交流电的基本概念

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1、电

电是物质内所含粒子（质子、电子）运动时的一种能量表现形式。实质上是一种能量，常被称作电能。

2、电流

单位时间内通过导体任一横截面的电量叫做电流。用字母I表示，单位安（A）。电荷在电场力的作用下定向移动形成电流。正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。

3、电流强度

单位时间内通过导体任一横截面的电量称为电流强度。电流强度是衡量电流强弱的物理量，用字母I表示，习惯上简称为电流。若在t秒内通过导体横截面的电量是Q库仑，则电流强度I可用下式表示：

I=Q/t

4、电流密度

单位横截面积上通过电流的大小称为电流密度，用字母J表示，单位为A/mm²。电流密度J可用下式表示：

J=I/s

5、电压

电路中任意两点之间的电位差称为电压。用字母U表示，单位伏（V）。电压大小与电位参考点的选择无关。电场力移动正电荷的方向规定为电压的方向。

6、电动势

单位正电荷由低电位移向高电位时非静电力所做的功，称为电动势。用字母E表示，单位为伏（V）。方向规定为从电源负极经电源内部指向电源正极，与电源端电压的方向相反。电动势E可用下式表示：

E=W/q

7、电阻

导体阻碍电流通过的能力叫做电阻，用字母R表示，单位欧（Ω）。电阻和温度及导体的材质有关，同一导体的电阻大小与导体的长度成正比，与导体的截面积大小成反比，R=ρL/s。

8、电阻率

电阻率又称为电阻系数，是衡量物体导电性能好坏的物理量，用字母ρ表示，单位为Ω·m。其数值是指导体的长度为1m、截面积为1m2的均匀导体在温度为20℃时所具有的电阻值。电阻率ρ可用下式表示：

ρ=Rs/L

9、电容

电容是指给定电压下自由电荷的储存量，用字母C表示，单位法（F）。大小等于极板上储存电量与极板间电压之比，C=Q/U=εs/4πkd。

10、电感

当电流通过线圈后，在线圈中形成感应磁场，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电抗，也叫电感，用字母L表示，单位亨利（H）。电感L可用下式表示：

L=ψ/i=Nφ/i

11、感抗

交流电流过具有电感的电路时，电感有阻碍交流电流通过的作用，这种作用称为感抗，用XL表示，单位为欧（Ω）。感抗XL可用下式表示：

XL=ωL=2πfL

12、容抗

交流电流过具有电容的电路时，电容有阻碍交流电流通过的作用，这种作用称为容抗，用XC表示，单位为欧（Ω）。容抗XC可用下式表示：

XC=1/ωC=1/2πfC

13、阻抗

阻抗是电路中电阻、电感、电容对交流电阻碍作用的统称，用字母Z表示，单位为欧(Ω)。阻抗Z可用下式表示：

Z=R+jX=R+j(XL-XC)

14、交流电

大小和方向都随时间周期性变化的电流称为交流电。

15、正弦交流电

随时间按正弦规律变化的交流电流称为正弦交流电。

16、非正弦交流电

随时间不按正弦规律变化的交流电流称为非正弦交流电。

17、交流电的瞬时值

交流电在任一时刻的值称为交流电的瞬时值，用小写字母表示，i、u、e分别表示交流电的电流、电压、电动势的瞬时值。

18、交流电的最大值

最大值是指交流电在一周期内出现的最大瞬时值的绝对值，用Im、Um、Em分别表示电流、电压和电动势的最大值。

19、交流电的有效值

如果一个交流电通过一个电阻在一个周期时间内所产生的热量和某一直流电流通过同一电阻在相同的时间内产生的热量相等，那么，这个直流电的量值就称为交流电的有效值。有效值常用大写字母I、U、E来表示。对于正弦交流电，通过数学运算可得出有效值与最大值的关系是：

