電氣基礎(chǔ)知識(shí)10問(wèn)

　　1. 什么是三相交流電源？它和單相交流電比有何優(yōu)點(diǎn)？

　　答：由三個(gè)頻率相同，振幅相等，相位依次互差120度電角度的交流電勢(shì)組成的電源稱為三相交流電源。它是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。日常生活中所用的單相交流電，實(shí)際上是由三相交流電的一相提供的，由單相發(fā)電機(jī)發(fā)出的單相交流電源現(xiàn)在已經(jīng)很少采用。

　　三相交流電較單相交流電有很多優(yōu)點(diǎn)，它在發(fā)電、輸配電以及電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能等方面都有明顯的優(yōu)越性。例如：制造三相發(fā)電機(jī)、變壓器都較制造容量相同的單相發(fā)電機(jī)、變壓器節(jié)省材料，而且構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良，又如，由同樣材料所制造的三相電機(jī)，其容量比單相電機(jī)大50%，在輸送同樣功率的情況下，三相輸電線較單相輸電線可節(jié)省有色金屬25%，而且電能損耗較單相輸電時(shí)少。由于三相交流電有上述優(yōu)點(diǎn)所以獲得了廣泛的應(yīng)用。

　　2. 什么是正弦交流電？為什么普遍采用正弦交流電？

　　答：正弦交流電是指電路中的電流、電壓及電勢(shì)的大小都隨著時(shí)間按正弦函數(shù)規(guī)律變化，這種大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流稱交變電流，簡(jiǎn)稱交流。

　　交流電可以通過(guò)變壓器變換電壓，在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，通過(guò)升高電壓可以減少線路損耗。而當(dāng)使用時(shí)又可以通過(guò)降壓變壓器把高壓變?yōu)榈蛪海�這既有利安全，又能降低對(duì)設(shè)備的絕緣要求。此外，交流電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)比較，則具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。在有些地方需要使用直流電，交流電又可通過(guò)整流設(shè)備將交流電變換為直流電，所以交流電目前獲得了廣泛地應(yīng)用。

　　3. 什么是交流電的周期、頻率和角頻率？

　　答：交流電在變化過(guò)程中，它的瞬時(shí)值經(jīng)過(guò)一次循環(huán)又變化到原來(lái)瞬時(shí)值所需要的時(shí)間，即交流電變化一個(gè)循環(huán)所需的時(shí)間，稱為交流電的周期。周期用符號(hào)T表示，單位為秒。周期越長(zhǎng)交流電變化越慢，周期愈短，表明愈快。周期用符號(hào)t表示單位為秒。交流電每秒種周期性變化的次數(shù)叫頻率。用字母F表示，它的單位是周/秒，或者赫茲，用符號(hào)Hz表示。它的單位有赫茲，千赫、兆赫。

　　角頻率與頻率的區(qū)別在于它不用每秒鐘變化的周數(shù)來(lái)表示交流電變化的快慢，而是用每秒種所變化的電氣角度來(lái)表示。交流電變化一周其電角變化為360，360等于2π弧度。

　　4. 什么是交流電的相位，初相角和相位差？

　　答：交流電動(dòng)勢(shì)的波形是按正弦曲線變化的，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：e=EmSinωt。

　　上式表明在計(jì)時(shí)開(kāi)始瞬間導(dǎo)體位于水平面時(shí)的情況。如果計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)導(dǎo)體不在水平面上，而是與中性面相差一個(gè)角，那么在t=0時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)為E=Emsinψ。

　　若轉(zhuǎn)子以ω角度旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，轉(zhuǎn)過(guò)ωt角度，此時(shí)線圈與中性面的夾角為：（ωt+ψ）

　　上式為正弦電勢(shì)的一般表達(dá)式，也稱作瞬時(shí)值表達(dá)式。式中：也稱作瞬時(shí)值表達(dá)式,式中:上式為正弦電勢(shì)的一般表達(dá)式。

　　ωT+ψ -------相位角，即相位；

　　ψ -----------初相角，即初相 。表示t=0時(shí)的相位。

　　在一臺(tái)發(fā)電機(jī)中，常有幾個(gè)線圈，由于線圈在磁場(chǎng)中的位置不同，因此它們的初相就不同，但是它們的頻率是相同的。另外，在同一電路中，電壓與電流的頻率相同，但往往初相也是不同的，通常將兩個(gè)同頻率正弦量相位之差叫相位差。

　　5. 交流電的有功功率、無(wú)功功率和視在功率的意義是什么？

　　答：電流在電阻電路中，一個(gè)周期內(nèi)所消耗的平均功率叫有功功率，用P表示，單位為瓦。儲(chǔ)能元件線圈或電容器與電源之間的能量交換，時(shí)而大，時(shí)而小，為了衡量它們能量交換的大小，用瞬時(shí)功率的最大值來(lái)表示，也就是交換能量的最大速率，稱作無(wú)功功率，用Q表示，電感性無(wú)功功率用QL表示，電容性無(wú)功功率用QC表示，單位為乏。

　　在電感、電容同時(shí)存在的電路中，感性和容性無(wú)功互相補(bǔ)償，電源供給的無(wú)功功率為二者之差，即電路的無(wú)功功率為：Q=QL-QC=UISinφ。

　　6. 什么叫有功?什么叫無(wú)功?

　　答：在交流電能的發(fā)、輸、用過(guò)程中，用于轉(zhuǎn)換成非電、磁形式的那部分能量叫有功。用于電路內(nèi)電、磁場(chǎng)交換的那部分能量叫無(wú)功。

　　7. 什么是功率因數(shù)？提高功率因數(shù)的意義是什么？提高功率因數(shù)的措施有哪些？

　　答：功率因數(shù)COSφ，也叫力率，是有功功率和視在功率的比值，即COS=P/S。在一定的額定電壓和額定電流下，功率因數(shù)越高，有功所占的比重越大，反之越低。

　　發(fā)電機(jī)的額定電壓，電流是一定的，發(fā)電機(jī)的容量即為它的視在功率，如果發(fā)電機(jī)在額定容量下運(yùn)行，其輸出的有功功率的大小取決于負(fù)載的功率因數(shù)，功率因數(shù)低時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率低，其容量得不到充分利用。功率因數(shù)低，在輸電線路上將引起較大的電壓降和功率損耗。因當(dāng)輸電線輸送功率一定時(shí)，線路中電流與功率因數(shù)成反比即I=P/COSφ，當(dāng)功率因數(shù)降低時(shí)，電流增大，在輸電線電阻電抗上壓降增大，使負(fù)載端電壓過(guò)低，嚴(yán)重時(shí)，影響設(shè)備正常運(yùn)行，用戶無(wú)法用電。此外，電阻上消耗的功率與電流平方成反比，電流增