电工基础之单相交流电路
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发布时间:2024-01-25 03:13:55
所谓交流电,就是指电压是随时间一直在变化的。电压随时间按正弦规律变化的交流电,是工厂企业及日常生活中应用最为广泛的。正弦交流电的电压变换容易,输送和分配方便,其供电性能好,效率高;交流电器的结构相对比较简单、价格低、运行可靠、
最大值是反映正弦量变化幅度的,又称幅值或峰值,规定用大写字母加下标m表示,即Em、Im、Un。
而我们平常所说的电压高低、电流的大小,用电器上的标称电压或电流,用万用表测量的电压或电流所指的都是有效值。有效值是由交流电在电路中做功的效果来定义的。
叙述为:交流电流i通过电阻R在一个周期T内产生的热量与直流电流I通过R在时间t内产生的热量相等时,这个直流电流I的数值称为交流电流的有效值。正弦交流电的有效值分别以E、U、I 表示。正弦交流电的波形如图1-6所示。
反映交流电变化快慢的物理量是频率(或周期)。即交流电在1s内完成周期性变化的次数,叫做交流电的频率,用f表示,单位是Hz。
交流电完成一次周期性变化所需的时间,叫做交流电的周期,用T表示,单位是s。
目前我国工农业生产和生活用的交流电,周期是0.02s,频率是50Hz,电流方向每秒改变100次。世界各国电力系统供电频率有50Hz 和 60Hz两
种,这一种评率称为工业频率,简称工频。不同技术领域中的频率要求是不一样的。
角频率用w表示,角频率的单位是弧度/(rad/s),因为交流电每交变一周期,电角度就改变2π弧度,所需要的时间为T,所以电角速度(角频率)
其中,(wt+)叫做正弦量的相位(相位角),如图1-7所示。称为正弦量的初相角,它是t=0时的相位角,简称初相。
正弦交流电的表示方法有解析法、相量法、正弦曲线法和矢量法。它们能表现出正弦交流电的瞬时值随时间的变化规律。
在交流电路中为分析的方便,可将电路分为纯电阻电路、纯电感电路纯电容电路3种。
在纯电阻电路中通过电阻R的电流和电压的相位相同,电流和电压是同相位的。所以,电流、电压、功率的计算可用欧姆定律和电功率公式来计
所以,纯电阻电路的功率因素cos等于1,功率因素角为0°,它只吸收有功功率,而不吸收无功功率。
根据电磁感应定律,自感电动势总是阻碍电路内电流的变化,形成对电流的阻力作用,这种阻力称为电感电抗,简称感抗,用符号X表示,单位也是欧姆,有
这说明在交流电路中,感抗与频率成正比,感抗具有通直隔交的特性;就是交流电的频率越高,就越不容易通过;频率越低,就越容易通过,对直流就等于通路。在交流电路中,纯电感电路它不消耗能量,而只与电源进行能量的交换。
所以,纯电感电路的功率因素cosp等于0,功率因素角为90°,它只吸收无功功率,而不吸收有功功率。在纯电感电路中,其电压的相位总是超前电流的相位90°。
电容有储存电荷的能力,当电容器的两端接上交流电时,它就会有充放电的过程,在外电压比它高时,它就会储存电能;在外电压比它低时,它就会释放电能。在充电和放电时,电路中就形成了电流。但是电容器储存电荷的能力不一定是无限制的,在积有电荷或积满了电荷时,就对电流表现有一种抗拒作用,这种抗拒作用称为电容电抗,简称容抗。用符号Xc表示,单位也是欧姆,有
这说明在交流电路中,容抗与频率成反比,容抗具有通交隔直的特性;就是交流电的频率越高,就越容易通过;频率越低,就越不容易通过。在交流电路中,纯电容电路它不消耗能量,而只与电源进行能量的交换。
所以,纯电容电路的功率因素 cos等于0,功率因素角为90°,它只吸收无功功率,而不吸收有功功率。在纯电容电路中,其电流的相位总是超前电压的相位90°。
在实际的工作中,纯电阻、纯电容和纯电感的电路并不多见,如日光灯、电动机的负荷中,不仅有电感还有电阻。下面就分析一下电阻与电感的串联电路和有电容的并联电路。首先,我们来解释一下视在功率、有功功率和无功功率的概念。
在交流电路中,电流和电压有效值的乘积叫做视在功率,即S=IU。它可用来表示用电器本身所容许的上限功率(即容量)。视在功率的单位为伏安(VA)或千伏安(kVA)。
在交流电路中,电流、电压的有效值与它们的相位差。的正弦的乘积叫做无功功率,即Q=IUsinp。它和电路中实际消耗的功率
无关,而只表示电容元件、电感元件和电源之间能量交换的规模。无功功率的单位为乏(var)或千乏(kVar)。
有功功率,无功功率和视在功率之间的关系,可以用“功率三角形”来表示,如图1-8所示。
在日光灯的电路中,用交流电压表测量灯管和镇流器两端的电压,并将这两个电压相加后。这时,就会发现相加后的电压竞会大于电源的电压。
这是因为灯管是电阻性的,镇流器是电感性的图1-8功率三角形虽然是同一个电流流过电阻和电感,但是它们各自产生的电压降Up和U的相位是不同的。电路中的电流与电阻的电压是同相位,但电路中的电流与电感的电压滞后90°,可用三角形的勾股定律进行计算。
在进行功率的计算时,只有有功功率才可以直接进行相加,其他的都不能够直接进行相加。
供电部门对用户负載的功率因数是有要求的,100kVA及以上高压供电的用户功率因素为0.9以上。其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转转售电企业,功率因素为0.85以上。农业用电功率因素为0.8,如某供电变压器容量为100kVA,如果负载的功率因数只有0.5,则变压器能输出的有功功率只有50kW,其他的容量为电源与负载间的无功互换占有了。如果负载的功率因数为1,则变压器能输出的有功功率就为100kW。所以负载的功率因数越低,供电变压器输出的有功功率就越小,设备的利用率就越不充分,经济损失就越严重。
功率因数的提高,意味着电网内的发电设备得到了充分的利用,提高了发电机输出的有功功率和输电线上有功电能的输送量。一般工矿企业大多数为感性负载,感性负载需并联容性元件去补偿其无功功率,工矿企业常在变配电室中安装电容器来统一调节。
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本帖最后由 vbairbus 于 2013-5-26 20:33 编辑 求
工作原理及介绍 /
的区别,有什么优势 /
动势称为对称三相电源。 2、对称三相负载 对称三相负载是指三相负载的大小相等,性质相同,即负载
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