交流电被广泛应用于各种电子设备和电路中,而其波形经常是正弦波。以下从电源、电感、电容、电阻等方面解释为什么交流电波形是正弦波。
市电的来源是同步发电机输出的三相交流电,因为三相交流电的相位符合正弦变化规律,导致市电波形为正弦波形。其他交流电源的输出也受制于发电机、电池等电源的电路特点,都往往是正弦波。
电感对于变换电流有储能作用,当电感中的电流变化时,产生的电磁感应反向作用于电源,从而抑制电流变化,导致电流变化符合正弦波形。因此,电感对于交流电的正弦波形具有很大的影响。
另外,由于电感对于不同频率电流的阻抗不同,也可以用电感将非正弦波形的电流过滤成正弦波。
电容对于变换电压也有储能作用,当电压变化时,电容中储存能量的电荷会推动电流的流动,从而使电压变化符合正弦波形。因此,电容对于交流电的正弦波形也具有很大的影响。
另外,电容器对于不同频率电压的阻抗不同,也可以用电容将非正弦波形的电压过滤成正弦波。
电阻只对电流或电压进行阻碍作用,不会改变它们的波形。但是,由于电阻吸收电流中的功率,如果电路中存在非正弦波形的电流,则会产生电能损耗。因此,在实际电路中,为了减少能量损失,尽可能要保证电路中的电流或电压为正弦波形。
在交流电路中,电源的输出、电感和电容对于电流或电压的变化具有影响,经过这些元件的作用,交流电波形才能够符合正弦变化规律。因此,正弦波被广泛应用于交流电路中。