5.12简谐交流电的特征量

本模块教学内容是第七章的交流电路，交流电路由电感、电阻和电容组成，但交流电路中加载在电路上的电源是交变的，因此电路中的电压电流也是随时间变化。学习这部分内容，需要准备一些数学知识，如指数函数、一元定积分，三角函数，复数基础知识等；在交流电路中，电压、电流都随时间变化，学习这部分内容时要把握住电压、电流变化的规律，特点和学会如何解电路。本模块的第一课介绍交流电概述特别是分析了简谐交流电的一般特征。考虑到简谐交流电需要用简谐量来描述电路中元件上的电压、电流，而简谐量的叠加不是简单的相加，既要考虑简谐量的振幅，又需要考虑相位关系，因此交流电路中一个元件需要用阻抗和电压电流之间的相位差两个量来描述。这对于同学们来讲是陌生的，但学起来并不困难，需要适应。第二课的主要教学内容是运用第一课学到的有关交流电的基本元件的知识来处理交流电路的问题。交流电路也有简单电路和复杂电路，对于简单电路，我们介绍了矢量图解法和复数解法两种解电路方法，并且介绍了交流串并联电路的应用。而复杂电路就需要引入复数的基尔霍夫定律，这部分内容可以与直流电中介绍的基尔霍夫定律类比着学习。第三课学习重点是谐振电路和交流电功率。这两个问题是在交流电路中经常用遇到的问题，谐振电路重点是串联谐振和并联谐振的特点，电路的Q值的物理意义，功率问题的讨论中重点是了解交流电功率的特性特别是功率因数的意义。而关于变压器和三相电，在实际运用中很有用，但在本课程中将不作为讲解和要求大家学习的重点。大家可以通过看书了解一下，今后如果需要进一步学习，可以专门找电工技术方面的课程学习。本模块的习题比较多，需要多练习。相应于《大学物理通用教程》电磁学p314 7-1、2、3、4、5、6、7、8 ，p316 7-9、10、11、12、13、14。本模块的练习题，也是注重对概念的理解，同学们可以作为自我测试，独立完成。