交流电路基本知识

1、大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center1交流电路基本知识交流电路基本知识交流电路基本知识交流电交流电 1.2 单相正弦交流电路单相正弦交流电路 1.3 单相交流电路的功率单相交流电路的功率 1.4 功率因数的校正功率因数的校正 1.5 三相交流电路三相交流电路 1.6 三相电源与负载的连接三相电源与负载的连接大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center2交流电路基本知识1.1 交流电交流电交流电交流电电

2、压、电流、电动势等的大小和方向均按正弦电压、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，简称交流电波形状周期性变化的叫做正弦交流电，简称交流电直流电直流电电压、电流、电动势等的大小和方向均不随时电压、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间变化的电流叫做直流电直流电和交流电的区别：直流电和交流电的区别：直流电路中电流没有大小的变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。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

3、检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center3交流电路基本知识1.1.1 交流电的产生交流电的产生大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center4交流电路基本知识大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center5交流电路基本知识大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company

4、 Training Center6交流电路基本知识1.1.2 正弦交流电的表示方法正弦交流电的表示方法图示法（波形图）图示法（波形图）解析法（数学表达式）解析法（数学表达式）sin()meEV大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center7交流电路基本知识sin ()meEtsinmeEtt大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center8交流电路基本知识1.1.3 正弦交流电的物理量正弦交流电的物理量有效值有效值

5、交流电与直流电分别通过相同的电阻时，在一周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，用的有效值，用 E 、U、I表示。通常我们用万用表测量的表示。通常我们用万用表测量的交流电数值是有效值交流电数值是有效值瞬时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：电动势e 、电压、电压u、电流、电流i。最大值最大值交流电的最大值是瞬时值中最大者，

6、通常也叫做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：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 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center9周期周期交流电交换一次所交流电交换一次所 需要的时间用需要的时间用T表示。表示。频率频率1秒钟之内交变的次数用秒钟之内交变的次数用f表示。表示。周期和频率互为倒数：周期和频率互为倒数： 我的交流电的频率我的交流电的频率f=50Hz 周期周期 T=1/50=0.02秒秒角频率角频率正弦交流电每秒种变化的角度正弦交流电每秒种变

7、化的角度相位相位反映了正弦量随时间变化的进程与所处的状态反映了正弦量随时间变化的进程与所处的状态初相初相反映了正弦量在计时起点的状态，既初初始状态反映了正弦量在计时起点的状态，既初初始状态Tf1fT11Tft大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center10正弦交流电的三要素：最大值、角频率、初相位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 ()meEt222sin ()meEt它们的相位差1212()-()=-tt 012-=0(0 ) 或为同相012-=(180

8、2 或）为反相大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center11 1.1.1 纯电阻电路纯电阻电路电阻的阻碍作用电阻的阻碍作用 电压和电流的最大值之间和有效值电压和电流的最大值之间和有效值 之间的关系满足欧之间的关系满足欧姆定律姆定律电压电压 和电流和电流 的频率关系的频率关系 电压和电流频率相同电压和电流频率相同1.2 单相正弦交流电路单相正弦交流电路mmUIRUIRui大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Cen

9、ter12电压和电流的相位关系电压和电流的相位关系 同相同相1.2 单相正弦交流电路单相正弦交流电路大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center13 1.1.1 纯电阻电路纯电阻电路电阻的阻碍作用电阻的阻碍作用 电压和电流的最大值之间和有效值电压和电流的最大值之间和有效值 之间的关系满足欧之间的关系满足欧姆定律姆定律电压电压 和电流和电流 的频率关系的频率关系 电压和电流频率相同电压和电流频率相同1.2 单相正弦交流电路单相正弦交流电路mmUIRUIRui大唐新能源检修公司培训中心 Datang Re

10、newable Power Overhaul Company Training Center14 1.1.1 纯电阻电路纯电阻电路电阻的阻碍作用电阻的阻碍作用 电压和电流的最大值之间和有效值电压和电流的最大值之间和有效值 之间的关系满足欧之间的关系满足欧姆定律姆定律电压电压 和电流和电流 的频率关系的频率关系 电压和电流频率相同电压和电流频率相同1.2 单相正弦交流电路单相正弦交流电路mmUIRUIRui大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center15 1.1.2 纯电感电路纯电感电路 电感电感 当一

