《电工技术基础与技能》——10--三相正弦交流电路
电工技术基础第四章第一节 三相正弦交流电路的基本概念
对称三相交流电源: 相位差= 120、幅值相等、频率相同
第一篇 电路分析 三、三相电源的连接
2.三相电源三角形连接
U
AB
UA
UBC UB
UCA UC
线电压 =相对应的相电压
△连接方式
第一篇 电路分析 四、三相负载的连接
Y连接方式
△连接方式
对称负载的阻抗关系为
ZA ZB ZC ZY
第一篇 电路分析
第四章 三相正弦交流电路的分析
第一节 三相正弦交流电路的基本概念 第二节 对称三相正弦交流电路的分析 第三节 对称三相正弦交流电路的功率 第四节 安全用电简介
第一篇 电路分析
第一节 三相正弦交流电路的基本概念
一、对称三相电源 二、三相电源的相序 三、三相电源的连接 四、三相负载的连接
我国供配电系统中，用的是正相序，并分别用黄 （A相）、绿（B相）、红（C相）三种颜色标定三 相电源的相序。
第一篇 电路分析 三、三相电源的连接 1.三相电源星形连接
三相四线制：三相供电制中用四根联线 三相三线制：三相供电制中用三根联线 中线：中线点N引出的线称中线 火线：首端a、b、c引出的线 线电流：火线中的电流 相电流：负载中通过的电流
Y0连接方式
线电压：两火线间的电位差 相电压：每相负载的电位差
Y连接方式
第一篇 电路分析 三、三相电源的连接 1.三相电源星形连接 线电压
U AB
UA
U
B
UBC UB UC
U CA
UC
U
A
UAB UBC UCA
3U 3U
A 30 B30
U l 30 Ul 90
3UC30 Ul150
ZAB ZBC ZCA Z△
《电工技术基础与技能》课程标准
《电工技术基础与技能》课程标准课程名称：电工技术基础与技能适用专业：电子技术应用适用阶段：中职阶段一、前言1．课程性质《电工技术基础与技能》属于电子技术应用专业专业基础课。
本课程的任务是掌握和了解电路的基础知识，并以此为基础掌握必备的电工技术，从而具备处理与实际相关的电工问题。
培养学生实事求是、严肃认真、团结协作、踏实细致的严谨工作作风和科学工作态度，提高综合素质。
主要内容包括；安全用电、电路基础知识、分析电路方法、磁场与电容、正弦交流电路、交流电机等。
2.设计思路要体现职业学校“做中学，学中做”教育教学理念，实现理论与实践的一体化的教学，以实践教学为主线，注重教学内容、教学模式和方法、学生考核等环节选择的设计思路。
教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式，通过理论与实践相结合，重点评价学生的职业能力。
要体现现职教特色。
以就业为导向，紧扣培养目标，根据本专业学生将来面向的职业岗位群对高技能人才提出的相关职业素养要求来组织课程结构与内容；实现课程的综合化与模块结构。
根据相关岗位的职业能力分析结果，综合相关学科内容，避免重复教学，为不同专门化方向的学生培养和增强各院校教学的自主性、灵活性留有空间；体现以能力为本位的职教理念。
与现场教学、实训教学、理论实践一体化教学等紧密结合。
二、课程目标本课程旨在使学生掌握专业必备的电工技术基础知识和基本技能，掌握电路的基本知识和基本分析方法，具有一定的分析能力、计算能力和实验技能；具备分析和解决生产生活中一般电工问题的能力。
培养学生耐心细致的工作作风和团结协作的精神；养成诚实、守信、吃苦耐劳的品德；善于动脑，勤于思考，及时发现问题的学习习惯；善于沟通和互相合作的团队意识，爱护仪器设备的良好习惯，培养安全操作的意识。
（一）知识目标1. 了解安全用电的基本常识。
2．理解直流电路的相关概念。
3．掌握欧姆定律、基尔霍夫定律。
4．理解磁场相关概念。
5．理解电磁感应原理。
电工技术基础与技能单元5三相正弦交流电讲解课件
例题
已知：发电机三相绕组产生的相电压大小均为U = 220 V， 试求：
(1)三相电源为 Y 联结时的相电压 U与P 线电压 UL (2)三相电源为 联结时的相电压 U与P 线电压 UL
解： (1) 三相电源 Y 联结：
UP 220V
UL 3UP 380 V
(2) 三相电源 联结：
UP 220V
E1 E2 E3 0
三相正弦交流电的表示法
4、复数法表示
E1 E10 E2 E2 120 E3 E3120
通过复数的四则运算可得：
E1 E2 E3 0
e1 2E sin t e2 2E sin(t 120) e3 2E sin(t 120)
知识拓展
三相发电机的工作原理
U L 3U YP
IYL IYP
