2015備考加油站：正弦交流電源對負載的作用

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　　正弦交流變化電源的電壓(u)加到負載電阻(R)的兩端，產生正弦變化的交流電流(i)其變化規(guī)律與電壓(u)一致，且波形相同，初相角相同。

　　正弦交流變化電源的電壓(u)加到負載電容(C)的兩端，產生正弦變化的交流電流(i)，其變化規(guī)律與電壓(u)一致，且波形相同，其初相角超前于電壓(u)的初相角90度。

　　正弦交流變化電源的電壓(u)加到負載電感(L)的兩端，產生正弦變化的交流電流i其變化規(guī)律與電壓(u)一致，且波形相同，但電流初相角滯后于電壓(u)的初相角90度。

　　電路的有載、空載、短路三種狀態(tài)及其特征在機電安裝工程中安裝和試運行或建成后的使用和生產中，由于需要或故障的原因，電路會出現(xiàn)有載、空載、短路三種不同狀態(tài)，掌握這三種不同狀態(tài)的特征，有利于對電力電路運行情況作出正確判斷。(1)有載狀態(tài)對機電安裝工程而言，電路有載是處于正常工作狀態(tài)。有載狀態(tài)下的電力電路中各項電量參數(shù)(如電壓、電流、功率等)和非電量參數(shù)(如發(fā)熱情況、電動應力情況、噪聲等級等)都處在預期的正常狀態(tài)。最明顯的特征是電路中既有電壓，又有電流，發(fā)生電能與其他能的正常轉換。(2)空載狀態(tài)對機電安裝工程而言，電路空載是處于備用狀態(tài)，備用狀態(tài)可分為熱備用和冷備用狀態(tài)。 (3)短路狀態(tài)對機電安裝工程而言，電路短路是處于故障狀態(tài)，故障發(fā)生的位置可能是構成電路的任何部位，但通常指不經負載流通電流謂短路。

　　電流、電壓、功率及主要非電物理量測量的基本原理和方法

　　為了實施對機電安裝工程試運行情況和日后生產或使用情況進行有效監(jiān)視，電氣工程中有許多測量電量的儀表，如電流表、電壓表、功率表等。同時為正確反映機械設備等的其他非電物理量，以利手動或啟動調節(jié)工藝參數(shù)和使用狀態(tài)，如設備的轉速、造紙機上紙的厚度、照明的照度、軸瓦的溫度、室內空氣的溫度等都可轉換成電量用儀表反映，儀表的顯示有指針式、數(shù)字式、記錄式等不同類型。

　　(1)直流電流的測量

　　按被測量直流電流數(shù)值的大小，可分成大、中、小三段，機電安裝工程很少遇到處于小段的測量

　　● 中段直流電流的測量： 將直流電流表(A)串人負載電路內，注意表的極性，使直流電流J自表的正極流入，負極流出，接反后會無法測量或損壞儀表，同時為保證測量精度應選用直流電流表內阻遠小于負載電阻R的儀表，RA/R應小于允許誤差的1/5。允許誤 差的確定，往往是選用儀表精度等級的依據(jù)，通常由設計來作出規(guī)定。

　　● 大段直流電流的測量：在負載電路內串入一個電阻值較小，基本不會影響負載電流I變異的分流器F，分流器F的電阻值是個常數(shù)，目的是保持測量的準確性。

　　只要用直流毫伏表、電位差計或直流數(shù)字電壓表(mV)，測量出分流器F兩端的直流電壓值Uf，通過I=Uf/Rf，計算，便可獲得所測直流電流I的數(shù)值。當然也可在專用的毫伏計、電位差計、直流數(shù)字電壓表的顯示部分制成相對應的直流電流讀數(shù)。這些儀表接線同樣要注意極性。

　　大段直流電流測量除用分流器法外，還有直流互感器法，直流比較儀法等。

　　(2)直流電壓的測量

　　同樣直流電壓值也分大、中、小三段.

　　● 中段直流電壓的測量：

　　將直流電壓表的兩根連線并聯(lián)在負載只或電源的兩端，便可讀得負載上或電源的直流電壓值，同樣要注意連線的極性不可錯接。直流電壓表的內阻Rv要遠大于負載電阻R，R/Rv至少應小于允許誤差的1/5。

　　● 大段直流電壓的測量：

　　用一大阻值的電阻R與一直流毫安表串聯(lián)起來，且電阻R的阻值遠遠大于毫安表的內阻，同時電阻R在使用溫度范圍內，阻值是穩(wěn)定的，則毫安表測得電流I乘上R為所測電壓值。毫安表的顯示部分可指出相對應電壓值的讀數(shù)。這個方法稱附加電阻法。

