波形图
正弦量的波形图是一个以时间为横轴,以正弦量振幅为纵轴的图形。波形图可以直观地表示正弦量的变化规律。
瞬时值表达式
正弦量的瞬时值表达式表示在某个时刻正弦量的值。瞬时值表达式的形式为:
$$u(t) = Um \sin(ωt + φ)$$- $u(t)$:正弦量的瞬时值
- $Um$:正弦量的最大振幅
- $\omega$:正弦量的角频率
- $\varphi$:正弦量的初相位
注意:$u$必须小写,表示瞬时值。
相量(重点)
正弦量可以用相量表示。相量是一个复数,它的模值等于正弦量的最大振幅,它的辐角等于正弦量的初相位。相量的形式为:
$$U = Um∠φ$$- $U$:正弦量的相量
- $Um$:正弦量的最大振幅
- $\varphi$:正弦量的初相位
正弦量用相量表示有以下优点:
- 简化正弦量的运算
- 便于分析正弦量的相位关系
正弦量用旋转有向线段表示
正弦量也可以用旋转有向线段表示。设正弦量:
$$u(t) = Um \sin(ωt + φ)$$若:
- 有向线段长度 $= Um$
- 有向线段以速度 $\omega$ 按逆时针方向旋转
则:
- 该旋转有向线段每一瞬时在纵轴上的投影长度就是正弦量的瞬时值 $u(t)$
- 旋转有向线段在初始时刻与纵轴夹角就是正弦量的初相位 $\varphi$
旋转有向线段的表示方法直观形象,便于理解正弦量的变化规律。
小结
正弦量有三种表示方法:波形图、瞬时值表达式和相量。其中,相量表示法是最常用的,因为它简化了正弦量的运算和分析。旋转有向线段的表示方法直观形象,便于理解正弦量的变化规律。
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