交流電路基本知識(shí)

交流電路根本知識(shí)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(fù)載的連接第一頁，共46頁。1.1交流電交流電—電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)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(jiǎn)稱交流電直流電—電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)等的大小和方向均不隨時(shí)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(shí)間發(fā)生改變，電流流動(dòng)的方向也隨時(shí)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(jī)。交流發(fā)電機(jī)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(dòng)勢(shì)線圈處于位置不同，交流電動(dòng)勢(shì)也不同，線圈旋轉(zhuǎn)一周，交流電動(dòng)勢(shì)正好變化一個(gè)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(dá)式〕第六頁，共46頁。交流電的常用表達(dá)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(shí)，在一周期內(nèi)使其發(fā)熱量相等，這個(gè)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(cè)量的交流電數(shù)值是有效值瞬時(shí)值—正弦交流電對(duì)于每個(gè)不同的瞬間都有一個(gè)確定的數(shù)值，把每一瞬間的數(shù)值稱為瞬時(shí)值。用小寫字母來表示：電動(dòng)勢(shì)e、電壓u、電流i。最大值—交流電的最大值是瞬時(shí)值中最大者，通常也叫做振幅。用大寫字母加下角標(biāo)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(shí)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(shí)間變化的進(jìn)程與所處的狀態(tài)初相—反映了正弦量在計(jì)時(shí)起點(diǎn)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(gè)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(gè)線圈的電阻可以忽略不計(jì)的程度，線圈就是純電感

感抗電感對(duì)交流電的阻礙作用

電感的性質(zhì)通直流阻交流

儲(chǔ)存磁場(chǎng)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(gè)彼此絕緣的導(dǎo)體之間形成電容

容抗電容對(duì)交流電的阻礙作用

電容的性質(zhì)隔直流通交流

儲(chǔ)存電場(chǎng)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(shí)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(shí)功率

1.3交流電路的功率第二十三頁，共46頁。

瞬時(shí)功率以電流或電壓2倍頻率變化。在其一個(gè)周期變化過程中，當(dāng)時(shí)電感從電源吸收能量轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能儲(chǔ)存在電感中，時(shí)電感中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)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(gè)儲(chǔ)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(shí)功率

1.3交流電路的功率第二十七頁，共46頁。

瞬時(shí)功率以電流或電壓2倍頻率變化。在其一個(gè)周期變化過程中，當(dāng)時(shí)電容從電源吸收能量轉(zhuǎn)換成電場(chǎng)能儲(chǔ)存在電容中，時(shí)電容中儲(chǔ)存的電場(chǎng)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(gè)儲(chǔ)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(jìn)步功率因數(shù)的意義

進(jìn)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(fù)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(jìn)展電能的消費(fèi)、輸送和分配。采用三相有以下優(yōu)點(diǎn)：輸出功率一樣時(shí)，三相交流發(fā)電機(jī)〔或變壓器〕比單相交流發(fā)電機(jī)〔或變壓器〕效率高、體積小、經(jīng)濟(jì)性好輸送間隔與功率一定時(shí)，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(dòng)機(jī)比同容量的單相電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、性能優(yōu)越、價(jià)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(jī)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(fù)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(jī)都是三相交流發(fā)電機(jī)—它在經(jīng)濟(jì)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(dòng)勢(shì)依次到達(dá)最大值的順序稱為相序三相電動(dòng)勢(shì)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(duì)相序要求非常嚴(yán)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(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)—三相電動(dòng)勢(shì)的相序決定著三相交流電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，欲使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，只需將任意兩根電源線對(duì)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(gè)產(chǎn)生三相電源的三個(gè)繞組的一端連在一起作為公共點(diǎn)N，再由另一端各自引出線與負(fù)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(fù)載的連接第三十九頁，共46頁。公共點(diǎn)N稱為中點(diǎn)〔中性點(diǎn)〕或零點(diǎn)。從中性點(diǎn)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(fù)載的電流叫相電流。線電流—