單相交流電

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目錄

什麼叫單相交流電[1]

  單相交流電是指由一個繞組在磁場中旋轉而產生的交流電。

單相交流電的產生[2]

  單相交流電是用一根直導線在均勻磁場中作等速旋轉運動時所產生的(圖1)。產生的感應電動勢大小與磁場的強弱、導線在磁場中的有效長度、導線切割磁力線的速度及導線與磁力線之間的夾角有關,而感應電動勢的方向則與導線切割磁力線的方向(或磁力線切割導線的方向)有關。這樣,若長度固定的導線在均勻磁場中以一定的方向作等速旋轉時,所產生的感應電動勢只與導線切割磁力線的角度有關。
Image:单相交流电的产生过程原理.jpg

  從圖中可看出,當導線在位置1時,由於它的運動方向恰好與磁力線平行,不切割磁力線,所以就不產生感應電動勢。導線在位置2時,導線與磁力線夾角很小,它以偏斜的方向切割磁力線,所以產生的感應電動勢也就很小,其方向根據右手定則是朝向外面的。而導線在位置3時,它切割磁力線的夾角比位置2又大些,所以產生的感應電動勢也就大些。

  當導線在位置4時,它旋轉到N極的中心位置,此時導線的運動方向恰好與磁力線垂直,所以導線內產生的感應電動勢也達到最大值,其方向仍然是朝向外面的。置5和6時,由於導線切割磁力線的夾角又逐漸減小,產生的感應電動勢逐漸減小,當旋轉到位置7時,導線又平行切割磁力線,不產生感應電動勢。但導線經過位置7後,便轉入S極處,由於導線切割磁力線的方向與前半轉的方向相反,根據右手定則,所產生的感應電動勢的方向相反是朝裡面的。

  隨著導線切割磁力線的角度的增大,導線在位置8和9時,所產生的感應電動勢也逐漸增大。當導線到達位置10時,即S極的中心位置,此時產生反方向的感應電動勢達到最大值。在這以後感應電動勢又逐漸減小,當導線重新回到位置1時,感應電動勢又減小到零。

  將導線切割磁力線一周所產生的感應電動勢大小畫出一條有規律性變化的曲線,稱為正弦曲線。此時,若導線與外電路之間構閉合電路,這樣在外電路內就將流過按正弦規律變化的電流,即交流電。發出交流電的發電機稱為交流發電機。

單相交流電的應用[3]

  單相交流電路主要有單相兩線式、單相三線式供電方式,一般的家庭用電都是單相交流電路。

  ①單相兩線式

  單相兩線式照明配電線路圖見圖2。
Image:单相两线式照明配电线路图.jpg

  從三相三線高壓輸電線上取其中的兩線送入柱上高壓變壓器輸入端。例如,高壓6600V電壓經過柱上變壓器變壓後,其次級向家庭照明線路提供220V電壓。變壓器初級與次級之間隔離,輸出端火線與零線之間的電壓為220V。

  ②單相三線式

  單相三線式配電線路圖見圖3。
Image:单相三线式配电线路图图.jpg

  單相三線式供電中的一條線路作為地線應與大地相接。此時,地線與火線之間的電壓為220V,零線N(中性線)與火線(L)之間電壓為220V。由於不同接地點存在一定的電位差,因而零線與地線之間可能有一定的電壓

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參考文獻

  1. 賈婭莉主編.第四章 電工基礎 火電廠生產崗位技術問答 鍋爐檢修.中國電力出版社,2011.08.
  2. 忻鼎乾,芮樹祥,樸海蘭.2 電工基礎 教育部規劃教材 中等職業學校機械專業輔助用書(含崗位培訓、行業中級技術工人等級考核)焊工技術案例問.高等教育出版社,2000年07月第1版.
  3. 韓雪濤,韓廣興,吳瑛編著.第一章 電工識圖的必備基礎 電工識圖速成全圖解.化學工業出版社,2011.08.
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