交流电
电流方向随时间作周期性变化的电流
交流电(Alternating Current)是指电流方向随时间作周期性变化的电流,由麦可·法拉第发现。
交流电的波形通常为正弦曲线。交流电因为升降压容易和比直流输电更有效率而被广泛运用于电力的传输。
基本信息
- 中文名
交流电
- 外文名
Alternating Current
- 诠释
大小和方向随时间作周期性
- 频率规定
50Hz
- 发现者
麦可·法拉第Michael Faraday
基础定义
频率
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交流电的频率是指它单位时间内周期性变化的次数,单位是赫兹,与周期成倒数关系。日常生活中的交流电的频率一般为50赫兹或60赫兹,而无线电技术中涉及的交流电频率一般较大,达到千赫兹(KHz)甚至百万赫兹(MHz)的度量。不同国家的电力系统的交流电频率不同,通常为50赫兹或者60赫兹。在亚洲使用50赫兹的国家与地区主要有中国、日本、泰国、印度和新加坡,而韩国、菲律宾和中国台湾使用60赫兹,欧洲大部分国家使用50赫兹,美洲使用60赫兹的国家主要是墨西哥、美国、加拿大。
形成原因
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根据傅里叶级数的原理,周期函数都可以展开为以正弦函数、余弦函数组成的无穷级数,任何非简谐的交流电也可以分解为一系列简谐正余弦交流电的合成。
观测发现
峰值和有效值
正余弦交流电的峰值与振幅相对应,而有效值大小则由相同时间内产生相当焦耳热的直流电的大小来等效。交流电峰值与均方根值(有效值)的关系为
。市电220V表示均方根值,其峰值为311V。
功率振荡
假设使用单相电连接到纯电阻负载。
如图所示
如图所示
根据三角恒等式,可以得知功率(P)的振荡频率是电压(V)频率的两倍。
如图所示
使用50Hz或60Hz单相电时,电器的输出功率会以100Hz或120Hz振荡。这个数字远高于肉眼可分辨的24Hz,所以我们无法观察电灯在闪烁。
使用三相电时,三个功率相加是稳定的,这是发电厂使用三相发电机的主要原因之一。1