交流電路基本知識

交流電路根本知識1.1交流電1.2單相正弦交流電路

單相交流電路的功率功率因數(shù)的校正

三相交流電路

三相電源與負載的連接第一頁，共46頁。1.1交流電交流電—電壓、電流、電動勢等的大小和方向均按正弦波形狀周期性變化的叫做正弦交流電，簡稱交流電直流電—電壓、電流、電動勢等的大小和方向均不隨時間變化的電流叫做直流電直流電和交流電的區(qū)別：直流電路中電流沒有大小的變化，電流方向也不發(fā)生改變。交流電路中的電流的大小隨時間發(fā)生改變，電流流動的方向也隨時間發(fā)生變化。第二頁，共46頁。1.1.1交流電的產(chǎn)生交流電的產(chǎn)生一般是利用交流發(fā)電機。交流發(fā)電機的工作原理置于N、S極之間的線圈以一定速度旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生交流電動勢線圈處于位置不同，交流電動勢也不同，線圈旋轉(zhuǎn)一周，交流電動勢正好變化一個循環(huán)，其波形為正弦波。第三頁，共46頁。第四頁，共46頁。第五頁，共46頁。1.1.2正弦交流電的表示方法圖示法〔波形圖〕解析法〔數(shù)學(xué)表達式〕第六頁，共46頁。交流電的常用表達方法表示交流電的相位表示交流電的初相位第七頁，共46頁。1.1.3正弦交流電的物理量有效值—交流電與直流電分別通過一樣的電阻時，在一周期內(nèi)使其發(fā)熱量相等，這個直流電流的值就叫做交流電的有效值，用E、U、I表示。通常我們用萬用表測量的交流電數(shù)值是有效值瞬時值—正弦交流電對于每個不同的瞬間都有一個確定的數(shù)值，把每一瞬間的數(shù)值稱為瞬時值。用小寫字母來表示：電動勢e、電壓u、電流i。最大值—交流電的最大值是瞬時值中最大者，通常也叫做振幅。用大寫字母加下角標來表示：Em、Um、Im。第八頁，共46頁。周期—交流電交換一次所需要的時間用T表示。頻率—1秒鐘之內(nèi)交變的次數(shù)用f表示。周期和頻率互為倒數(shù)：

我的交流電的頻率f=50Hz周期秒角頻率—正弦交流電每秒種變化的角度相位—反映了正弦量隨時間變化的進程與所處的狀態(tài)初相—反映了正弦量在計時起點的狀態(tài)，既初初始狀態(tài)第九頁，共46頁。正弦交流電的三要素：最大值、角頻率、初相位相位差兩個同頻率的交流電它們的相位差第十頁，共46頁。純電阻電路

電阻的阻礙作用

電壓和電流的最大值之間和有效值之間的關(guān)系滿足歐姆定律

電壓和電流的頻率關(guān)系電壓和電流頻率一樣

1.2單相正弦交流電路第十一頁，共46頁。電壓和電流的相位關(guān)系同相1.2單相正弦交流電路第十二頁，共46頁。純電阻電路

電阻的阻礙作用

電壓和電流的最大值之間和有效值之間的關(guān)系滿足歐姆定律

電壓和電流的頻率關(guān)系電壓和電流頻率一樣

1.2單相正弦交流電路第十三頁，共46頁。純電阻電路

電阻的阻礙作用

電壓和電流的最大值之間和有效值之間的關(guān)系滿足歐姆定律

電壓和電流的頻率關(guān)系電壓和電流頻率一樣

1.2單相正弦交流電路第十四頁，共46頁。純電感電路

電感當(dāng)一個線圈的電阻可以忽略不計的程度，線圈就是純電感

感抗電感對交流電的阻礙作用

電感的性質(zhì)通直流阻交流

儲存磁場能但不消耗電能

1.2單相正弦交流電路第十五頁，共46頁。純電感電路

電壓與電流最大值之間與有效值之間的關(guān)系

電壓與電流頻率一樣

1.2單相正弦交流電路第十六頁，共46頁。電壓與電流的相位關(guān)系

電壓和電流的相位差為電壓在相位上超前電流1.2單相正弦交流電路第十七頁，共46頁。純電容電路

電容兩個彼此絕緣的導(dǎo)體之間形成電容

容抗電容對交流電的阻礙作用

電容的性質(zhì)隔直流通交流

儲存電場能但不消耗電能

1.2單相正弦交流電路第十八頁，共46頁。純電容電路

電壓與電流最大值之間與有效值之間的關(guān)系

電壓與電流頻率一樣

1.2單相正弦交流電路第十九頁，共46頁。電壓和電流的相位關(guān)系

電壓和電流的相位差為電流在相位上超前電壓1.2單相正弦交流電路第二十頁，共46頁。

1.3.1純電阻電路功率

瞬時功率

1.3單相交流電路的功率第二十一頁，共46頁。

1.3.1純電阻電路功率

有功功率

或

1.3交流電路的功率第二十二頁，共46頁。

1.3.2純電感電路功率

瞬時功率

1.3交流電路的功率第二十三頁，共46頁。

瞬時功率以電流或電壓2倍頻率變化。在其一個周期變化過程中，當(dāng)時電感從電源吸收能量轉(zhuǎn)換成磁場能儲存在電感中，時電感中儲存的磁場能轉(zhuǎn)換成電能送回電源，并且吸收和放出的功率是相等的，所以電感不消耗能量，是個儲能元件。

