《测控技术与仪器专业英语》张凤登UNIT-2-发电和输变电-参考译文及练习答案

UNIT 2 发电和输变电

参考译文

2.1 电磁感应

如将一根导电棒通过磁场，每个自由电子由于通过磁场的运动产生一个力。如运动的方向使作用在电子上的部分力平行于导体，电子将沿着导体运动。电子的运动直到它受到由于导体切割磁场运动的力和静电力平衡为止。这种静电力是因为电子聚集在导体的一端，而另一端缺少电子而引起的。当运动持续进行时，在导体中形成的这样一个电场，使得导体两端之间存在一个电位差。一旦运动停止，静电力将导致电子返回其正常分布。

从磁感应强度（磁通密度）B的定义看，在电荷q通过磁场的运动中，电荷所受到的力由方程（2-1）得到，

F=Bqvsinq （2-1） 式中，力F和由电磁场方向确定的平面垂直，vsinθ是垂直于磁场方向的速度分量，B的单

位是韦伯/米2（webers/m2），q的单位是库仑，v的单位是米/秒（meters/sec），F的单位是牛顿。

由这个力产生的电场强度E，即每单位正电荷受力的大小和方向。电场强度等于负的沿导体的电势梯度。在动生电动势（emf）中，电荷被认为是负的，这样等式（2-2）成立

E=F/(-q)=-Bvsinq=-e/l

e=Blvsinqüý þ

（2-2）

这里，l是导体垂直于磁场方向的长度，电动势ε的单位是伏。

不论电路是否有闭合，导体通过磁场时，这个电动势总是存在的。只有当电路闭合，并且电路的其余部分不以和导体运动完全相同的方式通过磁场时，电流才会建立。例如，导体沿着连接在一起静止轨道滑行，闭环电路中会出现电流。但是，如果在导体的两端和一根导线连接，导线和导体一起移动并通过磁场，导线中也会感应出一个与导体中大小相等的、和电路中现有的反向的电动势。

2.2 单相和三相交流电

单相交流电压是由单相交流发电机产生或它可以通过三相交流电的两根电力线获得。单相交流电有一根火线，一根中线。中线是接地的，有助于防止触电。单相电是我们家里使用的电源。三相电有三根火线（见图2-2），三相交流电压产生于发电厂的三相发电机。三相电压是电气上连结的三个单相电压的组合，它相当于三个相位差各为120°的单相正弦波电压。三相电用来对大型工业设备和商业大楼供电。它不用于家庭。三相电有三根火线。有些三相电有中线，另一些没有中线。

相是指时间上或二个点位置上的差别。如果二个正弦波电压在同一时刻达到零或最大

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值，它们是同相的。如果二个电压在不同时间达到零或最大值，它们是不同相的。相位差用度表示。

请记住，单相交流电压是处在正弦波状态。单相交流电压供低电压器械使用，主要用于普通家庭，几乎所有电流都是以三相交流电的形式被生产和长距离传输。为生产出三相交流电压，发电机中每隔120°放置一个线圈，共有三个线圈。大多数1马力以上的马达用三相交流电工作，大多数的工矿和商务大楼有用三相电工作的设备。

三相交流电和单相电相比有些优点。单相电的功率是脉动的。单相交流正弦波的峰值相隔360°，它相当于一个单缸（汽油）发动机。三相电类似一个多缸发动机。功率比较稳定。一个缸压缩时其它缸不工作。这类似于三相交流电系统。其中一个相的功率是脉动的，但总功率比较恒定。三相交流电的峰值相隔120°，从而使它的功率利于使用。

当使用三相交流电时，电机和发电机的功率额定值比较大。框架尺寸想当时，三相交流电机的功率值比单相交流电机大50%。

2.3 变压器

变压器作为电气控制装置，被用来升高或降低交流电压，而在直流电压下不能工作。交流电压在变压器的原边线圈，原边和副边线圈不相互连接。磁耦合或互感导致了能量从原边线圈到副边线圈的传递，所以变压器是在电磁学基础上工作的。应记住的是，输入原边线圈的是交流电，而副边线圈与电气负载相连。

