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当前位置:技成首页 > 文章中心 > 电工基础 > 交流电压分正负吗?

交流电压分正负吗?

肖菲 发布于2023-09-04 15:33 382 21 标签:电工,电工入门,交流电

电压是什么,我想,不是电工都多多少少知道一点,形象来说,就是电荷的压力。导体如铜铝等内部含有大量可以自由移动的电子(即自由电子),有了电压,这些自由电子就会在同一个压力下发生定向移动,形成电流。(更多电工课程免费试看)



换言之,电压给到电荷的压力是有方向的,这个方向用正负来表示,即电压正方向为从正极指向负极。所以,电压是有正负的,不管是直流还是交流。但交流电压的正负是作周期变化的,这就导致了我们在电路分析中无法写出它的正负。




但显然,在电路分析中,交流电压和电流的方向依然有标注,这是为什么呢?很简单,其实不管是交流电路还是直流电路,其电压和电流的正方向是假设的,就如同我们在做数学题时会假设方程式中的未知数为x一样。


只有假定了电压、电流的正方向,我们才能通过电压和电流的瞬时值表达式或变化波形知道两者的实际方向。例如某交流电压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(2πft),这是一个正弦函数,所以其波形和sinx的波形一样,亦如下图所示。



1-1


电压瞬时值的最大值为Um ,所以波形的最高点对于Um值。若该电压的频率f为50Hz,那么周期T就是0.02秒,对应sinx函数的2π。此时坐标轴的横轴是时间,从左到右表示时间在前进,原点对应时间起点(0时刻点或计时起点)。

结合电压的参考正方向、瞬时值表达式和波形,我们就可以知道交流电压在任意时刻的大小和实际方向。如在0时刻点,电压的值为0V,在0秒到0.01秒之间,电压波形在纵轴的正半轴,表示电压大于零,这意味着电压的实际方向和参考正方向一致。也就是说,在0秒到0.01秒之间,电压的实际方向为左正右负。


显然,参考正方向可以任意假定,但实际方向不会随着参考正方向的假定而改变,例如还是上文的交流电压,时间起点一样的情况下,我们假定它的参考正方向为左负有正,如下图1-2所示。



1-2

时间起点一样,即交流电压的实际方向在0秒到0.01秒之间依然为左正右负,所以交流电压的瞬时值表达式为u=-Um sin(2πft)。从波形图上看,在0秒到0.01秒之间,电压波形在纵轴的负半轴,表示电压小于零,这意味着电压的实际方向和参考正方向相反,而参考正方向为左负右正,所以实际方向为左正右负。

综上所述,交流电压也分正负的,虽然电压的实际方向随时间变化,但是我们可以任意指定它的参考正方向,我们在实际工作中,在写电压的时候所标的正负就是这个参考正方向,你明白了吗?

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