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第十章：三相交流电路

第十章：三相交流电路. 三 相 交 流 电 路. 教学重点： 1 ．三相电源的表示方法及连接方式。 2 ．三相负载两种连接法的特点。 3 ．对称三相电路的分析计算。 4 ．安全用电常识. 三 相 交 流 电 路. 教学难点： 1 ． 三相电源星形联结中与关系的推导。 2 ．中性线的作用。 3 ．对称三相电路的分析计算。. 三 相 交 流 电 路. 10.1 三相交流电源 10.2 三相负载的连接 10.3 三相功率 10.4 安全用电. 三 相 交 流 电 路. 10.1 　三相交流电源 一、复习提问，引入新课 二、新课教学 三、学生练习 四、课堂小结 五、作业布置.

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第十章：三相交流电路

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Presentation Transcript

  1. 第十章：三相交流电路

  2. 三 相 交 流 电 路 教学重点：1．三相电源的表示方法及连接方式。2．三相负载两种连接法的特点。3．对称三相电路的分析计算。4．安全用电常识

  3. 三 相 交 流 电 路 教学难点：1．三相电源星形联结中与关系的推导。2．中性线的作用。3．对称三相电路的分析计算。

  4. 三 相 交 流 电 路 10.1 三相交流电源10.2 三相负载的连接10.3 三相功率10.4 安全用电

  5. 三 相 交 流 电 路 10.1　三相交流电源一、复习提问，引入新课二、新课教学三、学生练习四、课堂小结五、作业布置

  6. 三 相 交 流 电 路 复习提问，引入新课 1.单相交流电源的三个基本基本要素 2.交流电最大值、有效值、峰峰值之间的关系 3.单相交流电压或电流的瞬时表达式及波形图

  7. 三 相 交 流 电 路 解答 1. 三个基本基本要素：幅度、频率、相位 2. 电压：2 U m = U pp，U m =√2 U 电流： 2 I m = I pp，I m =√2 I 3. u = Um sin (t+ t0) ；I = Im sin (t+ t0)

  8. 新课教学一、三相交流电源的产生 三 相 交 流 电 路

  9. 三 相 交 流 电 路 1．三相交流发电机 （1）三相交流发电机模型

  10. （2）结论： 三相交流电源是三个频率相同、最大值相等、相位彼此相差120的单相交流电源按一定方式的组合。 三 相 交 流 电 路

  11. 三 相 交 流 电 路 2．三相交流电源的表示方法 （1）解析式 e1 = E sin  t e2 = E sin (  t - 120 ) e3 = E sin (  t + 120) 这样的三个电动势称为对称三相电动势。三个电动势 到达最大值（或零）的先后次序称为相序。正序为 e1 → e2 → e3

  12. （2）波型图 三 相 交 流 电 路 Um -Um π/2 π 3π/2 2π利用波型图可以直观反映三相交流电基本参数

  13. 三 相 交 流 电 路 （3）矢量图 e1 + e2 + e3 = 0 即 E 1 + E 2 + E 3 = 0

  14. 二、三相电源的连接 三 相 交 流 电 路

  15. 三 相 交 流 电 路 1．供电端连接方式（Y型连接） （1）中性点（或零点）：三个末端相连接的点。用字母“N”表示中 性线（或零线）：从中性点引出的一根线称为中性线或零线。 （2）端线或相线：从始端引出的三根线，俗称火线。

  16. 三 相 交 流 电 路 2．相电压与线电压 （1）相电压：相线与中性线间的电压，用 u1、u2、u3表示（通用符号用Up表示），三个相电压对称，相电压的方向：从绕组的始端指向末端。

  17. 三 相 交 流 电 路 （2）线电压：两根相线间的电压，用 u12、u23、u31表示（通用符号用UL 表示），三个线电压对称，线电压的方向：按三相电源的相序来确定。如：u12就是从U1端指向V1端，u23就是从V1端指向W1端，u31就是从W1端指向U1端。

  18. 三 相 交 流 电 路 （3）相电压与线电压的关系 U12 = U1 + ( -U2 ) 推导：矢量图

  19. 三 相 交 流 电 路 3．三相三线制和三相四线制 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。 三根相线组成的输电方式称为三相三线制，在高压输电 工程中采用。

  20. 三 相 交 流 电 路 课堂小结 一．三相交流电源的产生及表达方法。 二．三相交流电源的连接。 1．Y型连接方式 2．相电压和线电压及二者之间关系 三．三相三线制和三相四线制。

  21. 三 相 交 流 电 路 课堂练习 写出三相交流电源的瞬时值表达式并绘出波形图 作业布置 第十章练习 1．是非题（1）～（3）。 2．选择题（1）～（5）。 3．填充题（1）～（3）。

  22. 三 相 交 流 电 路 10.2　三相负载的连接一、复习提问，引入新课二、新课教学三、学生练习四、课堂小结五、作业布置

  23. 三 相 交 流 电 路 复习提问，引入新课 1.三相交流电源的连接方式 2.交流电的相电压、线电压及二者之间的关系 3.日常用电器的类型举例（单相或三相）

