从零开始学电工16交流电的基本知识 [复制链接]

1.6.0交流电的基本知识

交流电的大小与方向随时间的变化而做周期性的变化。工程上用的一般都是正弦交流电、即交流电的变化规律按正弦函数变化。如下图所示：

交流电完成一次周期性变化所需要的时间被称为周期。

频率f，是指单位时间(1s)内信号发生周期性变化的次数。频率的国际单位是赫兹(Hz)。若信号在单位时间(1s)内只周期性变化一次，则信号的频率为1Hz，如下图所示：

若信号在单位时间内只周期性变化两次，则信号的频率为2Hz,如下图所示：

频率f与周期是互为倒数的关系，即：f=1/T。频率越高，周期越短；频率越低，周期越长。

我国电力系统提供的交流电的频率是50Hz,即它在1s内会变化50次。由于流过灯泡的电流的变化速度快，因此我们感觉不到它闪烁。

1.6.1有效值

交流电电压的有效值是根据电流的热效应来规定的。让交流电与直流电通过同样阻值的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值称为这一交流电电压的有效值。

交流电电压的有效值是其最大值的1/√2（或0.倍）。一般的交流电压表、电流表与万用表的读数都是有效值。通常说照明电路的电压是V,就是指有效值为V。

1.6.2三相交流电

三相交流电是由三相交流发电机产生的。目前，我国生产、配送的都是三相交流电。三相交流电是由三个频率相同、最大值相等、相位差互差°角的单相交流电按一定方式进行的组合，如下图所示：

三相交流电有两种供电方式：即三相三线制供电、三相四线制供电。

三相发电机的每一个绕组都是独立的电源，均可单独给负载供电。实际上，三相电源是按照一定的方式连接后，再向负载供电的。发电机三相绕组的末端连接在一起，绕组的始端分别与负载相连，这种连接方法就称为星形连接。三相电源通常采用星形连接方式。

以三条相线向负载供电的方式即为三相三线制供电。这种供电方式的配电变压器低压侧有三条相线（相线即通常所说的火线）引出，但没有中性线（零线）。三相三线制适用于高压配电系统，如变电所、高压三相电动机等。

通常在野外看到的输电线路通常为三根线（即三相），没有中性线，故称三相三线制。电力系统高压架空线路一般采用三相三线制，三条线路分别代表U、V、W三相。任意两根相线之间的电压被称为线电压，为V（黑色虚线所指）如下图所示：

下图中三个末端相连接的点称为中点或零点，用字母“N”表示。从中点引出的一根线称为中线或零线。从始端引出的三根线称为端线或相线。

相线俗称火线，与零线之间有V的电压（蓝色虚线所指）。

由三根相线、一根零线所组成的输电方式称为三相四线制。三相四线制供电是常用的低压电路供电方式，如下图所示：

1.6.3三相电源的电压

三相四线制可提供两种电压：一种是相线与零线之间的电压，称为相电压，为~V；一种是相线与相线之间的电压，称为线电压，为~V。

在日常生活中，我们接触的负载，如电灯泡、电视机、电冰箱电风扇等家用电器及单相电动机，它们工作时都是用两根导线接到电路中，都属于单相负载。在三相四线制供电时，多个单相负载应尽量均衡地分别接到三相线路中去，而不应把它们集中在其中的一条相线路里。

在三相四线制供电的线路中，中性线起到保证负载相电压对称不变的作用，对于不对称的三相负载，中性线绝不能去掉，不能在中性线上安装熔丝或开关，而且要用力学性能较好的钢丝作中性线。