I=Im/√2≈0.707Im

U=Um/√2≈0.707Um

E=Em/√2≈0.707Em

20、交流电的平均值

所谓平均值，是指交流电在半个周期内所有瞬时值的平均大小。交流电压、电流、电动势的平均值分别用字母Up、Ip、Ep表示。可以证明，正弦交流电平均值与最大值之间的关系是:

EP=2Em/π，Em=π/2EP,故有

E=Em/√2=πEP/2√2≈1.1EP。

21、交流电的周期

交流电每循环一次所需要的时间叫做周期，用符号T来表示，单位是秒(s)。较小的单位是毫秒(ms)、微秒(μs)。1s=103ms，1ms=103μs。

22、交流电的频率

频率是指一秒钟内交流电重复变化的次数，用字母f表示，单位是赫兹，简称赫(Hz)。比赫兹大的常用单位是千赫(kHz)和兆赫(MHz)。

根据周期和频率的定义可知，周期和频率互为倒数，即:

f=1/T或T=1/f

23、交流电的角频率

感应电动势公式e=Emsinωt中的角速度ω通常称为角频率或角速度，它表示交流电每秒钟内变化的电角度，即ω=α/t。这里电角度常用弧度来表示，因此ω的单位是：弧度/秒。

在一个周期T内，发电机线圈所转过的角度为2π(弧度)，因此就有关系:

ω=2π/T=2πf

24、初相角

发电机的转子线圈平面开始计时时(即t=0)，与磁中性面夹角为α。发电机运行时，线圈平面与磁中性面的夹角就连续变化。设发电机的旋转角速度为ω、则在任意时刻t，线圈与磁中性面夹角为(ωt+α)，所以t时刻线圈中的感应电动势为：

e=Emsin(ωt+α)

式中(ωt+α)称交流电的相角，t=0时的相位角叫做初相角。

25、电功

将电能转换成其它形式能量的过程中，电流所做的功叫做电功。用字母W表示，单位焦耳（J）。生活中常用度kwh做单位。电功大小与电压、电流、通电时间成正比，等于三者的乘积，W=Pt=UIt。

26、电功率

电流在单位时间内做的功叫做电功率，用字母P表示，单位为W或kW。电功率是表示电流做功快慢的物理量，大小等于导体两端电压与通过导体电流的乘积，P=UI。

27、瞬时功率

交流电路中任一瞬间的功率称为瞬时功率，用小写字母p表示，单位为W或kW。大小等于瞬时电压与瞬时电流的乘积，p=ui。

28、有功功率

正弦交流电路的瞬时功率在一个周期内的平均值，称为有功功率，用字母P表示，单位为W或kW。有功功率P可用下式表示：

P=UIcosφ

29、无功功率

无功功率是指在具有电抗的交流电路中，磁场或电场在一个周期的一部分时间内从电源吸收能量储存起来，另一部分时间则释放能量送还电源，只与电源进行能量交换而没有消耗能量。磁场或电场与电源交换能量速率的振幅值叫做无功功率，用字母Q表示，单位为var或kvar。无功功率Q可用下式表示：

Q=UIsinφ。

30、视在功率

交流电源所能提供的总功率称为视在功率，在数值上是交流电路中电压有效值与电流有效值的乘积。用字母S表示，单位为V·A或kV·A。通常用它来表示交流电源设备（如变压器）的容量大小。视在功率S可用下式表示：

S=UI

31、功率因数

在交流电路中，电压与电流之间相位差(φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosφ表示。在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，cosφ=P/S。它是衡量电气设备效率高低的一个系数。

32、效率

能量在转换或传递的过程中总要消耗一部分，即输出小于输入，输出能量与输入能量的比值叫做效率，用字母η表示。

33、相电压

三相电路中，相线与中性线之间的电压称为相电压。用Uu、Uv、Uw表示。

34、线电压

三相电路中，相线与相线之间的电压称为线电压。用Uuv、Uvw、Uwu表示。

35、相电流

三相电路中，流过每相负载的电流称为相电流。用Iab、Ibc、Ica表示。

36、线电流

三相电路中，每根端线中的电流称为线电流。用IA、IB、IC表示。