三相电路的研究(W)
电工学 实验2 三相正弦交流电路的研究
A
负
B
*
* P2
W
载
C
图 4.2
用两表法测量三相功率
②负载的功率因数大于 0.5 时，两只功率表的读数均为正。 ③负载的功率因数等于 0.5 时，某一只功率的读数为零。 ④负载的功率因数小于 0.5 时，某一只功率表的指针会反转。为了 读数，可将转换开关由“+”转换到“—” ，此时该表读数应取负值。
基本实验任务 1．三相电源：星形联接的三相四线制电源的线电压和相电压都是对 称的，其大小关系为 U L 3U P ，通常三相电源的电压值是指线电压的 有效值。 2．三相负载的联接：三相负载有星形和三角形两种联接方式。星形 联接时，根据需要可以联接成三相三线制或三相四线制；三角形联接时 只能用三相三线制供电。在电力供电系统中，电源一般均为对称，负载 有对称负载和不对称负载两种情况。 (1) 三相负载的星形联接：带中线时，不论负载是否对称，总满足 以下关系：
A IA FU
*
IB
a
x y
B
*
IC
b
C N
*
IN
c
z
*
图 4.4 三相对称负载星形联接
合上电源开关。 （2） 图 4.4 所示的星形对称负载，保留中线，测量电路中的线电压、 负载相电压、线电流和中线电流，将测量数据填入表 4.2 中。 （3） 图 4.4 所示的星形对称负载，保留中线，用三表法测量负载总功 率，功率表的接法如图 4.1（a）所示，将测试数据填入表 4.3 中，并计算 电路的总功率。 （4）图 4.4 所示的星形对称负载，断开中线，测量电路中的线电压、负 载相电压和线电流，将测量数据填入表 4.2 中。
UP
UL 3
三相电路概述与分析
对称三相电压的瞬时值之和或相量之和为零
uU uV uW 0 UU UV UW 0
1.2 三相电路
一、三相电源
1、 三相电源的星形（Ｙ）联结
将三个电压源的末端相连，再从三个首端引出三根端线U、 V、 W，构成Y形连接，如图a 。
uW
+
u eC + U
IWU 30º
的相电流滞后30°即.
Il 3Ip 30
30º IUV
IW
30º
IUV IVW
IU IWU
▪负载的三角形联结解题思路
一般情况线电压 Ul为已知，然后根据电压
和负载求电流。
Up Ul
Ip
Up Z
Il
例1-4 某对称三相负载，每相负载为 Z 545W ，
接成三角形，接在线电压为380V的电源上， 求 IU , IV , IW
120 120 UU
UV
▪ 线电压：相线间的电压。
uUV uU uV uVW uV uW uWU uW uU
U
u+
u eC- U W-
+
u-V +
uUV
uW U
uVW
N
V W
UUV UU UV
UVW UV UW UWU UW UU
注意电压的 参考方向
线电压和相电压的关系
UUV UU UV
三相电路的瞬时功率为 p pU pV pW
在对称三相电路中,U相负载的瞬时功率为
pU uU iU U P 2 sin t I P 2 sin(t ) U P I P cos U P I P cos(2t )
“三相交流电路”实验报告学习总结
由于此次实验内容比较多，接线等操作也较为复杂，因此实验过程中要十分 仔细。在严格按照实验册上所给电路连好线后，一定要再检查一遍电路再开电源， 以免连接出错损坏仪器。由于本次实验采用上百伏的电压，因此实验过程中务必 要注意安全，必须待电路检查无误后再开电源，一旦发生问题要先关闭电源再动 手更改连线。另外，由于本次实验用到了较多灯泡，在拿取灯泡时需小心，以免 跌碎。
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中国石油大学（华东）现代远程教育
实验报告
课程名称：电工电子学
实验名称：三相交流电路
实验形式：在线模拟+现场实践
提交形式：在线提交实验报告
学生姓名： 王勤 学 号： 16333624003
年级专业层次： 16 级函授（春）
学习中心：
新疆石油分院
提交时间： 2016 年 4 月 1 日
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一、实验目的 1.学习三相交流电路中三相负载的连接。 2.了解三相四线制中线的作用。 3.掌握三相电路功率的测量方法。
二、实验原理 1. 对称三相电路中线、相电压和线、相电流的关系，三相电路中，负载的连
