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所謂相量，簡單來說，就是可以同時(shí)表示正弦量的大小和初相位的量，它是一個(gè)數(shù)，例如220V的交流電壓，初相位為0°，用相量表示如下圖1-1所示，為一段水平向右的帶箭頭直線段。相量的長度表示電壓的有效值大小，相量的箭頭指向?yàn)殡妷旱某跸嘟恰?/p>

圖1-1

▎一、相量的含義

類似于數(shù)學(xué)中的向量、物理中的矢量，相量是專門用來表示交流電路中的正弦量的，基于相量的電路分析就稱為相量法。

因?yàn)榻涣麟娐诽幱诜€(wěn)態(tài)時(shí)，各個(gè)電壓、電流的頻率都相同，它們的差別只在于大小和初相位。所以我們可以用相量來表示它們各自的大小和初相位，再進(jìn)行計(jì)算，就會(huì)顯得方便很多。下圖1-2所示就為某個(gè)電與電流的相量表示。

圖1-2

如圖1-2所示，電壓、電流的初相位分別為φi 和φu ，用相量表示就是從水平方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)φi 和φu 角度，相量的長度就是電壓和電流的幅值。此時(shí)，兩個(gè)相量在縱軸上的投影就是電壓和電流在時(shí)間t=0時(shí)刻的值。

這里一定要注意的一點(diǎn)是，電壓電流必須是頻率相同才可以畫在同一平面圖上。因?yàn)橹挥蓄l率相同，它們的變化才是同步的。

圖1-3

相量的大小用線段的長度表示，這很容易理解，但這個(gè)方向又是怎么回事呢?如下圖1-3所示，如果相量水平向右，就表示它的初相位為0°，如果豎直向上就表示其初相位為90°，水平相左為±180°，豎直向下為-90°。除此之外，相量以水平向右為起點(diǎn)，按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，初相角隨之增大，例如轉(zhuǎn)到0°與90°中間，就為45°。當(dāng)然，如果從水平方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，初相角就減小，變成負(fù)值。

另外，基于我們平時(shí)一般以有效值來形容電壓和電流的大小，而幅值和有效值差√2倍，所以通常用有效值來表示相量的大小。例如低壓三相電路中，三個(gè)相電壓有效值都是220V，但相位依次相差120°，用相量就表示為圖1-4所示。

圖1-4

相量在表示各個(gè)正弦量如電壓、電流的時(shí)候，要用相應(yīng)的大寫字母表示，同時(shí)在字母頭部加上“ · ”。圖1-4所示的三相電壓，大小都為220V，所以它們長度都一樣。假設(shè)A相電壓的初相位為0°，相量表示就為水平向右;B相初相位滯后A相120°，所以應(yīng)該順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°，使得相量輻角為-120°;同理，C相滯后B相120°，所以要在B相的基礎(chǔ)上再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°。從圖1-4可以發(fā)現(xiàn)，C相其實(shí)也可以由A相逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°得到，所以C相在滯后B相120°的同時(shí)，也超前了A相120°。

知道了相量的含義之后，我們?cè)賮韺W(xué)習(xí)一下相量的四則運(yùn)算，即相量的加、減、乘、除。

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