U L 电路中的线电压
U YP
负载相电压
IYP
负载的相电流
IYL
线电流
三相四线制电路
负载的三角型联结
二、负载的三角型联结
U P U L
三相负载对称时：
IL 3IP
I P
U P Z
IL 线电流
IP 负载的相电流
U P
负载相电压
UL
线电压
三相三线制和三相四线制
三相交流发电机除了三相磁极式外还有旋转电枢式异 步电动机。
三相电源的连接
一、三相交流电源的星型联结 相线 线电压 相电压 中性点 中性线 三相四线制
星型联结
相电压大小(有效值)均为
U1 U2 U3 UP
线电压大小(有效值)均为
U12 U23 U31 UL 3UP
线电压比相应的相电压超前 30 ，如线电压 比u相12电压 超 前 3u01 ，线电压 比相电u压23 超前 30u，2 线电压 比相电 压 u3超1 前 30 。 u3
电工技术基础与技能(周绍敏主编)全套电子教案
7.3正弦交流电的表示法教学目标：掌握正弦交流电的各种表示方法（解析式表示法、波形图表法和矢量图表示法）以及相互间的关系。
教学重点：1．波形图表示法。
2．矢量图表示法。
教学难点：矢量图表示法授课时数：4课时教学过程：课前复习：1．什么是正弦交流电的三要素？2．已知U = 220V，f = 50 Hz，ϕ0 = - 90︒，试写出该交流电压的解析式。
一、解析式表示法e = E m sin（ω t + ϕe0）I = I m sin（ω t + ϕi0）u = U m sin（ω t + ϕu0）上述三式为交流电的解析式。
从上式知：已知交流电的有效值（或最大值）、频率（或周期、角频率）和初相，就可写出它的解析式，从而也可算出交流电任何瞬时的瞬时值。
例1：某正弦交流电的最大值I m = 5 A，频率f = 50 Hz，初相ϕ = 90º，写出它的解析式，并求t = 0时的瞬时值。
二、波形图表示法1．点描法2．波形图平移法ϕ0 > 0图像左移，ϕ0 < 0波形图右移，结合P109 图7－8讲解。
有时为了比较几个正弦量的相位关系，也可把它们的曲线画在同一坐标系内。
例2：已知电压为220 V，f = 50 Hz，ϕ = 90º，画出它的波形图。
例3：已知u = 100 sin ( 100 π t - 90º )V ，求：（1）三要素；（2）画出它的波形图。
三、矢量图表示法正弦交流电可用旋转矢量来表示：1．以e = E m sin (ωt + ϕ0 )为例，加以分析。
在平面直角坐标系中，从原点作一矢量E m，使其长度等于正弦交流电动势的最大值E m，矢量与横轴OX的夹角等于正弦交流电动势的初相角 ϕ0，矢量以角速度ω逆时针方向旋转下去，即可得e的波形图。
2．矢量：表示正弦交流电的矢量。
用大写字母上加“•”符号表示。
3．矢量图：同频率的几个正弦量的矢量，可画在同一图上，这样的图称为矢量图。
电工技术基础与技能 项目十. 三相正弦交流电路
第三相(W 相)电动势：eW = Emsin( t 120) (3)相量图
任一瞬时，对称的三相电动势之和为零，即有 e1 e2 e3= 0
图10-3 波形图 图10-4 相量图
知识链接（一） 三相正弦交流电认知
3.相序
三相对称电源中三个电动势依次达到最大值（或零值） 的先后次序称为三相电源的相序。三相电源相序为U-V-W-U， 即V相滞后于U相，W相滞后于V相，称之为正序。如果相序 为W-V-U-W，则称为逆序。工程上通用的是正序，正反转电 路中常用的是负序。U相是可以任意假定的，但U相一经确 定，那么比U相滞后120的就是V相，比U相超前120的则是W 相，这是不可混淆的。工业上通常在交流发电机引出线及 配电装置的三相母线上涂上了黄、绿、红三色，用以表示U、 V、W三相。
西安电子科技大学出版社
电工技术基础与技能
项目十
【任务目标】
三相正弦交流电路
1、熟悉三相交流电的产生并理解三相交流电动势及相 序的概念； 2、了解三相四线制电源的连接方式； 3、掌握三相负载星形联结方式及其电路计算； 4、掌握三相负载三角形联结方式及其电路计算； 5、掌握三相电路负载功率的计算。
项目十
知识链接（一） 三相正弦交流电认知
1. 三相正弦交流的基本知识 2. 三相交流电动势 3. 相序
知识链接（一） 三相正弦交流电认知
1. 三相正弦交流的基本知识
（1）三相交流发电机的基本介绍 结构组成：转子和定子组成。
表10-1 名称 实物图示 三相交流电动机的结构组成 介绍 作用 转子由转子铁芯、转子磁极（有磁扼.磁极 绕组)、风扇、(又称铜环.集电环)、滑环 及转轴等部件组成。爪极为鸟嘴形状，使 磁极按正弦规律分布；滑环间、滑环与轴 产生旋转磁场 间都有良好的绝缘
