单相交流电

获取交流电

如果导线A在磁铁两极形成的磁通中顺时针方向旋转（图1），那么当导线穿过磁力线时，就会感应出e. d. s 其值由表达式确定

E = Blvsinα,

其中 B 是以 T 为单位的磁感应强度，l 是以 m 为单位的导线长度，v 是以 m / s 为单位的导线速度，α — 导线与磁力线交叉的角度。

对于这种情况，让 B、I 和 v 保持不变，然后导出 e。 ETC。 c. 将仅取决于导线穿过磁场的角度 α。因此，在点 1，当导线沿磁力线移动时，感应电动势的值。 ETC。当导线移动到点 3 oe 时，p 将为零。 ETC。 v. 将是最重要的，因为力线将在垂直于它们的方向上被导体穿过，最后，例如ETC。如果电线移动到点 5，v. 将再次达到零。

米。 1.改变诱导e。 ETC。 pp. 在磁场中旋转的电线中

在中间点 2 和 4，其中导线以 α = 45° 的角度与力线交叉，感应电动势的值。 ETC。 c. 将相应地小于点 3. 因此，当导线从点 1 转到点 5，即 180° 时，感应的 e。 ETC。 v. 从零到最大值再回到零。

很明显，当导线 A 进一步旋转 180°（通过点 6、7、8 和 1）时，感应 e 的变化性质。 ETC。 p. 将相同，但其方向将变为相反，因为导线将穿过另一极下方的磁力线，这相当于在相反的第一个方向上穿过它们。

因此，当导线旋转360°时，感应e。 ETC。 v. 不仅大小一直在变，而且方向也变了两次。

如果电线闭合到某个电阻，则电线会出现 电, 大小和方向也不同。

大小和方向不断变化的电流称为交流电。

什么是正弦波？

变化的性质 e． ETC。 （电流）对于电线的一圈为了更清楚，它们使用曲线以图形方式表示。由于 e 的值。 ETC。 c. 与 sinα 成正比，然后，在设置了特定的角度后，可以借助表格确定每个角度的正弦值，并在适当的尺度上绘制 e 的变化曲线。 ETC。 c. 为此，我们将在水平轴上预留导线的旋转角度，并在垂直轴上以适当的比例设置感应的 e。 ETC。和

如果先前在图中指示。1 用平滑的曲线连接点，然后它会给出诱导 e 变化的幅度和性质的概念。 ETC。 （电流）导体在磁场中的任何位置。由于诱导 e 的值。 ETC。 p. 在任何时刻都由导线穿过磁场的角度的正弦值决定，如图 1 所示。 1曲线称为正弦曲线，e。 ETC。 s.——正弦曲线。

米。 2.正弦波及其特征值

我们看到的变化 e。 ETC。 c.正弦对应导线在磁场中旋转360°。当导线旋转下360°时，感应e的变化。 ETC。 s.（和电流）将再次出现在正弦波中，也就是说，它们会周期性地重复。

因此，由此引起的e。 ETC。 c.称为电流正弦交流电... 很明显，我们在A线两端测得的电压，在外电路闭合的情况下，也会以正弦方式变化。

通过在磁通量中旋转导线或连接在线圈中的导线系统而获得的交流电称为单相交流电。

正弦交流电是技术中应用最广泛的。但是，您可以找到不按照正弦定律变化的交流电。这种交流电称为非正弦波。

也可以看看： 什么是交流电，它与直流电有何不同

单相交流电的幅值、周期、频率

目前实力，沿正弦曲线变化，连续变化。因此，如果 A 点（图 2）的电流等于 3a，那么 B 点的电流就已经更大了。在正弦曲线上的其他一些点，例如在 C 点，电流现在将具有新值，依此类推。

电流沿正弦曲线变化时在一定时刻的强弱称为瞬时电流值。

单相交流电沿正弦波幅值变化时，称为最大瞬时值…… 很容易看出，导线绕一圈，电流达到其幅值值两次。 aa'的一个值是正数，从001轴向上绘制，另一个bv'是负数，从001轴向下绘制。

诱导e的时间。 ETC。 （或电流力）经历了整个变化周期，即所谓的月周期 T（图 2）。周期通常以秒为单位。

周期的倒数称为频率 (f)。换句话说， 交流电频率 是每单位时间的周期数，即在几秒钟内。因此，例如，如果交流电在 1 秒内呈现相同的值和方向十次，那么这种交流电的频率将为每秒 10 个周期。

