦交流电的相位之差叫作正弦交流电的相位差，用符号Δφ表示，即：
Δφ＝（ωt＋φ1）-（ωt＋φ2）＝φ1-φ2
可见，两个同频率正弦交流电的相位差就等于它们的初相之差。根据相位差，可以确定两个正弦交流电的相位关系。
正弦交流电的相位差反映了两