三相交流电的基本概念和三相负载的连接方式
第3章三相电路
波形图和相量图如图3-3所示。相电压对称。
u
uU
uV
uW ωt
UW
1200
1200
0
π
2π
1200
UU
UV
(a)相电压的波形图 (b)相量图
图3-3三相电源相电压的波形图和相量图
电源任意两根端线之间的电压称为线电 压，用uUV、uVW、uWU 表示，如图3-4所 示。 U1 L
1
uU
W2
你可要记 住了！
I L 3I P
（3-16）
线电流落后相应的相电流300的相位角。
例2 三相对称负载，每相R=6Ω,XL=8 Ω,接到UL=380V
§ 3.2
三相负载的联接
负载有单相负载与三相负载之分。对于 单相负载，应根据其额定电压接入电路。 若负载所需的电压是电源的相电压，应将 负载接到端线与中线之间。如图3-8(a)
U V W N
ZU
ZV 图3-8 (a)
ZW
若负载所需的电压是电源的线电压，应将 负载接到端线与端线之间。如图3-8(b)
UP=UL
很好记吧！
Hale Waihona Puke 思考题１．对称三相电源星形连接时，Ｕl= 3 Up ,线电压 的相位超前于它所对应相电压的相位 300 。
２．正序对称三相星形连接电源，若 UVW 380300V , 380/1500V， U U 220/1200 V， 220/-1200 V。 则 U UV UW
§3.1 三相交流电源
一、 概念
由三个幅值相等、频率相同、相位互差 120o的单相交流电动势按一定方式连接起来 所构成的电源称为三相交流电源。由三相电 源构成的电路称为三相交流电路。 三相交流电源一般来自三相交流发电机或 变压器副边的三相绕组。三相交流发电机的 基本原理如图3-1所示
§3-2 三相电源和负载的连接-OK
U P = 220 V 、 l = 380 V U
12
三相电路的基本概念—复习 三相电路的基本概念 复习
1、相线（火线、端线）： 相线（火线、端线）： 个电压源正极性端子A、 、 向外引出的 从3 个电压源正极性端子 、B、C向外引出的 导线。 导线。 中线（零线）： 2、中线（零线）： 从中（ 引出的导线。 从中（性）点N引出的导线。 引出的导线 3、线电压： 线电压： 火线之间的电压。 火线之间的电压。 4、相电压 电源每一相的电压，或负载阻抗的电压。 电源每一相的电压，或负载阻抗的电压。 5、线电流 火（或端）线中的电流。 或端）线中的电流。 6、相电流 各相电源中的电流或负载阻抗的电流。 各相电源中的电流或负载阻抗的电流。 13
P71） 3、三相电源星形(Y)接法的电流 （P71） 三相电源星形(Y)接法的电流 星形(Y)接法的
线电流： 线电流：iU、iV、iW 参考方向规定为： 参考方向规定为： 电源端指向负载端。 电源端指向负载端。 相电流 电源相电流参考方 向规定为： 向规定为：末端指 向始端。 向始端。
三相电源的星形连接
& UBN
& U AN
7
线电压：火线间的电压。 P70） 线电压：火线间的电压。（P70）
A
u AB uBC uCA
uAB
N B
uBC uCA
C
& & & U AB = U AN − U BN & & & U BC = U BN − U CN & & & U CA = U CN − U AN
注意规定的 正方向
三相电的应用
中国 ·四川
Sichuan, China
谢谢！
中国 ·四川
Sichuan, China
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三、三相电的产生与应用
