本文通过图文并茂的方式，分享交流电源和交流电路的基础知识、常见的交流电源、交流发电机的基本工作原理、交流电路等发电机工作原理图，以建立交流电源和交流电路的初步概念，为以后进一步学习交流电路打下基础。 为各方面的知识打下基础。
一、什么是交流电及其分类
交流电是大小和方向随时间周期性变化的电压或电流。 下图中，在0~t4时段及其后的时段内，电流I的大小和方向随着时间t的变化呈周期性变化，呈正弦波状变化。
交流电分为：单相交流电、两相交流电、三相交流电。
2. 常用交流电源
常见的能够产生交流电的交流电源有水轮发电机、水轮发电机、柴油发电机、变压器、UPS电源、稳压电源等。其中汽轮发电机、水力发电机、柴油发电机等将其他化石能源进行转换转化为电能。 变压器、UPS电源、稳压电源等将电网的交流电转换成用电设备所需的交流电。 它本身不发电。
三、交流发电机的基本工作原理
交流发电机由转子和定子组成。 转子由永磁体或励磁绕组组成。 当水轮机或蒸汽轮机带动发电机转子旋转时，转子磁极旋转并向定子线圈辐射磁场。 磁力线切割定子线圈，定子线圈中会产生感应电动势，转子磁极旋转一圈就会使定子线圈产生相应的电动势（电压）。 由于感应电动势的强度与感应磁场的强度成正比，因此感应电动势的极性也对应于感应磁场的极性。 定子线圈所经历的感应磁场正向和反向周期性变化。 当转子磁极匀速旋转时，感应磁场按正弦规律变化，发电机输出的电动势波形为正弦波形。
下图是发电机的基本原理图。 发电机的定子线圈根据电磁感应原理产生电动势。 当线圈受到变化磁场的影响时，即线圈切割磁力线时，就会产生感应磁场。 感应磁场的方向与作用磁场的方向相反。
1、单相交流电
交流电由交流发电机产生，交流发电机有产生单相交流电的型号和产生三相交流电的型号。
单相交流电在电路中具有单一的交流电压，以一定的频率随时间变化，如下图所示。 在单相交流发电机中，铁芯上只有一个线圈绕制而成定子，转子是永磁体。 当定子及其内部的线圈为一组时，其产生的感应电动势（电压）也是一组（相），由两条线传输。
2、两相交流电
发电机中有两组定子线圈，垂直分布在转子周围，如下图所示。 当转子旋转时，两组定子线圈中各产生一组感应电动势。 两组电动势之间存在90°相位差。 这种电源称为两相电源，多用于自动化设备。
3、三相交流电
三相交流电由三相交流发电机产生。 此时，发电机将结构相同的三个定子绕组A、B、C放置在定子槽内。 这些绕组彼此间隔 120°。 当转子旋转时，其磁场在空间中呈正弦变化。 当水轮机或汽轮机带动转子以恒定角速度ω顺时针旋转时，三个定子绕组将具有相同的频率、相等的振幅和互相。 三个相差120°的正弦电动势是对称的三相电动势，如下图所示。 我们日常生活和工作中使用的电网电力是由三相交流发电机产生的。
4、交流电路
我们把流过交流电的电路称为交流电路。 交流电路广泛应用于人们的日常生活和生产中。 这里我们分别介绍三相交流电路和单相交流电路。
在实际工作中，我们日常使用的电源大部分都是来自电网的三相交流电。 电网将各种发电机发出的电力通过输电、变电、配电系统输送给各种电力用户。 在用户附近，通过配电变压器将高压电转换为低压电，供日常工作和生活使用。
1、三相交流电路
三相交流电路的主要配电方式有TT系统、TN-C系统、TN-CS系统、TN-S系统。
1）TT系统
TT系统是指由三相线（L1、L2、L3）和中性线（N，俗称中性线）组成的配电线路。 相线（L1、L2、L3）和中性线（N）之间的电压为220V，而相线之间的电压为380V。 电源侧（配电变压器中性点）接地与用电设备接地完全分开。
2) TN-C系统
TN-C系统是指从配电变压器低压配电柜的PEN母线连接至终端配电箱和终端电气设备的PEN导线。 PE和N导体合二为一，即配电线路通过三相线（L1、L2、L3）和中性导体和接地导体合二为一的（PEN）线走线。 各相线之间的电压为380V，中性线（N）与相线（L）之间的电压为220V。 电气设备的金属外壳通过保护接地线（PE）以及中性导体和接地导体合二为一（PEN）线与电源侧的接地装置连接。
3）TN-CS系统
TN-CS系统是指将PEN导线从配变低压配电柜的PEN母线引出至下一级配电箱（一般在建筑物入口处），并将PE导线与N 导体。 在此分离点之前为 TN-C，在此分离点之后为 TN-S。
4) TN-S系统
TN-S系统是指从配电变压器低压配电柜的PEN母排（被保护中性导体）取出N导线，从柜内PE母排取出PE导线，连接PE导体和N导体分开组成TN-S系统，即三相线（L1、L2、L3）、中性线（N）和保护地线（PE）从低压配电引出每个用户的配电变压器柜。
2、单相两线制、单相三线交流电路
实际中，很多用电设备由于功率较小，电压都是220V。 比如我们的家用电器、照明等家用电都是220V的。 此时可采用220V单相配电。
单相交流电路的配电方式按从配电箱引出的导线数量分为单相两线制和单相三线制。
1）单相两线制
单相两线制是指配电线路仅由一根相线（L）和一根中性线（N）组成。 通过这两条线路获得220V单相电压，分配给各个用电设备。
根据相关设计规范，照明电路必须采用单相两线制，如下图所示。
2）单相三线制
单相三线制在单相两线制的基础上增加了保护接地导体，由相线（L）、中性线（N）和保护接地线（PE）组成。 其中，保护地线（PE）与相线（L）之间的电压为220V，中性线（N）与相线（L）之间的电压为220V。 由于不同接地点之间存在一定的电位差发电机工作原理图，因此中性线和地线之间可能存在一定的电压。
根据相关设计规范，家庭配电线路中各类电源插座均要求采用单相三线交流电路，以确保人身安全。
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自我介绍
我是老吴，一名高级电工。 我从事这个行业已有 40 多年了。 本人专注于工程设计，曾参与电力、冶金、建筑、市政、矿山、轻工等领域的发电、变电、配电、新能源、电气及自动化工程。 ，喜欢分享工作、生活以及一切快乐和美好。
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