
一、单相交流电路的基本概念
在中学物理电学的学习中,我们了解到直流电是一种大小和方向都不发生变化的电流。然而在实际生活和工作中,我们接触到的绝大多数电流都是交流电,比如照明、洗衣、烹饪等。即使是给手机充电的直流电,也是通过充电器将交流电转换而来的。学习交流电对于实际应用电学知识至关重要。
交流电是指大小和方向都随时间变化的电压或电流。这种变化遵循一定的规律,如图2-1-1所示。
正弦交流电则是大小和方向都按正弦规律随时间变化的电压或电流。
正弦交流电有许多优点:
A、传输方便,易于变换;
B、计算简便;
C、有利于电器设备的运行。
接下来,我们来探讨正弦交流电的一些重要概念:
(1)频率、周期和角频率
正弦交流电的频率是指单位时间内交流电变化的次数,周期则是指交流电完成一次完整变化所需的时间,角频率则与频率有关,如图3和图4所示。
(2)瞬时值、最大值和有效值
正弦交流电随时间变化,每个时刻的数值称为瞬时值。瞬时值可以用正弦解析式来表示,如图5所示。还有最大值和有效值等概念,这些都是描述交流电特性的重要指标。
(3)相位、初相和相位差
相位是指交流电在周期中的位置,初相是t=0时刻的相位,相位差则是两个交流电相位之间的差异。这些概念对于理解和分析交流电非常重要,如图6所示。
