单相交流电

单相交流电电路中只具有单一的交流电压,在电路中产生的电流,电压都以一定的频率随时间变化。比如在单个线圈的发电机中(即只有一个线圈在磁场中转动)。

交流发电机中,只有一组(个)线圈和一个磁场。凡类似这种结构的交流发电机,发出的交流电为单相交流电  。

在线圈中只产生一个交变电动势,这样的交流电便是单相交流电。

一台最简单的发电机,它有一对磁极N、S,有一组N匝线圈,两个滑环和两个电刷,线圈两端分别接到两个滑环上,滑环固定在转轴上与转轴绝缘。每一个滑环放着一个静止的电刷,利用滑环与电刷的滑动接触,将线圈和负载连接。线圈固定、磁极旋转的发电机,当原动机带动磁极旋转时,线圈不断地切割磁力线产生感应电动势,由于外接负载形成闭合回路,就有电流流通。电流的大小和线圈在磁场中的位置有关,当线圈和磁极平行时,不切割磁力线,因此不产生电流。如果线圈与磁场垂直时,则线圈切割磁力线最多,电流就最大,再由最大到零。再旋转则切割磁力线方向开始改变,电流方向也开始转变。故此不断地循环旋转,就产生了大小和方向不断变化的交流电。因为只有一组线圈,所以只产生一相交流电,故称为单相交流电。

在交流电的瞬时值表达式中Um、ω、φ能形象具体地描述交流电,同时也是键慨归朽交流电进行比较区分的依据,称为交流电的三要素。

交流电交变一次所需要的时间称为周期,用T表示,单位为秒(s)。交流电在1秒内变化的次数称为频率,用f表示,单位为(赫兹)Hz,常用单位有(千赫)kHz、(兆赫)MHz。

周期尝埋设和频率互为倒数关系,即,由于交流电一个周期经历的电角度为360°即2π弧度,所以角频率,角频率的单位为弧度每秒(rad/s)。

在我国电力网供电系统中,交浆辣芝流电的标准频率为50Hz,习惯上称为工频,周期为0.02秒。有的国家的电力网采用工频为60Hz,如日本、美国等  。

交流电的大小随线圈的转动而变化,交流电在某一瞬时的值叫瞬时值,用小写字母表示。把瞬时值中的最大的值叫做交流电的最大值,用带下标m的大写字母表示,如Um、Im等。为反映实际效果,工程上通常用有效值表示交流电的大小。有效值定义如下:分别把一个交流电流和一个直流电流通过相同的电阻R,若在相同的时间T内,电阻产生的热量相等,则交流电流的有效值就和直流电流的大小相等,有效值也称方均根值,用大写字母表示。

根据定义,经计算钻煮尝霉得到交流电的最大值等于其有效值的

线圈在磁场中转过的角度反映了交流电变化的进程,确定了交流电每一瞬间的状态,称为相位角,简称相位。t=0时的相位角φ称为初相角,简称初相。初相与计时起点有关,计时起点不同,初相角也不同,交流电的初始状态也就不同。

两个同频率的交流电可以进行相位之间的比较,它们间的相位之差叫相位差,用字母表示。设两个同频率的交流电压和交流电流分别为

相位差表示了两个交流电的变化进程的不同:1)若

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