11、个线圈的电阻可以忽略不计的程度，线圈当一个线圈的电阻可以忽略不计的程度，线圈就是纯电感就是纯电感 感抗感抗 电感对交流电的阻碍作用电感对交流电的阻碍作用 电感的性质电感的性质 通直流通直流 阻交流阻交流 储存磁场能但不消耗电能储存磁场能但不消耗电能1.2 单相正弦交流电路单相正弦交流电路2LXLfL大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center16 1.1.2 纯电感电路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最大值之间与有效值之间的关系电压与电流频率相同电压与电流频率相同1.2 单相

12、正弦交流电路单相正弦交流电路mmLmULIX ILUX I大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center17 电压与电流的相位关系电压与电流的相位关系电压和电流的相位差为电压和电流的相位差为 电压在相位上超前电流电压在相位上超前电流1.2 单相正弦交流电路单相正弦交流电路22大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center18 1.1.3 纯电容电路纯电容电路 电容电容 两个两个 彼此绝缘的导体之间形成电容彼此绝缘

13、的导体之间形成电容 容抗容抗 电容对交流电的阻碍作用电容对交流电的阻碍作用 电容的性质电容的性质 隔直流隔直流 通交流通交流 储存电场能但不消耗电能储存电场能但不消耗电能1.2 单相正弦交流电路单相正弦交流电路112CXCfC大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center19 1.1.3 纯电容电路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最大值之间与有效值之间的关系电压与电流频率相同电压与电流频率相同1.2 单相正弦交流电路单相正弦交流电路mmmCUILUXCUXCUX大唐新能源检修公

14、司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center20 电压和电流的相位关系电压和电流的相位关系电压和电流的相位差为电压和电流的相位差为 电流在相位上超前电压电流在相位上超前电压1.2 单相正弦交流电路单相正弦交流电路22大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center21 1.3.1 纯电阻电路功率纯电阻电路功率瞬时功率瞬时功率1.3 单相交流电路的功率单相交流电路的功率22sinsinsin2sin(1cos 2)mmmmpuiU

15、tItU ItUItUIt大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center22 1.3.1 纯电阻电路功率纯电阻电路功率有功功率有功功率或或1.3 交流电路的功率交流电路的功率2mmUIP 22UPUII RR大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center23 1.3.2 纯电感电路功率纯电感电路功率瞬时功率瞬时功率1.3 交流电路的功率交流电路的功率sin (+)sin2cossinsin 2mmmmpuiUtI

16、tU IttUIt大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center24 瞬时功率以电流或电压瞬时功率以电流或电压2倍频率变化。在其一个周倍频率变化。在其一个周期变化过程中，当期变化过程中，当 时电感从电源吸收能量转换时电感从电源吸收能量转换成磁场能储存在电感中，成磁场能储存在电感中， 时电感中储存的磁场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。的，所以电感不消耗能量，是个储能元件。有功功率有功功率

17、 P=01.3 交流电路的功率交流电路的功率0p 0p 大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center25 无功功率无功功率 能量互换的大小能量互换的大小 单位用乏（单位用乏（var）来表示来表示1.3 交流电路的功率交流电路的功率22LLUQUIX IX大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center26 1.3.1 纯电阻电路功率纯电阻电路功率有功功率有功功率或或1.3 交流电路的功率交流电路的功率2mmUIP

18、 22UPUII RR大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center27 1.3.3 纯电容电路功率纯电容电路功率瞬时功率瞬时功率1.3 交流电路的功率交流电路的功率sinsin (+)2sincossin 2mmmmpuiUtItU IttUIt大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center28 瞬时功率以电流或电压瞬时功率以电流或电压2倍频率变化。在其一个周倍频率变化。在其一个周期变化过程中，当期变化过程中，

19、当 时电容从电源吸收能量转换时电容从电源吸收能量转换成电场能储存在电容中，成电场能储存在电容中， 时电容中储存的电场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。的，所以电感不消耗能量，是个储能元件。有功功率有功功率 P=01.3 交流电路的功率交流电路的功率0p 0p 大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center29 无功功率无功功率 能量互换的大小能量互换的大小 单位用乏（单位用乏（var）来

