1.电压
静电物或电路中两点间的电位差叫电压,用符号U来表示,基本单位为V(伏特)。电压分为高压、低压、安全电压和安全特低电压。
(1)高压:≥1000V。
(2)低压:380/220V(220×=380)。
(3)安全电压:42V,36V,24V,12V,6V。
(4)安全特低电压:通常是指36V及以下的电压。
2.电阻
导体对电流的阻碍作用叫电阻,用符号R表示,基本单位为欧姆(Ω)。常用的较大单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),它们之间的关系是1kΩ=1000Ω,1MΩ=1000kΩ=106 Ω。
3.电流强度
指单位时间内通过某一导体截面的电量,用符号I表示,单位为安培(A)。常用的单位还有千安(kA)、毫安(mA)和微安(μA),它们之间的关系是1 kA=1000 A,1 A=1000mA,1mA=1000μA。
4.交流电路
电压或电流的大小和方向随时间作周期性变化的电路,叫交流电路。
5.频率
交流电在1s内按正弦规律变化的周数叫频率,它也是衡量正弦交流电变化快慢的物理量,用符号f表示。频率的单位是赫兹(Hz),常用的较大单位还有千赫(kHz)、兆赫(MHz)。它们之间的关系是1MHz=103kHz=106 Hz。
在我国的电力系统中,国家规定动力和照明用电的频率为50Hz,习惯上称为工频,其周期为0.02s。
6.有效值
交流电的有效值是根据其热效应来确定的。若把一交流电流i和一直流电流I分别通过同一电阻R,如果在相同的时间内产生的热量相等,则此直流电的数值就叫作该交流电的有效值。也就是说,交流电的有效值等于其热效应相当的直流电值。交流电动势、电压和电流的有效值分别用大写字母E,U和I表示。
在工程计算与应用中,所使用的电压、电流的数值都是指有效值。例如,照明电路电源的电压为220V,动力电路的电压为380V,以及用交流电工仪表测量出来的电流、电压都是指有效值。所有使用交流电源的电器产品铭牌上标注的额定电压、额定电流等也都是指有效值,且有效值等于最大值的倍。
7.正弦交流电的功率
1)有功功率
电路中的有功功率通常指电阻在交流电一个周期内消耗的功率,以符号P表示,其表达式为
式中 P——有功功率(W);
U——加在电阻两端的交流电压有效值(V);
I——通过电阻的交流电流有效值(A);
S——视在功率(VA);
cosφ——功率因数。
2)无功功率
电路中无功功率就是电感线圈磁场能量交换的规模,以符号Q表示,其表达式为(www.daowen.com)
式中 Q——无功功率(Var);
U——加在电阻两端的交流电压有效值(V);
I——通过电阻的交流电流有效值(A)。
3)视在功率
对于电源来说,其输出的总电流与总电压有效值的乘积叫作视在功率,用符号S表示,单位为伏安(VA)或千伏安(kV·A)。用公式表示为
4)功率因数
有功功率P和视在功率S的比值等于cosφ,即
式中,cosφ叫作电路的功率因数,φ为功率因数角。
有功功率、无功功率、视在功率三者关系可以用功率三角形表示,如图1-2所示,其中φ是u(t)(瞬时电压)与i(t)(瞬时电流)的相位差。
功率因数的大小取决于电路负载的电阻R和阻抗Z的比值。功率因数是电力供应系统之中一个非常重要的参数,通常要求负载要有较高的功率因数,这是因为:
(1)如果功率因数过低,电源设备的能量就不能充分利用,电源的利用率就越低。
(2)功率因数cosφ越低,线路中的电流I越大。电流I越大,线路中的功率损耗越大,输电效率就越低。
因此,在实际的供电中,供电部门规定各用电单位的功率因数cosφ不得低于0.9。如果功率因数达不到标准,就要设法提高功率因数。
8.三相交流电
三个频率相同、最大值相同、相位上依次互差120°的交流电,称为三相交流电。由于在发电、配电、用电等方面三相交流电比单相交流电优越,所以三相交流电得到广泛的应用。三相交流电是用三相发电机产生的,三相发电机有三个绕组,每相绕组相当于一个单相电源,把三个绕组产生的互差120°的同频单相交流电连接,就产生出三相交流电。三相交流电的功率三角形如图1-3所示。
图1-2 功率三角形
图1-3 三相交流电的功率三角形
三相负载有功功率和视在功率及电流的表达式分别为
式中 P——三相负载有功功率(W);
S——三相负载视在功率(VA);
U线——三相负载的线电压(V);
I线——三相负载的线电流(A);
cosφ——功率因数。
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