电工培训-正弦交流电路基础..docx

1、 培训考证、学历提升-苏州上德教育第 1 页电工培训 正弦交流电路基础.本章学习要点： 1明确交流电、正弦交流电的概念及其三要素；2了解正弦交流电的表示法； 3熟悉单相交流电路中R，L，C元件的欧姆定律形式，了解R，L，C电路中三元件两端电压、电流的相位关系特点；4掌握三相电路的连接形式及特点； 5熟悉照明电路的连接要点及常用照明元件的特点。18 世纪中叶，有个叫欧拉的瑞士数学家。他在前人研究的基础上，取得了非常多的研究成就，共写下了 886 本书籍和论文，其中分析、代数、数论占。40，几何占 18，物理和力学占 28，天文学占 11，弹道学、航海学、建筑学等占 3。在他之后的数学家拉格朗日、

2、拉普拉斯，都把欧拉当导师。在数学中，欧拉首次提出很多现在还在使用的基本概念，如 sin，cos，tan ， ， ( )。xf欧拉提出的正弦函数在当今的电气技术中，有很大的应用。因为现在我们这个世界上，几乎找不到与正弦方式输送无关的电能，几乎到处都能找到以正弦方式使用的电能。实践证明，使用正弦规律是较聪明、较科学的。31 正弦交流电的产生一、正弦交流电的特点种第一章直流电路中所讨论的直流电；其电流(及电压、电磁势 )的大小和方向是不随时间变化的。但是在生产实际中，除了应用直流电外，还广泛地应用交流电。所谓交流电是指电流( 及电压、电动势)的大小和方向随时间的变化而变化。交变电流、交变电压和交变正

3、弦交流电路基础苏州电工培训第 2 页电动势统称为交流电。通常将交流电分为正弦交流电和非正弦交流电两大类。正弦交流电是指其交流量随时间按正弦规律变化。人们经常用图形表示电流(及电压、电动势 )随时间变化的规律，这种图形称为波形图，如图 31 所示。 图中横坐标表示时间，纵坐标表示不同时刻的交流量(电流、电压、电动势)值。从如图31b所示的波形图中可以看到，正弦交流电(如无特别说明都简称交流电)的特点是：1变化的瞬时性正弦交流电的大小和方向时时刻刻都在变化。2. 变化的周期性正弦交流电每隔一定时间又作重复的变化。3变化的规律性正弦交流电是随着时间按正弦规律变化的。正弦交流电在工农业生产以及日常生活

4、中应用广泛，是由于它具有便于远距离传输和分配，交流发电机结构简单、运行可靠、维修方便、节省材料、具有更低的电磁干扰等优点。培训考证、学历提升-苏州上德教育第 3 页二、正弦交流电的产生正弦交流电是由交流发电机产生的。如图 32a 所示是较简单的交流发电机示意图 j它由定子和转子组成。定子有 N，S 两个固定磁极。转子是一个可以转动的钢质圆柱体，其上紧绕着一匝导线。导线两端分别接到两个相互绝缘的铜环上，铜环与连接外电路的电刷相接触。当用原动机(如水轮机或汽轮机 )拖动电枢转动时，由于运动导线切割磁感应线而在线圈中产生感应电动势。为了得到正弦波形的感应电动势，应采用特定形式的磁极，使磁极与电枢之间

5、的空隙中的磁感应强度按下列规律分布： 第一，磁感应线垂直于电枢表面。第二，磁感应强度 B 在电枢表面按正弦规律分布。如图 32b 所示。在磁极中心位置处的磁感应强度较大，用 表示；在磁性分界面处mB的磁感应强度为零。磁感应强度等于零的平面叫做中性面，如图 32b 所示的 水平面。O如线圈所在位置的平面与中性面成 a 角，此处电枢表面的磁感应强度为： msinB当电枢在磁场中从中性面开始，以匀角速度 逆时针转动时，单匝线圈的 a、b 边在磁场内切割磁感应线产生感应电动势。单匝线圈中产生的磁感应电动势为： 正弦交流电路基础苏州电工培训第 4 页m2sineBll如果线圈有 N 匝，则总的感应电动势