三相电在交流电路中的应用大体可分为两类： 一类是接在需要三相电源上才能正常工作的三相负载,如果每相负载的 阻抗值和阻抗角完全相等，则为对称负载，如三相电动机，GT铸锭炉。 另一类是接入只需单相电源的负载，它们可以按照需要接在三相电源 的任意一相电压或线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载，但各相
功率验证：
由I线＝3800A，可得I相＝3800 / 3 =2194A 则每个电阻的电流IR＝2194/2＝1097A 每个电阻的阻值：R＝25V／1 097A=0．0228 欧
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三相电在பைடு நூலகம்VA铸锭炉中的连接方式：
U12＝38V U23＝38V U13＝55V
I1＝2111A I2＝2111A I3＝2186A 中国 ·四川
P1＝80KvA P2＝80KvA P3＝120KvA Sichuan, China
为什么选用三相电：
一、在发电方面：三相交流发电机比相同尺寸的单相交流 发电机容量大。 二、在输电方面：如果以同样电压将同样大小的功率输送 到同样距离，三相输电线比单相输电线节省材料。 三、在用电设备方面：三相交流电动机比单相电动机结 构简单、体积小、运行特性好等等。因而三相制是目前世界各 国的主要供电方式。我国的三相电线电压是采用380V。
三相电及应用
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一、三相电简介
二、连接方式
三、三相电的应用
中国 ·四川
《三相交流电概述》课件
04
三相交流电的负载
线性负载
定义
线性负载是指其阻抗在交流电的整个周期内保持 恒定的负载。
特性
线性负载的电流和电压波形具有相同的形状，相 位差保持不变。
应用
白炽灯、电阻器等。
非线性负载
01
02
03
定义
非线性负载是指其阻抗随 时间变化的负载，导致电 流和电压波形不具有相同 形状或相位差发生变化。
特性
高压输电
01
02
03
04
高压输电是通过高压线路将电 能从发电厂传输到负荷中心， 以减少线路损耗和降低传输成
本。
高压输电线路通常采用分裂导 线，以增加线路的输电容量。
高压输电电压等级通常在 200kV以上，常见的有330kV
、500kV和765kV等。
高压输电线路通常采用架空线 路或电缆线路，其中架空线路
发电机的基本构造
发电机通常由转子、定子和三相 绕组组成。转子在磁场中旋转，
从而产生旋转磁场。
旋转磁场的产生
当发电机转子绕组中通入直流电 流时，电流在磁场中受到安培力 作用，使转子旋转起来。随着转 子旋转，定子中的感应电动势也
随之产生。
交流电的产生
由于发电机转子连续旋转，定子 中的感应电动势也连续变化，从
旋转磁场的优点
与直流电机相比，旋转磁场具有更大的输出功率和更高的效率。此外， 旋转磁场还具有结构简单、维护方便等优点。
03
三相交流电的特性
电压波形
总结词：正弦波形
详细描述：三相交流电的电压波形是正弦波，这是因为交流电的大小和方向随时 间变化，而正弦波是最能模拟这种变化的波形之一。
电流波形
总结词
绕组材料的选择
第4章 三相交流电路
第4章 三相交流电路
4.3 三相功率的计算
4.3.2 无功功率
三相电路的无功功率为
由于每相负载可能是感性，也可能是容性，即每相的无功功率 可正可负，所以无功功率为各项无功功率的代数和。在对称三 相电路中，无论是星形联结还是三角形联结，总无功功率为
第4章 三相交流电路
4.3 三相功率的计算
3.3 视在功率
每相电流间的相位差仍为120°，由KCL可知，中线电流为零。
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
三相四线制接线方式的特点如下。 （1）相电流等于线电流，即
