个人日记

 
交流电(alternating[ˈɔltərˌneɪt] current[ˈkɚrənt, ˈkʌr-]),简称为AC。交流电也称“交变电流”,简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。当发现了电磁感应后,产生交流电流的方法则被发现。早期的成品由尼古拉·特斯拉麦可·法拉第与波利特·皮克西等人开发出来。其中,波利特·皮克西Hippolyte Pixii于1832年基于麦可·法拉第Michael Faraday的原理制造了第一台交流电机。[1]
1882年,英国电工詹姆斯·戈登建造了大型双相交流发电机。第一代开尔文男爵威廉·汤姆森(William Thomson, 1st Baron Kelvin,1824年6月26日-1907年12月17日)与塞巴斯蒂安·费兰蒂Sebastian Ziani de Ferranti 开发早期交流发电机,频率介于100赫兹至300赫兹之间。[2]
1891年,尼古拉·特斯拉Nikola Tesla取得了“高频率”(15,000赫兹)交流发电机的专利。
1891年后,多相交流发电机被用来供应电流,此后的交流发电机的交流电流频率通常设计在16赫兹至100赫兹间,搭配弧光灯、白炽灯或电动机使用。
正弦交流电应用最为广泛,且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后,化成为正弦交流电的叠加。正弦电流(又称简谐电流),是时间的简谐函数。
当闭合线圈匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,线圈里就产生大小和方向作周期性改变的正弦交流电。
缠绕小电压变压器,感抗的计算公式推导如下:
2πfL=R初级负载 (1)
其中R初级负载包括变压器初级线圈的阻抗和感抗。因为我只要缠绕10匝左右,所以阻抗可以看做近似为0;所以R初级负载主要是由感抗引起的。知道R初级负载和f(频率已知为500KHz)的大小,那么:
L= R初级负载/(2πf) (2)
那么怎么得到R初级负载的值呢?这个值是由静态电流和初级电压推导出来的:
R初级负载= V初级/ I静态 (3)
初级电压是已知的,而静态电流(次级开路时的初级线圈中存在的电流)的经验值是:
I静态=5%*I初级满负载 (4)
I初级满负载* V初级= I次级满负载* V次级 (5)
因为初、次级电压比为已知量,那么只要知道I次级满负载的值就可以知道I初级满负载的值。我要做的变压器初、次级电压比是1:1.2,I次级满负载是200毫安。那么I初级满负载=240毫安,把这个值带入(4)式,可以求出I静态大约是10毫安。V初级是已知量,在这里我的变压器初级电压是V初级=5V。把V初级=5V,I静态=10毫安代入(3)式,得出R初级负载=500欧姆。把R初级负载=500欧姆,代入(2)式,可以求出:
L=500/(2πf)=500/(2π*500000)=159(微亨)
电感:“通直流,阻交流;通低频,阻高频”[1]
由感抗产生的原因知:电感线圈对直流电流没有阻碍作用,即“通直流,阻交流”[1]
由感抗的表达式XL= 2πfL知:自感系数大的电感线圈,对频率小的交变电流就会有明显的感抗,更不用说是高频交变电流了。我们把这种电感线圈叫低频扼流圈。只要是交流通过低频扼流圈都会有较大的感抗,而对直流没有阻碍作用。即低频扼流圈“通直流,阻交流”[1]
而自感系数小的电感线圈,对频率小的交变电流感抗很小,只有高频交变电流通过时才会有明显的感抗作用。把这种线圈叫高频扼流圈。高频扼流圈“通低频,阻高频”[1] 。感抗不消耗电能。电流通过电感时,当电流增大,电能转变成磁场能,电流减小时,磁场能又转变成电能;所以,在交流电通过纯电感或纯电容时,电能并没有减少,而是在电能—磁场能,或电能—电场能之间不停地转化[1]

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