20、表示来表示1.3 交流电路的功率交流电路的功率22CCUQUIXIX大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center30 1.3.4 电阻与电感串联电路功率电阻与电感串联电路功率有功功率有功功率 称功率因数称功率因数 1.3 交流电路的功率交流电路的功率cosRPUIUIcos2RPUIRI大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center31 无功功率无功功率 视在功率视在功率功率关系功率关系1.3 交流电路的功率交

21、流电路的功率sinLQU IUISUI2LLQU IX I22SPQ大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center32 1.3.5 电阻、电感与电容的串联电路电阻、电感与电容的串联电路 无功功率无功功率 视在功率视在功率功率关系功率关系1.3 交流电路的功率交流电路的功率()LCLCXQQQUUIUISUI22222=()LCSPQPQQ大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center33 无功功率无功功率 能量互

22、换的大小能量互换的大小 单位用乏（单位用乏（var）来表示来表示1.3 交流电路的功率交流电路的功率22CCUQUIXIX大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center34 提高功率因数的意义提高功率因数的意义 提高供电设备的利用率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校正功率因数的方法 负载两端并联电容器负载两端并联电容器 1.4 功率因数的校正功率因数的校正大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Ov

23、erhaul Company Training Center35 目前世界上的电力网几乎都采用三相制进行电能的生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。采用三相有以下产、输送和分配。采用三相有以下优点优点：输出功率相同时，三相交流发电机（或变压器）比单输出功率相同时，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、性三

24、相交流电动机比同容量的单相电动机结构简单、性能优越、价格低廉能优越、价格低廉1.5 三相交流电路三相交流电路大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center36交流电路基本知识三相电源的产生三相电源的产生：三相电源是由三相交流发电机产生的：三相电源是由三相交流发电机产生的大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center37tuuAuBuCO120120120AUCUBU (a) 波形图 (b) 相量图三相交流电路三相

25、交流电路由三相交流电源和三相负载组成的电路由三相交流电源和三相负载组成的电路叫三相交流电路。叫三相交流电路。大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center38交流电路基本知识电力系统中的发电机都是三相交流发电机电力系统中的发电机都是三相交流发电机它在经济上技它在经济上技术上具有明显优越性，故广泛使用。术上具有明显优越性，故广泛使用。相序相序三相交流电动势依次到达最大值的顺序称为相序三相交流电动势依次到达最大值的顺序称为相序三相电动势的相序三相电动势的相序依次为依次为U-V-W称为正序，称为正序， 不符合

26、该不符合该顺序的就为逆序顺序的就为逆序发电厂及变电站对相序要求十分严格，必须保持一致发电厂及变电站对相序要求十分严格，必须保持一致U相涂以黄色，相涂以黄色，V相涂以绿色，相涂以绿色，W相涂以红色相涂以红色电动机反转电动机反转三相电动势三相电动势 的相序决定着三相交流电动机的的相序决定着三相交流电动机的旋转方向，欲使电动机反转，只需将任意两根电源线对调旋转方向，欲使电动机反转，只需将任意两根电源线对调即可。即可。大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center39三相电源的星形（三相电源的星形（Y形）连接形

27、）连接：将三个：将三个产生三相电源的三产生三相电源的三个绕组的一端连在个绕组的一端连在一起作为公共点一起作为公共点N，再由另一端各自引再由另一端各自引出线与负载相连，出线与负载相连，称为星形接法或称为星形接法或Y接接法。法。1.6.1 三相电源的连接三相电源的连接1.6三相电源与负载的连接三相电源与负载的连接大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center40公共点公共点N称为称为中点（中点（中性点）或零点中性点）或零点。从。从中性点引出的连接线中性点引出的连接线称为称为中性线或零线中性线或零线。另外三根引出的连接另外三根引出的连接线称为线称为相线相线或端线，或端线，俗称俗称火线火线。有中性线。有中性线的叫三相四线制，没的叫三相四线制，没中性线的叫三相三线中性线的叫三相三线制。制。大唐新能源检修公司培训中心 Datang Renewable Pow