接分为星形连接和三角形连接两种。一般认为电源提供的是对称三相电压。 （1）星形连接的负载如图 1 所示：
图 1 星形连接的三相电路 A、B、C 表示电源端，N 为电源的中性点（简称中点），N' 为负载的中性点。 无论是三线制或四线制，流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线 电流：
邱关源《电路》第五版第12章-三相电路分析
12.1 三相电路三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。
三相电路的优点：发电方面：比单项电源可提高功率50%;输电方面：比单项输电节省钢材25%;配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载；运电设备：结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。
以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电力系统采用的主要供电方式。
三相电路的特殊性：(1)特殊的电源；(2)特殊的负载(3)特殊的连接(4)特殊的求解方式研究三相电路要注意其特殊性。
1. 对称三相电源的产生三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电源。
通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差120 °当转子以均匀角速度「转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。
a. 瞬时值表达式U A (t)二' 2U cos tW(t)二2U cos( t -120°)u C(t)二2U c°s( t 120°)A、B、C三端称为始端，X、Y、Z三端称为末端b. 波形图如右图所示c. 相量表示U：=U 0oU；=U -120oU：=U 120od. 对称三相电源的特点U A U B U c = 0u A u；U C-oe. 对称三相电源的相序定义：三相电源各相经过同一值（如最大值）的先后顺序。
正序（顺序）：A —B—C—A负序（逆序）：A —C—B—A （如三相电机给其施加正序电压时正转，反转则要施加反序电压）以后如果不加说明，一般都认为是正相序。
2. 三相电源的联接（1）星形联接（Y联接）X, Y, Z接在一起的点称为丫联接对称三相电源的中性点，用N表示。
4〜C ------------------------------- °N （2）三角形联接e联接）注意：三角形联接的对称三相电源没有中点3. 三相负载及其联接三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。
三相电路功率的测量实验原理
三相电路功率的测量实验原理1.对于三相四线制供电的三相星形连接的负载(即Y0 接法),可用一个功率表测量各相的有功功率PU，PV，PW，则三相负载的总有功功率∑P=PU+PV+PW。
这就是一瓦特表法，如图1 所示。
若三相负载是对称的，则只要测量一相的功率，再乘以3 即可得到三相总的有功功率。
2.三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是星形接法还是三角形接法，都可以用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。
测量线路如图2 所示。
若负载为感性或容性，且当相位差Φ=60°时，线路中的一只功率表的指针将反偏(数字式功率表将出现负读数)，这时应将功率表电流线圈的两个接线端子调换(不可调换电压线圈接线端子)，其读数记为负值。
而三相总的有功功率∑P=P1+P2(此处是代数和)。
在图2 中，功率表W1 的电流线圈串联接入U 线，通过线电流IA，加在功率表w1 电压线圈的电压为Uuw;功率表W2 的电流线圈串联接入V 线，通过线电流IV，加在功率表w2 电压线圈的电压为UVW;在这样的连接方式下，我们来证明两个功率表的读数之代数和就是三相负载的总有功功率。
图1 一瓦特表法测量三相功率示意图图2 二瓦特表法测量三相功率示意图在三相电路中，若三相负载是星形连接，则各相负载的相电压在此用UU,UV,UW 表示。
