一、电压概述
电压(voltage),又称为电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中因电势不同所产生能量差值的物理量。它的大小等于单位正电荷在电场力作用下从A点移动到B点所做的功。电压的方向是从高电位指向低电位。国际单位制中,电压以伏特(V,简称伏)为单位,还有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)等单位。电压与水位差概念类似,但在电路中适用。
电压的主单位是伏特,用符号V表示。1伏特等于每1库仑的电荷做1焦耳的功,即1 V = 1 J/C。较强和较弱的电压有不同的单位表示。
它们之间的换算关系为:
1kV=1000V
1V=1000mV
1mV=1000μv
二、电流特性
电流的强弱用电流强度来描述,简称电流,用I表示。电流强度是单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。
电流的方向习惯上常将正电荷的运动方向规定为方向,它在导体中总是沿着电场方向从高电势处指向低电势处。在国际单位制中,电流强度的单位是安培(A)。
三、电阻与电导
电阻是导体对电流阻碍作用大小的表示,不同导体的电阻一般不同,是导体本身的一种特性。电阻的单位在国际单位制中是欧姆(Ω),简称欧。
电阻的倒数1/R称为电导,描述了导体的导电性能。电阻和电导的关系是相互的。
四、交流电与周期性变化
物质在单位时间内完成周期性变化的次数叫做频率,常用于描述交流电的特性。我国常用的交流电频率为50Hz,即一秒钟内完成50次周期性变化。
周期则表示从一个最高点到下一个最高点或任何一点到下一个相对点的间隔时间,与频率互为倒数。
五、功率与电能
功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,单位时间内所做的功称为功率,用P表示。
有功功率和无功功率分别是有功负载和无功负载对电能的实际消耗和储存情况的表现。
电能则是在一定时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量,以焦耳(J)为单位,而千瓦时(kW · h)常用于表示电能的累积值。
六、谐波及其影响
谐波是指交流电力系统中,高于基波频率的周期性电量分量。由于非线性负载的存在,会产生谐波,对电力系统产生干扰和影响。