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人們經(jīng)常用圖形表示電流(及電壓、電動(dòng)勢(shì))隨時(shí)間變化的規(guī)律，這種圖形稱為波形圖，如圖3—1所示。
圖中橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示不同時(shí)刻的交流量(電流、電壓、電動(dòng)勢(shì))值。從如圖3—1b所示的波形圖中可以看到，正弦交流電(如無(wú)特別說(shuō)明都簡(jiǎn)稱交流電)的特點(diǎn)是：
1．變化的瞬時(shí)性
正弦交流電的大小和方向時(shí)時(shí)刻刻都在變化。
2. 變化的周期性
正弦交流電每隔一定時(shí)間又作重復(fù)的變化。
3．變化的規(guī)律性
正弦交流電是隨著時(shí)間按正弦規(guī)律變化的。
正弦交流電在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中應(yīng)用廣泛，是由于它具有便于遠(yuǎn)距離傳輸和分配，交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維修方便、節(jié)省材料、具有更低的電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。
二、正弦交流電的產(chǎn)生
正弦交流電是由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。如圖3—2a所示是最簡(jiǎn)單的交流發(fā)電機(jī)示意圖j它由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子有N，S兩個(gè)固定磁極。轉(zhuǎn)子是一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼質(zhì)圓柱體，其上緊繞著一匝導(dǎo)線。導(dǎo)線兩端分別接到兩個(gè)相互絕緣的銅環(huán)上，銅環(huán)與連接外電路的電刷河北唐山PLC編程培訓(xùn)相接觸。
當(dāng)用原動(dòng)機(jī)(如水輪機(jī)或汽輪機(jī))拖動(dòng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線切割磁感應(yīng)線而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。為了得到正弦波形的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)采用特定形式的磁極，使磁極與電樞之間的空隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度按下列規(guī)律分布：
第一，磁感應(yīng)線垂直于電樞表面。
第二，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在電樞表面按正弦規(guī)律分布。
如圖3—2b所示。在磁極中心位置處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，用表示；在磁性分界面處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。磁感應(yīng)強(qiáng)度等于零的平面叫做中性面，如圖3—2b所示的水平面。如線圈所在位置的平面與中性面成a角，此處電樞表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：
當(dāng)電樞在磁場(chǎng)中從中性面開(kāi)始，以勻角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，單匝線圈的a、b邊在磁場(chǎng)內(nèi)切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。單匝線圈中產(chǎn)生的磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：
如果線圈有N匝，則總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：
當(dāng)=90及=270時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)具有最大值，即：
式中 ——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值 (V)；
——線圈的匝數(shù)；
——最大磁感應(yīng)強(qiáng)度(Wb/)；
——線圈的有效長(zhǎng)度（m）
——導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度（m/s）
將公式(3—3)代人公式(3—2)后，得：
因?yàn)殡姌性诖艌?chǎng)中以角速度作勻速轉(zhuǎn)邯鄲變頻器維修培訓(xùn)動(dòng)，在任意時(shí)刻線圈平面與中性面的夾角等于角速度與時(shí)間的乘積，即：
因此，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的數(shù)學(xué)式又可以寫(xiě)成：
這樣就把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨角度變化轉(zhuǎn)為隨時(shí)間變化。為今后研究交流電正弦量提供了方便。同理，交流電壓、交流電流可表示為：