（2）加在负载上的相电压和线电压之间的关系为
（3）流过中性线N的电流IN为
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
当三相电路中的负载完全对称时，在任意一个瞬间，三个 相电流中，总有一相电流与其余两相电流之和大小相等， 方向相反，正好互相抵消。所以，流过中性线的电流等于 零。在三相对称电路中，当负载采用星形联结时，因为流 过中性线的电流为零，所以三相四线制就可以变成三相三 线制供电。如三相异步电动机及三相电炉等负载，当采用 星形联结时，电源对该类负载就不需接中性线。通常在高 压输电时，由于三相负载都是对称的三相变压器，所以都 采用三相三线制供电。
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
如图4-8所示是只有三根相线而 没有中性线的电路，即三相三 线制；而接线方式除了三根相 线外，在中性点还接有中性线， 这样的接法即为三相四线制， 如图4-9所示，三相四线制除可 供电给三相负载外，还可供电 给单相负载，故凡有照明、单 相电动机、电扇、各种家用电 器的场合，也就是说一般低压 用电场所，大多采用三相四线 制。
总之，当三相电流对称时，线电流的有效值是相电流 有效值的√3倍，线电流滞后对应的相电流30°，即
三相电路基本知识
三相电路基本知识一、概括三相电路基本知识是电力系统中至关重要的部分，涉及三相交流电的产生、传输、变换和应用。
本文旨在介绍三相电路的基本概念、原理及应用领域。
三相电路具有高效、稳定的特点，广泛应用于工业、商业和家庭等各个领域。
本文将重点介绍三相电源、三相负载、三相线路的接法、三相电路的功率计算，以及三相电路中的电压电流特性等内容，为读者提供三相电路的基本知识和理解，以便更好地应用和维护电力系统。
1. 介绍三相电路的重要性和应用领域三相电路在现代电力系统中占据着举足轻重的地位，其重要性不容忽视。
三相电路是一种能够同时传输三种频率电能的电路系统，其广泛的应用领域涵盖了工业、商业和家庭等各个方面。
了解三相电路的基本知识，对于电气工程师、电力工作者以及广大民众来说都至关重要。
三相电路的重要性体现在其高效稳定的电力传输能力上。
相较于单相电路，三相电路具有更高的输电效率和更大的容量，能够满足大规模电力负载的需求。
三相电路还能提供更为平衡和稳定的电力供应，有助于保障电力系统的整体运行安全。
三相电路的应用领域极为广泛。
在工业领域，三相电路是电动机、发电机、变压器等设备的核心驱动力量，广泛应用于各类机械设备、生产线以及自动化系统中。
在商业领域，三相电路用于照明、空调、电脑等设备，为商业活动的正常进行提供了重要支持。
在家庭领域，三相电路则为家用电器如电视、冰箱、洗衣机等提供了稳定的电力供应。
三相电路还广泛应用于电网建设、能源分配以及电力系统自动化控制等方面。
三相电路在现代电力系统中具有不可或缺的地位。
掌握三相电路的基本知识，对于理解和应用电力系统具有重要意义。
在接下来的文章中，我们将详细介绍三相电路的基本概念、工作原理以及相关的技术要点。
2. 简述三相电路的发展历程及其在现代电力系统中的地位三相电路的发展历程可以追溯到电力工业的早期阶段。
自发电机的发明以来，三相电路技术得到了不断的完善和发展。
随着工业化的进程，三相电路因其高效、稳定的特性，逐渐取代了单相电路，成为电力系统的主要组成部分。
三相交流电路实验
接通电源
将三相交流电源接通，观察并 记录各仪表的读数。
断开电源
实验结束后，先断开电源，再 拆除电路连接。
数据记录与分析
01
数据记录：记录实验过程中的电源电压、电流、功率等参 数，以及负载的电阻、电感、电容值等。
02
数据分析
03
计算负载的相电压、线电压、相电流、线电流等参数。
