直流电和交流电

直流电和交流电 直流电和交流电 (一)直流和交流 电流有直流和交流之分。我们知道，干电池中间的炭棒是正级，外壳 锌皮是负极，炭棒的电位始终比锌皮的电位高。如果把电源的正负极用电线导线与小电珠接通，那么，电路中的电流始终是从干电池的正极流出，经小电珠 ，再从负极流入干电池，电流的大小与方向都是不变的。这种大小和方向都不变的电流就叫做“直流电流”，简称“直流”。电池和直流发电机都是直流电源。 交流电源两个极的电位与干电池不同，它没有固定的极性。一忽儿上端是正极，下端是负极;一忽儿上端是负极，下端是正极，也就是说，它的电极极性是随时间变化的，而且两个电极之间电压的大小也是随时间变化的。如果把电源的两极用导线与电灯泡接通。那么，电路中的电流的大小和方向也随时间而变化。交流电的电流从零开始，逐渐增大，到了正的最大值后又逐渐减小,一直降到零，以后向反方向逐渐增大，到了负的最大值后又逐渐下降为零，完成一次完全变化。这种大小和方向都随时间变化的电流叫做”交变电流”简称”交流”(图33)。 交流电每一秒钟完全变化的次数，叫做交流电的”频率”(符号:F)单位是赫兹 ，简称赫(符号: Hz)，我国电力工业统一规定交流电都采用50赫的频率。 交流电 完成一次完全变化的时间叫做”周期”。例如:频率为50赫的交流电每一秒钟有50个完全变化，因而，它的周期就等于1/50=0.02秒。 两个同频率的交流电流(或电压)，由于各种原因，可以不在同一时刻达到正的最大值，而有上段时间差 ，这段时间差称为两个交流电流(或电压)的”相位差”。在两极同步发电机中，当转子转动一转，定子的交流电压变完成一个完全变化 。对于50赫的交流电来说，完成一个完全变化的时间为0.02秒，而每转一转即相当于转过角度360度，因此，相位差也可用角度差来示 。例如:时间差为0.01秒时，相应的角度差为180度;时间差为0.005秒时，相应的角度差为90度。若两个同频率的交流电同时达到正的最大值 ，就叫做”同相” (即相位相同或相位差等于零);若它们的相位差为180度，就叫做”反相”，即相位相反的意思。反相情况下，当一个交流电达到正的最大值时 ，另一个交流电恰好达到负的最大值。 交流电流(或电压)的大小值通常都用”有效值 “来表示。例如:交流安培表和伏特表的刻度，电机电器的额定电流和额定电压都是用有效值来表示 。交流电流(或电压)的有效值是其最大的0.707倍。 水电站发电机发出来的电流和农村照明及动力用电都是交流电。交流电比直流电有很多优点，例如便于用变压器来改变电压 ，可以把电能输送到较远的地方去。用交流电来发电送电用电，投资小操作简单运行可靠。 (二)单相交流电和三相 交流电 交流电又有单相交流电和三相交流电的区别。例如:电灯收音机等是用单相交流电，单相交流电是从电源中引出两根导线接到 水电站发出的交流电几乎都是三相交流电 ，它是由三相同步发电机发出来的。例如，两极三相同步发电机有三个完全相同的，但在空间上相互差120度的绕组(AXBYCZ)。这三个绕组发出的交流电频率和电压最大值都相等 ，而相互之间有120度的相位差，这样的三个电压叫做”三相对称电压”，通常所讲的三相电压，除特别声明外都指对称的 。实际上我们平常遇到的三相电压都是基本对称的。 三相电源的三个绕组可接成星形或三角形1.星形接法 农村小型发电机常把三个绕组的三个尾端连接在一起，成为发电机的”中性点”，从中性点引出一根线叫做”中性线”(又叫”零线”或”地线”)，三个绕组首端的引出线就是三根”火线”，这种三个绕组的连接叫做三相发电机的”星形接法”(又叫做Y接法)。 接到三相电动机上去的是三相交流线路，它由一根火线接出来，而接到照明线路上去的是单相线路，它由任意一根火线及地线接出来 。 在三相交流电中，三根火线常用ABC(或黄绿红)表示，地用”N”或”O”表示 。火线与火线之间的电压叫做”线电压”，每根火线与地线之间的电压叫做”相电压”，线电压是相电压的1.73倍 。例如我们接到电灯上的一根火线和一根地线，它们之间的电压是相电压，规定为220V;而接到电动机上的是三 根火线，每两根火线之间的电压是线电压 ，规定为380V，它是220V的1.73倍。 有时在发电机或电动机外壳铭牌的额定电压一栏内写有400/230伏或380/220伏的数字，它表示 :斜线上面的数字是额定线电压，斜线下面的数字是额定相电压。 通过发电机每相绕组的电流叫做”相电流”，而通过每根火线的电流叫做”相电流”。在星形接法中 ，线电流等于相电流。 2.三角形接法 发电机的三相绕组，也可接成”三角形接法”，这时，要把每一组绕组的尾端和别一组的首端依次相连接，使三组绕组构成一个闭合的回路 ，并从三个连接点ABC上分别引出三根火线。 在三角接法中，由于任意两根火线都是从电源的一相绕组的尾端和首端引出的，因此线电压就等于相电压 ，例如UAB=UAX，其中UAB是线电压，UAX是相电压 ，但是，在三角形接法时，线电流和相电流就不相同了。如果三相电压对称，三相的负载又完全相同，那么线电流为相电流的1.73倍。