高等学园统一招考物理交换电的产生及描述知识

作者:机械设备

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上式表明在计时开始瞬间导体位于水平面时的情况。如果计时开始时导体不在水平面上,而是与中性面相差一个角,那么在t=0时,线圈中产生的感应电势为e=emsinψ。

上式表明在计时开始瞬间导体位于水平面时的情况。如果计时开始时导体不在水平面上,而是与中性面相差一个角,那么在t=0时,线圈中产生的感应电势为e=emsinψ。

:交变电流完成一次周期性变化所需的时间,单位是秒,公式t=2π/ω

交流电每秒种周期性变化的次数叫频率。用字母f表示,它的单位是周/秒,或者赫兹,用符号hz表示。它的单位有赫兹,千赫、兆赫。

5.什么是功率因数?提高功率因数的意义是什么?提高功率因数的措施有哪些?

一、正弦交流电的产生和图象

2、 什么是交流电的周期、频率和角频率?

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图象:用以描述交流电随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图象为正弦曲线。

1、 什么是正弦交流电?

答:交流电动势的波形是按正弦曲线变化的,其数学表达式为:e=emsinωt。

周期和频率的关系:t=1/f

ψ ----初相角,即初相 。表示t=0时的相位。

上式表明,感抗的大小与交流电的频率有关,与线圈的电感有关。当f一定时,感抗xl与电感l成正比,当电感一定时,感抗与频率成正比。感抗的单位是欧姆。

只有当线圈从中性面位置开始计时,电流的瞬时值表达式才是正弦形式,其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关.

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纯电容交流电路中,电压与电流有效值的比值称做容抗,用符号xc表示。即:xc=u/i=1/2πfc。

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4、 什么是相电流、相电压和线电流、线电压?

发电机的额定电压,电流是一定的,发电机的容量即为它的视在功率,如果发电机在额定容量下运行,其输出的有功功率的大小取决于负载的功率因数,功率因数低时,发电机的输出功率低,其容量得不到充分利用。

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3、 什么是交流电的相位,初相角和相位差?

6.什么是三相交流电源?它和单相交流电比有何优点?

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若转子以ω角度旋转,经过时间t后,转过ωt角度,此时线圈与中性面的夹角为:(ωt ψ)

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2018年

ωt ψ -相位角,即相位;

安装并联补偿电容器或静止补偿等设备,使电路中总的无功功率减少。

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答:交流电在变化过程中,它的瞬时值经过一次循环又变化到原来瞬时值所需要的时间,即交流电变化一个循环所需的时间,称为交流电的周期。

答:功率因数cosφ,也叫力率,是有功功率和视在功率的比值,即cos=p/s。在一定的额定电压和额定电流下,功率因数越高,有功所占的比重越大,反之越低。

2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)

上式为正弦电势的一般表达式,也称作瞬时值表达式。式中:

若转子以ω角度旋转,经过时间t后,转过ωt角度,此时线圈与中性面的夹角为:(ωt ψ)

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答:正弦交流电是指电路中的电流、电压及电势的大小都随着时间按正弦函数规律变化,这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流称交变电流,简称交流。

2.简述感抗、容抗、电抗和阻抗的意义。

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在一台发电机中,常有几个线圈,由于线圈在磁场中的位置不同,因此它们的初相就不同,但是它们的频率是相同的。另外,在同一电路中,电压与电流的频率相同,但往往初相也是不同的,通常将两个同频率正弦量相位之差叫相位差。

在电感、电容同时存在的电路中,感性和容性无功互相补偿,电源供给的无功功率为二者之差,即电路的无功功率为:q=ql-qc=uisinφ。

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周期用符号t表示,单位为秒。周期越长交流电变化越慢,周期愈短,表明愈快。

三相交流电较单相交流电有很多优点,它在发电、输配电以及电能转换成机械能等方面都有明显的优越性。例如:制造三相发电机、变压器都较制造容量相同的单相发电机、变压器节省材料,而且构造简单,性能优良,又如,由同样材料所制造的三相电机,其容量比单相电机大50%,在输送同样功率的情况下,三相输电线较单相输电线可节省有色金属25%,而且电能损耗较单相输电时少。由于三相交流电有上述优点所以获得了广泛的应用。

注意峰值公式em=nbsω中的s为有效面积.

