第六章三相交流电路教案
电工基础教案第六章三相交流电路
理论课授课教案第二相(V相)电动势：e2 = E m sin(ωt- 120︒)第三相(W相)电动势：e3 = E m sin(ωt+ 120︒)显然，有e1 +e2+e3 = 0。
波形图与相量图如图10-1所示。
教学过程和内容时间分配图10-1 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。
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)接法和三角形(亦称∆形)接法两种。
1．三相电源的星形(Y形)接法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10-2所示。
图10-2 三相绕组的星形接法图10-3 相电压与线电压的相量图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u 12比相电压u 1超前30︒，线电压u 23比相电压u 2超前30︒，线电压u 31比相电压u 3超前30︒。
三相交流电教案
教学辅助手段：多媒体教学，视频播放等
板书设计：在进行多媒体教学，可适当在黑板对重点内容进行强调和分析
重点突出及难点解决：上课开始指出本次课的学习要求和任务，通过三相电路的功率的讲解加深学生对重点难点的理解和掌握，下课前再次总结本次课的学习内容及重点难点，通过布置课后作业来进一步巩固学习效果。
师生互动：列举三相负载的星形连接和三角形连接的实例后，让学生自己进行举例，并进行讨论。
作业布置
主 要
参考资料
备注
教学辅助手段：多媒体教学，视频播放等
板书设计：在进行多媒体教学，可适当在黑板对重点内容进行强调和分析
重点突出及难点解决：上课开始指出本次课的学习要求和任务，通过三相电源的星形连接的讲解加深学生对重点难点的理解和掌握，下课前再次总结本次课的学习内容及重点难点，通过布置课后作业来进一步巩固学习效果。
师生互动：列举三相电源的实例后，让学生自己进行举例，并进行讨论。
作业布置
主 要
参考资料
备注
职业技术学校教案（理论教学用）
第 次课 2学时
章节
第6章 三相交流电路 6.4三相电路的功率计算
讲授主要内容
1.三相电路的功率
重点
难点
1.三相电路的功率计算
要求掌握知识点和分析方法
1. 掌握三相电路的功率计算
授课思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互相电压及大小关系
3. 掌握负载的相电流及关系
授课思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互动等
第六章-电路原理-张燕君-清华大学出版社
5. 相序：各相电源经过同一值(如正最大值)的先后顺序
正序(顺序)：A—B—C—A
C
B
A
负序(逆序)：A—C—B—A
B
A C
6. 对称三相电源连接
A +
•
UA
–N
•
C UC
•
UB
•
IA A
•
•
UAB UCA
N
•
B IB
B
I U •
•
C
BC
C
A
•
UC
•
UA
C
– •
+
B
UB
•
IA
A
•
•
U U •
A B CA
U bc
Z
2Iab
•
•
I ca
U ca
Z
Iab
即，相电流对称。
讨论（接）线电流和相电流的关系
•
IA
令
•
I ab
I0o
•
I bc
I 120o
•
I ca
I1 2 0o
a
•
IB
b
•
IC
•
I ab
Z •
Z
I ca
•Z I bc
线电流：
c
•
•
•
I A I ab I ca
3
•
I ab
30o
•
•
•
I B I bc I ab
(3) 线电压大小等于相电的 压 3倍, 即Ul 3U p .
