交流波形与理论

交流波简介

交流电是一种周期性地改变方向的电流。正如我们前面讨论过的,交流电流本质上是双向的。交流波形是代表/描述交流电流的所有特性的波形。

一般用正弦波形表示交流波形,其数学公式为

A (t) = A sin (2πƒt)

在那里,

A为信号幅值

T是时间周期

F是信号的频率

在产生交流电流的过程中,导线或线圈在两个磁铁产生的磁场中旋转。如果我们把移动的线圈/导线与时间的关系画出来,就会形成交流电的曲线图,称为“交流波形”。交流电波形随时间变化,因此它们也被称为时变信号或周期信号。

根据交流电流的产生方法,我们将得到不同类型的波形。但是正弦波形是描述交流电流最常用的波形。

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交流波形表示

通过正弦波形,我们可以了解交流电流的所有特征和演化。我们用振幅与周期的关系来表示正弦波。纵轴表示振幅(有时称为电压),横轴表示时间周期。

在交流波形表达式中,A (t) = A sin (2πƒt), A (t)是随时间变化的函数。一般交流波形如下所示。

交流波形表示

交流波形在正半周期和负半周期振幅相同。波形的振幅将随时间测量出来。这就是交流波形随时间变化的原因。

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周期波形的类型

我们可以用许多种波形来解释交流电。由于交流电流是时变的,即周期性的,所有的波形是用来描述交流电流也是周期性的。下面是常用来表示交流电流的其他波形。

  • 正弦波
  • 方波
  • 锯齿波
  • 三角波

由于我们已经熟悉正弦波,让我们从方波开始。

方波形

方波主要用于表示电压电路输出等电信号,也用于时钟信号的表示。它们本质上是对称的,这意味着它们在正波和负波中都代表相同的持续时间。

这些波形不是圆形的。而不是在峰值振幅,他们有垂直的上下和平坦的顶部在峰值电压水平。因为顶部平坦,它们看起来像正方形。这就是它们被称为“方波”的原因。方波例子如下图所示

方波

我们已经知道方波在本质上是对称的。在这种情况下,完成正半循环所需的时间必须等于完成负半循环所需的时间。通过计算方波的上升时间和下降时间,可以计算方波的占空比。占空比周期是指“从波形到正半周期所花的时间”。

如果我们说+ ve半周期的时间是“准时”,而- ve半周期的时间是“准时”。方波的频率可由所给公式求得。

频率=1/(“开”时间+“关”时间)

大多数数字电子电路波形仅用方波形式表示。

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SAW - TOOTH波形

这是另一种周期波形。在这种波形中,波形的峰值在极端时间(低或高)就像钢锯片的牙齿。这就是我们称之为锯齿波的原因。锯齿波有两种类型。一种是正斜锯齿波,另一种是负斜锯齿波。
在正斜坡锯齿波中,上升时间慢,衰减陡。

正斜锯齿波形式

在负斜坡锯齿波中,其上升时间快,衰减陡。

负斜锯齿波形式

最常用的锯齿波形式是正斜波。它的频率是偶数次谐波的比值如1/2 1/4 1/6 1/8,1/n等等。

锯齿波被音乐家用来在音频设备中产生高清晰度的声音,因为它的高谐波容量。

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三角波

三角波是在正负值之间振荡的波。它们在本质上也是双向的。其形状类似于线性正斜锯齿波。三角波有缓慢的上升时间和野刺的衰减时间。

三角波中电压的正半周期和负半周期的变化率相等。

三角波形
三角波的占空比为50%,因为它的上升和下降需要相同的时间。三角波的频率是其电压电平的平均值。

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交流波形特征

交流波形可以用其振幅、频率、周期等基本特征来解释。

振幅

电流或电压的最大值称为“幅值”。这可以用正弦波的正峰值或负峰值来表示。这个最高电压水平也被称为峰值电压。它可能是积极的,也可能是消极的。数值中的负号表示电流的流向。

波形振幅的表示

时间

完成一个完整的周期所需要的时间称为“时间周期”。它表示为“T”。时间周期可以计算,从交流正弦波上的任何一点开始。无论我们从哪里开始测量时间周期,它都是完成一个完整周期的问题。

表示波形的时间周期

频率

波形的频率是其时间周期的倒数。它也可以解释为“正弦波在一秒内发生周期的次数”。频率是用赫兹来测量的,这是一位德国科学家赫茨的名字,他证明了电磁波的存在。

用字母f表示

频率可以通过下面给出的公式来测量。

频率= 1 /时间周期。

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总结

  • 这种周期性地改变方向的电流叫做“交流电”或“交流电流”。
  • 代表交流波形特征的波形称为“交流波形”。
  • 通常我们用正弦波来解释交流电流的特性。
  • 还有许多其他类型的波形,我们可以用它们来解释交流电流。亚博彩票下载他们是
    • 方波形式
    • 三角波形
    • 锯齿波形式
  • 交流波形的基本特征是幅值、周期和频率。

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