电磁学通论 第7章 交流电路.pptVIP

星形联接. 相电流无异于线电流，即， 而接地中线电流为 。（应用基尔霍夫节点电流方程） 当三个负载相同 ，称其为对称负载，这是特殊情形，比如，负载为电动机，其内部三个绕组几乎相同。此时，上述三个相电流之相拉差依次为 ，且数值相等，故其合矢量 为零，则 ，此时接地中线无电流。 当三个负载不同，称其为非对称负载，这是一般情形，则三个相电流不等，且其间的相位差也不再维持为 关系， 对于星形联接，一旦接地失灵，则三个相电压严重失衡 一旦中线接地失灵，则节点之电势将不再保持为零电势，这导致三个负载的电压可能严重失衡，这种现象称为相电压漂移，而三个线电压依然由电网控制，维持等值380V，且相位关系为 。于是，加于负载的实际电压可能严重偏高正常使用电压220V，或高或低。比如，图中显示 三角形联接. 三个线电流与三个相电流的关系为 在对称负载 情形下，三个相电流的数值相等， 而三个线电流的数值亦相等，且 倍于相电流，参见电流矢量图，即 三角形联接对称负载时六个电流之矢量图 电动机的接线方式 (a)选择星形联接，(b)选择三角形联接， (c)倒向电闸 电动机其内部有三个绕组作为负载，当选择星形联接，它仨在220 V下运行；当选择三角形联接，在380 V下运行。在电动机之机壳铭牌上，显示有六个接点，以便用户选择联接方式。还有与使用电动机配套的一个倒向电闸，以便用户选择电动机的转动方向或顺转或逆转。 ▲ 三相电产生旋转磁场 参见图，在三相感应电动机的核心装置中，有三组对称布局的线圈， 将它们联接于三相电源，便在中心区域分别产生三个磁场。于是，中心区域的总磁场为 （针对中心点O） ） 或 鉴于对称负载时其三个相电流的幅值相等、频率相同，仅依次相位差 ，故可将对应的三个磁场表示为如下形式， 考虑到这三者的空间取向有异，不能简单地采用矢量图解法求其和。兹采取正交分解，分量叠加的方法演算之， 接着，可以借助平面三角学中和差化积的公式求出总磁场的两个分量， 对于三个同方向同频率的简谐量之叠加，可以采用复数法或矢量法求解， 其解最终表示为 电动机三个绕组的交变相电流所产生的磁场 为一旋转矢量场，其矢量长度和旋转角速度为 （三相电角频率）. 电动机中心区域安置绕组作为转子，它在旋转磁场 激励下，随之转动起来，且与 转向相同，这是电磁感应定律和楞次定则的必然结果。具体地说，驱动转子的力矩是转子绕组中的感应电流，受到磁场 施予的安培力所致。当然，转子的角速度 不可能加速至 ，否则，两者完全同步，无相对运动，就无感应电流和安培力；此时，由于摩擦阻力，转子就慢下来，自动调整为以略小于 的角度而稳定转动。 发电机，依靠旋转磁场而产生三相交流电，实现了机械能转化为电能；经远程传输到电动机，依靠三相电产生旋转磁场，使转子运动，实现了电能转化为机械能。从发电、输电、配电到用电，充分地显示了三相电的优越性。正如常言所道，三相电三相电，输电省电线，用电亦方便，旋转磁场来产生，电变机械好实现。 * * 支流远大于总流。惟有一种可能，即支流环行于 自身回路，形成一幅电流自我循环图像，如图所示，这正是 与 相位差 的体现，而对总电流 有贡献的仅是 ，其幅值 或 ，当Q值很高时。说到底，这种支流分配特征根源于 并联组合含有两个性质相反的储能元件 ，一者充、放磁能，另者充、放电能，彼此交流，互相转换而循环不已。 ▲ 电流谐振 电压谐振 对于 串联谐振电路，由于其阻抗 出现极小值，因而其电流出现峰值，故称其为电流谐振。对于 并联谐振电路，由于其阻抗 出现极大值，因而在与其它电阻或电源内阻串联而分压时，它将获得极大电压，故称它为电压谐振。曾记得，在力学受迫系统中，有所谓速度谐振与位移谐振之别；如果将谐振电路与它作类比的话，那么串联谐振类似于那速度谐振，而并联谐振类似于位移谐振。顺便提及，在电磁讯号接受和传输的电子线路中，常用（LrC）并联组合作为负载，以获得特定频率 的极大电压讯号，而实现选频，再耦合至下一级放大器。 7.6 交流电功率 ?瞬时电功率 ?平均电功率及其计算公式 ?有功 无功 ?提高功率因数 ?元件Q值 介质损耗角 ▲ 瞬时电功率 电功率等于其电流与电压的乘积，这一关系是普遍成立的。在交流电路中，为任意元件提供的瞬时电功率为， 其结果为 瞬时电