(4) 线电压相位领先对应相电压30o。
•
•
UAB U AN
第六章三相交流电路教案
§6-1三相交流电源教案教学过程:§6-1三相交流电源安全教育3分钟，注意节假日的安全。
一、三相电动势的产生三相交流电的电源只有两根输出线，而且电源只有一个交变电动势，如果在交流电路中有几个电动势同时作用，每隔电动势大小相等，频率相同，但相位不同，则称多项制电路。
三相电动势由三相交流发电机产生。
如图，由定子和转子构成。
转子是电磁铁，定子是铁心，嵌有三个线圈，彼此相隔120°。
转子装有磁极并以的速度旋转。
三个线圈中便产生三个单相电动势。
()()︒-=︒-==240sin 120sin sin t E e t E e tE e m C m B m A ωωω)120sin(︒+=t E m ω三个交流电动势达到最大值（或零）的先后次序称为相许。
120°二、三相四线制如图所示，把发电机三个线圈的末端连接在一起，成为一个公共端点，称之为中性点，用N 表示。
概念：中线，零点，零线，火线。
三、两种电压相电压：火线对零线间的电压。
线电压：火线间的电压。
三个线电压也是对称的：大小相等，为相电压的3倍，相位领先对应的相电压30°，互成120°相位差。
注意：三个相电压只有在对称时其和为零，而线电压无论对称与否和都为零。
C（中线） （火线）（火线） （火线） ACB N小结：1、三相电动势的产生2、三相四线制3、线电压与相电压§6-2 三相负载的连接方式教学过程:§6-2 三相负载的连接方式安全教育3分钟，注意乘车安全，注意饮食卫生。
一、三相负载的星型接法三相对称负载星形接法星形接法ACB相电流=线电流 N I &CNC BN B AN A I I I I I I &&&&&&=== CN BN AN N I I I I &&&&++=负载两端的电压等于电源的相电压ZU I I AN ANA &&&== ZU I I Z U I I CNCN C BNBN B &&&&&&====结论：三相电源对称，负载对称且Y 形连接，则三个线电流也是对称的。
三相交流电路的课程设计
三相交流电路的课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握三相交流电路的基本概念、原理和分析方法，能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解三相交流电路的定义、特点和应用；（2）掌握三相电源、三相负载的连接方式及其特点；（3）熟悉三相电路的功率计算方法。
2.技能目标：（1）能够运用 Phasor 方法分析三相电路；（2）能够运用对称分量法分析三相电路中的不对称故障；（3）能够运用仪器仪表进行三相电路的实验测量和分析。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对电路学科的兴趣和好奇心；（2）培养学生勇于探索、积极思考的科学精神；（3）培养学生团队协作、沟通交流的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.三相交流电路的基本概念：三相电源、三相负载、相电压和线电压等；2.三相电路的连接方式及其特点：星形连接、三角形连接、Y-D 连接等；3.三相电路的功率计算：总有功功率、无功功率、视在功率及其计算方法；4.对称分量法：正序、负序、零序分量的概念及计算方法；5.Phasor 方法：相量图的绘制和分析方法。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解三相交流电路的基本概念、原理和分析方法；2.案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解三相电路的应用；3.实验法：安排实验环节，让学生亲自动手操作，锻炼实际操作能力；4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作和沟通交流能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将采用以下教学资源：1.教材：《电路分析基础》、《电气工程基础》等相关教材；2.参考书：提供相关的论文、书籍、网址等参考资料；3.多媒体资料：制作课件、动画、视频等，形象生动地展示三相电路的原理和应用；4.实验设备：提供三相电源、负载、测量仪器等实验设备，让学生进行实际操作和测量。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的方式，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
电工基础(邮电版)授课教案：6.6 安全用电
电工基础（邮电版）授课教案第六章三相交流**6.6 安全用电一、电气事故1、电流伤害由于违反操作规程，接近或接触带电体，是电流通过人体发生触电事故，轻者受伤，重者死亡。
实践证明，频率为50～100Hz的电流最危险。
