一、什么是正弦交流电？为什么普遍采用正弦交流电？

答：电路中的电流的大小和方向随时间做周期性变化的电流称交变电流，简称交流。如果电路中的电流、电压和电动势的大小和方向都随时间按照正弦函数规律变化，就称为正弦交流电。

交流电可以通过变压器变换电压，在远距离输电时，通过升高电压可以减少线路损耗。使用时又可以通过降压变压器把高压变为低压，有利于安全，又能降低对设备的绝缘要求。此外，交流电动机与直流电动机比较，则具有构造简单，造价低廉，维护简便等优点。在有些地方需要使用直流电，交流电又可通过整流设备将交流电变换为直流电，所以交流电目前获得了广泛地应用。

二、什么是交流电的周期、频率和角频率？

答：交流电在变化过程中，它的瞬时值经过一次循环又变化到原来瞬时值所需要的时间，即交流电变化一个循环所需的时间，称为交流电的周期。

周期用符号T表示，单位为秒。周期越长交流电变化越慢，周期愈短，表明愈快。

交流电每秒钟周期性变化的次数叫频率。用字母F表示，它的单位是周/秒，或者赫兹，用符号Hz表示。

角频率与频率的区别在于它不用每秒钟变化的周数来表示交流电变化的快慢，而是用每秒钟所变化的电气角度来表示。交流电变化一周其电角变化为360，360等于2π弧度。

三、什么是交流电的相位，初相角和相位差？

答：交流电动势的波形是按正弦曲线变化的，其数学表达式为：e=EmSinωt。

上式表明在计时开始瞬间导体位于水平面时的情况。如果计时开始时导体不在水平面上，而是与中性面相差一个角，那么在t=0时，线圈中产生的感应电势为E=Emsinψ。

若转子以ω角度旋转，经过时间t后，转过ωt角度，此时线圈与中性面的夹角为：（ωt+ψ）

上式为正弦电势的一般表达式，也称作瞬时值表达式。式中：

ωT+ψ——相位角，即相位；

ψ——初相角，即初相。表示t=0时的相位。

在一台发电机中，常有几个线圈，由于线圈在磁场中的位置不同，因此它们的初相就不同，但是它们的频率是相同的。另外，在同一电路中，电压与电流的频率相同，但往往初相也是不同的，通常将两个同频率正弦量相位之差叫相位差。

四、简述感抗、容抗、电抗和阻抗的意义。

答：交流电路的感抗，表示电感对正弦电流的限制作用。在纯电感交流电路中，电压有效值与电流有效值的比值称作感抗。用符号XL表示。XL=U/I=ωL=2πfL。

上式表明，感抗的大小与交流电的频率有关，与线圈的电感有关。当f一定时，感抗XL与电感L成正比，当电感一定时，感抗与频率成正比。感抗的单位是欧姆。

纯电容交流电路中，电压有效值与电流有效值的比值称做容抗，用符号XC表示。即：XC=U/I=1/（2πfC）。

在同样的电压作用下，容抗XC越大，则电流越小，说明容抗对电流有限制作用。容抗和电压频率、电容器的电容量均成反比。因频率越高，电压变化越快，电容器极板上的电荷变化速度越大，所以电流就越大；而电容越大，极板上储存的电荷就越多，当电压变化时，电路中移动的电荷就越多，故电流越大。容抗的单位是欧姆。

电路中感抗和容抗的和称为电抗，他表征储能元器件对线路的影响作用，电抗用X表示，X=Xl-XC，当电抗为正时线路呈感性，当电抗为负时线路呈容性。

阻抗是线路中电阻和电抗的总和，用Z表示，Z=R+jX，其中Z为阻抗，单位为欧姆，R为电阻，单位为欧姆，X为电抗，单位为欧姆，j是虚数单位。

五、交流电的有功功率、无功功率和视在功率的意义是什么？

答：电流在电阻电路中，一个周期内所消耗的平均功率叫有功功率，用P表示，单位为瓦。

储能元件线圈或电容器与电源之间的能量交换，时而大，时而小，为了衡量它们能量交换的大小，用瞬时功率的最大值来表示，也就是交换能量的最大速率，称作无功功率，用Q表示，电感性无功功率用QL表示，电容性无功功率用QC表示，单位为乏。

在电感、电容同时存在的电路中，感性和容性无功互相补偿，电源供给的无功功率为二者之差，即电路的无功功率为：Q=QL-QC=UISinφ。

视在功率是表示交流电气设备容量的量。等于电压有效值和电流有效值的乘积，即S=UI，视在功率不表示交流电路实际消耗的功率，只表示电路可能提供的最大功率或电路可能消耗的最大有功功率。

六、什么叫有功？什么叫无功？

答：在交流电能的发、输、用过程中，用于转换成非电、磁形式的那部分能量叫有功。

在电路内用于电、磁场交换的那部分能量叫无功。

七、什么是功率因数？提高功率因数的意义是什么？提高功率因数的措施有哪些？

答：功率因数COSφ，也叫力率，是有功功率和视在功率的比值，即COSφ=P/S。

在一定的额定电压和额定电流下，功率因数越高，有功所占的比重越大，反之越低。发电机的额定电压，电流是一定的，发电机的容量即为它的视在功率，如果发电机在额定容量下运行，其输出的有功功率的大小取决于负载的功率因数，功率因数低时，发电机的输出功率低，其容量得不到充分利用。

功率因数低，在输电线路上将引起较大的电压降和功率损耗。因当输电线输送功率一定时，线路中电流与功率因数成反比即I=P/COSφ，当功率因数降低时，电流增大，在输电线电阻电抗上压降增大，使负载端电压过低，严重时，影响设备正常运行，用户无法用电。此外，电阻上消耗的功率与电流平方成反比，电流增大要引起线损增加。

提高功率因数的措施有：

1)、合理选配电动机，尽量接近满载运行；

2)、避免感应电机空载或轻载运行；

3)、合理选用变压器的容量，提高变压器的负荷率；

4)、合理设计供配电系统，减少网络损耗；

5)、同步电动机采用近相运行；

6)、对绕线式感应电动机采取同步化运行方式；

7)、使用功率补偿装置，比如并联补偿电容器。