6、为： m2sineNBl当 =90 及 =270 时，感应电动势具有较大值，即：m2ENBl式中 感应电动势较大值 (V)；mE线圈的匝数； N较大磁感应强度(Wb/ )； B2m线圈的有效长度（m）l导线运动速度（m/s）将公式(33)代人公式(32)后，得： msineE因为电枢在磁场中以角速度 作匀速转动，在任意时刻线圈平面与中性面的夹角 等 于角速度 与时间 的乘积，即：t t因此，感应电动势的数学式又可以写成： msineEt这样就把感应电动势随角度变化转为随时间变化。为今后研究交流电正弦量提供了方便。同理，交流电压、交流电流可表示为：培训考证、学历提升-苏州上德教育第 5 页msi

7、nuUtiI32 正弦交流电的三要素一、周期、频率、角频率由如图 31 所示中的正弦交流电流波形图可以看出，它从零开始随时间延长而增至较大值，然后逐渐减到零；以后由零开始反向增至较大值，然后再回到零。这样，交流电流就变化一次。交流电就按照这样的规律做周而复始的变化，变化一次叫做一周。交流电变化一周所需要的时间叫做周期，用字母 T 表示，单位是秒(s)，较小的单位有毫秒(ms)和微秒( )。它们之间的关系为： s361s0m1s周期的长短表示交流电变化的快慢 l 周期越小，说明交流电变化一周所需的时间越短，交流电的变化越快；反之，交流电的变化越慢。 频率是指在一秒钟内交流电变化的次数，用字母 表

8、示，单位为赫兹；简称赫，用 Hzf表示。当频率很高时，可以使用千赫(kHz)、一兆赫(MHz)、吉赫(GHz)：等。它们之间的关系为： 31kHz=03M31GHz=0频率和周期一样，是反映交流电变化快慢的物理量。它们之间的关系为： 正弦交流电路基础苏州电工培训第 6 页1fTf我国农业生产及日常生活中使用的交流电标准频率为 50Hz。通常把 50Hz，的交流电称为工频交流电。交流电变化的快慢除了用周期和频率表示外，还可以用角频率表示。所谓角频率就是交流电每秒钟变化的角度，用字母 表示，单位是 rad/s(弧度/秒)。 周期、频率和角频率的关系是： 2fT二、瞬时值、较大值、有效值正弦交流电(

9、简称交流电)的电动势、电压、电流，在任袁瞬间的数值叫交流电的瞬时值，用小写字母 ， ， 表示。eui瞬时值中较大的值称为较大值。较大值也称为振幅或峰值。在波形图生，曲线的较高点对应的纵轴值，即表示较大值。用 ， ， 分别表示电动势、电压、电流的较太值。mEUI它们之间的关系为： msinietuIt由公式(39)可知，交流电的大小和方向是随时间变化的，瞬时值在零值与较大值之间变化，没有固定的数值。因此，不能随意用一个瞬时值来反映交流电的做功能力。如果选用较大值，就夸大了交流电的做功能力，因为交流电在绝大部分时间内都比较大值要小。这就需要选用一个数值，能等效地反映交流电做功的能力。为此，引人了交

10、流电的有效值这一概念。培训考证、学历提升-苏州上德教育第 7 页正弦交流电的有效值是这样定义的：如果一个交流电通过一个电阻，在一个周期内所产生的热量，和某一直流电流在相同时间内通过同一电阻产生的热量相等，那么，这个直流电的电流值就称为交流电的有效值。正弦交流电的电动势。电压、电流的有效值分别用字母 ， ， 表示。通常所说的交流电的电动势、电压、电流的大小都是指它的有效值，EUI交流电气设备铭牌上标注的额定值、交流电仪表所指示的数值也都是有效值。今后在谈到交流电的数值时，如无特殊注明，都是指有效值。理论计算和实验测试都可以证明，它们之间的关系为： mm0.72.0.72EUII三、相位、初相和相

11、位差在如图 33 所示中，两个相同的线圈固定在同一个旋转轴上，它们相互垂直，以角速度叫逆时针旋转。在 AX 和 BY 线圈中产生的感应电动势分别为 和 ，如图 34 所示。1e2当 t=0 时，AX 线圈平面与中性面之间的夹角 =0 ，BY1线圈平面与中性面之间的夹角 =90 。在任意时刻两个线圈的感应电动势分别为：2正弦交流电路基础苏州电工培训第 8 页1m122sin()eEt公式中， 和 是表示交流电变化进程的一个角度，称为交流电的相位或相角，1t2t它决定了交流电在某一瞬时所处的状态。 =0 时的相位叫初相位或初相。它是交流电在计t时起始时刻的电角度，反映了交流电的初始值。例如，AX，