　　大段直流電壓測量除用附加電阻法外，還有電阻分壓器法、直流電壓互感器法等。

　　(3)直流功率的測量

　　由于直流功率P=UI，所以功率表要輸入電壓u和電流I兩個信號，圖中x號為功率表的電壓、電流線圈的始端，rg為電壓線圈的附加電阻，功率表讀數(shù)直接指出電路負載功率值，這個方法適用于I在0.025～10A，U在1―1000V之間。

　　(4)正弦交流電的有效值

　　正弦交流電的電流和電壓是隨時間發(fā)生變化的，某一時間的數(shù)值稱瞬時值，在工程實際應用中和各類電工產品銘牌標示上以及儀表測量顯示都以有效值表示。有效值的定義為：

　　在相同的電阻上，正弦交流在一個周期內損失的電能與一直流量損失的電能相同，則這個直流量的數(shù)值稱正弦交流的有效值。所以正弦交流電流的有效值為：

　　因此，交流電流的有效值又稱為交流電流的均方根值。同理，交流電壓的有效值為：

　　I=o.707Im;U=0.707Um; e=0.707Em

　　(5)交流電流的測量

　　同樣交流電流值分為大、中、小段，機電安裝工程也以測量中段為主 。

　　● 中段交流電流的測量：

　　將電流表A串人負載電路內即可讀得交流電流的有效值，交流電流表無極性要求，同本條(1)所述理由RA/R應小于允許誤差1/5，以保證測量精度。

　　● 大段交流電流的測量：

　　將適配的交流電流互感器串入負載電路內，互感器由于電磁作用，在二次側n2線圈內便有二次電流I2流通，通過計算便可得負載電流I1(稱一次電流)的數(shù)值。

　　I1=KI2(K=n2/n1)

　　采用交流電流互感器測量交流大電流的注意事項：

　?、賴覙藴室?guī)定，不論互感器一次側電流額定值大小為多少，互感器二次側電流額定值為5A不變;

　?、诨ジ衅鞫蝹冉泳€不允許開路，且二次電路標有的接地端鈕必須接地;

　?、垭娏骰ジ衅髦骶€路(一次側)與測量線路(二次側)間有電的隔離，這對高壓電流測量十分有利。所以電流互感器的規(guī)格型號有不同的電壓等級，千萬注意不能以低壓電流互感器替代高壓電流互感器，一定要與負載電路的電壓等級適配二次側線路中電流表如與電流互感器配套的，顯示額定數(shù)值不是5A，而是已乘K值后的一次側電流數(shù)值。

　　同樣交流電壓值分為大、中、小段，要求同本條(2)所述理由，R/Rv應小于允許誤差1/5，以保證測量精度。

　　●大段交流電壓的測量：電壓的測量在交流電壓小于1500V時，可以用與大段直流電壓測量方法相同，采用附加電阻法。

　　當電壓大于1500V時，需采用交流電壓互感器法，交流電壓互感器有一次、二次線圈，一次并聯(lián)于被測電壓U1，二次接電壓表V，不論一次電壓U1高低多少，二次電壓額定值通常為I00V。U1=KU2(K=n1/n2)

　　●交流瞬時功率 P=UIcosф-Uicos(2ωt-ф)

　　● 交流有功功率：

　　交流瞬時功率在一個周期T的平均值稱為平均功率，又稱有功功率，以P表示，單位為瓦(W)。 P=UIcosф.

　　● 交流視在功率：

　　交流電路的UI不是實際消耗功率，稱視在功率，以S表示，即s=UI，單位為伏安(VA)。視在功率用以標記電氣設備的額定狀態(tài)，如額定電壓、額定電流，兩者乘積;單相時

　　● 交流無功功率：

　　為設計計算需要，引入無功功率Q的概念，單位為乏(var)。 Q=UIsinф, 由于電路有容性感性之分，亦即ф0、QO電路呈容性，фo、Qo電路呈感性。容性電路、電流超前于電壓變化，感性電路電流滯后于電壓變化。

　　● 交流功率測量：

　　同樣要有電流、電壓兩個信號輸入功率表，1M411023―12(a)所示為直接接入法測量，圖1M411023―12(b)為經互感器接入法。

　　無功功率接線時注意將有星標*的端鈕接在低電位端。

　　(6)主要非電物理量采用電測量

　　● 測量系統(tǒng)由待測的非電量轉換成相應的電量傳感器、對電量進行測量的測量電路、非電量顯示及處理電路三部分組成。

　　●測量的特點;靈敏度高、響應快、反作用小、可無接觸測量及遠距離測量;由于大多采用固體傳感元件，故具有使用壽命長、體積小、質量小、可靠性高及價格便宜等優(yōu)點;易用超聲、紅外、激光、微波、放射線等先進技術;易于連續(xù)測量、并易進行數(shù)據(jù)傳輸、記錄和處理。