信号的周期、频率和角频率关系
我們知道,所謂交流電就是大小和方向都隨著時(shí)間不斷交變的電流。
如下右圖所示為一正弦交流電動(dòng)勢(shì)的波形圖,由圖可以得知:交流電跟別的周期性過(guò)程一樣,是用周期或頻率來(lái)表示其變化的快慢。正弦交流電由零值增加到正最大值,然后又逐漸減少至零,然后改變方向又由零值逐漸增加到反方向(波形先是向上,然后是向下,所以是反方向)的最大值,最后減少到零。
正弦交流電這樣循環(huán)變化一周所需的時(shí)間叫做周期,用字母“T”表示。單位是秒(字母“S”表示),常用的還有毫秒(ms)、微妙(μs)、納秒(ns)。
由周期定義可知,周期越大,表面變化一周所需時(shí)間越長(zhǎng),即變化越慢,反之周期越小,表面交變電變化一周所需時(shí)間越短,即變化越快。
交流電在1秒鐘內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),叫做交流電的頻率,用“f”表示,單位是赫茲,簡(jiǎn)稱赫,用“Hz”表示。頻率的常用單位還有千赫(KHz)、兆赫(MHz)
周期和頻率都是描述交流電變化快慢的物理量,兩者的關(guān)系為:
除了周期和頻率描述交流電的變化快慢外,還可以用電角度(角頻率)來(lái)描述。角頻率用“ω”表示,單位為弧度/秒
因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)交變一周期,電角度就改變2π弧度,而所需時(shí)間為T,所以電角速度(角頻率)與頻率的關(guān)系為:
由上式可知,周期、頻率和角頻率三者之間是相互聯(lián)系的,如果知道其中一個(gè),便可求得另外兩個(gè)。例如我國(guó)電流系統(tǒng)中,交流電的頻率是50Hz,則周期T=1/f=0.02s,角頻率ω=2πf=314弧度/秒。美國(guó)、日本、西歐國(guó)家頻率是60Hz,角頻率ω=2πf=376.8弧度/秒。
總結(jié)
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