12、BY 线圈的初相分别是 =0 ，1=90 。在 =0 时，两个线圈的电动势分别为 =0， 。两个频率相同的交流电的2t 1e2mE相位之差叫相位差。令上述 的初相位 =0 ， 的初相位 =90 ，则两个电动势的相1e位差为： 2121()()tt可见，相位差就是两个电动势的初相差。从如图 35 所示可以看到，初相分别为 和 的频率相同的两个电动势的同向较大12值，不能在同一时刻出现。就是说 比 超前 角度达到较大值，或者说 比 滞后 角2e 1e2度达到较大值。 综上所述，一个交流电变化的快慢用频率表示；其变化的幅度，用较大值表示；其变化的起点用初相表示。如果交流电的频率、较大值、初相确定后，

13、就可以准确确定交流电随时间变化的情况。因此，频率、较大值和初相称为交流电的三要素。培训考证、学历提升-苏州上德教育第 9 页例题 1 已知两正弦电 =1OOsin(100 60 )V， =65sin(100 30 ) V，求各电1et2et动势的较大值、频率、周期、相位、初相及相位差。解：（1 ）振幅m10VEm265（2）频率 12105Hzf（3）周期 1210.2s5Tf（4）相位 12063t（5）初相160230（6）相位差 1260333 正弦交流电的表示法正弦交流电的表示方法有三角函数式法和正弦曲线法两种。它们能真实地反映正弦交流电的瞬时值随时间的变化规律，同时也能完整地反映出交

14、流电的三要素。 正弦交流电路基础苏州电工培训第 10 页一、三角函数式法 正弦交流电的电动势、电压、电流的三角函数式为： msin()ieEteuUuIti若知道了交流电的频率、较大值和初相，就能写出三角函数式，用它可以求出任一时刻的瞬时值。例题 2 已知正弦交流电的频率 =50 Hz，较大值 =310 V，初相 = 。求f mU30=1/300 S 时的电压瞬时值。t解：电压的三角函数标准式为： mmsin()sin(2)uUtuftu则其电压瞬时值表达式为： 310sin(30)ut将t=0.01 s代人上式 310sin(30)uti81)s(6)310V二、正弦曲线法-波形法正弦曲线法

15、就是利用三角函数式相对应的正弦曲线，来表示正弦交流电的方法。培训考证、学历提升-苏州上德教育第 11 页在如图 36 所示中，横坐标表示时间 或者角度 ，纵坐标表示随时间变化的电动势tt瞬时值。图中正弦曲线反映出正弦交流电的初相 =0。 较大值 ，周期 T 以及任一时刻emE的电动势瞬时值。这种图也叫做波形图。 34 单相交流电路在直流电路中，电路的参数只有电阻 R。而在交流电路中，电路的参数除了电阻 R 以外，还有电感 L 和电容 C。它们不仅对电流有影响，而且还影响了电压与电流的相位关系。因此，研究交流电路时，在确定电路中数量关系的同时，必须考虑电流与电压的相位关系，这是交流电路与直流电路

16、的主要区别。本节只简单介绍纯电阻、纯电感、纯电容电路。一、纯电阻电路 纯电阻电路是只有电阻而没有电感、电容的交流电路。如白炽灯、电烙铁、电阻炉组成的交流电路都可以近似看成是纯电阻电路，如图 37 所示。在这种电路中对电流起阻碍作用的主要是负载电阻。加在电阻两端的正弦交流电压为 ，在电路中产生了交流电流 ，在纯电阻电路中，龟ui压和电流瞬时值之间的关系，符合欧姆定律，即： /iuR正弦交流电路基础苏州电工培训第 12 页由于电阻值不随时间变化，则电流与电压的变化是一致的。就是说，电压为较大值时，电流也同时达到较大值；电压变化到零时，电流也变化到零。如图 38 所示。纯电阻电路中，电流与电压的这种

17、关系称为“同相”。通过电阻的电流有效值为： /IUR公式 314 是纯电阻电路的有效值。在纯电阻电路中，电流通过电阻所做的功与直流电路的计算方法相同，即： 2PUIR二、纯电感电路纯电感电路是只有电感而没有电阻和电容的电路。如由电匪很小的电感线圈组成的交流电路，都可近似看成是纯电感电路，如图 39 所示。培训考证、学历提升-苏州上德教育第 13 页在如图 39 所示的纯电感电路中；如果线圈两端加上正弦交流电压，则通过线圈的电流 也要按正弦规律变化。由于线圈中电流发生变化，在线圈中就产生自感电动势，它必i然阻碍线圈电流变化。经过理论分析证明，由于线圈中自感电动势的存在，使电流达到较大值的时间，要

