直流电与交流电及电能和电功率-北京尧图网络

一、直流电与直流电路1. 直流电DC定义电流方向始终不变的电流叫做直流电。重点区分两个概念直流电只要求方向不变大小可以变化脉动直流就属于直流电恒定直流电恒流电大小、方向全都不随时间变化的直流电是直流电的一种。图形特点恒定直流的电流 - 时间图像水平直线脉动直流方向不变但电流大小周期性起伏。直流电压极性正、负极保持不变的电压称为直流电压常用大写U表示。2. 直流电路由直流电源供电的闭合电路称为直流电路。组成直流电源导线控制 / 保护元件负载直流电源提供恒定极性的电动势电池、蓄电池、直流稳压电源负载将电能转为其他能量如直流电机、LED、电阻、电热器件直流电路电流流向规定电流方向从电源正极流出 → 经过负载 → 流回电源负极补充导体内部自由电子实际移动方向刚好相反负极→正极。3. 直流电源的两种供电形式直接供电电池、蓄电池直接接入电路供电。例手电筒、遥控器。AC→DC 转换供电从电网获取交流电通过整流、滤波、稳压电路转换成直流电给负载。例手机充电器、电脑电源适配器。4. 直流电路基本规律✅✅ 串联电流处处相等总电压等于各分压之和✅ 并联各支路电压相等总电流等于各支路电流之和高频考点直流电 ≠ 恒定不变方向不变就是直流电大小方向都不变才是恒流恒定直流。直流电源有固定的正负极。欧姆定律在直流电阻电路可以直接使用。练习题判断只要电流方向不变就是直流电。 ✔ 所有直流电的电流大小都固定不变。 ✖ 脉动直流大小会变直流电路中电子从电源正极经过负载流向负极。 ✖ 电子从负极流向正极二、交流电与交流电路1. 单相交流电与单相交流电路1单相交流电定义交流电大小和方向随时间做周期性变化的电流由交流发电机产生。单相交流电仅由一组交变电动势作为电源的交流电。产生原理单相交流发电机定子只有一组线圈转子是永磁体。转子旋转时线圈切割磁感线产生一组交变感应电动势电压用两根导线向外输送电能就是单相交流电。家用参数我国民用单相交流电50Hz 含义电流大小、方向 1 秒钟周期性变换 50 次。2单相交流电路由单相交流电源导线控制元件负载组成的闭合回路。负载可以是电阻类白炽灯、电热器、电感类交流电机、变压器、电容类。单相交流电的产生家庭中所使用的单相交流电往往是三相电源分配过来的家庭中使用的单相交流电供配电系统送来的电源由三根相线和一根零线(又称中性线)构成三根相线两两之间的电压为380V每根相线与零线之间的电压为220V。这样三相交流电源就可以分成三组单相交流电给用户使用。单相供电的 2 种接线方式单相两线制L相线 / 火线 N零线相线与零线之间电压 220V没有保护地线 PE适用普通照明、两孔插座单相三线制L N PE保护地线L-N220VL-PE220VN 零线工作回路正常有工作电流PE 地线保护线正常无电流不参与供电设备外壳接 PE漏电时把外壳电压导入大地防止触电。适用空调、电热水器、冰箱等带金属外壳的电器三孔插座3单相交流电关键物理量考点周期T频率f1 秒内完成周期性变化的次数单位 Hz有效值交流电压 / 电流的等效热效应值我们说的 220V 就是有效值不是瞬时最大值。特点对比直流 vs 单相交流直流电方向不变恒定直流大小方向都不变单相交流电大小、方向周期性交替变化高频考点单相发电机只有一组线圈输出一组交变电动势两根线传输电能。日常说的 220V 是有效值不是瞬时电压。N 零线是工作线PE 保护地线只做安全保护正常不带电。单相交流电多用于家庭、小型负载大功率工业设备多用三相交流电。练习题判断题单相交流电就是大小不断变化但电流方向保持不变的电答案×单相交流电大小、方向都周期性改变2. 三相交流电与三相交流电路1三相交流电产生原理三相交流发电机的定子内置三组独立线圈三组线圈在空间上彼此相差120°。