问个非常弱的问题（交流为主）

cosmic_tao

为什么交流输电要采用正弦波，而不是别的波形？以及为什么要采用现在的频率和三相？
& C( I# r  Y  _4 _求达人的正确答案，越细越好！谢谢！

/ Q/ D4 b) `+ H# I& i/ ^& k附上自己的一点想法：正弦波是处处光滑的曲线，数学特性最好，电力系统本身是一个高度非线性化的系统，负载也有很多不同的数学特性。相比与其它波形，可适用任何类型的负载。（不过刚发明电力系统的人会考虑到这么远的情况吗？- -!）；频率我就不大清楚为什么只采用50或60Hz的了。。。三相可能是因为输电效率的考虑吧。

, A* {2 J- ]5 b希望能得到高手纠正。个人来讲不希望看到诸如“不知道”、“学习了”之类的回复。比较着急得到正确的答案，希望大家谅解。谢谢！

hustwind

我个人认为，最初是直流电，后来采用的交流电，为什么是正弦波，这是因为一句交流发电机的发电原理，其三相合成磁动势是正弦的，那么根据法拉第电磁感应定律，e=-d（phi）/dt，自然电动势就是正弦的，你翻翻翻一些电机教材就清楚了。
9 F0 ?9 N6 |0 U4 E; j至于为什么是50Hz，其实美国和日本用的是60Hz，我觉得用这个频率就好像我们现在为什么采用10进制，而不是二进制或者十六进制的缘故一样，是历史原因。
5 M" e* Y) U! Q
现在普遍用的是3相输电，其实以前有人提出过4相，但是没被采用，估计是从很多因素考虑，3相比较好。

eleduan

这是因为我们的传统发电机决定了输出的波形。
2 Q6 \6 F8 B+ C: m+ g2 ~6 d
第一国内的情况及三相缺点：
  F# ]$ K- a" S    现有的多相输电方式的研究，限于相数为3的倍数相，如6、12、24相等，因为实现三相与3的倍数相之间的多相变换很容易通过改变三相变压器的接线方式得到。但是，为了避免多相输电线路复杂的换位，又保证各相参数平衡，必须将多相线路的各相导线排列成正多边形，这使得6相及以上多相导线的悬挂困难，杆塔结构复杂，线路造价上升；随着线路相数的增加，多相输电线路的故障组合类型迅速增加，这使故障的分析计算、继电保护的设计及整定增加了难度；多相输电系统中的断路器结构比较复杂，相间过电压倍数较高。由于上述缺点，六相及以上多相输电方式的推广应用受到限制。
    四相输电是国内外尚未研究过的新型输电方式
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第二四相输电方式的主要优点是：
) k* m7 _! \7 B( F8 V    增加一相线路，空间电磁场分布更加均匀，输送容量增加，线路走廊反而减小，能提高线路的输送功率密度，节省输送单位容量的投资成本；
    四相线路是偶数相，对称性好，四相导线可以对称地悬挂在单柱杆塔的两侧，杆塔结构简单；
8 q# G! X. J9 @/ S' p2 E- E    四相线路的组合类型远远少于六相及以上多相输电线路，不会给故障分析、继电保护的设计与整定增加太大的困难。故此，四相架空输电线路具有独特的优势。

下面是例子：
& V% b0 g  y0 X' o+ m2 W     比较一回四相线路与一回三相线路，四相导线正四边形排列而三相导线正三角形排列，保证四相线路的参数（每相的电抗、电容、波阻坑）、电晕临界电压与三相线路的参数、电晕临界电压相同。如果在相同的相对地电压下运行时，则四相线路的输送功率为三相的4/3倍，而前者的宽度仅为后者宽度的约0.717倍。故四相线路的输送单位容量所占地面宽度为三相的（3/4）×（0.717）=0.53倍，即节约了47的占地面积，而四相线路的高度（导体部分）也只有三相的0.816倍，其经济效益是非常显著的。
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+ e& v/ B: m  t2 U3 A( ]& |    又比较一回四相水平排列线路与一回三相水平排列线路，若保证四相线路与三相线路具有相等的参数、电晕临界电压，则二者的宽度之比为0.945，四相线路输送单位容量的占地宽度为三相线路0.709倍，即节约了29.1的占地面积，其经济效益仍然显著。

cosmic_tao

2楼说的应该是三相输电的原理。3楼说的应该是多相输电的问题，可能是我问题描述得不够精确，我其实想问的是为什么不用方波、三角波或是其它的波形。
不过，谢谢你们的回答。期待有更靠近我想要的答案。：）