若人体通过50mA的工频电流就会有生命危险。
当通过人体的电流为30至40mA，电击时间为l～2min，触电者会出现心跳不规律，血压上升，强烈痉挛，知觉消失。
当通过人体的电流为40～500mA，电击时间超过0．1s，触电者可能发生心室纤颤，知觉消失，以至死亡。
触电对人体的伤害程度，主要由通过人体的电流来决定。
通过人体电流的大小与触电电压大小和人体电阻有关。
一般情况下，人体电阻约为800Ω，当皮肤出汗时，电阻还要低。
一般情况下，规定36V以下电压为安全电压。
如果在金属架或潮湿的场所工作，那么安全电压等级还要降低，通常为24V或12V。
2、电磁伤害人体在电磁场的作用下，可吸收辐射能量。
当电磁场的强度高到一定数值时，就会对人体组织造成不同程度的伤害。
3、静电伤害静电有对人有利的一面，也有对人们有害的一面，其主要危害有引起爆炸和火灾，造成电击和影响生产等。
因此，在人们不希望有静电而出现静电时，就要采取措施，防止它的产生，或使静电小到一定程度，尽量减少危害。
4、电路故障在电路故障发生的同时，可能伴有人身事故或其它事故的发生。
例如，短路故障可能引起火灾或爆炸，架空线的断落可能造成人身伤亡等。
15、雷电伤害一次雷电放电电流可达几千安至几百千安，持续时间可达30μs～50μs，具有相等大的破坏力。
二、触电方式触电方式指电流流过人体时对人体产生的生理和病理伤害。
发生触电的原因很多，常见触电方式有单相触电和两相触电。
1、单相触电当人的一只手接触到一相带电体时，就会发生单相触电，此类触电事故约占总触电事故的75%以上。
当低压电网中性点接地时，作用于人体的电压达220V，触电示意图1。
图1 单相触电图2 两相触电2、两相触电如图2所示，当人的两只手同时接触两相带电的导线时，不论低压电网的中性点是否接地，都会发生两相触电事故。
第6章 三相交流电路
UU UV 时值表达式可作出三相对 称电压的波形图和相量图，如下图所示。由图中三相 对称电压的波形图可以看出：三相对称电压的瞬时值， 在任一时刻的代数和等于零。将图中所示相量图中任 意两个电压相量按平行四边形法则合成，其相量和必 与第三个电压相量大小相等，方向相反，相量和为零， 即
以 U 为参考相量，作出各相电压、线电压的相量图， 如图所示。
U
由上所示相量图可以看出，线电压与相电压之间的 数量关系为
1 U 线 U 相 cos30 2
即
U 线 3U 相
在相位上， 线电压超前对应的相电压30˚，由于三个线电压的大 小相等，频率相同，相位互差120˚，所以也是三相 对称量，即
iL1 iU iW iL 2 iV iU iL 3 iW iV
上式表明线电流的瞬时值等于相应两个相电流的瞬时值之差， 则其相量关系为
I L1 I U I W I L2 I V I U I L3 I W I V
以为参考相量，作出各相电流、线电流 的相量图，如右图1所示。 由相量图可以看出，线电流与相电流之 1 间的数量关系为 I线 I相 cos 30 I线 3I 相 2 在相位上，线电流滞后于对应相 电流，即 线 相 30
L1 L2 L3 N
三相负载与三相电源的联接有星形（Y形）和 三角形（△形）两种连接方式。
6.3.1 三相负载的星形联接
三相负载的星形联接是指把三相负载的一端 连接在一起，它常与三相电源的中线联接；把三相 负载的另一端分别与三相电源的三根相线联接。这 种联接方式就是“著名”的三相四线制供电线路如 下图a所示，下图b中各种负载联接到电源上。
相电压及线电压
三相交流电路教案
三、Z、Y的等效互换∵Y=1/Z而 Z=R+jXL∴Y=1R+jXL=R-jXLR2+XL2=RR2+XL2-jXLR2+XL2=g-jbg=RR2+XL2,b=XLR2+XL2注意：Z=R+j(XL -XC)时Y≠1R+j1XL-j1XC而是Y=1R+jX=1R+j(XL-XC)例1：如图，Z1=4+j10Ω,Z2=8-j6Ω,Y3=-j0.12S,U=60V,求Ì1Ì2Ì3解：设Ù=60∠00V求等效阻抗：Y23=1Z2+Y3=18-j6-j0.12=8+j682+62-j0.12=0.08+j0.06-j0.12=0.08-j0.06=0.1∠-36.90S∴Z23=1Y23=10.1∠-36.90=10∠36.90Ω=8+j6Ω∴Z=Z1+Z23==4+j10+8+j6=12+j16=20∠53.10Ω∴Ì1=ÙZ=60∠0020∠53.10=3∠-53.10AÌ2=Ì1Z231Z2=3∠-53.10×10∠36.808-j6=3∠20.40AÌ3=Ì1Z23Y3=3∠-53.10×10∠36.80×(-j0.12)=3.6∠-106.40A例2：如图，U=220V，f=50Hz，R1=60Ω,R2=30Ω,XL1=80,L2=0.16H,C=125120 F, 求：（1）I1，I2和I（2）P，Q，S（3）绘出相量图解：（1）设Ù=220∠00V∵Z1=R1+jXL1=60+j80=100∠53.10ΩZ 2=R2+jXL2-jXC=30+j(314×0.16-25120/314)=30+j(50-80)=30-j30=30 