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什么是交流电源?

来源:上海正衡电子科技有限公司   2025年04月18日 13:32  

■ 什么是交流电源?

电源也就是电力能源的供给源,或者说是电力的源头

从发电到送电等,电力的“产生”“运输”“转化”“储存”都被称为电源

那么交流电源是什么呢?

• 输出交流的电源或者电源装置

• 由火力、核能发电厂产生的电能

• 发电机当然也是交流电源(最近也有逆变器类型)


交流的定义

• 交流的定义就是电压或者电流的方向(极性)发生周期性地反转

• 波形经过0V或者0A,反之则是直流


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实际的交流波形

通过PCR500LE输出100V/50Hz的交流,通过示波器确认交流电压波形

示波器上可以看到频率,周期,有效值,峰峰值等


交流电源是【恒压电源】。【交流电流】是由负载决定的!

负载是【电阻】的情况下,【交流电流波形】与【交流电压波形】是相同的。


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注:交流电流和电压都会在0A/0V位置交叉。电压会在【+电压】和【-电压】之间变化,电流的流经方向也会在【+电流】和【-电流】之间变化


■ 交流的优势及用途

• 有利于长距离运输(防止发电厂的分散

* 通过变压器进行变压(升压/降压)

• 容易切断电流(通过利用0交叉点)

• 高效地对电动机(交流马达)传送能量


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主要用途

• 线电压稳定化

• 电源线模拟:停电、电压下降(dip)电压上升(pop)

可以进行电源线异常模拟

• 低频抗扰度试验(ICE61000-4)


■ 交流电源的规格用语

波形

• 包含正弦波也就是sin波、三角波、锯齿波、方波等

• 使用方波时要注意考虑占空比(Duty)

• 占空比也就是一个周期内高电平比低电平的比值

• 电力的场合也可以做为ON和OFF的比值


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振幅

振幅Em:也就是大小

电压振幅的最大值就是振幅

交流波形通常正负半轴的波形都是相同的,从0开始到某一侧的Peak值就是最大值


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频率

1秒内往返次数被称为频率f,单位是Hz

插座的频率:东日本为50Hz,西日本为60Hz

50Hz就是1秒内往返50次


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频率的周期的关系

【频率】表示【1秒内】下图的箭头【旋转多少次】

【1周期(旋转一次)】用了【几秒】1秒/频率(50Hz时1s/50=0.02s=20ms)


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相位

相位表示2个或2个以上以上波形的时间偏差。用θ或者φ表示相位差

单相三线情况下,U-V之间的相位差为180°。

三相情况下,U-V、V-W、W-U之间的相位差都是120°,这种情况下相位发生变化就变成了不平衡的状态。


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相位【诱导性负载(线圈)的情况下】

负载为【电阻+电感L】的情况下,【交流电流波形】相对于【交流电压波形】会滞后。这被称为相位滞后。

通常说【电压】相对于【电流】滞后或是超前


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相位【容量性负载(电容)的情况下】


负载为【电阻+电容C】的情况下【交流电流波形】相对于【交流电压波形】会超前。这被称为相位超前。
马达是电感因此会产生滞后,为了抵消这个情况会在大楼等受电设备放置电容。这种电容器被称为“超前相位电容”

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有效值

直流的电压是固定的

但是,交流的情况下电压会随着时间的变化而变化。

因此交流电压需要用到有效值来表示。

与交流热效应相等的直流,定义为交流电的有效值。

同样,电流也可以用有效值表达。

有效值用rms表示,电压有效值=Vrms,电流有效值=Irms

直流的平均值如果和交流的有效值等同,那么通过灯泡所消耗的电力相同,灯泡的亮度也相同。

通过交流的有效值可以知道等效的直流值是多少


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功率因数、波形率

功率因数=最大值/有效值波高率也被叫做Crest factor

波形率=有效值/平均值

以下是正弦波、方波、三角波的有效值、功率因数以及波形率


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本文来源于KIKUSUI菊水






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