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交流電基礎知識要點

百科知識電路基礎知識

稍微懂些電工基礎的朋友都知道， 我國使用的是交流電， 一般頻率是50Hz 。 我們常見的電燈、電動機等使用的都是交流電 。
說起為什么要采用交流電？大家的回答無非是：在以往的技術條件下， 交流電比直流電更有效率 。 但真的只有這么簡單嗎？其實， 交流電與直流電一直在PK， 這還真不是一兩句就能解釋的！
下面就看看老帕是怎么回答的吧！
一項發明， 在歷史長河中是否具有生命力， 取決于它的實用價值 。 例如拉鏈， 被譽為最偉大的發明， 其道理也基于此 。
我們知道， 電能包括發電、輸送電、配電和用電四大過程 。
1.發電和輸送電的升壓和降壓
在發電和輸送電的過程中， 有一個關鍵的設備， 就是變壓器 。 為何要用變壓器來改變電壓？
我們知道， 電能的傳輸導線是具有電阻的， 傳輸導線所消耗的電能功率Pline為：
Pline=I2R 。
這里的I就是流過導線的電流 。
可見， 為了減小線路損耗， 就要減小電流 。 事實上， 輸送電消耗掉的電能， 占總發電電能的比例不可小覷 。 減小輸送電的線路損耗， 有很大的意義 。
要減小電流， 最方便的就是利用變壓器 。 如果我們忽略掉變壓器的各種損耗， 例如鐵損、銅損等等， 則變壓器兩側的功率基本相等 。 把變壓器某側的電壓升高， 該側的電流自然就減小了 。
不過， 變壓器只能工作在交流電路中， 不能工作在直流狀態下 。
我們來看變壓器的工作原理：
忽略變壓器的損耗， 則有：
U1I1=U2I2
K=U1/U2=I2/I1
在這里， U1和I1是變壓器一次側的電壓和電流， U2和I2是變壓器二次側的電壓和電流， K是變比 。
我們看到， 只要把U2提高， 則I2自然就小了， 于是在輸配電線路的起始端， 我們把電壓給升高， 在輸配電線路的末端， 我們再把電壓給降下來 。 這樣就減小了線路損耗 。 交流傳輸線上的高壓電和超高壓電其用途就在于此 。
【交流電基礎知識要點】 我們看到， 利用變壓器， 交流電壓的高低變換何其方便 。
但直流電可以升壓嗎？當然可以， 但相對交流升壓來說， 要麻煩很多， 且成本要高很多 。 除非是長距離輸送電， 否則不上算 。
可見， 在發電和輸送電中， 交流電比直流電要方便很多， 成本也低廉很多 。
不過， 也不是說直流就沒有優勢 。 交流線路電阻與直流相比， 還多了趨膚效應和鄰近效應， 因此同樣的導線， 交流線路電阻大于直流線路電阻 。 換句話說， 交流的線路損耗大于直流的線路損耗 。 也因此， 采用直流長距離輸送電， 也是人們追求的目標之一 。
我國在這方面走在世界前列， 我國的世界首條±800kV的直流輸電線路正在平穩高效安全地運行中 。
2.配電方面的問題
在輸送電的末端， 需要分配電能， 這就需要使用配電電器 。 配電電器的主要元件是各類隔離開關和斷路器 。
對于開關電器來說， 滅弧是個大問題 。 電弧會燒蝕觸頭， 產生巨大的熱沖擊， 嚴重影響到開關設備的穩定工作 。
交流電和直流電相比， 每個周波有兩次過零， 而過零時， 電弧也自動熄滅， 所以交流電器的滅弧能力強于直流電器 。
有一個參數， 它描述的是電弧熄滅后電弧介質氣體的恢復過程和恢復強度， 用Ujf來表達；另外一個參數， 它描述的是電弧熄滅后， 電壓上升過程和強度， 用Uhf來表達 。
所謂介質氣體的恢復， 指的是氣體從電弧的等離子狀態恢復為正常氣體狀態， 顯然， 它與時間有關， 也與氣體性質有關 。

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