转子旋转切割磁感线同时产生三组幅值相等、频率相同、相位互差 120°的交变电动势这就是三相交流电。三个相U、V、W也记作 L1、L2、L3俗称三根火线三相交流电的产生和供电方式电压概念重点2三相交流电路由三相交流电源、导线、控制保护设备、三相负载构成的电路。负载分两类对称三相负载、不对称三相负载。对称负载三相阻抗完全相同如三相异步电动机不对称负载三相阻抗不一样如混合照明、插座负载三种常用供电制式三相三线制L1、L2、L3只有三根相线无零线、无 PE 地线。适用高压输电、纯对称三相动力负载三相电机特点负载对称时不需要零线。三相四线制L1、L2、L3 N 零线三根相线一根工作零线 N。用途同时提供 380V 动力电线电压和 220V 单相照明用电相电压工厂最常见。⚠️重要考点零线作用当三相负载不对称时零线用来维持各相相电压稳定防止电压偏移烧坏单相设备 ❗零线严禁接熔断器、单独断开零线断线会造成负载电压异常升高烧毁电器。三相五线制L1、L2、L3 N 零线 PE 保护地线在三相四线基础上单独增加一根保护地线 PEN 与 PE 全程分开。N 零线工作回路流过工作电流PE 地线只接设备金属外壳正常无工作电流漏电时泄放故障电流防触电。适用新建厂房、楼宇配电安全性最高。3负载的两种连接方式1星形连接Y 接三相负载一端连在一起形成中性点中性点可引出零线 N。有零线各相负载电压相电压 220V负载互不影响无零线负载不对称时中性点漂移各相电压不平衡。2三角形连接△接负载首尾依次相连三个连接点接三根相线。负载两端电压线电压 380V三角形接法不需要零线。简单记Y 接可引出零线△接无中性点、不能接零线。三相电优势简答题考点远距离输电输送同等功率三相比单相节省导线材料三相异步电机结构简单、运行可靠、成本低工业大功率设备首选供电稳定转矩平稳。高频考点汇总三组线圈空间互差 120°电动势幅值相等、频率相同、相位差 120°。线电压 √3 × 相电压380V 线电压对应相电压 220V。零线 N 是工作线PE 地线是保护线三相五线 N、PE 分开。星形连接可带零线三角形连接无中性点不接零线。零线不能随便断开不对称负载零线断线会造成电压漂移烧毁设备。随堂判断题三相交流电的三根相线之间电压是 220V×是 380V三相五线制中 PE 保护地线正常工作时没有电流√三、电能与电功率1. 电能电功符号W概念电能是电荷移动承载的能量电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程电功用来度量消耗电能的多少。能量形式电能、热能、光能、机械能、化学能、声能发电本质其他能量 → 电能水能、风能、热能、原子能、化学能、光能用电本质电能 → 其他能量灯泡电能→光热电机电能→机械能公式家庭用电表2. 电功率符号P概念电功率是电流单位时间内做的功描述消耗电能的快慢。区分电能是消耗的总能量电功率是耗电快慢。公式单位两个重要推论 ① 电流不变串联P 与 R成正比电阻越大功率越大 ② 电压不变并联P 与 R成反比电阻越小功率越大3. 额定值 vs 实际值高频考点额定电压设备安全正常工作的规定电压如 AC220V额定功率额定电压下的功率铭牌标注值固定不变实际电压电路加载在设备两端真实电压实际功率实际电压对应的功率决定设备真实耗电、亮度✅ 结论额定功率大实际功率不一定大由实际电压、实际电流决定。4. 常用公式汇总易错题速记电能表测的是电能电功不是电功率。“度” 是电能单位不是功率单位。铭牌上额定功率是固定参数不会随电路改变实际功率会随电压变化。例题

直流电与交流电及电能和电功率

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