18、比电压滞后 90 ，即四分之一周期。也就是说，在纯电感电路中，虽然电压和电流都按正弦规律变化，但两者不是同相的，如图 310 所示，正弦电流比线圈两端正弦电压滞后 90 ，或者说，电压超前电流 90 。 理论证明，纯电感电路中线圈端电压的有效值 ，与线圈通过电流的有效值之间的关U系是： L/IX是电感线圈对角频率为叫的交流电所呈现的阻力，称为感抗，用 表示，即：L LXL2Xf式中 感抗( )； 频率(Hz)；f电感(H)。L感抗是用来表示电感线圈对交流电阻碍作用的物理量。感抗的大小，取决于通过线圈电流的频率和线圈的电感量。对于具有某一电感量的线圈而言，频率越高，感抗越大，通正弦交流电路基础苏

19、州电工培训第 14 页过的电流越小；反之，感抗越小，通过的电流越大。收音机中的高频扼流圈不让高频电流通过，只让低频电流通过，就是这个道理。在直流电路中，由于频率为零，故线圈的感抗也为零，线圈的电阻很小，可以把线圈看成是短路的。 例题 3 有一电感为 0.1 mH 的线圈，分别接在电压 =0.1 V，频率为 =1 000 Hz， =1 U1f2fMHz 的两个交流电源上。求两种情况下通过线圈的电流。解： 当 =1 000 Hz 时，感抗为： 1f 3L123.140.10.628Xf1/./628.59AmIU当 =1 MHz时，感抗为：2f 63L23.140.1628Xf2/./8.59AI

20、U结论：同一个电源电压、同一个电感，交流电频率差 1 000 倍， 差 1 000 倍，电流LX差 1 000 倍! 三、纯电容电路电容器是由两个金属板中间隔着不同的介质(云母、绝缘纸等 )组成的。它是存放电荷的容器。电容器中的两个金属板叫电容器两个极板。如果把电容器的两个极板分别与直流电路两端连接，如图 311 所示，则两极板间有电压，在极板间建立了电场。在电场力作用下，驱使自由电子运动，使两个极板分别带上数量相等符号相反的电荷。与电源正极相连的极板带正培训考证、学历提升-苏州上德教育第 15 页电荷，与电源负极相连的极板带负电荷。实验证明，极板上存有电荷 越多，则极板间的Q电压 越高，二者

21、成正比。因此，将电容器的电量 与极板间电压的比值叫做电容器的电UQ容量，简称电容，用字母 表示，即： CCU式中 下任意极板上的电量 (C)； Q两极板间的电压(V)； U电容量(F)C当电容器极板间电压为 l 伏，极板上电量为 1 库仑，则电容器的电容量为 1 法拉，简称法，用字母 F 表示。在实际应用中，由于法拉单位过大，所以经常使用微法( )和皮法(F)为电容的单位，它们之间的关系为： p 61F012p常用的电容器符号如图 312 所示。 电容器在电工和电子技术中应用广泛。如在电力系统中用它改善系统的功率因数，在电子技术中用它进行滤波、耦合、隔直、旁路、选频等。在这里只简单介绍电容在交

22、流电路的作用。 纯电容电路是只有电容而没有电阻、电感的电路。如电介质损耗很小，绝缘电阻很大的电容器组成的交流电路。可近似看成纯电容电路。 正弦交流电路基础苏州电工培训第 16 页在如图 313 所示的纯电容电路中，电容器接上交流电源。在电压升高的过程中，电容器充电，在电压降低的过程中，电容器放电。由于电容器端电压按正弦规律变化，致使电容器不断地进行充电、放电。于是在电路中形成按正弦规律变化的电流。理论分析证明：电路中电流达到同方向较大值的时间，比电容器的端电压超前 90 ，即提前四分之一周期。也就是说在纯电容电路中，虽然电流与电压都按正弦规律变化；但两者的相位不同，如图 314 所示，纯电容电