04
分析负载的性质（阻性、感性或容性），并计算功率因数 。
ERA
实验目的
01
掌握三相交流电路的基 本概念和原理
02
学会搭建和测量三相交 流电路
03
分析三相交流电路的电 压、电流和功率等参数
04
探究三相负载的星形和 三角形接法对电路性能 的影响
三相交流电路基本原理
三相交流电的产生
三相交流电是由三个频率相同、幅值相等、相位互 差120°的正弦交流电组成。
三相负载的连接方式
测量方法
使用电压表和电流表分别测量三 相交流电路中的电压和电流有效 值，然后将两者相乘即可得到视 在功率的数值。
06
实验结果总结与讨论
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
数据汇总及图表展示
实验数据表格
详细记录了实验过程中各项参数的测 量值，包括电压、电流、功率因数等 。
ERA
有功功率测量
使用有功功率表
选择合适的量程和精度等级的有功功率表，将其接入三相交流电路中，直接读 取有功功率的数值。
间接测量法
通过测量电压、电流以及功率因数等参数，利用公式P=UIcosφ计算有功功率。 其中，U为电压有效值，I为电流有效值，cosφ为功率因数。
无功功率测量
三相电路的基本概念
三相电路的基本概念一、什么是三相电路？三相电路是指由三个相位的交流电组成的电路。
在三相电路中，三个电源相间相差120度，它们的电压和频率相同，且在任何时刻都存在至少两个电源在供电，因此三相电路具有高效、稳定的特点，广泛应用于工业、建筑、交通等领域。
二、三相电路的基本组成1.三个电源三相电路中，三个电源通常指三个交流电源，它们的相位差为120度，电压和频率相同。
三个电源可以是三个独立的发电机，也可以是由一个变压器接入三相电网得到的三相电源。
2.三个负载三相电路中，三个负载通常指三个电动机或三个灯泡等电器设备。
三个负载的电流和功率可以不同，但是它们之间的相位差同样为120度。
3.三个导线三相电路中，三个导线通常指三根电缆或电线，分别连接三个电源和三个负载。
在三相电路中，通常使用三根相同的导线，其中一根被称为“相线”，另外两根被称为“零线”。
三、三相电路的工作原理在三相电路中，三个电源的相位差为120度，因此它们的电压和电流的变化情况也不同。
当三个电源同时供电时，三个负载也同时受到电力的驱动，它们之间的相位差同样为120度。
由于三个负载的电流和功率可以不同，因此三个电源的负载也可以不同，但是它们之间的相位差始终为120度。
三相电路的工作原理可以用图示来表示：图示中，三个电源分别为Ua、Ub、Uc，三个负载分别为Za、Zb、Zc，三个导线分别为La、Lb、Lc。
当三个电源同时供电时，三个负载也同时受到电力的驱动，它们之间的相位差同样为120度。
四、三相电路的应用三相电路具有高效、稳定的特点，广泛应用于工业、建筑、交通等领域。
下面介绍三相电路在工业领域中的应用：1.电动机控制三相电路可以用于电动机的控制。
在三相电路中，三个电源分别连接三个电动机，通过控制电源的开关，可以实现电动机的启动、停止、正反转等操作。
2.变频调速三相电路可以用于变频调速。
在三相电路中，通过改变电源的频率，可以实现电动机的调速，从而满足不同的生产需求。
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课题：4-1三相交流电的基本概念
4-2三相负载的连接方式
班级：1323级
时间：3-4周
课时：2节
课型：新授
教具:挂图及三角板
教法：灵活授课法
教学重点：了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接方法.
教学难点：掌握三相负载的连接方法及计算.
