交流电3组的教案

交流电3组的教案第1页/共16页目录世界各国的交流电电压电压不同的原因世界各国的频率频率是两位数的原因第2页/共16页世界各国的电压第3页/共16页世界各国的电压大小英国：240V法国：127/220V中国：220V澳大利亚：240V美国：120V第4页/共16页电压不同的原因第5页/共16页美国：1879年，爱迪生制作出白炽灯在110V直流电压下运行良好，爱迪生认为这是配电中安全经济的电压。然后在两大天才爱迪生、特斯拉就"直流强还是交流强"的问题大吵一番后，美国慢慢开始普遍采用了110V的交流电。英国：220～240V视为高压，英国的240伏和很多欧洲国家.注重的是效率。其实就是当年中国比较穷%>_<%中国：损耗少;电压提高一倍，可以节省导线截面积一半的输电线；考虑实际线路干扰和损耗，高电压传输的距离更远;电动机功率体积比更小，能节约很多制造电机的材料。第6页/共16页世界各国的频率第7页/共16页世界各国交流电的频率大部分国家平时家里用的电是50Hz的，而有些国家，例如英美用的是60Hz的交流电，因为采用的是十二进制，什么12星座、12小时、12先令等于1英镑等等。当然还有某奇葩的漆器国(日本)，东边用50Hz，西边用60Hz。。。第8页/共16页频率是两位数的原因第9页/共16页如果频率过低——0HZ频率最低就是0，也就是直流。史上最经典的就是爱迪生和特斯拉的直流交流大战，爱迪生为了证明特斯拉的交流电有危险，用交流电电死了若干动物，其中还包括一头大象，爱老先生也是蛮拼的~不过最后爱迪生还是输给了特斯拉，凭借交流电方便改变电压等级的优势，交流电战胜了直流电。在输送功率相同的情况下，提高电压，送电电流就能减小，消耗在线路上的能量就能降低。而直流电当时无法变压，发电机出口端电压只有几百伏，为了减少损耗，只能减少送电功率和距离，所以爱迪生当时建的电厂有点像现在的分布式电源，到处都是。第10页/共16页如果频率过低——5HZ一是变压器效率的问题。变压器是靠原边的磁场变化，感应到副边升压或降压的。磁场变化的频率越慢，感应是越弱的，极端情况就是直流，根本没有感应，所以频率太低了不行。二是用电设备功率问题。功率与频率在一定范围内正相关。而电动机（或者说一切转动机械）既要求个头小，有要求输出功率大，只有一个办法——提高转速，这也就是为什么交流电频率不能太低的原因，因为我们需要个头小但功率大的电动机。第11页/共16页如果频率过高——400HZ1首先，路和设备的损耗增加。输电线路、变电设备、用电设备，都是有电抗的，电抗与频率成正比，频率越高，电抗越大，消耗的无功就越大，能传递的有功功率就越少。目前50Hz输电线路的电抗约0.4欧姆，约是电阻的10倍，如果提高到400Hz，那电抗将是3.2欧姆，约是电阻的80倍。对于高压输电线路，降低电抗是提高输电功率的关键。与电抗相对应的还有容抗，容抗和频率成反比，频率越高，容抗越小，线路的泄漏电流越大。如果频率高了，则线路的泄漏电流也会增加。第12页/共16页如果频率过高——400HZ2另一个问题是发电机的转速。现在的发电机组基本是单级机，也就是一对磁极。为了发出50Hz的电，转子每分钟转速要达到3000转。咱们的汽车发动机转速达到3000转时，就能明显感觉引擎在振动作响了，转到六七千转时，你会觉得发动机要跳出引擎盖。小小的汽车发动机尚且如此，更何况是一个重达百吨的实心铁疙瘩转子与汽轮机，也因此发电厂的噪音都很大。一个重达百吨的钢转子每分钟转3000转谈何容易，如果频率再高三四倍，估计发电机能飞出厂房了。第13页/共16页世界各国交流电为50、60HZ的原因回溯交流电网频率的统一过程，不纯粹是技术之争，其中也可窥见权力角逐。技术分析表明，在标准的形成过程中，设备制造商和电网经营者起到了决定性的的作用。在欧洲，德国的VDE公司推荐25Hz和50Hz两项标准，到1914年放弃了25Hz，全力推动50Hz。同时，爱迪生德国公司设立的AEG公司19世纪末首次建造德国的发电设施，采用50Hz，之后依托其垂直垄断力，携手在欧洲推行50Hz标准，历时40余年，直到二战之后才真正形成；而在美国的西屋公司，在1890年后力推60Hz的较高频率的标准（相对25Hz），在美国系统沿用至今。期间，1893年，美国GE公司按照其爱迪生系的频率标准，在加州部分供电系统采用50Hz，但因竞争压力，最终（1948）屈从于西屋的60Hz标准。欠发达国家，尤其是殖民地国家则主要是依附宗主国和制造商的选择，如巴西一开始就兼有50和60Hz，1938年通过立法，力图通过8年的时间，统一到50Hz，但最后没有成功，因为多数发达地区都采用60Hz，20世纪60年代又改为60Hz。50与60，成