为什么增大导线半径时线路对地电容增大?
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发布时间：2022-04-26 23:38
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时间：2022-06-20 06:39
为什么增大导线半径时线路对地电容增大？1、波阻抗与集中参数电阻有什么不同？
答：线路波阻抗Z与数值相等的集中参数电阻相当，但在物理含义上是不同的，电阻要消耗能量，而波阻抗并不消耗能量，它反映了单位时间内导线获得电磁能量的大小。
2、冲击电晕对波过程有什么影响？为什么？
答：冲击电晕增大导线有效半径，耦合系数得到增大；冲击电晕增大导线单位长度的对地电容C0，而不影响单位长度导线电感的大小，所以波阻抗减小（自波变，互波不变），波速减小；冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值特性，有利于防雷保护。而采用*导线冲击电晕将减弱。
3、行波传到线路开路的末端时，末端电压如何变化？为什么？
答：行波传到线路开路的末端时，即电压波为正的全反射，电流发生负的全反射，使末端的电压升高为入射电压的2倍。从能量的角度解释，由于末端开路时，末端电流为零，入射波的全部能量转变为电场能量的缘故。
4、行波传到线路末端对地接有匹配电阻时，末端电压如何变化？为什么？
答：线路末端接电阻R，且R=Z1时，反射电压为零，折射电压等于入射电压。表明波到线路末端不发生反射，行波传到末端时全部能量都消耗在电阻R上了，这种情况称为阻抗匹配。在进行高压测量时，在电缆末端接一匹配电阻，其值等于电缆波阻抗，就可以消除波传到电缆末端时的折、反射情况，从而正确的测量到来波的波形和幅值。
5、使用彼德逊法则的先决条件是什么？
答：（1）波沿分布参数的线路射入；（2）波在该节点只有一次折、反射过程。
6、为什么一般采用并联电容、而不是串联电感的方法来降低来波陡度？
答：都可以减少过电压波的波前陡度和降低极短过电压波的幅值，但是由于波刚传到电感时发生的正反射会使电感首端电压抬高，危及电感首端绝缘，所以一般采用并联电容、而不是串联电感的方法来降低来波陡度。但有时也会利用串联电感来改善接前面的避雷器放电特性。
7、波产生损耗的因素：导线电阻引起损耗；导线对地电导引起损耗；大地电阻损耗；导线发生电晕引起损耗。线路满足无畸变条件R/L=G/C，此时电磁波只是逐渐衰减而不会变形。
第三章 变压器和电机绕组内的暂态过程
1、绕组中的起始电压分布与哪些因素有关？
答：绕组中的起始电压分布与距绕组首端为x点的电压u，对地电容c，匝间电容k，绕组长度l等因素有关。初始电压分布，al越大电位分布越不均匀，相应绕组的抗冲击能力越差，危及变压器绕组首端匝间绝缘。
2、行波刚传到变压器绕组时，为什么可以用入口电容来等效？
答：当行波刚传到变压器绕组时，由于电感的阻断电流作用，绕组中的电位分布仍与起始分布接近，在这段时间内变压器绕组特性主要由纵向电容和对地电容组成的电容链决定，对首段等效为集中电容，称为入口电容。
3、什么是变压器的内保护？
答：在冲击电压作用下，变压器绕组的初始电压分布与稳态电压分布的差异是绕组内产生振荡过电压的根本原因。所谓变压器的内保护是在变压器绕组的内部结构上采取保护措施，改善绕组的初始电位分布，使绕组的始态电位分布尽量接近稳态电位分布，有效降低作用在绕组纵绝缘上的电位梯度，减小振荡过电压幅值。
4、采用哪些措施可以改善变压器绕组的电压分布？
答：绕组初始电压分布不均匀的主要原因是电容链中对地电容Cdx的分流作用，使流经每个纵向电容的电流不同，从而造成绕组首段电位梯度增大。两种方法：（1）补偿对地电容的影响（采用静电屏、环、匝并联补偿）；（2）增大纵向电容（使用纠结式绕组或内屏蔽式绕组）。
