交流電之基本波形 國立瑞芳高工 電子科教學觀摩-基本電學 主講人：吳府欣 日期：93年4月29日 下午2:10～3：00 地點：春暉樓一樓電腦教室 5
教學大綱 直流電、交流電 交流正弦波電壓的產生 頻率、週期、角速度 交流波形的表示及相位之比較 6
直流電(D.C) 何謂直流(Direct Current) 電壓極性及電流方向不隨時間變化而改變 分類： 理想直流 脈動直流 脈衝直流 7
理想直流： 極性、大小都不隨時間而變化 8
脈動直流 極性不變、大小隨時間高低變化 9
脈衝直流 極性不變、振幅高、平均值小 10
交流電(A.C) 何謂交流電(Alternating Current)： 電壓極性及電流方向皆隨時間作週期性的改變 11
交直流的轉換 交流=>直流 須透過整流電路（二極体單性導通特性） 直流=>交流 須透過振盪電路 12
交流正弦波的產生(一) 由佛來銘右手定則(方向)-- 有導体運動切割磁場即產生電 e = B l v sinθ(大小、法拉第) 13
交流正弦波的產生(二) 14
交流正弦波的產生(三) 產生的這種波形稱之為 正弦波 15
頻率(Frequency,f) 週期(period,T) 單位：週／秒，赫芝 ★兩者互為倒數關係★ 單位：秒／週 定義：週期性波性，每秒重覆出現的 週數 單位：週／秒，赫芝 週期(period,T) 定義：週期性波形完成一週所需的時間 ★兩者互為倒數關係★ 單位：秒／週 16
練習(一) T＝ 2 μS T＝ 1 mS f=1/T= f=1/T= 1 kHz 500 kHz 17
波速(v)、波長(λ) 波速(v)：電波每一秒鐘所傳送距離 3X108 【公尺/秒】 波長(λ)：週期性波形完成一週 所移動的距離 所移動的距離 關係：v= λ。f 波長與頻率成反比 18
練習(二) 一電源頻率６０Hz，問此電氣信號之波長為何？ ＜sol> λ=v／f= 3x108／60= 5x106公尺 19
角速度(ω) 電機中繞組在磁場中繞圓周旋轉，其旋轉的速度稱之為角速度。 【單位：rad/sec】 20
交流波形的表示 振幅（最大值Vm) 頻率f角速度ω 相角θ 例:：V(t)=100sin(377t+30。） 交流電機輸出的波形一般皆為正弦波 構成正弦波方程式的三大要素 振幅（最大值Vm) 頻率f角速度ω 相角θ 例:：V(t)=100sin(377t+30。） 21
正弦波方程式與對應波形 ＋θ或－ θ產生是因為導体一開始切割磁場位置不同所產生的差異 22
練習（三） 請寫出右下圖之電壓方程式為何？ Solution： 23
相位關係 在交流電路中，因所加之負載屬性不同， 會造成電壓電流壓的相位變化。 在兩波形頻率相同的情形，才能夠比 較相位的關係 24
電壓、電流同相 25
電流超前電壓 26
電流滯後電壓 27
由波形方程式比較相位 須注意頻率是否相同 正負號要相同-sinθ=sin(θ+180) -cos θ=cos(θ+180) 函數要相同cosθ=sin(θ+90) -sinθ=cos(θ+90) 28
練習(四) END 以V為基準，i滯後V相角30。； 以 i為基準，V超前i相角30。 因頻率不同，故無法比較 1.V(t)=100sin(377t+60。)、i(t)=10sin(377t+30。)相位關係? 以V為基準，i滯後V相角30。； 以 i為基準，V超前i相角30。 2.V(t)=100sin(377t+60。)、i(t)=10sin(314t+30。)相位關係? 因頻率不同，故無法比較 3.V(t)=100sin(377t+60。)、i(t)=10cos(377t+30。)相位關係? 以兩相同函數比較 i(t)=10sin(377t+120。)，故 以V為基準，i超前V相角60。； 以 i 為基準，V滯後i相角60。 END 29