第十章 三相正弦交流电路 练习题
电工技术基础与技能第十章三相正弦交流电路练习题班别：高二（）姓名：学号：成绩：一、是非题1、三相对称电源输出的线电压与中性线无关，它总是对称的，也不因负载是否对称而变化。
（）2、三相四线制中性线上的电流是三相电流之和，因此中性线上的电流一定大于每根相线上的电流。
（）3、两根相线之间的电压称为相电压。
（）4、如果三相负载的阻抗值相等，即︱Z1︱=︱Z2︱=︱Z3︱，则它们是三相对称负载。
（）5、三相负载作星形联结时，无论负载对称与否，线电流必定等于对应负载的相电流。
（）6、三相负载作三角形联结时，无论负载对称与否，线电流必定是负载相电流的1.732倍。
（）7、三相电源线电压与三相负载的连接方式无关，所以线电流也与三相负载的连接方式无关。
（）8、相线上的电流称为线电流。
（）9、一台三相电动机，每个绕组的额定电压是220V，三相电源的线电压是380V，则这台电动机的绕组应作星形联结。
（）10、照明灯开关一定要接在相线上。
（）二、选择题1、三相对称电动势正确的说法是（）。
A.它们同时达到最大值B.它们达到最大值的时间依次落后1/3周期C.它们的周期相同，相位也相同D.它们因为空间位置不同，所以最大值也不同2、在三相对称电动势中，若e1的有效值为100V，初相为0，角频率为ω，则e2、e3可分别表示为( )。
A. tVetVeωωsin100,sin10032==B. VteVte）（）︒+=︒-=120sin100,120sin(10032ωωC. VteVte）（）︒+=︒-=120sin2100,120sin(210032ωωD. VteVte）（）︒-=︒+=120sin2100,120sin(210032ωω3、三相动力供电线路的电压是380V，则任意两根相线之间的电压称为（）。
A.相电压，有效值为380VB.线电压，有效值为220VC.线电压，有效值为380VD.相电压，有效值为220V4、对称三相四线制供电线路，若端线上的一根熔体熔断，则熔体两端的电压为（）。
《电工技术基础与技能》课程标准
《电工技术基础与技能》课程标准一、课程性质本课程是中等职业学校电子电工类专业必修的一门理论与实践相结合的专业类平台课程，其任务是让电子电工类各专业学生掌握安全用电、直流电路、电容与电感、磁场及电磁感应、正弦交流电、照明电路，以及三相异步电动机基本控制线路装调与检修等基础知识和基本技能，为培养其行业通用能力提供课程支撑，同时也为《电子技术基础与技能》《电气控制与PLC应用技术》等后续课程的学习奠定基础。
二、学时与学分144学时，8学分。
三、课程设计思路本课程按照立德树人的要求，突出职业能力培养，兼顾中高职课程衔接，高度融合电工基础知识、基本技能的学习和职业精神的培养。
1.依据电子电工专业类行业面向和职业面向，以及《中等职业学校电子电工专业类课程指导方案》中确定的人才培养定位、综合素质、行业通用能力，按照知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，突出电工技术基本能力的培养，结合学生职业生涯发展需要，确定本课程目标。
2.根据课程目标，以及电工等岗位需求，对接国家职业标准（初级）、职业技能等级标准（初级）中涉及电工技术的基础理论、基本技能和职业操守，兼顾职业道德、职业基础知识、安全知识、相关法律法规知识，反映技术进步和生产实际，体现科学性、前沿性、适用性原则，确定本课程内容。
3.以电工技术为主线，将电工岗位必备的电工知识、技能与职业素养有机融入所设置的模块和教学单元。
遵循学生认知规律，参考学生的生活经验，序化教学内容。
四、课程目标学生通过学习本课程，掌握电工技术的基础知识与基本技能，养成科学态度和精神，树立创新意识，提高解决实际问题的能力。
1.理解电路的基本概念、基本定律和定理，掌握基本电路的计算方法，了解其在生产生活的实际应用。
2.会分析简单电路的组成，理解电路的基本原理，能按电工工艺规范连接电路。
3.能规范操作常用电工工具及仪表，能识别与检测常用电工元件。
4.能排除直流电路、正弦交流电路、照明电路和三相异步电动机基本控制线路中的简单故障。
电工技术基础与技能(姚锦卫)题库1
电工技术基础试题库1——填空题一、填空题-直流电路11001．电流流通的称为电路。
11002．电路由、、和组成。
11003．电路通常有以下三种状态：、和。