教学目的: 了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接及特点
授课过程:
组织教学：清点人数整顿教学秩序（1分钟）
复习相关内容;(5分钟)
三相发电机的绕组主要是星形接法,三相负载有星形连接和三角形连接法,
进行提问：
1.纯电感电路电压与电流的相位关系
2.纯电感电路电压与电流的相位关系
本节授课内容（170 分钟）：
3-4三相交流电的基本概念
一、交流发电机简介
发电机的基本组成部分是磁极和线圈(线圈匝数很多，嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢)。
电枢转动、而磁极不动的发电机，叫做旋转电枢式发电机。
磁极转动、而电枢不动，线圈依然切割磁感线，电枢中同样会产生感应电动势，这种发电机叫做旋转磁极式发电机。
不论哪种发电机，转动的部分都叫转子，不动的部分都叫定子。
旋转电枢式发电机，转子产生的电流必须经过裸露着的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，就容易发生火花放电，有可能烧毁电机。
这种发电机提供的电压一般不超过500 V。
旋转磁极式发电机克服了上述缺点，能够提供几千伏到几十千伏的电压，输出功率可达几十万千瓦。
所以，大型发电机都是旋转磁极式的。
发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其它动力机带动的。
动力机将机械能传递给发电机，发电机把机械能转化为电能传送给外电路。
二.交流电的产生及正弦交流电的概念
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
第一相(U相)电动势：e1=E m sin(t)
第二相(V相)电动势：e2 = E m sin(t 120)
第三相(W相)电动势：e3 = E m sin(t 120) 显然，有e 1 e2e3 = 0。
波形图与相量图如图所示。
图对称三相电动势波形图与相量图
2．相序
三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序叫做相序。
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。
一、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。
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，这种连接方法叫做星形(Y形)连接。
如图所示。
图三相绕组的星形接法
图相电压与线电压的相量图
三.三相四线制
从三相电源三个相头U1、V1、W1引出的三根导线叫作端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压叫做线电压。
Y形公共联结点N叫作中点，从中点引出的导线叫做中线或零线。
由三根相线和一根中线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在低压配电中采用)。
每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中线之间的电压)叫做相电压，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 = U P
任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)叫做线电压，它们的瞬时值
用u12、u23、u31来表示。
Ｙ形接法的相量图如图10-3所示。
显然三个线电压也是对称的。
大小(有效值)均为
U12 = U23 = U31 = U L =3U 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u23比相电压u2超前30，线电压u31比相电压u3超前30。
四.三项负载的连接方式
1、负载的星形联结
三相负载的星形联结如图所示。
图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，在这种电路中三相电源也是必须是Y形接法，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U L都等于负载相电压U YP 的3倍，即
U L =3U YP
负载的相电流I YP等于线电流I YL，即
I YL = I YP
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，并且中线电流为零。
所以中线可以去掉，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。
例题：在负载作Ｙ形联接的对称三相电路中，已知每相负载均为|Z |= 20
，设线电压U L = 380V ，试求：各相电流(也就是线电流) 解：在对称Ｙ形负载中，相电压V 2203L YP ≈=U U
相电流(即线电流)为
A 1120220YP YP ===Z U I 2、负载的三角形联结
负载做
形联结时只能形成三相三线制电路，如图所示。
显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压U P
都等于线电压U L ，即 U P = U L
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
Z
U I P
P ∆∆= 线电流I L 等于相电流I P 的
3倍，即 P
L 3∆∆=I I
图三相负载的三角形联结
例题：已知每相负载均为|Z |= 50 ，设线电压U L = 380 V ，试求各相电流和线电流【例10-3】 在对称三相电路中，负载作
形联接，。
解：在
形负载中，相电压等于线电压，即U P = U L ，则相电流
A 6.750380P P ===∆∆Z U I 线电流 A 2.133P L ≈=
∆∆I I 本节小结（4分钟）：
一、三相电源
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
第一相(U 相)电动势： e 1 = E m sin(
t ) 第二相(V 相)电动势： e 2 = E m sin( t
120) 第三相(W 相)电动势： e 3 = E m sin(
t
120) 三相电源中的绕组有星形(亦称Y 形)接法和三角形(亦称 形)接法两种。
二、三相负载
1. 三相负载的Y 形接法
在三相四线制电路，线电压U L 是负载相电压U YP 的
3倍，
即
YP L 3U U =
负载的相电流I YP 等于线电流I YL ，即
I YL = I YP
当三相负载对称时，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，并且中线电流为零。
所以中线可以去掉，即形成三相三线制电路。
2．三相负载的
形接法 负载做 形联结时只能形成三相三线制电路。
显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压U P 都等于线电压U L ，即
U P = U L
当三相负载对称时，相电流和线电流也一定对称。
负载的相电流为
Z U I P
P ∆∆=
线电流I L 等于相电流I P 的3倍，即
I L =3I P
作业：课后习题电工练习册4-1,4-2
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