本文通過圖文并茂的方式，分享交流電源和交流電路的基礎知識、常見的交流電源、交流發電機的基本工作原理、交流電路等發電機工作原理圖，以建立交流電源和交流電路的初步概念，為以后進一步學習交流電路打下基礎。 為各方面的知識打下基礎。
一、什么是交流電及其分類
交流電是大小和方向隨時間周期性變化的電壓或電流。 下圖中，在0~t4時段及其后的時段內，電流I的大小和方向隨著時間t的變化呈周期性變化，呈正弦波狀變化。
交流電分為：單相交流電、兩相交流電、三相交流電。
2. 常用交流電源
常見的能夠產生交流電的交流電源有水輪發電機、水輪發電機、柴油發電機、變壓器、UPS電源、穩壓電源等。其中汽輪發電機、水力發電機、柴油發電機等將其他化石能源進行轉換轉化為電能。 變壓器、UPS電源、穩壓電源等將電網的交流電轉換成用電設備所需的交流電。 它本身不發電。
三、交流發電機的基本工作原理
交流發電機由轉子和定子組成。 轉子由永磁體或勵磁繞組組成。 當水輪機或蒸汽輪機帶動發電機轉子旋轉時，轉子磁極旋轉并向定子線圈輻射磁場。 磁力線切割定子線圈，定子線圈中會產生感應電動勢，轉子磁極旋轉一圈就會使定子線圈產生相應的電動勢（電壓）。 由于感應電動勢的強度與感應磁場的強度成正比，因此感應電動勢的極性也對應于感應磁場的極性。 定子線圈所經歷的感應磁場正向和反向周期性變化。 當轉子磁極勻速旋轉時，感應磁場按正弦規律變化，發電機輸出的電動勢波形為正弦波形。
下圖是發電機的基本原理圖。 發電機的定子線圈根據電磁感應原理產生電動勢。 當線圈受到變化磁場的影響時，即線圈切割磁力線時，就會產生感應磁場。 感應磁場的方向與作用磁場的方向相反。
1、單相交流電
交流電由交流發電機產生，交流發電機有產生單相交流電的型號和產生三相交流電的型號。
單相交流電在電路中具有單一的交流電壓，以一定的頻率隨時間變化，如下圖所示。 在單相交流發電機中，鐵芯上只有一個線圈繞制而成定子，轉子是永磁體。 當定子及其內部的線圈為一組時，其產生的感應電動勢（電壓）也是一組（相），由兩條線傳輸。
2、兩相交流電
發電機中有兩組定子線圈，垂直分布在轉子周圍，如下圖所示。 當轉子旋轉時，兩組定子線圈中各產生一組感應電動勢。 兩組電動勢之間存在90°相位差。 這種電源稱為兩相電源，多用于自動化設備。
3、三相交流電
三相交流電由三相交流發電機產生。 此時，發電機將結構相同的三個定子繞組A、B、C放置在定子槽內。 這些繞組彼此間隔 120°。 當轉子旋轉時，其磁場在空間中呈正弦變化。 當水輪機或汽輪機帶動轉子以恒定角速度ω順時針旋轉時，三個定子繞組將具有相同的頻率、相等的振幅和互相。 三個相差120°的正弦電動勢是對稱的三相電動勢，如下圖所示。 我們日常生活和工作中使用的電網電力是由三相交流發電機產生的。
4、交流電路
我們把流過交流電的電路稱為交流電路。 交流電路廣泛應用于人們的日常生活和生產中。 這里我們分別介紹三相交流電路和單相交流電路。
在實際工作中，我們日常使用的電源大部分都是來自電網的三相交流電。 電網將各種發電機發出的電力通過輸電、變電、配電系統輸送給各種電力用戶。 在用戶附近，通過配電變壓器將高壓電轉換為低壓電，供日常工作和生活使用。
1、三相交流電路
三相交流電路的主要配電方式有TT系統、TN-C系統、TN-CS系統、TN-S系統。
1）TT系統
TT系統是指由三相線（L1、L2、L3）和中性線（N，俗稱中性線）組成的配電線路。 相線（L1、L2、L3）和中性線（N）之間的電壓為220V，而相線之間的電壓為380V。 電源側（配電變壓器中性點）接地與用電設備接地完全分開。
2) TN-C系統
TN-C系統是指從配電變壓器低壓配電柜的PEN母線連接至終端配電箱和終端電氣設備的PEN導線。 PE和N導體合二為一，即配電線路通過三相線（L1、L2、L3）和中性導體和接地導體合二為一的（PEN）線走線。 各相線之間的電壓為380V，中性線（N）與相線（L）之間的電壓為220V。 電氣設備的金屬外殼通過保護接地線（PE）以及中性導體和接地導體合二為一（PEN）線與電源側的接地裝置連接。
3）TN-CS系統
TN-CS系統是指將PEN導線從配變低壓配電柜的PEN母線引出至下一級配電箱（一般在建筑物入口處），并將PE導線與N 導體。 在此分離點之前為 TN-C，在此分離點之后為 TN-S。
4) TN-S系統
TN-S系統是指從配電變壓器低壓配電柜的PEN母排（被保護中性導體）取出N導線，從柜內PE母排取出PE導線，連接PE導體和N導體分開組成TN-S系統，即三相線（L1、L2、L3）、中性線（N）和保護地線（PE）從低壓配電引出每個用戶的配電變壓器柜。
2、單相兩線制、單相三線交流電路
實際中，很多用電設備由于功率較小，電壓都是220V。 比如我們的家用電器、照明等家用電都是220V的。 此時可采用220V單相配電。
單相交流電路的配電方式按從配電箱引出的導線數量分為單相兩線制和單相三線制。
1）單相兩線制
單相兩線制是指配電線路僅由一根相線（L）和一根中性線（N）組成。 通過這兩條線路獲得220V單相電壓，分配給各個用電設備。
根據相關設計規范，照明電路必須采用單相兩線制，如下圖所示。
2）單相三線制
單相三線制在單相兩線制的基礎上增加了保護接地導體，由相線（L）、中性線（N）和保護接地線（PE）組成。 其中，保護地線（PE）與相線（L）之間的電壓為220V，中性線（N）與相線（L）之間的電壓為220V。 由于不同接地點之間存在一定的電位差發電機工作原理圖，因此中性線和地線之間可能存在一定的電壓。
根據相關設計規范，家庭配電線路中各類電源插座均要求采用單相三線交流電路，以確保人身安全。
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自我介紹
我是老吳，一名高級電工。 我從事這個行業已有 40 多年了。 本人專注于工程設計，曾參與電力、冶金、建筑、市政、礦山、輕工等領域的發電、變電、配電、新能源、電氣及自動化工程。 ，喜歡分享工作、生活以及一切快樂和美好。
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