基本介紹
- 中文名：正弦電路
- 所屬學科：物理
典型的交流電是電動勢、電壓和電流的大小、實際極性和方向均隨時間作正弦規律變化的正弦交流電。雖然，交流電路中某一瞬時的電壓或電流的大小和方向隨時間而變化，但對正弦交流電路進行分析的過程與直流電路分析的過程相同，必須先在電路中設定他們的參考方向。
電路中按正弦規律變化的交流電動勢、交流電壓或交流電流統稱為正弦交流電量。對正弦量的數學描述，可以採用正弦函式，也可以採用餘弦函式。在採用餘弦函式的情況下，正弦交流電動勢、交流電壓和交流電流的一般表達式為：
（2-1）
式2-1中的Em，Um和Im稱為正弦量的最大值或振幅；ω稱為角頻率，角頻率ω和頻率f的關係是ω=2πf；φE、φu和φi稱為初相位。
由物理學簡諧振動的知識可知，在最大值、角頻率和初相位確定的情況下，簡諧振動的表達式也就確定了。同樣的道理，在正弦量的最大值、角頻率和初相位確定的情況下，描述正弦量的數學表達式也被唯一的確定。所以稱最大值、角頻率和初相位為正弦交流電量的三要素。這些定義與數學中三角函式所介紹的內容一樣，只不過是更具體化而已，下面來介紹三要素的具體內容。
1、 最大值（幅值）
正弦量在任一時刻的大小稱為正弦量的瞬時值，規定用小寫的字母來表示，如式2-1中的e、u、i。交流電量在變化的過程中所出現的最大瞬時值稱為正弦量的最大值（或振幅、幅值），規定用大寫字母並加下標m來表示，如2-1式中的Em、Um和Im。
最大值是描述正弦量變化的範圍和幅度的物理量。幅度不變的正弦交流信號稱為等幅振盪信號，幅度減小的正弦交流信號稱為阻尼振盪信號。正弦量的最大瞬時值和最小瞬時值的差稱為峰-峰值，用符號VP-P來表示，等幅振盪的峰-峰值VP-P=2Um。
2、周期、頻率和角頻率
正弦交流電量的特徵是波形隨時間按正弦函式的規律變化，為了描述正弦交流電量波形隨時間變化的快慢程度，引入周期、頻率和角頻率的概念。
（1）周期
周期表示正弦量變化一次所需的時間，規定用字母T來表示，單位是秒（s）。
（2）頻率
頻率表示正弦量在單位時間內重複變化的次數，規定用字母f來表示。根據周期和頻率的定義可知，周期和頻率是互為倒數的關係，即
（2-2）
頻率的單位是周/秒（/s），稱為赫茲（Hz）。
