交流电是指方向和大小都随时间做周期性变化的电压或电流，每秒钟交变的次数就是其频率。如图2.2-2所示，交流电类型很多，有正弦交流电、方波交流电、三角波交流电等。我国生活中使用的市电就是频率为50Hz、有效值为220V的正弦交流电。
图2.2-2 正弦交流电和方波交流电波形图
当发现了电磁感应后，人们就知道了如何来产生交流电。在交流配电网中，用变压器变换电压非常方便，这是交流电得到广泛应用的最主要原因之一。
交流电可以产生变化的磁场，同时，变化的磁场也可以产生交流电。它们之间的关系导致了3个重要发明的产生。
一、交流发电机（Alternator）
利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理制成的交流电发电装置称为交流发电机（详细介绍见章节2.3.1）。交流发电机通过涡轮机来使固定的线圈中的磁铁旋转，从而产生变化的磁场，使得线圈上感应产生交流电，涡轮机可以由水力、蒸汽或者风力来驱动。早期的交流发电机是由英国人法拉第（Michael Faraday，1791—1867）与法国人皮克西（Hippolyte Pixii，1808—1835）等开发出来的。(www.xing528.com)
开尔文（William Thomson，1st Baron Kelvin，1824—1907）与费兰蒂（Sebastian Ziani de Ferranti，1864—1930）开发出了早期交流发电机，频率介于100～300Hz之间。因为交流电能够低损耗的远距离传输，克服了直流电的局限性，在1886年之后交流电就开始被大范围地开发和采用。1891年，特斯拉（Nikola Tesla，1856—1943）取得了交流发电机的专利，并创立了多相电力传输技术。此后的交流发电机的频率通常设计在16～100Hz之间。
二、交流电动机（AC Motor）
和交流发电机正好相反，交流电动机（详细介绍见章节3.9.5）能够将交流电转化成物体旋转的动能。将交流发电机的结构反过来就能组成最简单的交流电动机。交流电动机里有一个安装在转轴上能够旋转的磁铁，磁铁位于固定的线圈之中。当线圈上施加了交流电之后，线圈就会产生变化的磁场，使磁铁开始旋转，从而使转轴带动外部的物体转动。交流电驱动的三相鼠笼式电动机结构简单、性能稳定且工作可靠，比直流电动机更容易控制。
1885年，意大利物理学家加利莱奥·费拉里斯（Galileo Ferraris，1841—1897）提出了旋转磁场原理，并研制出二相异步电动机模型。1886年，美国发明家特斯拉也独立地研制出二相异步电动机。1888年，俄国工程师多利沃·多勃罗沃利斯基（Mikhail Dolivo-Dobrovolsky，1862—1919）研制成功第一台实用的三相交流单鼠笼异步电动机。
三、变压器（Transformer）
变压器（详细介绍见章节3.9.4）由铁芯或磁芯和线圈组成，线圈有2个或2个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级绕组，其余的绕组叫次级绕组。变压器可以变换交流电压、电流和阻抗。变压器的变压原理首先由英国人法拉第发现，但是直到19世纪80年代才开始实际应用。在直流电和交流电的竞争中，交流电能够使用变压器是其优势之一。变压器可以将电能转换成高电压低电流形式，还可以再转换回去，因此大大减小了电能在输送过程中的损失，使得电能的经济输送距离更远。因此，发电厂就可以建在远离用电的场所。
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