其中时，电路中会有大电流，从而损坏电源和导线，应尽量避免。
11004．200mA= A；150µA= mA。
11005．10kV= V, 3.6V= mV。
11006．电路中某点的电位，就是该点与之间的电压。
11007．当电压值为负值时，说明电压的实际方向与参考方向。
11008．已知V a=5V ，V b=10V，则U ab= V，U ba= V。
11009．电流在一段电路上所做的功，与这段电路两端的电压、电流成比，与通电时间成比。
11010．电流在内所做的功叫做电功率。
11011．已知电路中A点电位为10V，AB两点间电压U AB=-10V，则B点电位为 V。
11012．电动势的方向从极指向极，即电位的方向。
11013．若V a =5伏，V b =3伏,则U ab = 伏，U ba = 伏。
11014．“220V，40W”的白炽灯，正常工作时电路中流过的电流I= A。
11015．根据导电性能的不同，物质分为、和。
11016．一段电阻为4Ω的导线，如果将它对折后接入电路，其电阻是Ω。
11017．导体材料及长度一定，导体横截面积越小，则导体的电阻值。
11018．如图2-30所示，U AB= ，U BA= ，U2= 。
图2-30 题1.（1）图11019．如图2-31所示，U AB= ，U BA= 。
图2-31 题1.（2）图11020．如图2-32所示，U r= ，U DF= 。
图2-32题1.（3）图11021．如图2-33所示，E=1.5V，R1=3Ω，R2=2Ω，I= 。
图2-33 题1.（4）图11022．电阻在电路中的连接方式有、和混联。
11023．串联电路中的处处相等，总电压等于各电阻上之和。
11024．三个电阻R1=3Ω，R2=2Ω,R3=1Ω,串联后接到U=6V的直流电源上，则总电阻R= ,电路中电流I= 。
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U 1 2 U 2 3 U 3 1 U L 3 U P
线电压比相应的相电压超
前 30 ，如线电压 u12 比相电压
u1 超前 30 ，线电压 u2 3 比相电
压 u2 超前 30 ，线电压 u31 比
相电压 u3 超前 30 。
图 10-3
相电压与线电压的矢量图
10 三相正弦交流电路
10.1 三相交流电源 10.2 三相负载的联结 10.3 三相电路的功率 10.4 安全用电 本章小结
10.1 三相交流电源
一、三相交流电动势的产生 二、三相电源的连接
一、三相交流电Leabharlann 势的产生1．对称三相电动势
振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差 120 的三个电 动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表 达式为
线电压
U L3U P38 V0
(2) 三相电源 形联结：相电压 UP = E = 220 V，线电 压
UL = UP = 220 V
10.2 三相负载的联结
一、负载的星形联结 二、负载的三角形联结
一、负载的星形联结
三相负载的星形联结如图 10-4 所示。
图 10-4 三相负载的星形联结
该接法有三根火线和一根零线，叫做三相四线制电路被图 片叠压，在这种电路中三相电源也是必须是 Y 联结，所以又叫 做 Y－Y 接法的三相电路。显然不管负载是否对称(相等)，电 路中的线电压 UL 都等于负载相电压 UYP 的 3 倍，即
【例10-2】在负载作 Y 联结的对称三相电路中，已知每相
负载均为 |Z|= 20 ，设线电压 UL = 380 V，试求：各相电流(也 就是线电流)。
解：在对称 Y 负载中，相电压
UYP
UL 3
220V
相电流(即线电流)为
IYPUZYP2220A011A
二、负载的三角形联结
负载做 联结时只能形成三相三线制电路，如图10-5 所 示。
UL 3UYP 负载的相电流 IYP 等于线电流 IYL ，即
IYL = IYP 当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电 流也一定对称(称为 Y－Y 形对称三相电路)。即各相电流(或各 线电流)振幅相等、频率相同、相位彼此相差 120，并且中性 线电流为零。所以中性线可以去掉，即形成三相三线制电路， 也就是说对于对称负载来说，不必关心电源的接法，只需关心 负载的接法。