2 ∠-450Ω∴Z=Z1Z2Z1+Z2=100∠53.10×30 2 ∠-45060+j80+30-j30=3000 2 ∠8.10103∠290=41.2∠-20.90Ω∴Ì=ÙZ=220∠0041.2∠-20.90=5.34∠20.90AÌ1=ÙZ1=220∠00100∠53.10=2.2∠-53.10AÌ2=ÙZ2=220∠0030 2 ∠-450=5.19∠450A（2）P=UIcosφ=220×5.34×cos(-20.9)=1098W Q=UIsinφ=220×5.34×sin(-20.9)=-421VarS=U I=220×5.34=1175VA或：P=I12R1+I22R2=2.22×60+5.192×30=1098WQ=I12XL1+I22XL2-I22XL=2.22×80+5.192（50-80）=-421Var注意：Q=QL -QCS≠S1+S2（3）画相量图四、cosφ的提高1、提高cosφ的意义对于感性负载（电动机），P=UIcosφ，φ>0，cosφ<1，P<S，负载即吸收能量，又与电源进行能量交换。
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§6-1三相交流电源教案
教学过程:
§6-1三相交流电源
安全教育3分钟，注意节假日的安全。
一、三相电动势的产生
三相交流电的电源只有两根输出线，而且电源只有一个交变电动势，如果在交流电路中有几个电动势同时作用，每隔电动势大小相等，频率相同，但相位不同，则称多项制电路。
三相电动势由三相交流发电机产生。
如图，由定子和转子构成。
转子是电磁铁，定子是铁心，嵌有三个线圈，彼此相隔120°。
转子装有磁极并以的速度旋转。
三个线圈中便产生三个单相电动势。
()()
︒-=︒-==240sin 120sin sin t E e t E e t
E e m C m B m A ωωω
)120sin(︒+=t E m ω
三个交流电动势达到最大值（或零）的先后次序称为相许。
120°
二、三相四线制
如图所示，把发电机三个线圈的末端连接在一起，成为一个公共端点，称之为中性点，用N 表示。
概念：中线，零点，零线，火线。
三、两种电压
相电压：火线对零线间的电压。
线电压：火线间的电压。
三个线电压也是对称的：大小相等，为相电压的3倍，相位领先对应的相电压30°，互成120°相位差。
注意：三个相电压只有在对称时其和为零，而线电压无论对称与否和都为零。
C
（中线） （火线）
（火线） （火线） A
C
B N
小结：
1、三相电动势的产生
2、三相四线制
3、线电压与相电压
§6-2 三相负载的连接方式
教学过程:
§6-2 三相负载的连接方式
安全教育3分钟，注意乘车安全，注意饮食卫生。
一、三相负载的星型接法
三相对称负载星形接法
星形接法
A
C
B
相电流=线电流 N I &
CN
C BN B AN A I I I I I I &&&
&&&=== CN BN AN N I I I I &&&&++=
负载两端的电压等于电源的相电压
Z
U I I AN AN
A &&&== Z
U I I Z U I I CN
CN C BN
BN B &&&&
&&====
结论：三相电源对称，负载对称且Y 形连接，则三个线电流也是对称的。
中线电流为0。
Y 形连接，三相完全对称时，零线可以取消。
称为三相三线制。
关于零线的结论，负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。
比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。
中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。
为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀
闸。
二、三角接法
每相负载电流 CA
CA CA BC BC BC AB AB AB Z U I Z U
I Z U I &&&&&&=
==
负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），各相电流有效值相等，相位互差o 120。
有效值为：Z
U I I I I l
P CA BC AB =
=== 负载对称时三角形接法的特点：负载对称三角形接法，负载两端的电压等于电源的线电压；线电流是相电流的3倍，相位落后对应的相电流30°。
三相电路的功率的计算：C B A P P P P ++= 三相总有功功率： 3p l p l I I U U == 星形接法时： 3 p l p l I I U U == 三角形接法时：ϕcos 3l l I U P =
在三相负载对称的条件下，三相电路的功率： 有功功率： p I U P L L ϕcos 3= 无功功率：p I U Q L L ϕsin 3=
u
视在功率：L L I U S 3。