变压器有多种类型和尺寸，但基本工作原理适用于每种变压器，变压器的工作是以原边线圈周围的磁场增强与减弱为基础的。当电流流过导体时，就会在导体周围建立磁场。如在原边线圈输入交流电，线圈周围就会产生一个不断变化的磁场。交流电压上升时，原边线圈周围的磁场增强。当交流电压达到峰值以后，电压下降并趋向于零。在交流电压下降时，线圈周围的磁场也下降，下降的磁场也传递到副边线圈。变压器在直流电压下不能工作，因为直流电压值无法变化。

变压器有三种基本类型：空气芯、铁芯和强磁化金属芯变压器。变压器芯的材料取决于变压器的应用。无线电和电视机采用几种类型的空气芯和强磁化金属芯变压器。铁芯变压器有时称为功率变压器，它们常用在电气设备的电源和配电站里。

另两类变压器是升压变压器和降压变压器，升压变压器副边线圈的匝数高于原边线圈，降压变压器原边线圈的匝数高于副边线圈。升压变压器副边线圈两端的电压高于施加到原边线圈的输入电压。升压由原边和副边线圈的匝数比引起。匝数比是原边线圈匝数（Np）与副边线圈匝数（Ns）之比。如果原边线圈的匝数为100匝，副边线圈的匝数为200匝，那么匝数比为1:2，副边电压将是原边电压2倍。如果原边线圈输入10V交流电压，则与副边线圈连接的负载获得20V交流电压。电压比（Vp/Vs）和匝数比相同。降压变压器的工作原理也相同。

变压器是功率（power）控制装置，功率等于电压（V）乘以电流（I），变压器的原边功率（Pp）等于副边功率（Ps）。因此，原边电压（Vp）与原边电流（Ip）之积等于副边电压（Vs）与副边电流（Is）之积。

变压器的电流与线圈匝数成反比：Np/Ns=Is/Ip。如果电压增加，那么电流以相同的比例降低。

一些变压器具有多个副边线圈，这类变压器称为多副边线圈变压器。根据应用场合的不同，有些是升压线圈，有些是降压线圈。还有许多特殊类型的变压器。自耦变压器只有一个线圈，它们可以是升压或降压变压器，这取决于它们的连接方式。可变自耦变压器用于提供可变交流电压的电源。

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电流变压器用来测量大的交流电流。一根导体放在孔的，通电导体产生磁场，这个磁场传递到电流变压器的副边线圈，变压器将大电流降下来，便于进行测量。

变压器的一个重要应用是汽车点火系统。这种类型的升压变压器被用于为汽车的火花塞提供高电压。

许多变压器用于控制三相电。大型三相变压器用于配电站的降压。 另一类变压器为隔离变压器。当使用由交流电供电的任何设备进行测试时，应该采用隔离变压器，其目的是把测试设备和被测试设备的电源隔离。隔离变压器接电源，被测试设备接隔离变压器的副边线圈，变压器的原边和副边线圈之间不联接，从而“隔离”了两台设备的火线和中线。使用隔离变压器消除了电气上火线对地短路的可能性。

练习答案

1. Choose the best answer for each of the following.

(1) Each free electron experiences a force due to its motion through the field. (2) The electrons will move along the conductor.

(3) The electrons will stop moving when the forces due to the action of the conductor through the

magnetic field are balanced by electrostatic forces. (4) The electrons will return to their normal distribution.

(5) The electric field intensity E is given in magnitude and direction by the force per unit positive

charge.

(6) θ is the angle of conductor motion direction to the magnetic filed. (7) It can be done by an instrument. (8) An emf would be induced.

2. Fill in the following blanks with the words or expressions given below. Change the forms

where necessary. (1) to

(2) parallel (3) through (4) Due to

【检查点】due to 的用法。这里“due to”作为介词，当“由于”、“多亏”讲。 (5) collect（译文：大量的正电荷聚集在云的底部时，它们变得非常强大，足以强行在空气中穿过）。

(6) is determined（并非所有信息都具有相同的价值，特别是因为价值是由对数据感兴趣的用户确定的）。

(8) The rest（文章的剩余部分将阐述并示范如何操作这些情况） (7) magnitude（n. 幅度）

3. Select the best choices to complete the article.

(1) removed (2) troubleshooting (故障检修) (3) malfunction (4) cause (5) what (6) problem (7) on (8) further (9) to (10) able

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