交流电的基本概念
交流电可分为正弦交流电和非正弦交流电。正弦交流电的大小和方向随时间按正弦规律周期性变化，通常所说的交流电就是指正弦交流电。
1. 正弦交流电
（1） 正弦交流电的产生：正弦交流电由交流发电机产生的。
（2） 正弦交流电的三要素
① 瞬时值、最大值、有效值
图1 正弦交流电波形
瞬时值：正弦波上每一点的幅度称为正弦交流电的瞬时值，反映该点正弦交流电的大小，用小写字母表示，如i、u分别表示正弦交流电流和正弦交流电压的瞬时值。
峰值：正弦波上幅度最大点的值称为峰值。峰值有两个，其中一个峰值为正，另一个峰值为负，两者大小相等。
峰-峰值：两个峰值之间的垂直量称正弦交流电的峰-峰值，如图2所示。峰值的绝对值称正弦交流电的最大值，反映正弦交流电大小变化的范围，用大写字母加下标m表示，如Im、Um分别表示正弦交流电流和正弦交流电压的最大值。
1
图2 正弦波的峰-峰值
有效值：相同时间内、相同电阻上，产生与交流电相同热量所需的直流电的大小。
I＝0.707Im U＝0.707Um
一般电气设备上标注的额定电压、额定电流都是指有效值。当给定或测量交流电压、交流电流时，除非特别说明，也都是指有效值。大多数仪表都能测量显示交流电压、交流电流的有效值。
② 相位角、初相角
在实际应用中，正弦波的相位通常用转子线圈旋转了多长时间来表示。如果1秒钟转子线圈旋转了ω电角度，则t时间正弦波的相位为：
Φ＝ωt＋φ
其中，Φ称为相位角，φ称为初相角
③ 周期、频率、角频率
周期：正弦波完成一次循环所需的时间叫周期，用T表示。周期的单位是秒（s）。
频率：指1秒钟循环的次数，用f表示。频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。 角频率：指1秒钟变化的电角度，用ω表示，单位是弧度/秒（rad/s）。
2
关系：
2πf
（3） 正弦交流电的表示
三角函数法：u＝Umsin（ωt＋φu）
＝U sin（ωt＋φu）
i＝Imsin（ωt＋φi）
＝I sin（ωt＋φi）
波形图表示法：
图3 正弦交流电的波形表示
2. 三相正弦交流电
正弦交流电有单相正弦交流电和三相正弦交流电两种，实际应用中的单相正弦交流电只是三相正弦交流电中的某一相。
（1） 三相正弦交流电的产生：三相正弦交流电由三相交流发电机产生。
（2） 三相正弦交流电的概念
实际应用中，通常将三相对称绕组的首端U1、V1、W1分别接输电线，尾端U2、V2、W2连在一起，如图.4所示。
3
火线：首端U1、V1、W1引出的导线称相线，又称火线，分别用U、V、W表示。
中线：尾端U2、V2、W2的连接点称中点，从中点引出的导线称中线，用N表示，
图4 三相正弦交流电的连接
三相正弦交流电供电时，有两种方式。一是用三根相线供电，称三相三线制，这种方式适用于远距离高压输电，可大大节省输电线路成本。另一是用三根相线和一根中线供电，称三相四线制，这种方式通常在低压配电系统中使用。
相电压：指相线与中线之间的电压，即三相交流发电机绕组两端的电压，分别用uU、uV、uW表示，参考方向由绕组的首端指向尾端。用Ul表示。
线电压：指相线与相线之间的电压，通常用uUV、uVW、uWU表示。由于三相正弦交流电的大小相等，所以相电压可统一用Up表示。
相电压和线电压的关系：Ul
＝
3. 非正弦交流电
（1） 方波
方波的正半部分和负半部分在形状上是方形，这意味着电压或电流立即达到最大值，且在极性改变之前其值保持不变。
若将方波上移或下移，得到的波形称矩形波，它是方波的一种特殊例子。
4
Up
（2） 三角波：三角波由相同斜率的正向和负向斜坡组成。
（3） 锯齿波：锯齿波是三角波的一种特殊例子，其波形先按线性比例增加到正的最大值，然后迅速减小到负的最大值。即：锯齿波的正向斜坡相对来说区间（时间）较长，其斜率比负向斜坡要小。
图 5 非正弦波 5
交流电的基本概念
