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1.1 直流電路和交流電路

1.1.1 直流電路

直流電路是指電流流向不變的電路，是由直流電源、控制器件及負載（電阻、燈泡、電動機等）構成的閉合導電回路。

圖1-1為簡單的直流電路。

圖1-1　簡單的直流電路重要提示

圖1-1所示電路是將一個控制器件（開關）、一個電池和一個燈泡（負載）通過導線首尾相連構成的簡單直流電路。當開關閉合時，直流電流可以流通，燈泡點亮，此時燈泡處的電壓與電池電壓值相等；當開關斷開時，電流被切斷，燈泡熄滅。

在直流電路中，電流和電壓是兩個非常重要的基本參數，如圖1-2所示。

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圖1-2　直流電路中的基本參數重要提示

電流是指在一個導體的兩端加上電壓，導體中的電子在電場作用下做定向運動形成的電子流。

電壓就是帶正電體與帶負電體之間的電勢差。

1.1.2 交流電路

交流電路是指電壓和電流的大小和方向隨時間做周期性變化的電路，是由交流電源、控制器件和負載（電阻、燈泡、電動機等）構成的。常見的交流電路主要有單相交流電路和三相交流電路兩種，如圖1-3所示。

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圖1-3　常見的交流電路

1　單相交流電路

單相交流電路一般是指交流220V/50Hz的供電電路。這是我國公共用電的統一標準，交流220V電壓是指火線（相線）對零線的電壓，一般的家庭用電都是單相交流電路。

單相交流電路主要由單相供電電源、控制器件和負載構成。圖1-4為典型家庭照明供電電路，屬于典型的單相交流電路。

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圖1-4　典型家庭照明供電電路

2　三相交流電路

三相交流電路是指電源由三條相線來傳輸，三條相線之間的電壓大小相等，都為380V，頻率相同，都為50Hz，每條相線與零線之間的電壓均為220V。

三相交流電路主要由三相供電電源、控制器件和負載構成。圖1-5為一種簡單的電力拖動控制電路，屬于典型的三相交流電路。

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圖1-5　一種簡單的電力拖動控制電路

1.2 直流供電方式與交交流供電方式

1.2.1 直流供電方式

在生活和生產中用電池供電的電器都采用直流供電方式，如低壓小功率照明、直流電動機等，還有許多電器利用交流—直流變換器，將交流變成直流后再為電器供電。

直流電路的供電方式根據直流電源類型的不同，主要有電池直接供電、交流—直流變換電路供電兩種方式。1　電池直接供電方式

干電池、蓄電池都是家庭最常見的直流電源，由這類電池供電是直流電路的最直接供電方式。一般采用直流電動機的小型電器產品、小燈泡、指示燈及大多電工用儀表類設備（萬用表、鉗形表等）都采用這種供電方式。

圖1-6為典型的電池直接供電電路（直流電動機供電電路）。

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圖1-6　典型的電池直接供電電路重要提示

+12V蓄電池經電源開關為直流電動機供電；當閉合電源開關時，由蓄電池正極輸出電流，經電源開關、直流電動機到蓄電池負極構成回路。直流電動機線圈中有電流流過，啟動運轉。2　交流—直流變換電路供電方式

在家用電子產品中，一般都連接220V交流電源，而電路中的單元電路及功能部件多需要直流方式供電。因此，若想使家用電子產品各電路及功能部件正常工作，首先就需要通過交流—直流變換電路將輸入的220V交流電壓變換成直流電壓，如圖1-7所示。

圖1-8為采用交流—直流變換電路供電的電路。

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圖1-7　交流—直流交換電路供電方式重要提示

交流220V電壓經變壓器降壓后輸出交流低壓，再經整流二極管整流、濾波電容器濾波后變為直流低壓，為負載提供穩定的直流電壓。精彩演示

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圖1-8　采用交流—直流變換電路供電的電路

1.2.2 單相交流供電方式

單相交流電路主要有單相兩線式、單相三線式兩種供電方式。

單相兩線式是指僅由一根相線（L）和一根零線（N）構成，通過這兩根線獲取220V單相電壓，為用電設備供電。

一般的家庭照明支路和兩孔插座多采用單相兩線式供電方式，如圖1-9所示。精彩演示

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圖1-9　單相兩線式供電方式

圖1-10為單相三線式供電方式。精彩演示

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圖1-10　單相三線式供電方式重要提示

單相三線式交流電路是指由一根火線（相線）、一根零線和一根地線組成的交流電路。用戶的火線和零線來自高壓變壓器，地線則是住宅的接地線。由于不同的接地點存在一定的電位差，因而零線與地線之間可能有一定的電壓。

1.2.3 三相交流供電方式

三相交流電路主要有三相三線式、三相四線式和三相五線式3種供電方式。

圖1-11為三相三線式供電方式。精彩演示

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圖1-11　三相三線式供電方式

圖1-12為典型的三相四線式供電方式。重要提示

在三相四式供電方式中，在三相負載不平衡和低壓電網的零線過長且阻抗過大時，零線將有零序電流通過，過長的低壓電網，由于環境惡化、導線老化、受潮等因素，導線的漏電電流通過零線形成閉合回路，致使零線也帶一定的電位，這對安全運行十分不利。在零線斷線的特殊情況下，單相設備和所有保護接零的設備會產生危險電壓，這是不允許的。精彩演示

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圖1-12　三相四線式供電方式

圖1-13為三相五線式供電方式。

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圖1-13　三相五線式供電方式重要提示

采用三相五線式供電方式時，用電設備上所連接的工作零線N和保護零線PE是分別敷設的。工作零線上的電壓不能傳遞到用電設備的外殼上，能消除設備產生危險電壓的隱患。

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