CS_交流电与输电.PPT

第 29 章 交流電與輸電 拆開變壓器 所有操作電壓只有數伏特的家居電子儀器，都會連接至變壓器。 在變壓器的塑膠外殼內，有兩個匝數不同的線圈，繞着相同的心。 29.1 交流電 在直流電 (d.c.) 電路中，電流只會沿一個方向流動。 在交流電 (a.c.) 電路中，電流的流動方向週期性逆轉。 一般來說，我們可利用交流電源提供交流電壓或交流電動勢來產生交流電。 29.2 變壓器 變壓器是用來改變輸入交流電壓的裝置。 當流經一個線圈的電流變化時，可使通過另一個相鄰線圈的磁場發生變化，並感生電壓。 這現象稱為互感應。 當變壓器的原線圈連接至交流電源時，副線圈產生輸出電壓。 如果通過變壓器中每匝線圈的磁通量都相同，則線圈之間存在完美磁鏈，即沒有磁通量漏失。 若變壓器的線圈存在完美磁鏈，並且線圈的電阻可以忽略，則電壓比和變壓器匝數比的關係為 在升壓器中，Ns Np，因此 Vs Vp。 在降壓器中，Ns Np，因此 Vs Vp。 變壓器的效率可表達為 理想變壓器的效率為 100% ，對於這種變壓器，可得 從 ，可得 因此，在理想變壓器中，副線圈的電壓上升（下降）了多少，流經副線圈的電流便下降（上升）了多少。 雖然變壓器的效率十分高，但理想變壓器現實上並不存在。 29.3 輸電和配電 發電站輸電至用戶須解決的問題之一，是電流的熱效應引致輸電纜中的功率損耗。 若輸電纜的電阻為 R，所載的電流為 I，那麼以熱的形式所損耗的功率便是 輸電纜所載的電流愈小，所損耗的功率愈小。 變壓器能夠容易及有效地把交流電升壓，從而使電纜所載的電流相應降低。 因此，市電以交流電輸送，目的便是為了減少輸電纜中的功率損耗。 電力網是輸電和配電網絡的合稱。 發電站所生產的電力，首先利用升壓器升壓，然後才經輸電纜輸送。在輸電纜接近人口稠密地區的位置，電力相繼地在電力分站的降壓器中降壓。 * 交流電與輸電 29 電和磁 軟鐵心 線圈 交流電和交流電壓 方波形 正弦波形 三角波形 手提電腦用的變壓器 變電站內有大量變壓器。 簡單變壓器的結構和運作原理 變壓器中的電壓和電流 實驗 29.2 變壓器 例題 29.3 小測試 (p.431) O 例題 29.4 變壓器的能量損失和實用變壓器的設計 改善方法 導致變壓器能量損失的因素 選用高質素的軟磁性材料製造變壓器的心 鐵心重複起磁和去磁 使用較粗的銅線來製造線圈 線圈的電阻 改善方法 導致變壓器能量損失的因素 使用疊片的心 鐵心出現渦電流 小測試 (p.433) O 架空輸電纜 輸電纜中的功率損耗 實驗 29.3 架空輸電纜 例題 29.5 P = I2R 香港的電網系統 香港電網系統示意圖