交流电基本知识及矢量法解析

（1）交流电的基本概念

大小和方向都随时间作周期性变化的电压和电流，分别叫交流电压和交流电流，统称交电。按正弦规律变化的交流电叫做正弦交流电。

大小和方向不随时间变化的电压和电流分别叫做直流电压和直流电流，统称为直流电。如直流发电机、蓄电池等。

（2）正弦交流电的瞬时值、最大值、有效值和平均值

1）瞬时值。正弦交流电在某一瞬间的数值称为瞬时值。

2）最大值。正弦交流电在一个周期中所出现的最大瞬时值称为最大值。

3）有效值。交流电的有效值是指在热效应上同它相当的直流值。正弦交流电的有效值等于最大值的倍。

4）平均值。正弦交流电在正半周期内所有瞬时值的平均大小称为正弦交流电的平均值。

（3）交流电的周期、频率及角频率

1）周期和频率

①周期：交流电每交变一次所需的时间，通常用T表示，单位是s。

②频率：每秒内交流电交变的周期数或次数叫做频率，用f表示，单位是Hz。周期和频率互为倒数，即

我国工业上使用的正弦交流电的频率为50Hz，习惯上称为工频。

2）角频率。正弦交流电表达式u=Asin（ωt+φ）中的ωt项中，ω通常称为角频率或角速度。它表示交流电每秒钟内变化的角度。

（4）正弦交流电的三种表示方法(www.xing528.com)

正弦交流电常用的表示方法有：解析法、图形法和矢量法三种。

①用一个数字来表示交流电的方法称为解析法。

②用波形图来表示交流电的方法叫图形法，也叫曲线图法。

③用矢量来表示交流电的方法叫矢量法。这是一种能比较简便直观的表示交流电的方法。

（5）三相交流电源

1）基本知识。一般来说，三相交流电是三相交流发电机产生，经三相输电线输送到各地的对称电源。三相电源对外输出的为Eu、Ev、Ew三个电动势，三者之间的关系为：大小相等、频率相同、相位上互差120°。

三相电动势达到最大值的先后次序叫相序。正序为U-V-W-U；反之为逆序。常用黄、绿、红三色分别表示U、V、W三相。

2）三相电源的联结。电力系统的负载分为两大类，一类是单相负载，如照明等。一类是三相负载，如大多数电动机等动力负载。在三相负载中常用的绕组联结方式有星形接法（Y）和三角形接法（△）。

在星形（Y）和三角形（△）联结中，所谓线电压是两相之间的电压（用U_线来表示），相电压是指每相绕组始末端的电压（用U_相来表示）。线电流是表示相线流过的电流（用I_线来表示），相电流则表示每相绕组流过的电流（用I_相来表示）。

在Y形联结中，U_线=，I_线=I_相

在△形联结中，U_线=U_相，

①三相电源绕组的星形联结：将三相电动势的末端联成一个公共点的联结方式，称为星形（Y）联结。该公共点称为电源中点，用N表示。由三个电动势始端分别引出三根导线称相线或端线。从电源中点引出的导线称中性线或零线。

有中性线的叫三相四线制；无中性线的叫三相三线制。三相四线制电源可以提供的电压有线电压和相电压两种，二者关系为：且线电压超前相电压30°。

②三相电源绕组的三角形联结：将三相电动势中每一相的末端和另一相的始端依次相接的联结方式，称为三角形（△）联结。在三角形联结中，U_LΔ=UϕΔ。