忽悠人!為什么火零電壓220V可以算出火火電壓380V?兩者之間有什么關(guān)系?
很多人都知道,火線和零線之間的電壓是220V,這就是單相電壓,大多家用電都是單相電。所謂單相電,簡單來說就是只用了單根火線(相線),并與零線構(gòu)成回路,如下圖的兩戶人家,一戶用了A相火線,一戶用了B相火線,它們都是單相用戶。

單相用戶的入戶電壓都是220V,家里的用電器也是220V的。然而,在低壓用電中,除了220V的單相電外,還有380V的三相電,三相電常用于商用電或工業(yè)用電。當(dāng)然,如果你家里有三相的用電設(shè)備,也可以接三相電。

所謂三相電,顧名思義,就是用了三根火線,一般來說,三相電入戶時也接有零線(即三相四線),因為照明用電基本是220V的單相電,所以三根火線中任取一根火線和零線構(gòu)成回路就能給單相設(shè)備供電。
三相電的電壓為380V,是指三根火線中任意兩根火線間的電壓都是380V,這就是線電壓,同理,任意一根火線與零線之間的電壓稱為相電壓,而380與220之間僅僅是一個根號3的關(guān)系,即380=220√3。
那么,380與220之間的這個√3是怎么來的呢?在回答這個問題之前,我們有必要先了解一下“相量”的含義。
說到相量,可能很多人都沒聽過,但問題不大,只要你聽過矢量或向量就行。相量和矢量、向量一樣,都是有大小和方向的量,矢量更多地是應(yīng)用于物理分析中,如力、速度、位移、力矩等,而向量更多地是應(yīng)用于數(shù)學(xué)分析中。相量是獨特的,它僅用于正弦交流電路中,用于表示電壓、電流、電動勢以及磁通等正弦量。
相量、矢量和向量在坐標(biāo)系中,都是用帶箭頭的有向線段表示,如下圖所示,雖然表示方法一樣,但它們的本質(zhì)是不同的。

相量的大小就是線段的長度,方向就是箭頭的指向,這個指向用一個角度表示,類似于極坐標(biāo)的角度。大小比較容易理解,主要是角度,在這里我簡單解釋一下。

如上圖所示,以直角坐標(biāo)系為參考,如果相量線段的箭頭水平向右,就表示這個相量的角度為0°,然后在此基礎(chǔ)上,逆加順減,換言之,相量線段逆時針旋轉(zhuǎn)時角度增大(超前),順時針旋轉(zhuǎn)時角度變?。螅?,而比0小的數(shù)就是負(fù)數(shù)。顯然,當(dāng)箭頭水平向右時,相量的角度就為±180°,具體是正還是負(fù)由轉(zhuǎn)向確定。
簡單了解相量的表示后,我們再來了解相量的相減。啥?你問我為什么是相減?這是因為線電壓是由兩個相電壓相減得到的,如線電壓uAB就是等于uA-uB。(注:這里的u用小寫,A、B是下標(biāo))

前文說到,相量與矢量、向量的表示方法相同,其實,它們的加減方法也是相同的,為了便于理解,我這里就用矢量“位移”來類比運算一下給大家看看。
上圖所示為位移矢量圖,以N(O)為起點,A、B、C為三個終點,三個終點距起點都是220米,且三個終點的方向夾角均為120°。簡單來說,就好比有3個人,他們同時從N點出發(fā),分別沿A、B、C三個方向同時前進220米,而最終的問題是:A、B、C三個終點之間的位移(距離)分別為多少?
顯然,我們直接把A、B、C三點直線相連,得到的線段長度就是它們之間的距離,即AB間、BC間以及CA間,通過計算,可以得出它們間的距離都是380米。同理,在相量圖中,220V相電壓和380V線電壓的關(guān)系也是通過以上的計算方式得出。

如上圖所示,三個相電壓的大小都是220V,角度互差120°,用相量表示就是三根長度相同、角度互差120°的帶箭頭線段。求線電壓UAB,就相當(dāng)于求三角形ANB的底邊長AB。
三角形ANB是一個等腰三角形,所以三角形的高就是其角平分線和底線中點,120°角∠ANB平分,就可以得到∠NBA為30°,算出底邊的半邊長為220×cos30°=220×(√3)/2,2個半邊即為整條邊,所以底邊長AB就為2×220×(√3)/2=220√3≈380,這就是線電壓的大小。

交流電路的四則計算,從來都不是簡單的加減乘除,用相量來表示就可以把復(fù)雜的函數(shù)運算轉(zhuǎn)換成相對簡單的線段計算,結(jié)合簡單三角函數(shù),就能快速得出結(jié)果。
來源:技成培訓(xùn)網(wǎng)原創(chuàng),作者:楊思慧;未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,違者必究
粉絲福利
微信掃碼領(lǐng)取電氣人必備10款電工仿真軟件
內(nèi)含科萊爾電工仿真軟件、電工技能與實訓(xùn)仿真教學(xué)系統(tǒng)、cade_simu電氣線路繪制仿真軟件等熱門電工軟件!
