單相交流電

獲取交流電

如果導線A在磁鐵兩極形成的磁通中順時針方向旋轉（圖1），那麼當導線穿過磁力線時，就會感應出e. d. s 其值由表達式確定

E = Blvsinα,

其中 B 是以 T 為單位的磁感應強度，l 是以 m 為單位的導線長度，v 是以 m / s 為單位的導線速度，α — 導線與磁力線交叉的角度。

對於這種情況，讓 B、I 和 v 保持不變，然後導出 e。 ETC。 c. 將僅取決於導線穿過磁場的角度 α。因此，在點 1，當導線沿磁力線移動時，感應電動勢的值。 ETC。當導線移動到點 3 oe 時，p 將為零。 ETC。 v. 將是最重要的，因為力線將在垂直於它們的方向上被導體穿過，最後，例如ETC。如果電線移動到點 5，v. 將再次達到零。

米。 1.改變誘導e。 ETC。 pp. 在磁場中旋轉的導線中

在中間點 2 和 4，其中導線以 α = 45° 的角度與力線交叉，感應電動勢的值。 ETC。 c. 將相應地小於點 3. 因此，當導線從點 1 轉到點 5，即 180° 時，感應的 e。 ETC。 v. 從零到最大值再回到零。

很明顯，當導線 A 進一步旋轉 180°（通過點 6、7、8 和 1）時，感應 e 的變化性質。 ETC。 p. 將相同，但其方向將變為相反，因為導線將穿過另一極下方的磁力線，這相當於在相反的第一個方向上穿過它們。

因此，當導線旋轉360°時，感應e。 ETC。 v. 不僅大小一直在變，而且方向也變了兩次。

如果電線閉合到某個電阻，則電線會出現 電, 大小和方向也不同。

大小和方向不斷變化的電流稱為交流電。

什麼是正弦波？

變化的性質 e. ETC。 （電流）對於電線的一圈為了更清楚，它們使用曲線以圖形方式表示。由於 e 的值。 ETC。 c. 與 sinα 成正比，然後，在設置了特定的角度後，可以藉助表格確定每個角度的正弦值，並在適當的尺度上繪製 e 的變化曲線。 ETC。 c. 為此，我們將在水平軸上預留導線的旋轉角度，並在垂直軸上以適當的比例設置感應的 e。 ETC。和

如果先前在圖中指示。1 用平滑的曲線連接點，然後它會給出誘導 e 變化的幅度和性質的概念。 ETC。 （電流）導體在磁場中的任何位置。由於誘導 e 的值。 ETC。 p. 在任何時刻都由導線穿過磁場的角度的正弦值決定，如圖 1 所示。 1曲線稱為正弦曲線，e。 ETC。 s.——正弦曲線。

米。 2.正弦波及其特徵值

我們看到的變化 e。 ETC。 c.正弦對應導線在磁場中旋轉360°。當導線旋轉下360°時，感應e的變化。 ETC。 s.（和電流）將再次出現在正弦波中，也就是說，它們會周期性地重複。

因此，由此引起的e。 ETC。 c.稱為電流正弦交流電... 很明顯，我們在A線兩端測得的電壓，在外電路閉合的情況下，也會以正弦方式變化。

通過在磁通量中旋轉導線或連接在線圈中的導線系統而獲得的交流電稱為單相交流電。

正弦交流電是技術中應用最廣泛的。但是，您可以找到不按照正弦定律變化的交流電。這種交流電稱為非正弦波。

也可以看看： 什麼是交流電，它與直流電有何不同

單相交流電的幅值、週期、頻率

目前實力，沿正弦曲線變化，連續變化。因此，如果 A 點（圖 2）的電流等於 3a，那麼 B 點的電流就已經更大了。在正弦曲線上的其他一些點，例如在 C 點，電流現在將具有新值，依此類推。

電流沿正弦曲線變化時在一定時刻的強弱稱為瞬時電流值。

單相交流電沿正弦波幅值變化時，稱為最大瞬時值…… 很容易看出，導線繞一圈，電流達到其幅值值兩次。 aa'的一個值是正數，從001軸向上繪製，另一個bv'是負數，從001軸向下繪製。

誘導e的時間。 ETC。 （或電流力）經歷了整個變化週期，即所謂的月週期 T（圖 2）。週期通常以秒為單位。

週期的倒數稱為頻率 (f)。換句話說， 交流電頻率 是每單位時間的周期數，即在幾秒鐘內。因此，例如，如果交流電在 1 秒內呈現相同的值和方向十次，那麼這種交流電的頻率將為每秒 10 個週期。

