正弦交流电及产生过程
一、基本概念
大小和方向随时间周期性变化的电压或电流称做交流电。如下图，分别是三角波、PWM脉冲波、正弦波。
大小和方向均随时间按正弦规律变化的电压或电流称为正弦交流电。
正弦交流电广泛应用于工农业生产、科学研究及日常生活中，了解和掌握正弦交流电的特点，学会正弦交流电路的基本分析方法。
二、产生过程
在电力系统中，交流电是由交流发电机产生的。交流发电机的模型如图所示，它由静止部分（定子）和转动部分（转子）组成。
静止部分称做定子，由硅钢片和线圈组成，用以产生均匀的磁场。转动部分称做转子，由线圈和滑环组成。转子上的线圈在均匀磁场中转动产生的感应电动势，通过滑环与负载连接形成电流。
一个在磁场中转动的线圈，有两个线圈边切割磁力线，这两个线圈边是串联的。故在磁感应强度为B的磁场中，转动的线圈在时刻t的感应电动势为：
E=BLV=BLωr*sinωt=Emsinωt 其中Em=BLωr
如果t=0时刻，线圈从角度Φ出发，则上式变为
e=Emsin（ωt+Φ）
交流电为什么是这样的波形？
单相交流发电机原理模型3D动画
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法拉第电磁感应定律
三、表达式及三要素
1．最大值（幅值）
它反映正弦量变化大小的参数。
用带下标m的大写字母表示，如Im、Um和Em分别表示电流、电压、和电动势的最大值。
2．角频率ω
它是表示正弦交流量变化快慢的物理量。
单位为弧度/秒，用rad/s表示。
相位ωt+φi：它反映了正弦量变化的进程。
就是相位对时间的变化率，
周期：交流电每重复变化一个循环所需要的时间。用T表示，单位是秒，用s表示。
频率：单位时间内正弦交流电重复变化循环的次数。频率用f表示，单位是赫兹，用Hz表示，频率和周期的关系为
角频率与周期、频率的关系为
3．初相
是正弦电流在t＝０时刻的相位角。反映正弦量的初始状态，决定了正弦量的初始值。
习惯上取
初相为正时，正弦量对应的初始值一定是正值；
初相为负时，正弦量对应的初始值则为负值。
在波形图上，正值初相位于坐标原点左边零点（指波形由负值变为正值所经历的0点）与原点之间；负值初相位于坐标原点右边零点与原点之间。我们通常规定初相为零的正弦量称为参考正弦量。
交流电的角频率描述了交流电变化的快慢；
交流电的初相位描述了交流电的初始状态。
这三个物理量决定了交流电的瞬时值，将最大值、角频率和初相称为交流电的三要素。