若三相负载是三角形连接，可用一个等效的星形连接的负载来代替，则UU,UV,UW 表示代替以后二相电路的负载的相电压。
因为UUW=UU-UW，UVW=UV-UW所以IUUUW+IVUVW=IU(UU-UW)+IV(UV-UW)=IUUU+IVUV-(IU+IV)UW由于在这里讨论的是三相二线制电路，故有。
电工电子学实验报告_实验三_三相交流电路
一、实验目的1.学习三相交流电路中三相负载的连接。
2.了解三相四线制中线的作用。
3.掌握三相电路功率的测量方法。
二、主要仪器设备1.实验电路板2.三相交流电源3.交流电压表或万用表4.交流电流表5.功率表6.单掷刀开关7.电流插头、插座三、实验内容1.三相负载星形联结按图3-2接线，图中每相负载采用三只白炽灯，电源线电压为220V。
图3-2 三相负载星形联结(1))。
U UV/V U VW/V U WU/V U UN/V U VN/V U WN/V219 218 220 127 127 127表3-1(2)按表3-2内容完成各项测量，并观察实验中各白炽灯的亮度。
表中对称负载时为每相开亮三只测量值负载情况相电压相电流中线电流中点电压U UN’/V U VN’/V U WN’/V I U/A I V/A I W/A I N/A U N’N/V对称负载有中线124 124 124 0.268 0.266 0.271 0无中线125 125 123 0.268 0.267 0.270 1不对称有中线126 125 124 0.096 0.180 0.271 0.158负载无中线167 143 78 0.109 0.192 0.221 50表3-22.三相负载三角形联结按图3-3连线。
测量功率时可用一只功率表借助电流插头和插座实现一表两用，具体接法见图3-4所示。
接好实验电路后，按表3-3内容完成各项测量，并观察实验中白炽灯的亮度。
表中对称负载和不对称负载的开灯要求与表3-2中相同。
图3-3 三相负载三角形联结图3-4 两瓦特表法测功率测量值负载情况线电流(A) 相电流(A) 负载电压(V) 功率(W) I U I V I W I UV I VW I WU U UV U VW U WU P1P2对称负载0.600 0.593 0.598 0.348 0.345 0.352 213 212 215 -111 -109 不对称负载0.428 0.313 0.508 0.124 0.234 0.355 220 217 216 -89.8 -63.4表3-3四、实验总结1.根据实验数据，总结对称负载星形联结时相电压和线电压之间的数值关系，以及三角形联结时相电流和线电流之间的数值关系。
三相电路功率的计算(精)
2) S1闭合、S2断开时 流过电流表 A、C 的 电流变为相电流 IP，流 过电流表B 的电流仍为 线电流IL 。
A
B C
A A A
S1
ZAB
S2
ZBC
ZCA
IA=IC =10A IB =17.32 A 因为开关s均闭合时 每相有功功率 P =1.5 kW
当 S1合、S2断时，ZAB、ZBC 的相电压和相电流不变， 则PAB、PBC不变。 P = PAB+PBC = 3 kW
ZAB ZCA
S2
B
C
ZBC
解： (1) 由已知条件可求得
UP 220 Z 22 I P 17.32 / 3 B P cos 3U L I L C
A
A
ZAB S1 ZBC ZCA
S2
A
A
0.68 R Z cos 22 0.68 15
X L Z sin 22 0.733 16.1 或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R
220 29 2 21.8 2
A 6 .1 A
P 3U L I L cos 3 380 6.1
29 29 2 21.8 2
W
3 380 6 .1 0 .8 3 .2 k W
(2)
UP IP Z
220 29 21.8
2 2
A 6 .1 A
I L 3 I P 10 .5 A
P 3U L I L cos 3 220 10 .5 0 .8 W 3 .2 k W
比较(1), (2)的结果: 有的电动机有两种额定电压, 如220/380 V。 当电源电压为380 V时, 电动机的绕组应联接成星形； 当电源电压为220 V时, 电动机的绕组应联接成三角形。 在三角形和星形两种联接法中, 相电压、相电流以及功率都 未改变，仅三角形联接情况下的线电流比星形联接情况下的线 电流增大 3 倍。