答:交流电动势的波形是按正弦曲线变化的,其数学表达式为:e=emsinωt。

3.交流电的有功功率、无功功率和视在功率的意义是什么?

三、正弦交变电流的产生及变化规律

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4.什么叫有功?什么叫无功?

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答:由三相绕组连接的电路中,每个绕组的始端与末端之间的电压叫相电压。各绕组始端或末端之间的电压叫线电压。各相负荷中的电流叫相电流。各断线中流过的电流叫线电流。

合理地选择和使用电气设备,用户的同步电动机可以提高功率因数,甚至可以使功率因数为负值,即进相运行。而感应电动机功率因数很低,尢其是空载和轻载运行时?,所以应该避免感应电动机空载或轻载运行。

1.两个特殊位置的特点

答:由三个频率相同,振幅相等,相位依次互差120度电角度的交流电势组成的电源称为三相交流电源。它是由三相交流发电机产生的。日常生活中所用的单相交流电,实际上是由三相交流电的一相提供的,由单相发电机发出的单相交流电源现在已经很少采用。

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提高功率因数的措施有:

1.周期和频率

储能元件线圈或电容器与电源之间的能量交换,时而大,时而小,为了衡量它们能量交换的大小,用瞬时功率的最大值来表示,也就是交换能量的最大速率,称作无功功率,用q表示,电感性无功功率用ql表示,电容性无功功率用qc表示,单位为乏。

电流i随时间变化的规律:i=imsinωt.其中ω等于线圈转动的角速度,em=nbsω.

在同样的电压作用下,容抗xc越大,则电流越小,说明容抗对电流有限制作用。容抗和电压频率、电容器的电容量均成反比。因频率越高,电压变化越快,电容器极板上的电荷变化速度越大,所以电流就越大;而电容越大,极板上储存的电荷就越多,当电压变化时,电路中移动的电荷就越多,故电流越大。

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答:在交流电能的发、输、用过程中,用于转换成非电、磁形式的那部分能量叫有功。用于电路内电、磁场交换的那部分能量叫无功。

产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.

答:交流电路的感抗,表示电感对正弦电流的限制作用。在纯电感交流电路中,电压有效值与电流有效值的比值称作感抗。用符号x表示。xl=u/i=ωl=2πfl。

线圈平面与中性面重合时,s⊥b,φ最大,=0,e=0,i=0,电流方向将发生改变.

应当注意,容抗只有在正弦交流电路中才有意义。另外需要指出,容抗不等于电压与电流的瞬时值之比。

负载两端的电压u随时间变化的规律:u=umsinωt.

答:电流在电阻电路中,一个周期内所消耗的平均功率叫有功功率,用p表示,单位为瓦。

二、正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值

功率因数低,在输电线路上将引起较大的电压降和功率损耗。因当输电线输送功率一定时,线路中电流与功率因数成反比即i=p/cosφ,当功率因数降低时,电流增大,在输电线电阻电抗上压降增大,使负载端电压过低,严重时,影响设备正常运行,用户无法用电。此外,电阻上消耗的功率与电流平方成反比,电流增大要引起线损增加。

电动势e随时间变化的规律:e=emsinωt.

1.什么是交流电的相位,初相角和相位差?

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:交变电流在1s内完成周期性变化的次数.单位是赫兹.

在解决有关交变电流的图象问题时,应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来,再根据特殊位置求特征解.

线圈平面与中性面垂直时,s∥b,φ=0,最大,e最大,i最大,电流方向不改变.

2.解决交变电流图象问题的三点注意

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