中职三相正弦交流电路教案教学设计

第九章三相正弦交流电路

9.1 三相正弦电源及连接 教学目标

1、 了解三相交流电的产生。

2、 掌握三相交流电源星形联结的特点及电压矢量图。

3、 了解我国电力系统的供电制。 教学重点、难点分析 重点：三相交流电源的连接。

难点： “相”与“线”的区别。

教具

电化教学设备。

教学方法

讲授法，多媒体课件。

教学过程 Ⅰ.导入

由单相交流电引入，引导认识生活中常见的220V 和380V 电压，指出居民所

用的单相电只是三相交流电的一相而已。

II.新课

一、三相交流电的产生

有效值相等、频率相同、相位上彼此相差120°的三相电动势称为对称三相电动势。

（1）三相电动势的瞬时表达式为

sin sin(120)sin(120)

U m V m W

m e E t e E t e E t ωωω=⎧⎪

=-︒⎨⎪=+︒⎩ （2）波形图和旋转矢量图

（3）相序

三相电源中各相电源到达最大值或零值的先后顺序称为相序。若相序为

U-V-W-U顺序称为正序，若相序为U-W-V-U顺序称为负序。为区别开U、V、W三相相线，其绝缘颜色常用黄绿红分别标识。

二、三相交流电源的连接

三相交流发电机的三相绕组通常连接成星形或三角形，一般采用星形联结。

（1）星形联结

（2）星形联结时线电压与相电压之间的关系

三相四线制的供电方式可以给负载提供两种电压，即线电压和相电压。两者间的关系为

U

L P

生活中常用到的220V，即是指相电压；动力电380V，即是指线电压。

III.例题讲解，巩固练习

【例题1】有一台三相发电机，每相绕组电动势为220V，求出当三相绕组作为星形联结时的线电压和相电压。

解：三相绕组作为星形联结时，相电压即是每相绕组的电动势大小

220V P U =

32203380V L P U U ===

【例题2】某对称三相电源，U 相电压的瞬时值为错误!未找到引用源。。（1）写出其他两相电压的瞬时表达式；（2）画出三相电压的波形图。

解：（1）三相电压对称，有效值相等、频率相同、相位互差120°，先求出各相初相位

所以 错误!未找到引用源。

W 311sin(314135)V u t =+︒

（2）先画出U 相电压波形图，再将其沿横轴方向平移120°和240°即得到V 相和W 相的电压波形图，如图所示。

IV.小结

1．三相正弦交流电路是目前电力系统的主要供电方式。三相对称电动势最大值相等、频率相同、相位互差120°。

2．三相交流电源绕组星形联结情况下，线电压是相电压的3倍。

V. 作业

略。

9.2 三相负载及连接

教学目标

1、掌握三相负载的星形联结、三角形联结。

2、理解对称与不对称负载的概念。

3、了解中性线的作用。

4、会三相电功率的计算。

教学重点、难点分析

重点：

三相负载对称时星形联结和三角形联结情况下，线电压与相电压、线电流与相电流的关系。

难点：

同重点。

教具

电化教学设备。

教学方法

讲授法，多媒体课件。

教学过程

Ⅰ.导入

提问：三相电源三相绕组的联结形式？

由三相电源的联结形式引出三相负载的联结形式。

II.新课

三相电路中，负载有星形（Y）和三角形（Δ）两种连接方式。

一、负载的星形（Y）联结

），流过每根相负载星形联结如图所示。流过每相负载的电流称为相电流（I

P

）。

线的电流称为线电流（I

L

三相四线制电路的特点：

（1）相电流等于线电流：P L I I =。

（2）线电压是相电压的L P U =。 （3）流过中性线N 的电流：N U V W I I I I •

•

•

•

=++。 二、负载的三角形（Δ）联结

负载三角形联结如图所示。流过每相负载的电流称为相电流（I P ），流过每根相线的电流称为线电流（I L ）。

对称三相负载三角形联结的特点： （1）线电压等于相电压，即L P U U =。

（2倍，即L P I 。

三、三相负载的功率

三相负载消耗的总功率为各相负载消耗的功率之和，即

U V W P P P P =++

对称三相电路中，不论星形联结还是三角形联结，三相有功功率为

P P L L 3cos cos P U I I ϕϕ==

三相无功功率和视在功率的公式分别为

P P L L 3sin sin Q U I I ϕϕ=

P P L L 3S U I I ==

III.例题讲解，巩固练习

【例题1】三相电缆所接电动机功率为5.5kW ，线电压为380V ，错误!未找到引用源。，求每根电缆芯线中的电流（三根芯线中的电流相等）。

解：由于 错误!

未找到引用源。L L cos P I ϕ

所以 错误!未找到引用源。

【例题2】已知对称三相负载接在线电压为380V 的三相电源上，其中每相负载的阻值为R P =6Ω，感抗X P =8Ω，试计算该负载分别采用星形和三角形联结时的相电压、相电流、有功功率。

解：（1）负载采用星形联结时，每一相阻抗为 错误!未找到引用源。

因为星形联结时有 U L =错误!未找到引用源。U P I P =I L

所以 错误!未找到引用源。

P L P 220

22A 10

P U I I Z ==

== P P 6cos 0.610

R Z ϕ=

== 有功功率为 错误!未找到引用源。

（2）负载采用三角形联结时，线电压等于相电压，即