電氣工程師輔導(dǎo)資料：電氣基礎(chǔ)理論知識2

　　5. 什么是交流電的相位，初相角和相位差? $lesson$

　　答：交流電動勢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)時開始瞬間導(dǎo)體位于水平面時的情況。如果計(jì)時開始時導(dǎo)體不在水平面上，而是與中性面相差一個角，那么在t=0時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢為E=Emsinψ。

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

　　上式為正弦電勢的一般表達(dá)式，也稱作瞬時值表達(dá)式。式中：

　　ωT+ψ -----------------相位角，即相位;

　　ψ ---------------初相角，即初相。表示t=0時的相位。

　　在一臺發(fā)電機(jī)中，常有幾個線圈，由于線圈在磁場中的位置不同，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，通常將兩個同頻率正弦量相位之差叫相位差。

　　6. 簡述感抗、容抗、電抗和阻抗的意義。

　　答：交流電路的感抗，表示電感對正弦電流的限制作用。在純電感交流電路中，電壓有效值與電流有效值的比值稱作感抗。用符號X表示。XL=U/I=ωL=2πfL。

　　上式表明，感抗的大小與交流電的頻率有關(guān)，與線圈的電感有關(guān)。當(dāng)f一定時，感抗XL與電感L成正比，當(dāng)電感一定時，感抗與頻率成正比。感抗的單位是歐姆。

　　純電容交流電路中，電壓與電流有效值的比值稱做容抗，用符號XC表示。即：XC=U/I=1/2πfC。

　　在同樣的電壓作用下，容抗XC越大，則電流越小，說明容抗對電流有限制作用。容抗和電壓頻率、電容器的電容量均成反比。因頻率越高，電壓變化越快，電容器極板上的電荷變化速度越大，所以電流就越大;而電容越大，極板上儲存的電荷就越多，當(dāng)電壓變化時，電路中移動的電荷就越多，故電流越大。

　　容抗的單位是歐姆。

　　應(yīng)當(dāng)注意，容抗只有在正弦交流電路中才有意義。另外需要指出，容抗不等于電壓與電流的瞬時值之比。

　　7. 交流電的有功功率、無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。

　　儲能元件線圈或電容器與電源之間的能量交換，時而大，時而小，為了衡量它們能量交換的大小，用瞬時功率的最大值來表示，也就是交換能量的最大速率，稱作無功功率，用Q表示，電感性無功功率用QL表示，電容性無功功率用QC表示，單位為乏。

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

　　8. 什么叫有功?什么叫無功?

　　答：在交流電能的發(fā)、輸、用過程中，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、磁場交換的那部分能量叫無功。

　　9. 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，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，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，電流增大，在輸電線電阻電抗上壓降增大，使負(fù)載端電壓過低，嚴(yán)重時，影響設(shè)備正常運(yùn)行，用戶無法用電。此外，電阻上消耗的功率與電流平方成反比，電流增大要引起線損增加。

　　提高功率因數(shù)的措施有：

　　合理地選擇和使用電氣設(shè)備，用戶的同步電動機(jī)可以提高功率因數(shù)，甚至可以使功率因數(shù)為負(fù)值，即進(jìn)相運(yùn)行。而感應(yīng)電動機(jī)功率因數(shù)很低，尢其是空載和輕載運(yùn)行時 ，所以應(yīng)該避免感應(yīng)電動機(jī)空載或輕載運(yùn)行。

　　安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器或靜止補(bǔ)償?shù)仍O(shè)備，使電路中總的無功功率減少。

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