23、路中的电流超前电压 90 。理论证明：在纯电容电路中，电容两端电压的有效值 与电路电流有效值 之间的关UI系是： 1CIX1/ 是电容对角频率为 的交流电所呈现的阻力，称为容抗，用 表示，即： C CXC1/2Xf容抗是用来表示电容器对电流阻碍作用大小的一个物理量，单位是欧，用 表示。容培训考证、学历提升-苏州上德教育第 17 页抗的大小与频率及电容量成反比。当电容器的容量一定时，频率越高，容抗越小，电流越大；反之，频率越低，容抗越大电流越小。在直流电路中，由于电流电频率为零，因此，容抗为无限大。这表明，电容器在直流电路中相当于开路。但在交流电路中，随着电流频率的增加，容抗逐渐减小。因此，电容

24、器在交流电路中相当于通路。这就是电容器隔断直流，通过交流的原理。 例题 4 有一个电容器的电容 C=0.159， 试求它在频率为 50 Hz 和 1 MHz 时的容抗。F如果电源电压为 100 V，求在频率为 50 Hz 和 1 MHz 时的电流。 解： 当 =50 Hz 时 1fC1 6120k23.450.9Xf1C.Am201UI当 =1 MHz 时 2fC2661113.40.59Xf2C10AUI35 三相交流电路在单相交流电路的电源电路上有两根输出线，而且电源只有个交变电动势。如果在交流电路中三个电动势同时作用，每个电动势大小相等，频率相同，但初相不同，则称这种电路为三相制交流电路

25、。其中，每个电路称为三相制电路的一相。正弦交流电路基础苏州电工培训第 18 页三相制电路应用广泛，其电源是三相发电机。和单相交流电相比；三相交流电具有以下优点：1三相发电机比尺寸相同的单相发电机输出的功率大。2三相发电机的结构和制造与单相发电机相比，并不复杂，使用方便，维修简单，运转时振动也很小。3. 在条件相同、输送功率相同的情况下，三相输电线比单相输电线可节约 25左右的线材。一、三相电动势的产生 三相交流电是由三相发电机产生的，如图 315 所示是三相发电机的结构示意图。它由定子和转子组成。在定子上嵌入三个绕组，每个绕组叫一相，合称三相绕组。绕组的一端分别用U1，V1 ，W1 表示，叫做

26、绕组的始端，另一端分别用 U2， V2，W2 表示，叫绕组的末端。三相绕组始端或末端之间的空间角为 120 。转子为电磁铁，磁感应强度沿转子表面按正弦规律分布。当转子以匀角速度 逆时针方向旋转时，在三相绕组中分别感应出振幅相等，频率相同，相位互差 120 的三个感应电动势，这三相电动势称为对称三相电动势。三个绕组中的电动势分别为： Um=sin()eEtVi(120)tWm=sin(+)eEt培训考证、学历提升-苏州上德教育第 19 页显而易见， 相绕组的 比 相绕组的 落后 120 ， 相绕组的 比 V 相绕组的VVeUUeWe落后 120 。 Ve如图 316 所示是三相电动势波形图。由图

27、可见三相电动势的较大值。角频率相等，相位差 120 。电动势的方向是从末端指向始端，即 U2 到 U1，V2 到 V1，W2 到 W1。 在实际工作中经常提到三相交流电的相序问题，所谓相序就是指三相电动势达到同向较大值的先后顺序。在图中，较先达到较大值的是 ，其次是 ，较后是 ；它们的相UeVeWe序是 U 一 V 一 W，该相序称为正相序，反之是负序或逆序，即 WV 一 U。通常三相对称电动势的相序都是指正相序，用黄、绿、红三种颜色分别表示 U，V，W 三相。 二、三相电源绕组的联结 三相发电机的每相绕组都是独立的电源，均可以采用如图 317 所示的方式向负载供电。这是三个独立的单相电路，构

28、成三相六线制，有六根输电线，既不经济又没有实用价值。在现代供电系统中，发电机三相绕组通常用星形联结或三角形联结两种方式。但是，发电机绕组一般不采用三角形接法而采用星形接法。因此，这里只介绍星形接法。 正弦交流电路基础苏州电工培训第 20 页将发电机三相绕组的末端 U2，V2 ，W2 连在一起，成为一个公共点，再将三相绕组的始端 U1，V1 ， W1 引出，接负载的三根输电线。这种接法称为星形接法或 Y 形接法，如图318 所示。公共点称作电源中点，用字母 N 表示。从始端引出的三 根输电线叫做相线或端线，俗称火线。从电源中点 N 引出的线叫做中线。中线通常与大地相连接，因此，把接地的中点叫零点

