什么是电压,我想,不是所有的电工都或多或少知道一点,形象地说,就是电荷的压力。 铜和铝等导体含有大量可以自由移动的电子(即自由电子),随着电压的增加,这些自由电子会在相同的压力下定向移动,形成电流。
也就是说,电压对电荷的压力有一个方向,这个方向表示为正负,即电压的正方向是从正到负。 所以,有正负电压,无论是直流电还是交流电。 但是,交流电压的正负极是周期性变化的,这使得在电路分析中无法写出其正负极。
但显然,在电路分析中,交流电压和电流的方向还是被标记出来的,这是为什么呢? 很简单,无论是交流电路还是直流电路,都假设电压和电流的正方向,就像我们在做数学题时假设方程中的未知数是 x 一样。
只有假设电压和电流的正方向,我们才能通过瞬时值表达式或改变电压和电流的波形来知道电压和电流的实际方向。 例如,交流电压u的参考正方向如下图1-1所示,其瞬时值表达式为u=um sin(2 ft),为正弦函数,因此其波形与sinx的波形相同,如下图所示。
图1-1:电压瞬时值的最大值为um,因此波形的最高点为um值。 如果该电压的频率 f 为 50Hz,则周期 t 为 002 秒,对应于 sinx 函数的 2。 此时,坐标轴的横轴为时间,从左到右表示时间在前进,原点对应时间的起点(0时间点或定时起点)。
结合电压的参考正方向、瞬时值表达式和波形,我们可以知道任何给定时刻交流电压的大小和实际方向。 例如,在时间 0 时,电压值为 0V,从 0 秒到 0在01秒之间,电压波形在垂直轴的正半轴上,表示电压大于零,这意味着电压的实际方向与参考正方向相同。 也就是说,在 0 秒到 0 秒内在 01 秒之间,电压的实际方向是正负。
显然,基准的正方向可以任意假设,但实际方向不会随着基准的正方向的假设而改变,例如,如果交流电压与上面相同,我们假设其正向左为负,为正,如下图1-2所示。
图 1-2 具有相同的起点,即交流电压的实际方向是从 0 秒到 0它在 01 秒内仍然是正负的,因此交流电压的瞬时值的表达式为 u=-um sin(2 ft)。 从波形来看,它是 0 秒到 0在01秒之间,电压波形在纵轴的负半轴上,表示电压小于零,这意味着电压的实际方向与基准正方向相反,基准正方向为左负和右正,因此实际方向为左正和右负。
综上所述,交流电压也分为正负极,虽然电压的实际方向随时间变化,但是我们可以任意指定其参考正方向,在我们的实际工作中,在写电压时都标明了正负极,你明白吗?
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