一、歐姆定律
導(dǎo)體中的電流I和導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,和導(dǎo)體的電阻R成反比,即I=U/R 這個(gè)規(guī)律叫做歐姆定律。如果知道電壓、電流、電阻三個(gè)量中的兩個(gè),就可以根據(jù)歐姆定律求出第三個(gè)量,即I=U/R,R=U/I,U=IR在交流電路中,歐姆定律同樣成立,但電阻R應(yīng)該改成阻抗Z,即I=U/Z
二、功率因數(shù)
1、電源的總功率中應(yīng)包括電阻的有功功率和電感的無功功率,這個(gè)總功率稱為視在功率,符 號為S,單位是V•A(伏安)。視在功率與有功功率和無功功率的大小關(guān)系是:S=√P2+Q2L 有功功率占視在功率中的比例稱為功率因數(shù),符號為cosΦ,cosΦ=P÷S=UR÷U=R÷Z。cosΦ的值從0到1,值越大說明有功功率占視在功率的份額越大,也說明電能的利用率越高。由于無功功率只是與電源交換能量,而不是將電能轉(zhuǎn)換為其它可用能量,但交換能量的電流在電路中流動(dòng),會(huì)在電路的電阻上轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉一部分電能,因此,無功功率越小越好。
2、功率因數(shù)的提高,電感性電路中電流的相位落后于電壓,角度在0°~90°之間。其中電阻的成分越大,電流落后于電壓的角度越小,cosΦ值越大;電阻的成分越小,電流落后于電壓的角度越大,cosΦ值越小。由于電感的無功功率占有電源的容量,并在線路上消耗一定的能量,在生產(chǎn)中,希望電感的無功功率越小越好。電容在電路中,流過電容的電流比電壓越前90°,恰好與電感電路中電流電壓的相位關(guān)系相反,也就是說兩者與電源交換能量的時(shí)間不同。電感從電源吸取能量轉(zhuǎn)變?yōu)榇拍軙r(shí),正好是電容將其儲備的電能返還電源的時(shí)候,如果把這兩個(gè)組件接在一起,電感所需能量可由電容提供一部分,而電容充電時(shí)所需電能也恰好能由電感提供,一部分無功電能將在電容與電感之間轉(zhuǎn)換,而不再通過電源。對電源來講,負(fù)擔(dān)電感的部分能量將減少,意味著電路的功率因數(shù)cosΦ提高。
如果把電容與線圈串聯(lián),線圈兩端的電壓就不再是原來所加的電壓。為了使線圈接電容前后所加電壓相同,必須把電容與線圈相并聯(lián)。所以實(shí)際生產(chǎn)中提高功率因數(shù)的方法,是在電感性電路兩端并聯(lián)一個(gè)合適的電容。
三、電功率與電能
負(fù)載在電路中消耗電能,一個(gè)負(fù)載在單位時(shí)間內(nèi)所消耗的電能,叫做電功率,電功率的單位是瓦特,簡稱瓦,符號為W,電功率的量符號為P。 負(fù)載工作一段時(shí)間所消耗的電能量叫做電能,電能的單位是KW.h(千瓦時(shí))。1 KW.h電能就是平常所說的1度電。
四、三相交流電路
1、三相交流電 把三個(gè)大小相等、頻率相同,初相位相差120°均勻分布。這樣,發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)就可以產(chǎn)生滿足上述條件的三個(gè)單相交流電,由于初相位相差120°,在各導(dǎo)線中流過的電流存在一個(gè)時(shí)間差,這樣,就不需要六條導(dǎo)線供電,而只需要在發(fā)電機(jī)內(nèi)部把三個(gè)繞組按一定方式聯(lián)接起來,用三條或四條導(dǎo)線供電。發(fā)電機(jī)每個(gè)繞組發(fā)出的單相交流電叫做三相交流電中的一相,因此,我們實(shí)際使用的單相交流電,都是三相交流發(fā)電機(jī)所提供三相交流電中的一相。
2、電源的三角形聯(lián)結(jié) 發(fā)電機(jī)三相繞組分別稱為U、V、W,我們把一個(gè)繞組的尾端與另一個(gè)繞組的首端接在一起,另一個(gè)繞組的尾端再與下一個(gè)繞組的首端接在一起,三個(gè)繞組接成一圈,以每個(gè)接點(diǎn)接出一條線稱為電源的三角形聯(lián)結(jié)。
3、電源的星形聯(lián)結(jié) 把三個(gè)繞組的尾端接在一起,從三個(gè)首端引出三條線,再把尾端的公共點(diǎn)引出一條線,這稱為電源的星形聯(lián)結(jié)。
