電流的基礎理論
1.電流的定義
電流的概念
電流:又稱電勢差或電位差,是一個數學量,拿來測度靜電場中單位電荷因電勢不同而形成的能量差別。
任何家電或器件通過電壓時,兩端都有電流,電流的方向定義為從高電位到低電位的方向。
國際單位制中電壓的主要單位是伏特(V),簡稱伏特,用符號V表示。
1伏等于每1庫侖電荷所做的1焦耳的功,即1V=1J/C,弱電壓的單位是千伏(kV),強電壓的單位可以是毫伏(mV)和微伏(v)。
它們之間的轉換關系是:
1kV=1000V
1V=毫伏
1mV=1000V
2.電流的作用
電流使電路中的自由電荷定向運動產生電壓,所以電流是電壓的誘因。
假如主電路中有電源(或電路兩端有電流)但是電路接通,則可以在電路中獲得連續電壓。
3.電流估算公式
有兩種電流:DC電流和交流電流。估算公式中表示的符號不同。DC電流用小寫字母“U”表示,而交流電流用大寫字母“U”表示。電流估算公式為:
上式中,U代表電流,W代表電功率(單位焦耳),Q代表電量(單位庫侖)。功率乘以電量就是電流。
AB是A點和B點之間的電流以及這兩點之間的電功率。
在通常電路中,有時這兩個參數沒有縮寫方式:
然而,焊工嚴格的共識寫作習慣,用處總是小于害處。
4.直流電流與交流電流
DC電流是電流的大小和方向不隨時間變化,用小寫字母u表示
其大小和方向隨時間變化的電流稱為可變電流。交流電流是最重要的可變電流。交流電流的瞬時值應當用大寫字母U或u(t)表示。
DC的電流值在作用時間內處處相等,而交流電的瞬時值和方向隨時間變化,所以我們通常討論交流電的有效值。
電壓的基礎理論
1.電壓的定義
電壓大小的定義
電壓:電荷的定向運動,其大小稱為電壓硬度,是指單位時間內通過導線某一截面的電荷量。電流通常用I表示,單位為安培(A),毫安(mA)或微安(uA)也常用作單位。
1mA=毫安,1毫安=1000毫安.
電壓分為交流電和直流電。交流電:大小和方向都周期性變化。家用壁掛式家電使用民用交流電源。直流電:方向不隨時間變化。日常生活中使用的可聯通外部電源提供直流電。2.電壓估算公式
電壓的大小用單位時間內通過導體橫截面的電量(電壓硬度)來評判,用Q來表示單位時間內通過導體橫截面的電量(用字母T表示)。目前的估算公式如下:
公式中T以秒(s)為時間單位,庫侖(c)為電量Q的單位,安培(a)為電量I的單位,你們中學都學過。
3.電壓的方向
電壓除了有大小,還有方向。規定正電荷運動的方向就是電壓的實際方向。
對于一個簡單的電路,按照數學知識不難判定正電荷運動的方向,進而確定電壓的實際方向。
對于復雜電路,引入了參考方向的概念,所謂參考方向就是預先假設的電壓方向。
參考方向可以與實際電壓方向相同或相反。
電壓參考方向和實際方向之間的關系
當剖析t
電流與電壓的關系
電流和電壓通常可以用電流表和電壓表檢測。這是實驗室的示意圖。目前電網使用的是多功能電能表,一表即可采集電流、電流、電能、諧波等數據,大部份可以遠程上傳數據。
電流表和電壓表的優缺
電壓是由電流形成的,因而有電壓必需要有電流。相反,有電流不一定有電壓例如一塊電板放到地上,電瓶的正正極有電流,沒有電壓。
電壓確定公式I=U/R,電壓由電流和內阻共同決定,不能只看一個。電流越大,電壓越大,內阻越大,電壓越小。這是歐姆定理。
電網的電流等級
這兒先說一下電網中電壓等級的界定。
一般高壓是指1kV以上的電流等級,低壓是指用于配電的交流電力系統中1kV及以下的電流等級。
業內還有一種說法是380V以上的電流稱為高電流,所以我們先前所說的220V、380V就是低電流電壓的三個公式,低于這個電流的就是高電流。高壓家電的流行分類:
電網電流等級
所謂的高壓、超高壓、超高壓沒有本質區別(隨著電流的下降,絕緣要求和安全要求會有所不同)。只是人們尊稱不同電壓的三個公式,界線是約定俗成的,沒有明文規定。電網是指整個供配電系統,包括發電廠、變電廠、線路和用電側。為了保護設備的正常運行,電網的標稱電流應高于設備上的額定低壓,即10KV電網應使用12KV電氣設備(或開關),35KV電網應使用40.5KV電氣設備(或開關)。以10KV為例:
1.區域變電廠10KV出線電流為10.5KV;
2.新村變電廠受電電流為10KV。
3.新村變電廠出線電流為400V。
4.住宅區用電設備為380V/220V。
重要負荷機組,電流波動范圍2%
通常負荷機組,電流波動范圍5%
農村用電量,電流波動幅度為10%
只要不小于上述波動范圍,就是合規的。
電流還用于在界定電網的輸變配用:
電力傳輸和變壓器配電的電流分級
電網的電壓
在電力系統中,額定電流作為考慮的對象,電壓用得較少。與電壓有關,大約只有設備的電壓限制值(本質上是限制功率)和電能質量的單相不平衡電壓。
由于額定電流有限,所以只有幾個,都在以上電流等級。按照傳輸容量,額定電壓是無限的。假如用電壓來表示電力系統,那就更復雜了。
據悉,控制電流比控制電壓更容易。要把電流控制在某一點,可以用節點調壓等方式。
電流和電壓的基礎知識就說那么多,旁邊有必要的話會補充。假如看完這篇文章還不明白,還可以去電力知識圖譜的網站,里面有更詳盡的電力知識。也歡迎您登陸電力知識圖譜,幫助我們優化和建立電力知識圖譜的內容。