正弦交流电

大小与方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、电压、电动势叫做正弦交流电流、电压、电动势，在某一时刻t的瞬时值可用三角函数式（解析式）来表示，即

i(t)=Imsin(ωt ji0)

u(t)=Umsin(ωt ju0)

e(t)=Emsin(ωt je0)

式中，Im、Um、Em分别叫做交流电流、电压、电动势的振幅（也叫做峰值或最大值），电流的单位为安培（A），电压和电动势的单位为伏特（V）；ω叫做交流电的角频率，单位为弧度/秒（rad/s），它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度；ji0、ju0、je0分别叫做电流、电压、电动势的初相位或初相，单位为弧度rad或度（0）

随时间作正弦规律变化的电流称正弦交流电。

大小和方向随时间按正弦函数规律变化的电流 或电压。表示为i=I_msin(ωt α)或u= U_msin(ωt α)。式中i、u为交流电电流、电 压的瞬时值，I_m、U_m为交流电电流、电压的最 大值，ω为交流电的角频率，α为交流电的初相 位。交流电比直流电有更普遍的应用价值。

正弦交流电的三要素:

（1）最大值；

（2）角频率；

（3）初相位（初相）。

交流电在实际使用中，如果用最大值来计算交流电的电功或电功率并不合适，因为毕竟在一个周期中只有两个瞬间达到这个最大值。为此人们通常用有效值来计算交流电的实际效应。

理论和实验都证明，正弦交流电的有效值等于“最大值乘以0.5的开平方’也可以用最大值除以根号2。

因除以一个数等于乘以这个数的倒数，也可以用最大值乘以根号2的倒数，根号2的倒数是0.707，因此可得有效值等于最大值乘以0.707。

一、矩形线圈静止在正弦变化磁场中产生正弦交流电

二、矩形线圈在匀强磁场中转动产生正弦交流电

三、线圈穿过正弦曲线型磁场产生正弦交流电

四、直金属棒扫过匀强磁场中的正弦型闭合线圈产生正弦交流电

五、矩形线圈在有界匀强磁场中振动产生正弦交流电

六、在变压器副线圈中产生正弦交流电

七、在滚动的线圈（不闭合） 中产生

八、金属棒在匀强磁场中切割磁感线在变压器副线圈中产生正弦交流电

正弦交流电在实践上和理论上都有十分重要的意义。

非正弦交流电可能引起电器（如电动机）的额外功率损耗，可能使电路的某些部分出现有害高电压，并可能对电信线路造成干扰。

因此发电厂提供工业和民用的交流电普遍使用正弦交流电。正弦函数规律比较简单，且任一 周期函数都可写成许多不同频率的正弦函数之和。

应用正弦交流电的规律可把任何交流电分 解为正弦交流电进行讨论，这在电工学和电子 学中用处极广。正弦交流电可以通过变压器变 换电压，远距离输电时通过升压以减少线路损耗，获得最佳经济效益。用户使用时又可通过 降压变压器把高压变成低压，既安全又能降低对设备的绝缘要求。交流电动机构造简单、造价低廉、维护简便、应用广泛。

正弦交流电在工业中得到广泛的应用，它在生产、输送和应用上比起直流电来有不少优点，而且正弦交流电变化平滑且不易产生高次谐波，这有利于保护电器设备的绝缘性能和减少电器设备运行中的能量损耗。另外各种非正弦交流电都可由不同频率的正弦交流电叠加而成（用傅里叶分析法），因此可用正弦交流电的分析方法来分析非正弦交流电。

正弦交流电在生活中有着广泛的应用，最基础的是照明，各类小电器，汽车的蓄电池也是由它转换。

但是，在各种广泛的用途中，我们并不能直接去应用交流电，这就需要稳压和滤波，比如各类小家电的供电，如果直接引入交流电，脉动电流将会瞬间烧毁电器，这就需要我们知道电器需要的电压值和电流值，通过变压来适合电器工作，值得一提的是，多年的工作经验告诉我，稳压和滤波在电器的整体性能里面占非常重要的一面，很多的电器是因为滤波不良而导致电压不稳，烧毁用电器。

但是，汽车的蓄电池充电却对稳压和滤波要求相对宽松一些，这是因为普通的蓄电池本身就看做是一个电容，如果你用滤波后很平稳的涓涓细流来充盈它，那样将会是费时费力还做不出效果，蓄电池所需要就是脉动很大的电流，当然，这个环境就不是很严格的了。

其实我们一直生活在交流电当中，比如手机寻呼机信号，各种电子的无线传输的辐射，人体功能，谐振原理。

几乎宇宙中所有的生命体，未知生命，包括在人类看来没有生命特征的物体，差不多都存在交流电，只不过是细微之分，人类应该在这个专业进行更深入的研究。