4、三相三線制 電源三角形聯(lián)結(jié)共有三條線,電源星形聯(lián)結(jié),如果不接中線也是三條線,這樣的供電方式叫做三相三線制。 三相三線制供電只有三條線,只有一種線電壓,線電壓有UL12、UL23、UL31三個(gè),同樣三個(gè)線電壓大小相同,相位相差120°,使用時(shí)不能混淆。
5、三相四線制電路 電源星形聯(lián)結(jié),從三個(gè)首端引出三條線稱為相線(俗稱火線),分別用L1、L2、L3表示,從公共點(diǎn)引出的線稱為中性線,用N表示。 在此電路中,每兩條線之間都存在一個(gè)電壓,相線與相線間的電壓稱為線電壓,用UL表示。線電壓共有三個(gè):分別是L1、L2相間電壓UL12,L2、L3相間的UL23,L3、L1相間的電壓UL31。相線與中性線間的電壓稱為相電壓,用UΦ表示。相電壓也有三個(gè):L1N間的UΦ1,L2N間的UΦ2,L3N間的UΦ3。三個(gè)線電壓有效值相等,三個(gè)相電壓有效值也相等。線電壓有效值與相電壓有效值的關(guān)系為:UL=√3UΦ
6、負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié) 把三個(gè)負(fù)載的首尾相接,接成一圈,從三個(gè)接點(diǎn)引出三條線接電源的三條相線,這種接法稱負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié),用△表示。 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)時(shí),每相負(fù)載所承受的是電源的線電壓,每個(gè)負(fù)載中所流過的電流叫做相電流,用IΦ表示,三相負(fù)載中的相電流分別用IΦ1、IΦ2、IΦ3表示即IΦ=UL÷ZΦ 式中 ZΦ—— 每相負(fù)載的阻抗。 相線中的電流叫做線電流,實(shí)際供電導(dǎo)線中的電流就是線電流,用IL表示,。如果三個(gè)相電流大小相等,線電流有效值與相電流有效值的關(guān)系為IL=√3IΦ
7、負(fù)載的星形聯(lián)結(jié) 把三個(gè)負(fù)載的尾端接在一起,接電源的中性線,三個(gè)首端接電源的三條相線,這種接法稱負(fù)載的星形聯(lián)結(jié),用Y表示。 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)時(shí),每相負(fù)載所承受的是電源的相電壓。每相負(fù)載的相電流為IΦ=UΦ÷ZΦ 相電流就是導(dǎo)線中的電流。 如果三個(gè)負(fù)載的阻抗安全相同,這樣的負(fù)載叫做三相對稱負(fù)載。實(shí)際中,凡是三相電氣設(shè)備,如三相交流電動(dòng)機(jī)、三相變壓器、三相電爐等,均為對稱三相負(fù)載。在三相對稱負(fù)載情況下,三個(gè)相電流大小相等,這時(shí),電源中性線中將沒有電流通過,中性線可以去掉,只用三條相線供電,即三相三線制電路。 但我們所使用的電氣設(shè)備許多都是單相設(shè)備,如電燈、電視機(jī)等,它們都是使用三相電源中的一相。因此,三相電源的負(fù)載各相一般不可能完全相同,這種情況叫三相不對稱負(fù)載。 在三相不對稱負(fù)載情況下,三個(gè)相電流不相等,這時(shí)中性線電流不為零,中性線就起到了中線電流通路的作用。三相負(fù)載越接近對稱,中線電流就越小,三相負(fù)載偏差越大,中線電流也越大。一般在安裝單相負(fù)載時(shí),盡量使三相負(fù)載接近對稱,以減小中線電流。 三相四線制供電系統(tǒng)中如果相線斷線,只能造成某相停電,不會(huì)造成很大損失。但如果中性線斷線,由于一般三相負(fù)載不對稱,這時(shí)就會(huì)造成各相負(fù)載上電壓不均衡,電壓高的一相上的電器會(huì)被燒毀。因此,中性線是起著保證三相電壓對稱的作用,三相四線制供電系統(tǒng)中中性線絕不能斷,在中性線上不準(zhǔn)安裝任何開關(guān)電器及熔斷器。
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