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纯电容电路中,电压比电流滞后90o,即电流比电压超前90o。 三相交流电路 三相交流电的优点 三相发电机比体积相同的单相发电机输出的功率大。 三相发电机的结构不比单相发电机复杂多少,而使用、维护都比较方便,运转时比单相发电机的振动要小。 在同样条件下输送同样大的功率时,特别是在远距离输电时,三相输电比单相输电节约材料。 一、三相交流电动势的产生 三相交流电动势由三相交流发电机产生。 定子 转子 转子是电磁铁,其磁极表面的磁场按正弦规律分布 三相绕组始端分别用U1,V1,W1表示,末端用U2,V2,W2表示,分别称为U相,V相,W相。 发电机的三根引出线及配电站的三根电源线分别以黄(U)、绿(V)、红(W)三种颜色作为标志。 三个绕组在空间位置上彼此相隔120°。 动画 视频 当转子在原动机带动下以角速度ω作逆时针匀速转动时,三相定子绕组依次切割磁感线,产生三个对称的正弦交流电动势 eU = Emsin(ωt+0°)V eV = Emsin(ωt-120°)V eW = Emsin(ωt+120°)V 电流从始端流出时为正,反之为 负。 末端指向 始端 三个交流电动势到达最大值(或零)的先后次序称为相序。 每相电动势的正方向是从线圈的 ,即 正序: U V W U 负序: U W V U 二、三相四线制 三相四线制是把发电机三个线圈的末端连接在一起,成为一个公共端点(称中性点) 从中性点引出的输电线称为中性线,简称中线;接地的中性线称为零线。零线或中线所用导线一般用黄绿相间色表示。 从三个线圈始端引出的输电线称为端线或相线,俗称火线。 有时为了简便,常不画发电机的线圈连接方式,只画四根输电线表示相序 。 端线与端线之间的电压,称线电压,分别 用UUV、UVW、UWV表示。 端线与中线之间的电压,称相电压,分别 用UU、UV、UW表示。 线电压与相电压之间的关系为 ● ● ● ● ● ● 利用几何知识可以得到: 即:线电压总是超前于对应的相电压30°。 三个相电压只有在对称时其和为零,而线电压无论对称与否其和均为零,即: 四、三相五线制供电 目前,许多新建的民用建筑在配电布线时,已采用三相五线制,设有专门的保护零线。 三相负载的连接方式 各相负载相同的三相负载称为对称三相负载,如三相电动机、大功率三相电路。 各相负载不同的三相负载称为不对称三相负载,如三相照明电路中的负载。 一、三相负载的星形连接 三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线之间的接法称为三相负载的星形连接(常用“Y”标记)。 负载两端的电压称为负载的相电压。 在忽略输电线上的电压降时,负载的相电压就等于电源的相电压,电源的线电压为负载相电压的 倍,即 U线 = U相Y 三、正弦交流电的周期、频率和角频率 周期T : 交流电每重复变化一次所需的时间, 用符号T表示,单位是s 频率f : 交流电在1秒内重复变化的次数,用符 号f表示,单位是Hz 角频率ω :正弦交流电1秒内变化的电角度,用符 号ω表示,单位是rad/s 四、正弦交流电的最大值、有效值和平均值 最大值 :正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值,又称峰值、幅值。 最大值用大写字母加下标m表示,如Em、Um、 Im。 有效值 :加在同样阻值的电阻上,在相同的时间内产生与交流电作用下相等的热量的直流电的大小。 有效值用大写字母表示,如E、U、I。 正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系为: 有效值 = ×最大值≈0.707×最大值
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