每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中性线之间 的电压)称为相电压，它们的瞬时值用 u1、u2、u3 来表示， 显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为
U1 = U2 = U3 = UP
任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)称 为线电压，它们的瞬时值用 u12、u23、u31 来表示。Ｙ接法的 矢量图如图 10-3 所示。
UL = UP
这种没有中性线，只有三根相线的输电方式称为三相三线 制。
特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三 根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中性线)，这 时所说的三相电压大小均指线电压 UL ；而民用电源则需要 引出中性线，所说的电压大小均指相电压 UP 。
【 例 10-1】 已 知 发 电 机 三 相 绕 组 产 生 的 电 动 势 大 小 均 为 E = 220 V，试求：(1) 三相电源为 Y形 联结时的相电压 UP 与 线电压 UL；(2) 三相电源为 形联结时的相电压 UP 与线电压 UL 。 解：(1) 三相电源 Y 形联结：相电压 UP = E = 220 V，
相序是一个十分重要的概念，为使电力系统能够安全可 靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色 标出 U 相，用绿色标出 V 相，用红色标出 W 相。
二、三相电源的连接
三相电源有星形(亦称 Y形 )联结和三角形(亦称 形） 联结两种。
1．三相电源的星形( Y 形)联结
将三相发电机三相绕组 的末端 U2、V2、W2 (相尾) 连接在一点，始端 U1、V1、 W1 (相头)分别与负载相连， 这种 连接 方法称 为 星形 (Y 形)联结。如图 10-2 所示。
三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序称为相序。e1 比 e2 超前 120 ，e2 比e3 超前 120 ，而 e3 又比 e1 超前120 ， 称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果e1比 e3 超前 120 ，e3 比 e2 超前 120 ， e2 比 e1 超前 120，称这种相序 为负相序或逆相序。
第一相(U 相)电动势： e1 = Emsin t 第二相(V 相)电动势： e2 = Emsin( t 120)
第三相(W 相)电动势：e3 = Emsin( t 120)
显然，有 e1 e2 e3= 0。波形图与矢量图如图 10-1 所示。
图 10-1 对称三相电动势波形图与矢量图
2．相序
相负载均为 |Z|= 50 ，设线电压 UL = 380 V，试求各相电流和 线电流。
图 10-2 三相绕组的星形联结
从三相电源三个相头 U1、V1、W1 引出的三根导线称 为端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压称为 线电压。Y 形联结的公共连接点 N 称为中性点，从中点引 出的导线称为中性线或零线。由三根相线和一根中性线组 成的输电方式称为三相四线制(通常在低压配电中采用)。
2．三相电源的三角形( 形)联结
将三相发电机的第二绕组始端 V1 与第一绕组的末端 U2 相 连，第三绕组始端 W1 与第二绕组的末端 V2 相连，第一绕组 始端 U1 与第三绕组的末端 W2 相连，并从三个始端 U1、V1、 W1 引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法称为三角形 (形)联结。显然这时线电压等于相电压，即
图 10-5 三相负载的三角形联结
显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压 UP 都等于线电压 UL ，即
UP = UL
当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线 电流也一定对称。负载的相电流为
I P
U P Z
线电流 IL 等于相电流 IP 的 3 倍，即
IL 3IP
【例10-3】 在对称三相电路中，负载作 形联接， 已知每