第3章 正弦交流電路

思政引例

循序而漸進，熟讀而精思。

——朱熹

自從交流電之父——麥克·法拉第發現交流電，并將它無私地奉獻給全人類以來，世界上大多數國家都采用交流供電系統。我國工業和生活用電都是交流電，很多直流電器的供電也是由交流電轉換而來的。在航空軍事領域，交流電扮演著重要角色。最初飛機采用的電源是低壓直流電源，僅僅用于發動機點火。隨著飛機性能和人工智能及自動化程度的提高，直流電源系統已經無法滿足現代飛機高空、高速飛行和機載設備用電的需求，交流電源系統逐漸成為現代飛機電源的主流。目前絕大多數現役飛機都采用交流電源系統，交流電之所以有如此廣泛的應用，其原因主要在于發電、輸電及配電等方面的突出優勢。由于交流電供電電路，其內部各部分電壓和電流按正弦規律變化，所以稱之為正弦交流電路。本章討論正弦交流電路的基本概念、基本理論和基本方法，首先介紹正弦交流電三要素，說明正弦交流電的表示和運算較直流電復雜；引入正弦量相量表示法，從而使得正弦量可以在復數域中運算，運算后再將相量表示成正弦量，正弦量相量表示和運算是分析正弦交流電路的重要手段；介紹電阻、電容、電感元件在正弦激勵下的模型，通過引入阻抗、有功功率、無功功率、視在功率和功率因數來分析正弦交流電路。通過本章學習，使讀者理解表示正弦交流電三要素，即幅值、頻率（周期）和初相位的物理意義，掌握正弦量相量表示方法，并用相量分析正弦交流電路；掌握R、L、C三種基本元件及其串、并聯的阻抗表示；理解阻抗、有功功率、無功功率、視在功率和功率因數等概念，并掌握其計算方法。

學習目標：

1.理解正弦交流電的基本概念，掌握正弦量三要素以及正弦量表示方法，尤其是正弦量相量表示方法。

2.理解“變換”思想，掌握應用相量法分析正弦交流電路。

3.掌握單一參數在交流電路中的特點及其分析計算。掌握單一元件（電阻、電感或電容）在交流電路中的電壓與電流關系及相量圖。

4.理解有功功率、無功功率、視在功率的物理意義。

5.理解濾波電路、諧振電路的工作原理，了解其在生產、生活及航空軍事領域的應用。