5、为什么电机绕组可以用波阻抗和波速来表征绕组内波过程的参数？
答：电机绕组的波过程，电压等级升高，波阻抗增大；电机容量愈大，波阻抗减小，波速越小。侵入波的陡度越大，每匝线圈的长度越长，或波速越小，作用在匝间的电压越大。陡度应*在5kV/us以下。
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时间：2022-06-20 06:40
电容与介质的介电常数、两板正对面积、两板距离有关[在粗略分析时，可用C＝εS/(4πKd)分析]。在增大导线半径时（其他因素不变），相当于增大了两板的正对面积，所以线路对地的电容增大了。
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时间：2022-06-20 06:40
容纳电荷多了，电容就变大
热心网友
时间：2022-06-20 06:41
1.从水壶烧水看热量之间的关系
首先看一个例子：我们把水壶放到煤气炉上烧水，水壶的外表面温度当然会发生变化。一方面，火加热水壶的金属壳，它的温度会上升，并且把热量传递给它内部的水，水温也跟着上升。我们不妨水的热量是Q1；另一方面，水壶的金属外壳对环境散热，散发的热量是Q2。煤气炉的火苗传递给水壶的热量是Q，于是有：
[公式] ，式1
式1很重要，它是解答题主问题的一把钥匙。
式1告诉我们：煤气炉火苗对水壶产生作用的热量Q，等于水壶温度上升消耗的热量Q1与水壶散热热量Q2之和。如果Q1>Q2，则水壶中的水温会不断上升；如果Q1=Q2，则水壶中的水处于恒温状态；如果Q1<Q2，则水壶中的水处于降温状态。
2.电流与导线温度之间的关系
我们再来看题主的问题，我们首先来考虑电路中的导线温度。
我们设电路中导线电阻的总和是R，电源电动势是E，电源内阻是r，电源产生的总电流是I，于是有：
[公式] ，式2
电流I在导线上产生的热量Q为：
[公式] ，式3
式3中的t是通电时间。
我们设导线的比热容是C，质量是m，θ0是导线先前的温度，θ1是导线当下的温度，于是有：
[公式] ，式4
显然，如果导线的温度处于稳定状态，也即导线先前的温度θ0与现在的温度θ1相同，则导线升温所消耗的热量是零。
那么导线散发的热量是多少？它其实就是牛顿散热公式，就是伟大的牛顿给出的公式：
[公式] ，式5
式5中，Kt是综合散热系数，它是热传导、热对流和热辐射的综合；A是导线的散热面积，τ是导线表面温度与环境温度之差，也即温升。温升的单位是K（开尔文温标），t当然就是通电时间。
我们把式1到式5综合起来，写成下式：
[公式] 我们叫它式6。
我们仔细看看式6告诉我们什么信息：
1）当电流增大时
如果电路导线完全不变，电路所处的外部环境也完全不变，则当电流加大后，因为：
[公式] 我们把它叫做式7
我们看到，导线温度θ1和电源的输入功率P与散热功率P2之差有关，散热越差，P2就越小，则导线的温度就越高。并且，θ1还与通电时间t相关，通电时间越长，导线温度就越高。
注意到式7中的K就是Cm的倒数。
式7告诉我们一个很重要的信息。如果期望电路的温度稳定，则一定要做好散热工作，加大散热功率P2才行。
2）当电流稳定后
当电流稳定后，输入功率 [公式] 当然也是稳定的。如此一来，输入热量和散发的热量最终会达到平衡。并且在平衡点，导线的温度不变，也即θ1=θ0。我们由式6，可以得到：
[公式]
我们把等号两边的时间t删去，得到两个式子：
[公式]
我们把上式叫做式8
我们由式8的上式可知，导线的温升导线的散热面积成反比。也即，导线越粗，散热面积越大，导线的温升当然就越低；同时，导线的温升与导线的电阻R成正比，所以采用导电性能好的导线材料是降低温升的有效办法。