29、，把接地的中线叫零线。 如果从电源引出四根导线，这种供电方式叫星接三相四线制；如果不从电源中点引出中线，这种供电方式叫星接三相三线制。电源相线与中线之间的电压叫做相电压，在如图 318 所示中用 ， ， 表示，UVW电压方向是由始端指向中点。电源相线之间的电压叫做线电压，分别用 ， ， 表示。电压的正方向分UVWU别是从端点 U1 到 V1，V1 到 W1，W1 到 U1。 三相对称电源的相电压相等，线电压也相等，则相电压 与线电压 之间的关系为：相 线31.7U项线 相公式(3 一 21)表明三相对称电源星形联结时，线电压的有效值等于相电压有效值的 1.7倍。 培训考证、学历提升-苏州上德教

30、育第 21 页三、三相交流电路负载的联结在三相交流电路中，负载由三部分组成，其中，每二部分称为一相负载。如果各相负载相同，则叫做对称三相负载；如果各相负载不同，则叫做不对称三相负载。例如，三相电动机是对称三相负载，日常照明电路是不对称三相负载。根据实际需要，三相负载有两种连接方式，星形(Y 形)联结和三角形(形) 联结。 1负载的星形联结 设有三组负载 ， ， ，若将每组负载的一端分别接在电源三根相线上，另一UZVW端都接在电源的中线上，如图 319，所示，这种连接方式叫做三相负载的星形联结。图中 ， ， 为各相负载的阻抗，N 为负载的中性点：UZVW由图可见，负载两端的电压称为相电压。如果忽

31、略输电线上的压降，则负载的相电压等于电源的相电压；三相负载的线电压就是电源的线电压。负载相电压 与线电压 间U相 线的关系为： Y3U线 相 1.7线 相 相星接三相负载接上电源后，就有电流流过相线、负载和中线。流过相线的电流 ，UI， 叫做线电流，统一用 表示。流过每相负载的电流 ， ， 叫做相电流，统VIWI线 UIVWI一用 表示。流过中线的电流 叫做中线电流。 相 N正弦交流电路基础苏州电工培训第 22 页如果图 319 所示中的三相负载各不相同(负载不对称)时，中线电流不为零，应当采取三相四线制。如果三相负载相同(负载对称)时，流过中线的电流等于零，此时可以省略中线。如图 320 所

32、示是三相对称负载星形联结的电路图。可见去掉中线后，电源只需三根相线就能完成电能输送，这就是三相三线制。三相对称负载呈星形联结时，线电流 等于相电流 ，即：I线 I相I线 Y相在工业上，三相三线制和三相四线制应用广泛。对于三相对称负载(如三相异步电动机) 应采用三相三线制，对于三相不列称的负载，如图 321 所示的照明线路，应采用三相四线制。值得注意的是，采用三相四线制时，中线的作用是使各相的相电压保持对称。因此，在中线上不允许接熔断器 t 更不能拆除中线。 培训考证、学历提升-苏州上德教育第 23 页想一想：有四根三相四线制的线，哪一根是中线?答：细的那一根是。因为中线的电流小。2负载的三角形

33、联结 设有三相对称负载 ， ； ，将它们UZVW分别接在三相电源两相线之间，如图 322 所示，这种连接方式叫做负载的三角形联结。负载呈三角形联结时，负载的相电压 就U相是电源的线电压 ，即：U线 相 线当对称负载呈三角形联结时，电源线上的线电流 有效值与负载上相电流 有效值I线 I相有如下的关系： 31.72III线 相 相分析了三相负载的两种联结方式后，可以知道，负载呈三角形联结时的相电压是其呈星形联结时的相电压的 1.7 倍。因此，当三相负载接到电源时，究竟是采用星形连接还是三角形联结，应根据三相负载的额定电压而定。 36 常用电气照明电路在工农业生产及日常生活中使用广泛的照明灯具，有白

34、炽灯、节能灯、日光灯、碘钨灯、高压汞灯和高压钠灯等。本节只简单介绍白炽灯、节能灯和日光灯等照明电路。 正弦交流电路基础苏州电工培训第 24 页一、白炽灯照明电路 白炽灯一般是真空玻璃泡内包含灯丝的结构，因此白炽灯有时也称为灯泡。白炽灯要通过灯口与电路相接。历史上曾经有两种灯口形式：螺口式和卡口式。相对应的灯泡也有两种接口形式：螺口式和卡口式。由于卡口式的安全缺陷，国家标准中已经禁止生产和使用卡口式灯具。螺口式灯具如图 323 所示。灯丝是由高熔点钨丝绕制的。当灯丝流过电流时，根据电流热效应，使其发热到白炽程度而发光。 如图 324 所示是白炽灯照明电路。由图可知，只要将白炽灯和开关串接后再并接