為了測量頻率，而不是每秒的周期數，使用稱為赫茲（赫茲）的單位。 1 赫茲的頻率等於 1 lps / sec 的頻率。測量高頻時，使用比赫茲大1000倍的單位更方便，即千赫茲 (kHz)，或比赫茲大 1,000,000 倍 — 兆赫茲 (mhz)。

技術上使用的交流電，根據頻率的不同，可分為低頻電流和高頻電流。

交流有效值

直流電通過電線加熱它。如果將交流電流過電線，電線也會發熱。這是可以理解的，因為雖然交流電一直在改變方向，但是熱量的釋放完全不取決於導線中電流的方向。

當交流電通過燈泡時，它的燈絲會發光。在 50 赫茲的標準交流電頻率下，不會有燈光閃爍，因為白熾燈泡的燈絲具有熱慣性，在電路中的電流為零時沒有時間冷卻。現在不希望使用頻率低於 50 Hz 的交流電來照明，因為燈泡強度會出現令人不快的、眼睛疲勞的波動。

繼續用直流電類比，我們可以預期流過電線的交流電會在其周圍產生 磁場.其實n交流電並不會產生磁場，但是因為它產生的磁場的方向和大小也會發生變化。

交流電的大小和方向 NS 始終在變化。自然地，問題出現瞭如何很好地測量變量 T，以及當沿著正弦曲線變化時它的值應該被視為引起這個或那個動作。

C 為此，將交流電與直流電產生的作用進行比較，直流電的值在實驗期間保持不變。

假設直流電流流過電阻為 10 A 的恆定導線，發現導線被加熱到 50° 的溫度。如果現在我們通過同一根電線而不是直流電，而是交流電，所以我們選擇它的值（例如，使用變阻器），以便電線也被加熱到 50° 的溫度，然後在在這種情況下，我們可以說交流電的作用等於直流電的作用。

將兩種情況下的電線加熱到相同的溫度表明，在單位時間內，交流電在電線中釋放出與直流電相同的熱量。

對於給定的電阻，單位時間發出與直流電相同量的熱量的交流正弦電流，其大小等同於直流電......這個電流值稱為交流電的有效（Id）或有效值.. . 因此，對於我們的示例，交流電的有效值為 10 A... 在這種情況下，最大（峰值）電流值將在幅度上超過平均值。

經驗和計算表明，交流電的有效值比其幅值小√2（1.41）倍。因此，如果已知電流的峰值，則可以將電流Ia的幅值除以√2來確定電流Id的有效值，即Id = Aza/√2

反之，如果已知電流的有效值，則可以計算出電流的峰值，即Ia = Azd√2

相同的關係將適用於 e 的振幅和均方根值。 ETC。 v.和電壓：單位=Ea/√2，Ud=Uа/√2

測量設備通常顯示實際值，因此，在符號時，索引 «d» 通常被省略，但您不應該忘記它。

交流電路中的阻抗

當電感和電容消費者連接到交流電路時，必須同時考慮有功和電抗（電抗發生在電容器打開或 交流電路中的扼流圈).因此，在確定流過此類用電設備的電流時，需要將電源電壓除以電路（用電設備）的阻抗。

單相交流電路的阻抗（Z）由下式確定：

Z = √(R2 + (ωL — 1 / ωC)2

其中R是以歐姆為單位的電路有源電阻，L是以亨利為單位的電路電感，C是以法拉為單位的電路（電容器）的電容，ω——交流電的角頻率。

在需要考慮 R、L、C 三個值或僅考慮其中一些值的交流電路中使用不同的消費者。同時，必須考慮交流電的角頻率。

對於一些用戶來說，在相應的轉角頻率值下可以只考慮R和L的值。例如，在50Hz的交流頻率下 電磁線圈 或者發電機繞組只能被認為含有有源和感性電阻。換句話說，這種情況下的電容可以忽略不計。那麼這樣一個用戶的交流阻抗可以通過以下公式來計算：

Z = √(R2 + ω2L2)

如果將這樣的線圈或設計用於交流電操作的線圈連接到相同電壓的直流電，則會有非常大的電流流過線圈，這會導致大量發熱，並且會損壞線圈的絕緣. 相反，小電流會流過設計用於在直流電路中工作並連接到相同電壓的交流電路中的線圈，而使用該線圈的設備將不會執行所需的動作。

電阻三角、電壓三角和功率三角：