“五点法”画正弦曲线,学员在数学教学中学习培训过,对其波形图样子已熟识。《电工基础》课课堂教学中,规定学员把握正弦交流电的三种表示法:函数解析式、波形图、相量图。教材内容中沒有详细介绍实际怎么画,文中将详细介绍用“五点法”画正弦交流电波形图的方式。想画波形图将对学员在正弦交流电路的有关测算和将来正弦交流电路剖析时有一定的协助。
正弦交流电函数解析式的一般关系式为:
i=imsin(ωt i)
u=umsin(ωt u)
e=emsin(ωt e)
在已经知道函数解析式的标准下,画波形图一般有二种,一是u-ωt波形图,二是u-t波形图,下边以正弦交流电压波形图为例子解读“五点法”画波形图的方式。
一、由u=umsinωt上下平移变换角得到波形图
1、 u-ωt波形图
(1)u=umsinωt的波形图(初相位0)
①波形图的五点座标为:(0、0)、( 、um)、(π、0)、( 、-um)、(2π、0)。
②由五点绘制波形图为:
以上五点座标和波形图在数学教学中无已学员所熟识。
(2)初相超过0,即u=umsin(ωt )的波形图
①由u=umsinωt波形图往左边平移变换角,五点横坐标轴变成-、 -、π-、 -、2π-,即初相为0时横坐标轴均减掉;纵轴不会改变。
②绘制五点,勾画出波形图为:
(3)初相低于0,u=umsin(ωt-)的波形图
①由u=umsinωt波形图往右边平移变换角,五点横坐标轴为、 、π 、 、2π+,即五点座标均再加上;纵轴不会改变。
②绘制五点,勾画出波形图。
例一,绘制正弦函数工作电压为u=220 2sin(100πt 60°)的波形图。
解:=60°,um=220 2v,五点横坐标轴为-60°、90°-60°=30°、180°-60°=120°、270°-60°=210°、360°-60°=300°;纵轴为0、220 2、0、-220 2、0。在直角坐标下绘制五点,
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绘制波形图:
2、u-t波形图
(1)u=umsinωt的波形图
①由函数解析式算出t= 。
②五点座标为:(0、0)、( 、um)、( 、0)、( t、-um)、(t、0)。
③绘制五点,绘制波形图。
(2)u=umsin(ωt )的波形图(初相超过0)。
①由u=umsinωt波形图往左边平移变换t0,t0= 。
②五点横坐标轴为-t0、 -t0、 -t0、 t-t0、t-t0;纵轴不会改变。
(t= )
③绘制五点,绘制波形图
(3)u=umsin(ωt )的波形图(初相低于0)
同样必得波形图为:
总结:以u=umsinωt的波形图为参照,1、五点横坐标轴,初相超过0,往左边平移变换(或t0= );初相低于0,往右边平移变换(或t0= )。2、纵轴一切状况下都是0、um、0、-um、0。
二、由u=umsinωt明确非常值得出波形图
设u=umsin(ωt ),(包含超过0、低于0、相当于0三种状况)。
1、 求五点座标,按以下报表开展:
画u-t波形图,求五对u、t值,画u-ωt波形图求五对u、ωt值,自身带符号。
2、在直角坐标下绘制五点,勾画出波形图。
例二,绘制u=380 2sin(100πt-60°)v的波形图。
解:(1)求五点座标,ω=100π,=60°=- ,um=380 2v
(2)绘制五点,勾画出波形图。
①u-ωt波形图
②u-t波形图
总结:不管哪一种方式,都需要记牢正弦曲线的基本上样子,了解“五点”是哪五点,纵轴总是0、um、 0、-um、0不会改变。