正弦交流电的“三要素”

随时间按正弦规律变化的电动势、电压、电流称为正弦交流电。

一、周期、频率、角频率

1、周期

正弦交流电变化一周所需的时间叫做周期，用符号T表示，单位是s(秒)。

2、频率

ls内交流电变化的周数称为交流电的频率，用符号f表示，单位是Hz(赫[兹]),常用单位是kHz(千赫)。

3、角频率

正弦交流电每一时刻的值都可与一个角度相对应，这个角度不表示任何空间，只是用来描述正弦交流电的变化规律，所以把这种角度叫做电角度。正弦交流电每秒钟经过的电角度叫做角频率。

4、三者之间的关系

ω=2πf=2π/T

二、瞬时值、最大值、有效值

1、瞬时值

交流电在变化过程中，每一时刻的值称为交流电的瞬时值。瞬时值是时间的函数，只有具体指出在哪一时刻，才能求出确切的数值和方向。瞬时值规定用小写字母表示。例如i、m、e。

2、最大值

正弦交流电波形图上的最大幅值叫做正弦交流电的最大值。它表示在一个周期内数值最大的瞬时值。最大值规定用大写字母加脚标m表示，例如Im、Em、Um。

3、有效值

正弦交流电的瞬时值是随时间变化的,计量时用正弦交流电的有效值来表示。交流电表的指示值和交流电器上标示的电流、电压数值一般都是有效值，交变电流的有效值是指在热效应方面和它相当的直流电的数值，即在相同的电阻中，分别通入直流电和交流电，在相等的时间内，如果它们在电阻上产生的热量相等，则此直流电的数值即为交流电的有效值。有效值规定用大写字母表示，例如E、I、U。

4、有效值与最大值之间的关系

I=Im/√2 ；U=Um/√2；E=Em/√2。

三、相位、初相、相位差和相序

1、相位

正弦交变电动势e=Emsin(ωt+φ 0 )，其瞬时值随着电角度(ωt+φ 0 )而变化。电角度(ωt+φ 0 )叫做作正弦交流电的相位。交流电动势相位的变化决定了电动势瞬时值的大小。交流电的相位反映了正弦量的变化过程，该相位指的是变化着的电角度。发电机与系统并网的条件参数包括电压、频率和相位。相位是描述信号波形变化的度量，通常以电角度作为单位，也称作相角。

2、初相

t=0时的相位叫做初相。初相是自正弦量零点开始到t=0所经历的电角度，所以初相与计时起点无关。

3、相位差

两个同频率的正弦交流电的相位之差叫做相位差。相位差表示两个正弦量到达最大值的先后差距。相位差通常规定为用绝对值等于或小于π(180°)的角来表示。

若两个同频率的正弦交流电的相位差φ 1 -φ 2 >0，称i1超前于i 2 ；若φ 1 -φ 2 <0，称i1滞后于i2；若φ 1 -φ 2 =0，称i1和i2同相位；若相位差φ 1 -φ 2 =±180°,则称i1和i2反相位。必须指出，在比较两个正弦交流电之间的相位时，两个正弦量一定要同频率。

4、相序

相序就是三相交流电的相位顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序。交流电力系统中有3根导线，分为A、B、C三相，正常情况下三相电压、电流对称，相位互差120°。但在系统出现故障时，A、B、C三相不再对称。为了便于分析,可将电压、电流分解为正序、负序和零序3种分量。电源相序的排列方法中，A、B、C是正相序。

四、正弦交流电的“三要素”

正弦交流电的最大值、频率和初相称为正弦交流电的“三要素”。“三要素”描述了正弦交流电的大小、变化快慢和起始状态。