三相电路功率的测量要点
实验九
三相电路功率的测量
（综合性实验）
北方民族大学电工电子实验中心
一、实验目的
• 1. 掌握用一瓦特表法、二瓦特表法测量 三相电路有功功率与无功功率的方法。
• 2. 进一步熟练掌握功率表的接线和使用方 法。
二、原理说明
1．对于三相四线制供电的三相星形联接的负载（ 即Yo接法），可用一只功率表测量各相的有功功率PA
有另外两种连接法，即接成（
IV、UUW）或（IW、UUV）。
三、仪器设备和选用组件箱
序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 电源控制屏（调压器）、 日光灯 数量 1 1 1 1 1 1 1 备注 DG01或GDS-01
交流电压表
交流电流表 功率、功率因数表 荧光灯、可变电容 三相灯组负载 万用表
D36或GDS-11
开灯盏数 负载情况 A相 Ｂ相 Ｃ相 P１（W） P２（W） Σ P （W ） 测量数据 计算值
Y接平衡负载
3பைடு நூலகம்
3
3
Y接不平衡负载
1
2
3
△接不平衡负载
1
2
3
△接平衡负载
3
3
3
四、实验内容
• 3. 用一瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率，按图9-6 所示的电路接线。
图 9-6
用一瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率
• （1）每相负载由白炽灯和电容器并联而成，并由开关控制其 接入。检查接线无误后，接通三相电源，将调压器的输出线电压 调到 220V，读取三表的读数，并计算无功功率Σ Q，记入表9-4。 • （2）分别按IV、UUW和IW、ＵUV接法，重复(1)的测量，并比较 各自的Σ Ｑ值。
三相电路的功率
pV uVNiV 2UVNcos(t－120) 2IVcos(t－－120)
UVNIV cos cos(2t－－240)
pW uWNiW 2UWNcos(t 120) 2IWcos(t－ 120)
= U WNI W cos cos(2t－ 240)
三相电路的功率
3. 无功功率
与三相有功功率相类似，三相负载的无功功率为
Q QU QV QW
在对称三相电路中，三相无功功率
Q 3Qp 3U p I psin p
可得
Q 3Ul Ilsin
三相电路的功率
4. 视在功率
三相视在功率为
在对称情况下
S P2 Q2
S 3U pI p 3Ul Il
•
I V 0A
三相电路的功率
V相负载断开处电压
•
•
•
UV Z I U －U UV 22 24.278.64 －84.27－380 0
329.08 －149.99V
•
•
U UN Z I U 22 24.278.64 －84.27 190 －60V
•
•
U WN Z I W 22 24.27 (－8.64 －84.27) 190 120V
5. 三相负载的功率因数
P
S 在对称的情况下， cos 即为一相负载的功率因数。
三相电路的功率
6. 对称三相电路的瞬时功率
对图5.8所示电路，设 uUN = 2UUNcosωt, iU 2IUcos(t－) ，在此 电路对称的情况下有
pU uUNiU 2UUNcost 2IUcos(t－)
对称电源提供的三相瞬时功率为 p pU pV pw 3UUN IUcos
实验三相电路功率测量全解
二瓦计法
P1 / W
P2 / W
41.93
42.03
52.97
55.31
0
45.54
-60.6 95.55 -116 64.6
41.93 94.03 245.9 63.16
七、实验结果分析
Y-Y（对称） Y-Y （A=4uf） Y-Y （A相开路） Y-Yo（ A=4uf） Y- ∆ （对称） Y- ∆（A相电容 ） Y- ∆（A相开路）
2. 三相四线制不对称连接时，三瓦计法测量所得 的总功率与二瓦计法测量所得的总功率不等。 因为此时中线有电流通过，不能用二瓦计法测 量电路的总功率。
3. 三相三线制不对称负载星形或三角形连接时， 三瓦计法测量所得的总功率与二瓦计法测量所 得的总功率基本。
实验结果分析
1.
