《建筑电气与施工用电》.pdf

第 1 章 电的基础知识 第 1 章 电的基础知识 内容提要及学习要求: 我们日常生活中很熟悉的交流发电机所产生的电动势就是按正弦规律变化的，是我们普 遍使用的正弦电源。本章介绍了交流电的基本概念、RLC 串联交流电路、正弦量的向量表 示、三相交流电路及提高功率因数的意义及方法，并且介绍了两种常用的用电设备变压器和 电动机的工作原理及型号含义。通过学习要求掌握 RLC 串联交流电路的分析方法、三相交 流电路的分析及提高功率因数的意义及方法，变压器和电动机的型号含义及选择。 1.1 正弦交流电 所谓正弦交流电路，是指电压和电流均按正弦规律变化的电路。世界各国的电力系统， 从发电、输电到配电，都采用正弦交流电压和电流。生产和生活中所用的交流电，一般是指 由电网供应的正弦交流电。 1.1.1 交流电的三要素 在正弦交流电路中，电压和电流是按正弦规律变化的，其波形如图 1.1 所示。由于正弦 电压和电流和方向是周期性变化的，在电路图上所标的方向是指它们的正方向，即代表正半 周时的方向。在负半周时，由于所标的正方向与实际方向相反，则其值为负。图中的虚线箭 标代表电流的的实际方向；“＋”、“－”代表电压的实际方向。 正弦电压和电流等物理量，常统称为正弦量。正弦量的特征表现在变化的快慢、大小及 i i 初始值三个方面，而它 们分别由频率（或周 u i _ 期）、幅值（或有效值） + 和初相位来确定，所谓 + u R u R 0 频率。幅值和初相位就 _ _ + 成为确定正弦量的三要 素。 正半周 负半周 图 1.1 正弦电压和电流 1.周期与频率 正弦量变化一次所需的时间称为周期T 。每秒变化的次数称为频率f ，它的单位是赫 兹（Hz ）。 频率与周期之间具有倒数关系，即 1 1 f 或者 T （1.1） T f 在我国和其他大多数国家，都采用 50Hz 作为电力标准频率，这种频率在工业上应用广 泛，习惯上也称为工频。筑路工地交流电机和照明负载都是这种频率。 正弦量变化的快慢除了用周期和频率表示外，还可以用角频率ω来表示。因为一周期 内经历了2 π弧度，如 1.2 所示，所以角频率为 2π ω 2πf （1.2） T ω的单位为弧度/秒（rad/s ）。 上式表示三者之间的关系，只要知道其中之一，其余参数均可求出。