交流波形
当交流发电机产生交流电压时，电压会随着时间切换极性，但会以非常特殊的方式进行。随着时间的推移，由交流发电机的这种交替极性电压所追踪的“波”呈现出独特的形状，称为正弦波 ：下图
交流电压随时间变化的图表（正弦波）。
在机电交流发电机的电压图中，从一种极性到另一种极性的变化是平滑的，电压电平在零（“交叉”）点变化最快，在其峰值变化最慢。如果我们在 0 到 360 度的水平范围内绘制“正弦”的三角函数，我们会发现与下表中的模式完全相同。
三角“正弦”函数。
机电交流发电机输出正弦波交流电的原因在于其操作的物理特性。由旋转磁铁运动产生的固定线圈产生的电压与磁通量垂直于线圈变化的速率成正比（法拉第电磁感应定律）。当磁极最靠近线圈时，该比率最大，而当磁极离线圈最远时，该比率最小。在数学上，由旋转磁铁引起的磁通量变化率遵循正弦函数，因此线圈产生的电压遵循相同的函数。
周期与频率
如果我们追踪交流发电机中线圈产生的电压从正弦波形上的任何一点到波形开始重复的那一点，我们就会准确地标记一个周期 那一波。这最容易通过跨越相同峰之间的距离来显示，但也可以在图表上的任何对应点之间进行测量。图表水平轴上的度数标记代表三角正弦函数的域，以及我们简单的两极交流发电机轴在旋转时的角位置：图下图
作为轴位置（时间）函数的交流发电机电压。
由于该图的横轴可以标记时间的流逝以及以度为单位的轴位置，因此标记为一个周期的尺寸通常以时间为单位进行测量，最常见的是秒或几分之一秒。当表示为度量时，这通常称为周期 一波。
以度为单位的波周期总是 360，但一个周期占用的时间取决于速率电压来回振荡。
一种比周期更常用的描述交流电压或电流波交流速率的度量 是来回振荡的速率。这称为频率 .频率的现代单位是赫兹（缩写为Hz），表示一秒时间内完成的波周期数。
在美国，标准电力线频率为 60 Hz，这意味着交流电压以每秒 60 个完整的来回周期的速率振荡。在欧洲，电力系统频率为50Hz，交流电压每秒仅完成50个周期。
以 100 MHz 频率广播的无线电台发射机产生的交流电压以 1 亿 00 万 的速率振荡 每秒循环一次。
在赫兹单位标准化之前，频率简单地表示为“每秒周期数”。较旧的仪表和电子设备通常采用“CPS”（每秒周期数）而不是赫兹的频率单位。许多人认为，从 CPS 等不言自明的单位更改为赫兹是在清晰度上的倒退。
当“摄氏度”的单位取代“摄氏度”的公制温度测量时，发生了类似的变化。 Centigrade 这个名称是基于一个 100 计数（“Centi-”）刻度（“-grade”），分别代表 H2O 的熔点和沸点。
另一方面，摄氏这个名称并没有暗示这个单位的起源或含义。
周期和频率是彼此的数学倒数。也就是说，如果一个波的周期为 10 秒，其频率将为 0.1 Hz，即每秒周期的 1/10：
示波器的使用
一种叫做示波器的仪器 ，下图，用于在图形屏幕上显示随时间变化的电压。您可能熟悉 ECG 的外观 或 心电图 （心电图）机器，医生用它来绘制患者心脏随时间的波动情况。
ECG 是一种专为医疗用途而设计的专用示波器。通用示波器能够显示来自几乎任何电压源的电压，绘制成以时间为自变量的图形。
在示波器屏幕上显示交流电压或电流波形时，了解周期和频率之间的关系非常有用。通过在示波器屏幕的水平轴上测量波的周期并将该时间值（以秒为单位）往复，您可以确定以赫兹为单位的频率。
示波器显示正弦波的时间周期。
AC 的概念与声音有何关联？
电压和电流绝不是随时间变化的唯一物理变量。我们日常体验中更常见的是声音 ，这只不过是空气分子的交替压缩和减压（压力波），被我们的耳朵解释为一种身体感觉。因为交流电是一种波动现象，它具有其他波动现象（如声音）的许多特性。出于这个原因，声音（尤其是结构化音乐）为关联 AC 概念提供了一个很好的类比。
在音乐方面，频率相当于音高 .低音音符，例如由大号或巴松管产生的音符，由相对较慢（低频）的空气分子振动组成。高音音符，例如长笛或哨子产生的音符，由空气中相同类型的振动组成，只是以更快的速度（更高频率）振动。下图是一个表格，显示了一系列常见音符的实际频率。
523.25
细心的观察者会注意到，桌子上所有带有相同字母名称的音符都以 2:1 的频率比相关联。例如，显示的第一个频率（用字母“A”表示）是 220 Hz。次高的“A”音符的频率为 440 Hz，正好是每秒声波周期数的两倍。
相同的 2:1 比率适用于第一个升 A (233.08 Hz) 和下一个升 A (466.16 Hz)，以及表格中的所有音符对。
听上去，两个频率正好是彼此两倍的音符听起来非常相似。这种声音的相似性在音乐上是可以识别的，音阶上分隔这些音符对的最短跨度被称为八度 .按照这个规则，下一个最高的“A”音符（比 440Hz 高一个八度）将是 880Hz，下一个最低的“A”（比 220Hz 低一个八度）将是 110Hz。
钢琴键盘的视图有助于透视这个音阶：下图
一个八度音程显示在音乐键盘上。
如您所见，一个八度等于 七 钢琴键盘上白键的距离。熟悉的音乐助记符 (doe-ray-mee-fah-so-lah-tee)——是的，在《音乐之声》中唱的异想天开的罗杰斯和汉默斯坦歌曲中不朽的相同模式——涵盖了从 C 到 C 的一个八度音程。
其他形式的交替波
虽然机电交流发电机和许多其他物理现象自然会产生正弦波，但这并不是现存的唯一一种交流波。 AC 的其他“波形”通常在电子电路中产生。以下是下图中的几个示例波形及其常用名称。
一些常见的波形（waveforms）。
这些波形绝不是现存的唯一波形。它们只是一些很常见的，可以被赋予不同的名字。即使在应该表现出“纯”正弦波、方波、三角波或锯齿波电压/电流波形的电路中，实际结果也往往是预期波形的失真版本。
有些波形非常复杂，以至于无法将它们归类为特定的“类型”（包括与多种乐器相关的波形）。一般来说，任何与完美正弦波非常相似的波形都被称为sinusoidal ，任何不同的都被标记为非正弦 .
由于交流电压或电流的波形对其在电路中的影响至关重要，因此我们需要意识到交流波的形状多种多样。
评论：
- 机电交流发电机产生的交流电遵循正弦波的图形形状。
- 一个周期 波浪是其形状的一次完整演变，直到它准备好自我重复。
- 时期 一波的时间是完成一个循环所需的时间。
- 频率 是波在给定时间内完成的完整周期数。通常以赫兹 (Hz) 为单位测量，1 Hz 等于每秒一个完整的波周期。
- 频率 =1/（以秒为单位的周期）
相关工作表：
- 交流波形工作表
- 基本示波器操作工作表
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