交流电路基本知识

大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter1交流电路基本知识•1.1交流电•1.2单相正弦交流电路•1.3单相交流电路的功率•1.4功率因数的校正•1.5三相交流电路•1.6三相电源与负载的连接大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter21.1交流电交流电—电压、电流、电动势等的大小和方向均按正弦波形状周期性变化的叫做正弦交流电，简称交流电直流电—电压、电流、电动势等的大小和方向均不随时间变化的电流叫做直流电直流电和交流电的区别：直流电路中电流没有大小的变化，电流方向也不发生改变。交流电路中的电流的大小随时间发生改变，电流流动的方向也随时间发生变化。大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter31.1.1交流电的产生交流电的产生一般是利用交流发电机。交流发电机的工作原理置于N、S极之间的线圈以一定速度旋转产生交流电动势线圈处于位置不同，交流电动势也不同，线圈旋转一周，交流电动势正好变化一个循环，其波形为正弦波。大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter4大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter5大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter61.1.2正弦交流电的表示方法图示法（波形图）解析法（数学表达式）sin()meEV大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter7sin()meEtsinmeEt交流电的常用表达方法表示交流电的相位t表示交流电的初相位大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter81.1.3正弦交流电的物理量有效值—交流电与直流电分别通过相同的电阻时，在一周期内使其发热量相等，这个直流电流的值就叫做交流电的有效值，用E、U、I表示。通常我们用万用表测量的交流电数值是有效值瞬时值—正弦交流电对于每个不同的瞬间都有一个确定的数值，把每一瞬间的数值称为瞬时值。用小写字母来表示：电动势e、电压u、电流i。最大值—交流电的最大值是瞬时值中最大者，通常也叫做振幅。用大写字母加下角标来表示：Em、Um、Im。大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter9周期—交流电交换一次所需要的时间用T表示。频率—1秒钟之内交变的次数用f表示。周期和频率互为倒数：我的交流电的频率f=50Hz周期T=1/50=0.02秒角频率—正弦交流电每秒种变化的角度相位—反映了正弦量随时间变化的进程与所处的状态初相—反映了正弦量在计时起点的状态，既初初始状态Tf1fT11Tft大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter10正弦交流电的三要素：最大值、角频率、初相位相位差两个同频率的交流电111sin()meEt222sin()meEt它们的相位差1212()-()=-tt012-=0(0)或为同相012-=(1802或）为反相大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter111.1.1纯电阻电路电阻的阻碍作用电压和电流的最大值之间和有效值之间的关系满足欧姆定律电压和电流的频率关系电压和电流频率相同1.2单相正弦交流电路mmUIRUIRui大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter12电压和电流的相位关系同相1.2单相正弦交流电路大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter131.1.1纯电阻电路电阻的阻碍作用电压和电流的最大值之间和有效值之间的关系满足欧姆定律电压和电流的频率关系电压和电流频率相同1.2单相正弦交流电路mmUIRUIRui大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter141.1.1纯电阻电路电阻的阻碍作用电压和电流的最大值之间和有效值之间的关系满足欧姆定律电压和电流的频率关系电压和电流频率相同1.2单相正弦交流电路mmUIRUIRui大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter151.1.2纯电感电路电感当一个线圈的电阻可以忽略不计的程度，线圈就是纯电感感抗电感对交流电的阻碍作用电感的性质通直流阻交流储存磁场能但不消耗电能1.2单相正弦交流电路2LXLfL大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter161.1.2纯电感电路电压与电流最大值之间与有效值之间的关系电压与电流频率相同1.2单相正弦交流电路mmLmULIXILUXI大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter17电压与电流的相位关系电压和电流的相位差为电压在相位上超前电流1.2单相正弦交流电路22大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter181.1.3纯电容电路电容两个彼此绝缘的导体之间形成电容容抗电容对交流电的阻碍作用电容的性质隔直流通交流储存电场能但不消耗电能1.2单相正弦交流电路112CXCfC大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter191.1.3纯电容电路电压与电流最大值之间与有效值之间的关系电压与电流频率相同1.2单相正弦交流电路mmmCUILUXCUXCUX大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter20电压和电流的相位关系电压和电流的相位差为电流在相位上超前电压1.2单相正弦交流电路22大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter211.3.1纯电阻电路功率瞬时功率1.3单相交流电路的功率22sinsinsin2sin(1cos2)mmmmpuiUtItUItUItUIt大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter221.3.1纯电阻电路功率有功功率或1.3交流电路的功率2mmUIP22UPUIIRR大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter231.3.2纯电感电路功率瞬时功率1.3交流电路的功率sin(+)sin2cossinsin2mmmmpuiUtItUIttUIt大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter24瞬时功率以电流或电压2倍频率变化。在其一个周期变化过程中，当时电感从电源吸收能量转换成磁场能储存在电感中，时电感中储存的磁场能转换成电能送回电源，并且吸收和放出的功率是相等的，所以电感不消耗能量，是个储能元件。有功功率P=01.3交流电路的功率0p0p大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter25无功功率能量互换的大小单位用乏（var）来表示1.3交流电路的功率22LLUQUIXIX大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter261.3.1纯电阻电路功率有功功率或1.3交流电路的功率2mmUIP22UPUIIRR大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter271.3.3纯电容电路功率瞬时功率1.3交流电路的功率sinsin(+)2sincossin2mmmmpuiUtItUIttUIt大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter28瞬时功率以电流或电压2倍频率变化。在其一个周期变化过程中，当时电容从电源吸收能量转换成电场能储存在电容中，时电容中储存的电场能转换成电能送回电源，并且吸收和放出的功率是相等的，所以电感不消耗能量，是个储能元件。有功功率P=01.3交流电路的功率0p0p大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter29无功功率能量互换的大小单位用乏（var）来表示1.3交流电路的功率22CCUQUIXIX大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter301.3.4电阻与电感串联电路功率有功功率称功率因数1.3交流电路的功率cosRPUIUIcos2RPUIRI大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter31无功功率视在功率功率关系1.3交流电路的功率sinLQUIUISUI2LLQUIXI22SPQ大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter321.3.5电阻、电感与电容的串联电路无功功率视在功率功率关系1.3交流电路的功率()LCLCXQQQUUIUISUI22222=()LCSPQPQQ大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter33无功功率能量互换的大小单位用乏（var）来表示1.3交流电路的功率22CCUQUIXIX大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter34提高功率因数的意义提高供电设备的利用率减小供电设备和输电线路的功率损耗校正功率因数的方法负载两端并联电容器1.4功率因数的校正大唐新能源检修公司培训中心DatangRenewablePowerOverhaulCompanyTrainingCenter35目前世界上的电力网几乎都采用三相制进行电能的生产、输送和分配。采用三相有以下优点：输出功率相同时，三相交流发电机（或变压器）比单相交流发电机（或变压器）效率高、体积小、经济性好输送距离与功率一定时，三相交流输电线路比单相交流输电线路节省输电材料三相交流电动机比同容量的单相电动机结构简单、性能优越、价格低廉1.5三相交流电路大唐新能源检修