交流电可分为正弦交流电和非正弦交流电。正弦交流电的大小和方向随时间按正弦规律周期性变化，通常所说的交流电就是指正弦交流电。
1. 正弦交流电
（1） 正弦交流电的产生：正弦交流电由交流发电机产生的。
（2） 正弦交流电的三要素
① 瞬时值、最大值、有效值
图1 正弦交流电波形
瞬时值：正弦波上每一点的幅度称为正弦交流电的瞬时值，反映该点正弦交流电的大小，用小写字母表示，如i、u分别表示正弦交流电流和正弦交流电压的瞬时值。
峰值：正弦波上幅度最大点的值称为峰值。峰值有两个，其中一个峰值为正，另一个峰值为负，两者大小相等。
峰-峰值：两个峰值之间的垂直量称正弦交流电的峰-峰值，如图2所示。峰值的绝对值称正弦交流电的最大值，反映正弦交流电大小变化的范围，用大写字母加下标m表示，如Im、Um分别表示正弦交流电流和正弦交流电压的最大值。
1
图2 正弦波的峰-峰值
有效值：相同时间内、相同电阻上，产生与交流电相同热量所需的直流电的大小。
I＝0.707Im U＝0.707Um
一般电气设备上标注的额定电压、额定电流都是指有效值。当给定或测量交流电压、交流电流时，除非特别说明，也都是指有效值。大多数仪表都能测量显示交流电压、交流电流的有效值。
② 相位角、初相角
在实际应用中，正弦波的相位通常用转子线圈旋转了多长时间来表示。如果1秒钟转子线圈旋转了ω电角度，则t时间正弦波的相位为：
Φ＝ωt＋φ
其中，Φ称为相位角，φ称为初相角
③ 周期、频率、角频率
周期：正弦波完成一次循环所需的时间叫周期，用T表示。周期的单位是秒（s）。
频率：指1秒钟循环的次数，用f表示。频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。 角频率：指1秒钟变化的电角度，用ω表示，单位是弧度/秒（rad/s）。
2
关系：
2πf
（3） 正弦交流电的表示
三角函数法：u＝Umsin（ωt＋φu）
＝U sin（ωt＋φu）
i＝Imsin（ωt＋φi）
＝I sin（ωt＋φi）
波形图表示法：
图3 正弦交流电的波形表示
2. 三相正弦交流电
正弦交流电有单相正弦交流电和三相正弦交流电两种，实际应用中的单相正弦交流电只是三相正弦交流电中的某一相。
（1） 三相正弦交流电的产生：三相正弦交流电由三相交流发电机产生。
（2） 三相正弦交流电的概念
实际应用中，通常将三相对称绕组的首端U1、V1、W1分别接输电线，尾端U2、V2、W2连在一起，如图.4所示。
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火线：首端U1、V1、W1引出的导线称相线，又称火线，分别用U、V、W表示。
中线：尾端U2、V2、W2的连接点称中点，从中点引出的导线称中线，用N表示，
图4 三相正弦交流电的连接
三相正弦交流电供电时，有两种方式。一是用三根相线供电，称三相三线制，这种方式适用于远距离高压输电，可大大节省输电线路成本。另一是用三根相线和一根中线供电，称三相四线制，这种方式通常在低压配电系统中使用。
相电压：指相线与中线之间的电压，即三相交流发电机绕组两端的电压，分别用uU、uV、uW表示，参考方向由绕组的首端指向尾端。用Ul表示。
线电压：指相线与相线之间的电压，通常用uUV、uVW、uWU表示。由于三相正弦交流电的大小相等，所以相电压可统一用Up表示。
相电压和线电压的关系：Ul
＝
3. 非正弦交流电
（1） 方波
方波的正半部分和负半部分在形状上是方形，这意味着电压或电流立即达到最大值，且在极性改变之前其值保持不变。
若将方波上移或下移，得到的波形称矩形波，它是方波的一种特殊例子。
4
Up
（2） 三角波：三角波由相同斜率的正向和负向斜坡组成。
（3） 锯齿波：锯齿波是三角波的一种特殊例子，其波形先按线性比例增加到正的最大值，然后迅速减小到负的最大值。即：锯齿波的正向斜坡相对来说区间（时间）较长，其斜率比负向斜坡要小。
图 5 非正弦波 5