三瓦计法测量功率会不会出现负值？为什么？
预习知识及要求 相关知识点 注意事项
实验相关知识
预习知识及要求
1. 预习三瓦计、二瓦计法测量功率的工作原理及其所含的物理意义。 2. 预习三瓦计、二瓦计法的测量方法和适用电路。
对称三相电路中的功率 三相电路功率的测量
相关知识点
注意事项
1. 测量时，严禁用身体的任何部位接触带电的金属裸露部分。 2. 严禁带电改接线路，改接线中时应断开电源，如电路中有电容负载，应在断开电源后，将电
三瓦法 PA + PB + PC / W
84.27 109.14 45.25 57.36 189.88 128.27 126.84
二瓦法 P1 + P2 / W
83.96 108.28 45.54 －18.67 189.58 129.9 127.76
八、实验结果分析 实验数据表明：在三相四线制不对称联接不能
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1、了解三相四线制供电方式； 了解三相四线制供电方式； 2、掌握三相星形负载和三角形负载的正确连接方法； 掌握三相星形负载和三角形负载的正确连接方法； 3、掌握对称、不对称三相电路相电压和线电压、相 掌握对称、不对称三相电路相电压和线电压、 电流和线电流之间的关系； 电流和线电流之间的关系； 4、了解三相四线制供电线路中中线的作用。 了解三相四线制供电线路中中线的作用。
四、实验任务
1、三相负载星形（有中线和无中线）连接时，分别测 三相负载星形（有中线和无中线）连接时， 量负载对称和不对称两种情况下，三相负载的线电压、 量负载对称和不对称两种情况下，三相负载的线电压、 相电压、线电流（即相电流）、中线电压和中线电流， 相电压、线电流（即相电流）、中线电压和中线电流， ）、中线电压和中线电流 并对测量结果进行分析。 并对测量结果进行分析。 2、三相负载三角形连接时，分别测量负载对称和不对 三相负载三角形连接时， 称两种情况下，三相负载的线电压（即相电压）、线 称两种情况下，三相负载的线电压（即相电压）、线 ）、 电流和相电流，并进行分析。 电流和相电流，并进行分析。
1、复习三相电路的有关知识。 复习三相电路的有关知识。 2、根据实验任务要求画出星形负载和三角形负载的实验电 拟定实验步骤和记录表格。 路，拟定实验步骤和记录表格。 3、三相负载何时选择星形连接？何时选择三角形连接？ 三相负载何时选择星形连接？何时选择三角形连接？ 4、在星形连接负载不对称有中线时，各灯泡亮度是否一致？ 在星形连接负载不对称有中线时，各灯泡亮度是否一致？ 断开中线各灯泡亮度是否一致？为什么？ 断开中线各灯泡亮度是否一致？为什么？ 5、为什么不能在星形负载（有中线）和三角形负载中短接 为什么不能在星形负载（有中线） 负载？若短接负载其后果如何？ 负载？若短接负载其后果如何？ 6、在三相四线制电路中，为什么中线不允许装熔断器？ 在三相四线制电路中，为什么中线不允许装熔断器？
二、实验设备
1、交流电压表 2、交流电流表 3、三相交流电源 4、三相组合负载
三相交流电源
U相火线 U相 W相火
输入端
保险丝
三相电源 开关
V相火线
输入端
电源 指示灯
三相组合负载
U相 U相 U相
负载灯泡
负载开关
输入端 电流插 口
V相
输入端
W相
输入端
三、预习与思考
五、注意事项
1、严格执行实验室安全管理制度，注意人身安全和设备 严格执行实验室安全管理制度， 安全。 安全。 2、在星形负载（有中线）和三角形负载电路中，绝对不 在星形负载（有中线）和三角形负载电路中， 允许负载短接，否则会烧坏熔丝， 允许负载短接，否则会烧坏熔丝，甚至会烧坏三相电源 3、在不对称星形负载（无中线）连接测量电路中，应避 在不对称星形负载（无中线）连接测量电路中， 免长时间通电，以防止某相负载电压过高而烧坏负载灯泡。 免长时间通电，以防止某相负载电压过高而烧坏负载灯泡。 4、实验电路接好后，须经指导教师复查后方可接通电源。 实验电路接好后，须经指导教师复查后方可接通电源。