交流电频率监测方法.doc
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1、交流电频率监测方法交流电的频率简介交流电的频率是指它单位时间内周期性变化的次数,单位是赫兹(Hz),与周期成倒数关系。日常生活中的交流电的频率一般为50Hz,而无线电技术中涉及的交流电频率一般较大,达到千赫兹(KHz)甚至兆赫兹(MHz)的度量。正余弦交流电的峰值与振幅相对应,而有效值大小则由相同时间内产生相当焦耳热的直流电的大小来等效。正余弦交流电峰值与有效值的关系为:例如,城市生活用电220V表示的是有效值,而其峰值约为311V。关于现代交流电应用中国通常使用的交流电,一般频率是50Hz。我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。在实用中,交流电用符号表示。电流随时间的变化规律,由此看出:
2、正弦交流电三个要素:最大值(峰值)、周期(频率或角频率)和相位(初相位)。交流电所要讨论的基本问题是电路中的电流、电压关系以及功率(或能量)的分配问题。由于交流电具有随时间变化的特点,因此产生了一系列区别于直流电路的特性。在交流电路中使用的元件不仅有电阻,而且有电容元件和电感元件,使用的元件多了,现象和规律就复杂了。但基本遵循安培定律等基本法则。是高中电学的考点和难点。根据傅里叶级数的原理,周期函数都可以展开为以正弦函数、余弦函数组成的无穷级数,任何非简谐的交流电也可以分解为一系列简谐正余弦交流电的合成。交流电的频率周期频率是表示交流电随时间变化快慢的物理量。即交流电每秒钟变化的次数叫频率,用
3、符号f表示。它的单位为周/秒,也称赫兹常用Hz表示,简称周或赫。例如市电是50周的交流电,其频率即为f=50周/秒。对较高的频率还可用千周(kC)和兆周(MC)作为频率的单位。1千周(kC)=103周/秒,1兆周(MC)=103千周(kC)=106周/秒例如,我国第一颗人造地球卫星发出的讯号频率是20.009兆周,亦即它发出的是每秒钟变化20.009106次的交变讯号。交流电正弦电流的表示式中i=Asin(t+)中的称为角频率,它也是反映交流电随时间变化的快慢的物理量。角频率和频率的关系为=2f。交流电随时间变化的快慢还可以用周期这个物理量来描述。交流电变化一次所需要的时间叫周期,用符号T表示
4、。周期的单位是秒。显然,周期和频率互为倒数,即由此可见,交流电随时间变化越快,其频率f越高,周期 T越短;反之,频率f越低,周期T越长。=c/f交流电频率监测方法一般可用频率计、示波器、数字型万用表(带Hz档)来测量频率。频率计检测频率精度最高,量程最大,但功能单一,应用较少。示波器检测频率优,但体积一般较大,价格相对较贵,应用较多。数字型万用表检测频率良好,价格便宜,功能丰富,应用最多。综上所述,若只是检测低频率交流电,用数字型万用表性价比最高。测量方法:将数字型万用表档位置于Hz档,再将两根表笔分别接入信号源两端,即可读出信号源频率值。频率大小的确定与发电机、电动机及变压器等的构造、材料等
5、有关。50赫的两极发电机的同步转速是3000转/分,而如果频率上升一倍达到100赫,那么同步转速将会是6000转/分。如此高的速度将会给发电机的制造带来很多问题,特别是转子表面的线速度太高,必将大大限制容量的增加。另外,从使用角度看,频率过高,使得电抗增加,电磁损耗大,加剧了无功的数量。譬如以三相电机为例,其电流大大下降,输出功率及转矩也大大下降,实在没有益处。另外,如果采用较低的频率譬如30赫,变压效率低,那么将不利于交流电的变压和传输。现代电力系统的频率即电力系统中的同步发电机产生的正弦基波电压的频率。频率是整个电力系统统一的运行参数,一个电力系统只有一个频率。我国和世界上大多数欧洲国家电
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