35、到电源上，就组成了照明电路。 应当指出，白炽灯安装时要注意下列事项： 1应检查灯泡额定电压与供电电压是否一致。否则，灯泡不能正常工作。2安装螺口灯泡时，必须将火线经开关接到螺口灯头底座的中心接线端上，以防触电。3白炽灯与开关串接后再并接到电源上，火线应当进入开关，既能控制灯，又能保证安全。4白炽灯的安装应远离易燃易爆物质。培训考证、学历提升-苏州上德教育第 25 页在安装白炽灯时，通常使用验电笔来判定电源火线。验电笔的构造如图 325 所示。验电时手要接触笔尾的金属体，笔尖接触电线或与之相连的插座、导体等，如图 326 所示。当笔中的氖管发光时，笔尖接触的就是火线。 二、节能灯照明电路 节能灯

36、作为一种新型灯具，经过近十年的发展，已经形成了相当的产业规模，据有关部门统计，原来白炽灯应用空间的 60已经被节能灯具占有。之所以形成这种局面，是由于节能灯使用寿命长、耗电低的特性，一只 5 W 的节能灯可以达到 25 W 的白炽灯的照度，其平均使用寿命是白炽灯使用寿命的 8 倍。节能灯的接口部分与白炽灯标准相同，可以互换使用。 节能灯的结构和工作原理与白炽灯有很大的不同。白炽灯是一种简单的电加热高温致光原理，而节能灯是借助电子技术，产生高频高压，进而使特种气体启辉发光。结构、原理的不同，导致性能的差异，也导致价格的不同，所以节能灯要贵一些。节能灯与白炽灯安装注意事项一样，特殊提示一点，尽管节

37、能灯有快速启辉的特点，但节能灯不适合在频繁开关的场合使用，否则会影响其使用寿命。在有调光要求的场合使用节能灯，会导致调光的不连续。 正弦交流电路基础苏州电工培训第 26 页三、日光灯照明电路 日光灯照明电路由目光灯管、镇流器、启辉器和灯脚架组成。如图 327 所示是日光灯电路。 日光灯管是一抽成真空后再充入少量氩气的玻璃管，在管子两端各装有一个通电时发射大量电子的灯丝。管内壁涂有荧光粉，管内还放有微量水银。 镇流器是一个铁心线圈。它有两个作用，一是产生较高的电压来点燃灯管，二是目光灯管点燃后用它来限制灯管电流。启辉器的结构如图 328 所示，充有氖气的玻璃泡中封装有动触片与静触片，其中动触片是

38、双金属片，受热时伸展与静触片相接触，冷却后恢复原状又与静触片分离。在动、静触片的引出端上并接一个容量较小的纸介质电容器。玻璃泡和电容器被封装在一个圆柱形的铝壳中。 日光灯不工作时，灯管的灯丝、镇流器、启辉器和开关是串联在一起的，如图 327所示。当合上开关 S 后，220 V 交流电压全部加在启辉器的动、静触片间而使之产生辉光(红色)放电。放电所产生的热量使双金属片伸展与静触片相接触，则此刻整个电路构成通路：就在电路被接通的瞬间，灯丝因流过电流而发射大量电子。同时，动静触片接触时，辉光消失。双金属片培训考证、学历提升-苏州上德教育第 27 页因失去热源恢复原状与静触片脱离。此时，镇流器(铁心线

39、圈 )因突然断电而产生自感电动势，其方向与电源电压方向相同，自感电动势与电源电动势一起加在灯管两端。灯丝附近的电子在高压下加速运动，使管内的氩气电离而导电；进而使管内水银变为蒸气，水银蒸气也因被电离而导电，辐射出紫外线激励管内壁荧光粉发光。 习 题1直流电(电压或电流)的_和_都不随时间变化，交流电是指电流(或电压)的_和_都随时间变化。 2正弦交流电是指电压或电流按_规律变化的交流电。 3正弦交流电可以由_产生。 4正弦交流电可以用_、_和_三个量值准确表示，这三个量一般被称作正弦交流电的_。5正弦交流电的频率厂是指_，与周期T的关系是_。6正弦交流电的瞬时值是指_，较大值是指_，有效值是指