为了测量频率，而不是每秒的周期数，使用称为赫兹（赫兹）的单位。 1 赫兹的频率等于 1 lps / sec 的频率。测量高频时，使用比赫兹大1000倍的单位更方便，即千赫兹 (kHz)，或比赫兹大 1,000,000 倍 — 兆赫兹 (mhz)。

技术上使用的交流电，根据频率不同，可分为低频电流和高频电流。

交流有效值

直流电通过电线加热它。如果将交流电流过电线，电线也会发热。这是可以理解的，因为虽然交流电一直在改变方向，但是热量的释放完全不取决于导线中电流的方向。

当交流电通过灯泡时，它的灯丝会发光。在 50 赫兹的标准交流电频率下，不会有灯光闪烁，因为白炽灯泡的灯丝具有热惯性，在电路中的电流为零时没有时间冷却。现在不希望使用频率低于 50 Hz 的交流电来照明，因为灯泡强度会出现令人不快的、眼睛疲劳的波动。

继续用直流电类比，我们可以预期流过电线的交流电会在其周围产生 磁场.其实n交流电并不会产生磁场，但是因为它产生的磁场的方向和大小也会发生变化。

交流电的大小和方向 NS 始终在变化。自然地，问题出现了如何很好地测量变量 T，以及当它沿正弦曲线变化时的值应该被视为引起这个或那个动作。

C 为此，将交流电与直流电产生的作用进行比较，直流电的值在实验期间保持不变。

假设直流电流流过电阻为 10 A 的恒定导线，发现导线被加热到 50° 的温度。如果现在我们通过同一根电线而不是直流电，而是交流电，所以我们选择它的值（例如，使用变阻器），以便电线也被加热到 50° 的温度，然后在在这种情况下，我们可以说交流电的作用等于直流电的作用。

将两种情况下的电线加热到相同的温度表明，在单位时间内，交流电在电线中释放出与直流电相同的热量。

对于给定的电阻，单位时间发出与直流电相同量的热量的交流正弦电流，其大小相当于直流电......这个电流值称为有效（Id）或交流电的有效值.. . 因此，对于我们的示例，交流电的有效值为 10 A... 在这种情况下，最大（峰值）电流值将在幅度上超过平均值。

经验和计算表明，交流电的有效值比其幅值小√2（1.41）倍。因此，如果已知电流的峰值，则可以将电流Ia的幅值除以√2来确定电流Id的有效值，即Id = Aza/√2

反之，如果已知电流的有效值，则可以计算出电流的峰值，即Ia = Azd√2

相同的关系将适用于 e 的振幅和均方根值。 ETC。 v.和电压：单位=Ea/√2，Ud=Uа/√2

测量设备通常显示实际值，因此，在符号时，索引 «d» 通常被省略，但您不应该忘记它。

交流电路中的阻抗

当电感和电容消费者连接到交流电路时，必须同时考虑有功和电抗（电抗发生在电容器打开或 交流电路中的扼流圈).因此，在确定流过此类用电设备的电流时，需要将电源电压除以电路（用电设备）的阻抗。

单相交流电路的阻抗（Z）由下式确定：

Z = √(R2 + (ωL — 1 / ωC)2

其中R是以欧姆为单位的电路有源电阻，L是以亨利为单位的电路电感，C是以法拉为单位的电路（电容器）的电容，ω——交流电的角频率。

在需要考虑 R、L、C 三个值或仅考虑其中一些值的交流电路中使用不同的消费者。同时，必须考虑交流电的角频率。

对于某些用户，在相应的转折频率值处可以只考虑R和L的值。例如，在50Hz的交流频率下 电磁线圈 或者发电机绕组只能被认为含有有源和感性电阻。换句话说，这种情况下的电容可以忽略不计。那么这样一个用户的交流阻抗可以通过以下公式来计算：

Z = √(R2 + ω2L2)

如果将这样的线圈或设计用于交流电操作的线圈连接到相同电压的直流电，则会有非常大的电流流过线圈，这会导致大量发热，并且会损坏线圈的绝缘. 相反，小电流会流过设计用于在直流电路中工作并连接到相同电压的交流电路中的线圈，而使用该线圈的设备将不会执行所需的动作。

电阻三角、电压三角和功率三角：