交流電是什麼

交流電

交流電(Alternating Current,AC)是指大小和方向會隨時間週期性變化的電壓或電流。在日常生活中所有的電器產品都需要有供電電源才能正常工作,大多數的電器裝置都是由市電交流220V、50Hz作為供電電源,這是我國公共用電的統一標準,交流220V電壓是指相線(即火線)對零線的電壓。

交流電是什麼

圖為典型實用電子產品中直流電源的獲取方式

交流電是由交流發電機產生的,交流發電機有產生單相交流電的機型和產生三相交流電的機型。

交流電是什麼

圖為交流電的產生

交流發電機的轉子是由永磁體構成的,當水輪機或汽輪機帶動發電機轉子旋轉時,轉子磁極旋轉,會對定子線圈輻射磁場,磁力線切割定子線圈,定子線圈中便會產生感應電動勢,轉子磁極轉動一週就會使定子線圈產生相應的電動勢(電壓)。由於感應電動勢的強弱與感應磁場的強度成正比,感應電動勢的極性也與感應磁場的極性相對應。定子線圈所受到的感應磁場是正反向交替週期性變化的。轉子磁極勻速轉動時,感應磁場是按正弦規律變化的,發電機輸出的電動勢波形為正弦波形。

發電機根據電磁感應原理產生電動勢,當線圈受到變化磁場的作用時,即線圈切割磁力線便會產生感應磁場,感應磁場的方向與作用磁場方向相反。

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圖為發電機的發電原理

單相交流電

單相交流電在電路中具有單一交變的電壓,該電壓以一定的頻率隨時間變化,在單相交流發電機中,只有一個線圈繞制在鐵心上構成定子,轉子是永磁體,當其內部的定子和線圈為一組時,它所產生的感應電動勢(電壓)也為一組(相),由兩條線進行傳輸。

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圖為單相交流電的產生

兩相交流電

在發電機內設有兩組定子線圈互相垂直地分佈在轉子外圍,轉子旋轉時兩組定子線圈產生兩組感應電動勢,這兩組電動勢之間有90°的相位差,這種電源稱為兩相電源,多用在自動化裝置中。

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圖為兩相交流電的產生

三相交流電

三相交流電是由三相交流發電機產生的。在定子槽內放置著三個結構相同的定子繞組A、B、C,這些繞組在空間互隔120°。轉子旋轉時,其磁場在空間按正弦規律變化,當轉子由水輪機或汽輪機帶動以角速度ω等

順時針方向旋轉時,在三個定子繞組中就會產生頻率相同、幅值相等、相位上互差120°的三個正弦電動勢,即對稱的三相電動勢。

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圖為三相交流電的產生

提示說明

在三相交流電中,相線與零線之間的電壓為220V,而相線與相線之間的電壓為380V。

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圖為三相交流電路中的電壓