40、_，较大值是有效值的_倍。 7日常生活中所用的动力电、照明电都是近似的_。经常提到的220 V指的是_值是220 V，工频指的是它的频率为_Hz。 8在比较两个同频率的正弦交流电时，不仅可以比较其大小，还可以比较其_，这个量表示两个正弦交流电变化的步调。 9当正弦交流电流过_只电阻器时，电阻器两端的电压与流过电阻器的电流的相位是_。10当正弦交流电流过一只电感器时，电感器两端的电压比流过电感器的电流的相位_。11当正弦交流电流过一只电容器时，电容器两端的电压比流过电容器的电流的相位正弦交流电路基础苏州电工培训第 28 页_。12电阻器、电感器、电容器对电流都有阻碍作用，阻碍作用的大小分别用_、

41、_和_表示。13. 当交流电的频率增高时，电阻器的电阻值_，电感器感抗值_，电容器的容抗值_。14衡量电容器容量大小的物理量叫_，简称为_，用_表示。电容器可以存储_，用_表示。当电容器存储电荷，它的两端就有电压U。三者的关系是_。15. 大型电力电容器存有一定数量的电荷时，它两端的_很高，可能导致人身_事故，这种电容器保存时，一般都用导线将_短路连接，使它充分放电。16三相正弦交流电的三相一般用_、_和_标志，三相的关系是有效值_，频率_，相位_。 17三相四线是指_，相对应的另一种接法是_。18三相负载的连接方式有_和_。 19三相负载在星形接时， =_ ， =_ ；三相负载在三I线 I相

42、 U线 相角形接时， =_ ， =_ 。 I线 相 U线 相20画图说明哪条线是中线? 它有什么作用? 21已知一正弦交流电，在O.05 s内变化50个周期(简称50周)。求它的周期和频率。 22已知工频电流的频率为50 Hz，求它的周期和角频。23指出习题图31中四组负载的连接种类。培训考证、学历提升-苏州上德教育第 29 页选择上德教育的优势：1、培训工种享受政府补贴，苏州市城乡劳动者职业技能培训定点单位；2、业余时间上课学习，不担误工作时间；3、名师教学，学以致用，押题精准，一次性通过率高；4、零基础起学，学会为止；正弦交流电路基础苏州电工培训第 30 页5、给学员提供更好的服务态度。苏

43、州上德教育提供专业培训考证服务：苏州考安监局特种作业操作证 IC 卡（电工作业：安装，维修，值班，试验电工，仪表电工，低压电工，高压电工指（高压运行，进网作业） ，焊工：电焊，气焊，氩弧焊，二氧化碳保护焊（二保焊） ，手工电弧焊，埋弧焊，电阻焊，电渣焊。高空作业：登高架设作业，高处安装、维护、拆除作业。空调制冷：制冷安装维修）苏州考建设厅特殊工种项目（建筑电工、建筑焊工、司索信号工、架子工、塔吊司机、塔吊装拆工、施工升降机司机、施工升降机装拆工、物料提升机司机、物料提升机司机装拆工、高处作业吊篮安装拆卸工、建筑混凝土操作工、桩机操作工、建筑施工现场场内机动车司机（叉车、装载机、翻斗车、推土机、

44、挖掘机、压路机、平地机、沥青机）苏州考人社局资格证技工（钳工（装配、机修） 、焊工、维修电工、冷作钣金工、砌筑工、混凝土工、钢筋工、架子工、防水工、绿化工、抹灰工、油漆工、木工、管工、园林园艺师、智能楼宇管理师、面点师、育婴师）苏州考公共营养师（公共营养师 3 级公共营养师 2 级）苏州考心理咨询师（心理咨询师 3 级心理咨询师 2 级）苏州考人力资源管理师（人力资源管理师 3 级人力资源管理师 2 级）苏州考物流师（助理物流师 3 级物流师 2 级） 、苏州考造价员、苏州考安全员、苏州考八大员（土建施工员、设备安装施工员、市政工程施工员、装饰装修施工员（新增） 、土建质量员、设备安装质量员、市政工程质量员、机械员、材料员、资料员、劳务员（新增） 、试验员、城建档案管理员）苏州考助理工程师、苏州考中级工程师、苏州考高级工程师、您给我们信任，我们给您惊喜！