式8的下式是导线的载流量，我们把导线电阻的表达式代入，得到：
[公式]
对于电路导线来说，它的两个端面散热效果几乎可以忽略不计。如果我们设导线的截面周长是M，导线长度是L，代入上式，得到：
[公式]
注意到长度L被消掉了，说明导线的载流量与导线长度无关！
我们令B=S/M，也即导线材料的积周比。把B代入到上式中，得到：
[公式] ，式9
式9告诉我们，因为圆具有最大的积周比，所以圆导线的的载流量小于相同截面的矩形截面导线的载流量；在相同电流情况下，圆截面导体的温升大于矩形截面导体的温升。
因此，我们在大电流情况下，载流导体应当采用矩形截面的母线，而不应该采用圆截面母线。
另外，我们看到导线的载流量与导线长度无关，与导线的截面积S和导线材料电阻率ρ相关。这一点非常重要。
至此，题主应当已经明白了，电路中电流增大，为何导线的温度也会增加。
3.电流与元器件之间的关系
当我们打开各种电器装置时，我们能看到电子元器件，例如晶体管、电阻电容电感以及各种集成电路，还有电机和发热元件等等，它们组态实现电器的功能和人机操控对话。例如各种电力仪表、变频器、断路器，还有各种家用电器，例如冰箱、空调、电视和笔记本电脑等等。
我们把电器组态安装在开关柜和控制柜中，就能实现功能。例如高压开关柜、低压开关柜、电机控制柜、直流电源柜等等。所以，开关柜和控制柜是盛放元器件的容器。
明白这个道理后，我们就可以探讨电流与元器件之间的温度关系了。
大家都知道，当电流流过电阻时，电阻元件会发热。若设电阻是R，电流是I，则电阻的发热热量表达式为： [公式] ，这里的t是通电时间。
但对于交流电，我们知道它有集肤效应和临近效应，因此电阻的发热功率表达式为：
[公式] ，式10
式10中，Kf叫做交流附加系数，它的值大于或等于1。当Kf=1时，电流I就是直流电。所以，交流电流对电阻元件产生的发热作用大于直流电流。
对于50赫兹的交流电，交流附加系数Kf的值大约是1.05。可见，对于50赫兹交流电，我们可以忽略集肤效应的影响。
对于有触点的电器，例如断路器和各种开关，当电流流过它们的主回路时，不但导电部件的线路电阻会发热，触头的接触电阻也会发热。接触电阻Rj的表达式如下：
[公式] ，式11
式11中，Kf是与材料有关的系数，F是接触压力，m是接触形式，点接触时m=0.5左右，线接触时m=0.7左右，面接触时m=1。可见，面接触时接触电阻最大。
由此可见，当交流电流流过元器件时，它的阻性发热由两部分构成，即线路电阻承受的发热，还有接触电阻产生的发热。
当我们把插头插入插座后，通电运行一段时间，我们会发现插头插座组合会有一定的温度升高，这就是上述两种发热效应产生的结果。
当电路中的电流增大，电阻性的发热当然也会增大。
除了电阻性发热以外，还有绝缘材料的电容性发热，铁磁体的发热等等。可见，电流的发热作用并不是一件简单的事情。
我们从电器的应用来看，当通电后经过一段时间，电器的外壳温度基本恒定。我们把电器外壳的温度与环境温度的差值叫做温升τ。开关电器的稳定温升用τw来表示，下图是电器的温升曲线：
（知乎图片服务器升级，图片无法输入，待升级完成后显现图片）
从曲线中我们看到，温升的过程存在热时间常数T，并且在通电时间达到4T后，温升趋于稳定。
温升的表达式如下：
[公式] ，式12
我们令t=4T并代入式12，得到： [公式] ，几乎就等于稳定温升，从而验证了电器温升在通电4T时间后趋稳的结论。
式12的应用很广泛。
例如，我们把一只电阻通过电流I，是不是电阻立刻就达到稳定温升？答案是否定的，它一定要经过4T的时间才能达到稳定温升。当电流增加后，电阻的温升同样也要经历4T的时间才能达到新的稳定温升点。
