第3章 正弦交流电路

思政引例

循序而渐进，熟读而精思。

——朱熹

自从交流电之父——麦克·法拉第发现交流电，并将它无私地奉献给全人类以来，世界上大多数国家都采用交流供电系统。我国工业和生活用电都是交流电，很多直流电器的供电也是由交流电转换而来的。在航空军事领域，交流电扮演着重要角色。最初飞机采用的电源是低压直流电源，仅仅用于发动机点火。随着飞机性能和人工智能及自动化程度的提高，直流电源系统已经无法满足现代飞机高空、高速飞行和机载设备用电的需求，交流电源系统逐渐成为现代飞机电源的主流。目前绝大多数现役飞机都采用交流电源系统，交流电之所以有如此广泛的应用，其原因主要在于发电、输电及配电等方面的突出优势。由于交流电供电电路，其内部各部分电压和电流按正弦规律变化，所以称之为正弦交流电路。本章讨论正弦交流电路的基本概念、基本理论和基本方法，首先介绍正弦交流电三要素，说明正弦交流电的表示和运算较直流电复杂；引入正弦量相量表示法，从而使得正弦量可以在复数域中运算，运算后再将相量表示成正弦量，正弦量相量表示和运算是分析正弦交流电路的重要手段；介绍电阻、电容、电感元件在正弦激励下的模型，通过引入阻抗、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数来分析正弦交流电路。通过本章学习，使读者理解表示正弦交流电三要素，即幅值、频率（周期）和初相位的物理意义，掌握正弦量相量表示方法，并用相量分析正弦交流电路；掌握R、L、C三种基本元件及其串、并联的阻抗表示；理解阻抗、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数等概念，并掌握其计算方法。

学习目标：

1.理解正弦交流电的基本概念，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“变换”思想，掌握应用相量法分析正弦交流电路。

3.掌握单一参数在交流电路中的特点及其分析计算。掌握单一元件（电阻、电感或电容）在交流电路中的电压与电流关系及相量图。

4.理解有功功率、无功功率、视在功率的物理意义。

5.理解滤波电路、谐振电路的工作原理，了解其在生产、生活及航空军事领域的应用。