建筑电气——电气基础知识中的基础知识（二）

两个线圈靠的很近，第一个线圈中电流变化时，产生变化磁通，有一部分穿过第二个线圈，在第二个线圈中会产生感应电动势。同时第二个线圈也产生变化磁通，使第一个线圈也产生感应电动势，这中现象称为互感现象，产生电势为互感电动势。

14、  单相交流电

（一）概述

把在电路中，电动势、电压、电流的大小和方向随时间作周期性变化的电称为交流电。

正弦交流电：随时间按正弦规律变化的交流电

1. 描述交流电大小的物理量

（1）瞬时值：某一瞬时的数值

（2）最大值：最大瞬时值

（3）有效值：与它的热效应相等的直流值

（4）平均值：正半周内，其瞬时值的平均数

瞬时值常用小写字母表示 ，有效值常用大写字母表示。

2.描述交流电变化快慢的物理量

（1）周期：交流电变化一次所需要的时间T=1/f

（2）频率：1s内交变电重复变化的次数 f=1/T

（3）角频率：每秒内变化的角度ω=2πｆ

工频率：f=50Hz ；T =0.02s　　；ω=314（rad/s）

3.正弦交流电的初相角、相位、相位差。

4.趋肤效应(集肤效应)

在直流电路中均匀导线横截面上的电流密度是均匀的。但在导线流过交变电流时，根据楞次定律会在导线内部产生涡流,与导线中心电流方向相反。由于导线中心较导线表面的磁链大，在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果，电流在表面流动，中心则无电流，这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。

趋肤效应使导线的有效面积减小，等效电阻增加。

（二）纯电阻电路

1.纯电阻电路中电压与电流的关系:I=U/R

2.纯电阻电路中的功率: P=UI

电压的瞬时值与电流的瞬时值的乘积叫作瞬时功率。

电流和电压同相位

（三）纯电感电路

（1）纯电感电路中电压与电流相位关系：电流的相位滞后于电压90°且同为同频率正弦量

注：XL=ωL=2πｆＬ称为感抗，反映电感对交流电的阻碍作用；与频率有关。

（2）功率关系

有功功率：P=0(即不消耗电能)

无功功率：Q=ULI=I2XL(乏)

无功功率的“无功”的含义是“交换”的意思

（四）纯电容电路

1.纯电容电路中电压与电流的关系

注：Xc=1／ωc=1／2πｆc，称为容抗，反映电容对交流电的阻碍作用；与频率有关。ｆ→0，Xc→∞；ｆ→∞, Xc→0说明电容有“隔直通交”的作用。

2.纯电容电路中的功率

有功功率：P=0(即不消耗电能)

无功功率：Q=UCI=I2XC(乏)

（五）电阻、电感、电容串联电路

1.电路中电压与电流的关系

2.单相交流电功率关系

视在功率：电源提供的功率：S=UI(伏安)

有功功率：电阻上消耗的功率：P=URI=UIcosφ(瓦)

无功功率：电感、电容上的功率：Q= UIsinφ(乏)

（六）电阻电感串联再与电容并联的电路及功率因数提高

1.提高功率因数的意义：提高发、配电设备的利用率；减少输电线路的电压降和功率损失。

2.提高功率因数的方法：在感性负载上并联适当的电容。

必须注意功率因素cosφ不能提高到等于1。

15、  三相交流电

（一）概述

1.三相交流点的特点

频率相同、幅值相等、相位相差120度

三相交流电具有以下优点：

（1）三相发电机比尺寸相同的单相发电机输出的功率要大。

（2）三相发电机的结构和制造并不比单相发电机复杂多少，而且使用、维护也方便，运转时比单相发电机的振动小。

（3）同样条件下，输送同样大的功率时，三相输电线比单相输电线可省约25%左右的材料。

2.三相正弦交流电动势的产生

三相交流电由三相交流发电机产生。如上图所示，三相交流发电机单相交流发电机一样，它也是由定子（磁极）和转子（电枢）组成。发电机的转子绕组有U1—U2，V1—V2，W1—W2三个，每一个绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构相同，它们的始端（U1、V1、W1）在空间位置上彼此相差120°。

3.三相正弦交流电动势的表达方法

4.相序

黄 U、绿 V、红 W

一般称U→V→W→U为正序或顺序 V→U→W→V为负序或逆序

（二）三相电源绕组的连接

连接方法：星形（Y）连接和三角形（D）连接

1.三相电源绕组的星形（Y）连接

2.三相电源绕组的三角形（D）连接

（三）三相负载的连接

1. 三相负载的星形（Y）连接法

各相负载的相电压就等于电源的相电压。（1）相电流：负载中的电流。（2）线电流：火线中的电流

2.三相负载的三角形（D）连接

线电流的有效值为相电流有效值的1.73倍。各线电流在相位上比各相应的相电流滞后30°。

（四）三相电路的功率

1.对于负载不对称电路，有功功率等于各相有功功率之和。即：

P＝Pu＋Pv＋Pw

2.对于负载对称的电路