有功功率P=0

1.3交流電路的功率第二十四頁，共46頁。

無功功率能量互換的大小

單位用乏〔var〕來表示

1.3交流電路的功率第二十五頁，共46頁。

1.3.1純電阻電路功率

有功功率

或

1.3交流電路的功率第二十六頁，共46頁。

1.3.3純電容電路功率

瞬時功率

1.3交流電路的功率第二十七頁，共46頁。

瞬時功率以電流或電壓2倍頻率變化。在其一個周期變化過程中，當(dāng)時電容從電源吸收能量轉(zhuǎn)換成電場能儲存在電容中，時電容中儲存的電場能轉(zhuǎn)換成電能送回電源，并且吸收和放出的功率是相等的，所以電感不消耗能量，是個儲能元件。

有功功率P=0

1.3交流電路的功率第二十八頁，共46頁。

無功功率能量互換的大小

單位用乏〔var〕來表示

1.3交流電路的功率第二十九頁，共46頁。

1.3.4電阻與電感串聯(lián)電路功率

有功功率

稱功率因數(shù)

1.3交流電路的功率第三十頁，共46頁。

無功功率

視在功率

功率關(guān)系

1.3交流電路的功率第三十一頁，共46頁。1.3.5電阻、電感與電容的串聯(lián)電路

無功功率

視在功率

功率關(guān)系

1.3交流電路的功率第三十二頁，共46頁。

無功功率能量互換的大小

單位用乏〔var〕來表示

1.3交流電路的功率第三十三頁，共46頁。進步功率因數(shù)的意義

進步供電設(shè)備的利用率

減小供電設(shè)備和輸電線路的功率損耗

校正功率因數(shù)的方法

負載兩端并聯(lián)電容器

1.4功率因數(shù)的校正第三十四頁，共46頁。目前世界上的電力網(wǎng)幾乎都采用三相制進展電能的消費、輸送和分配。采用三相有以下優(yōu)點：輸出功率一樣時，三相交流發(fā)電機〔或變壓器〕比單相交流發(fā)電機〔或變壓器〕效率高、體積小、經(jīng)濟性好輸送間隔與功率一定時，三相交流輸電線路比單相交流輸電線路節(jié)省輸電材料三相交流電動機比同容量的單相電動機構(gòu)造簡單、性能優(yōu)越、價格低廉1.5三相交流電路第三十五頁，共46頁。三相電源的產(chǎn)生：三相電源是由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的第三十六頁，共46頁。三相交流電路—由三相交流電源和三相負載組成的電路叫三相交流電路。第三十七頁，共46頁。電力系統(tǒng)中的發(fā)電機都是三相交流發(fā)電機—它在經(jīng)濟上技術(shù)上具有明顯優(yōu)越性，故廣泛使用。相序—三相交流電動勢依次到達最大值的順序稱為相序三相電動勢的相序—依次為U-V-W稱為正序，不符合該順序的就為逆序發(fā)電廠及變電站對相序要求非常嚴格，必須保持一致U相涂以黃色，V相涂以綠色，W相涂以紅色電動機反轉(zhuǎn)—三相電動勢的相序決定著三相交流電動機的旋轉(zhuǎn)方向，欲使電動機反轉(zhuǎn)，只需將任意兩根電源線對調(diào)即可。第三十八頁，共46頁。三相電源的星形〔Y形〕連接：將三個產(chǎn)生三相電源的三個繞組的一端連在一起作為公共點N，再由另一端各自引出線與負載相連，稱為星形接法或Y接法。

1.6.1三相電源的連接三相電源與負載的連接第三十九頁，共46頁。公共點N稱為中點〔中性點〕或零點。從中性點引出的連接線稱為中性線或零線。另外三根引出的連接線稱為相線或端線，俗稱火線。有中性線的叫三相四線制，沒中性線的叫三相三線制。第四十頁，共46頁。IL=Ipb相電壓—每相繞組兩端的電壓，叫相電壓。線電壓—任意兩根火線之間的電壓叫線電壓。相電流—流過每相負載的電流叫相電流。線電流—