  24. 三 相 交 流 电 路 新课教学 一、三相负载的连接 1．交流负载分为 单相负载：只需单相电源供电的设备。 三相负载：同时需要三相电源供电的负载。 三相对称负载：在三相负载中，如果每相负载的电 阻、电抗都相等，这样的负载称为三相对称负载。 2．负载的连接方法（在三相电路中）：星形连接、 三角形连接。

  25. 三 相 交 流 电 路 二、三相负载星形连接（Y）

  26. 1．电路模型 三 相 交 流 电 路

  27. 三 相 交 流 电 路 2．特点 （1）负载电压 （2）负载电流 负载中的电流称为相电流，用 IYP 表示。 方向：与相电压方向一致。

  28. 三 相 交 流 电 路 中性线电流：流过中性线的电流叫中性线电流，用 IN表示。 方向：规定由负载中点N流向电源中点N。 各相电流与各相电压的相位差为：

  29. 三 相 交 流 电 路 （3）线电流 流过每根相线的电流叫线电流，即I1、I2、I3， 一般用IYL表示。 IYL = IYP 若三相负载对称则负载上的电压、电流及线电 流均对称。

  30. 三 相 交 流 电 路 例1： 如图所示的对称星形连接的三 相负载，电源线电压为380V， 每相负载的电阻为8Ω，电抗为 6Ω，求： （1）在正常情况下每相负载的 相电压和相电流； （2）第三相负载短路时，其余 两相负载的相电压和相电流； （3）第三相负载断路时，其余 两相负载的相电压和相电流。

  31. 三 相 交 流 电 路 解（1） 由于三相负载对称，因此中性线可省略，各相负载的相电 压仍然是对称相电压，即： 每相负载的阻抗为： 每相电流为：

  32. 三 相 交 流 电 路 解（2） 第三相负载短路时，线电压直接加在第一相和第二 相的两端，有： 因此每相电流为：

  33. 三 相 交 流 电 路 解（3） 第三相负载断路时，第一、二两相负载串联后接在线电压 上，有： 这两相的相电流为：

  34. 三 相 交 流 电 路 得出结论---- 3．中性线的作用 （1）若负载对称，则IN = 0可省去中性线。 （2）若负载不对称，则 IN 0，若有中性线，则各相负 载仍有对称的电源相电压，从而保证了各相负载能正常 工作；若没有中性线，则各相负载的电压就不再等于电 源的相电压，这时阻抗较小的负载的相电压可能低于其 额定电压，阻抗较大的负载的相电压可能高于其额定电 压，使负载不能正常工作，甚至会造成事故。

  35. 三 相 交 流 电 路 三、三相负载三角形连接（Δ）

  36. 1．电路模型 三 相 交 流 电 路

  37. 三 相 交 流 电 路 2．特点 （1）负载电压： （2）负载电流： （3）线电流： 各线电流的相位比相应的相电流滞后30。

  38. 三 相 交 流 电 路 推导：作矢量图（或复数运算） 例如I1 = I12 +（- I31）

  39. 三 相 交 流 电 路 3．三相负载连接法的选择 应根据负载的额定电压与电源电压的数值而定，总之 要使每相负载所承受的电压等于其额定电压。若每相 负载的额定电压为电源线电压的 1／√3 则负载应 连成星形；若每相负载的额定电压等于电源的线电 压，则负载应联成三角形。

  40. 三 相 交 流 电 路 例2： 大功率三相电动机起动时由于起动电流大而采用 降压起动的方式，方法之一就是起动时采用星形 接法，而运行时则改接为三角形接法。试比较当 电机绕组作星形连接和三角形连接时相电流比值 及线电流比值。

  41. 三 相 交 流 电 路 解： 当电机绕组作星形连接时 当电机绕组作三角形连接时 因此两种接法相电流、线电流的比值分别为：

  42. 三 相 交 流 电 路 结论： 相同的三相负载当连接方式不同时，负载得到的 电压和电流都是不同的。因此在实践中应该注意 三相负载所标明的连接方式。

  43. 三 相 交 流 电 路 学生练习 某三相交流电动机采用三角形连接方式，接入三相交流电源后 测得各线电流为17.3A，求每相阻抗。 课堂小结 一．三相负载星形连接方法及特点 二．三相负载三角形连接方法及特点 三．三相负载不对称星形连接时中性线的重要作用 作业布置 第十章练习 1．是非题（4）~（8） 2．选择题（6）~（9） 3．填充题（4）~（8） 4．问答与计算题（2）、（3）、（4）。

  44. 三 相 交 流 电 路 10.3　三相功率一、复习提问，引入新课二、新课教学三、学生练习四、课堂小结五、作业布置

  45. 三 相 交 流 电 路 复习提问，引入新课 1. 什么是三相交流电 2．三相交流电源的连接方式 3．三相负载的连接方式及其特点 4．单相交流电的有功功率是如何计算的

  46. 三 相 交 流 电 路 新课教学 问题一： 三相电路的总功率与单相电路功率有何联系？

  47. 三 相 交 流 电 路 解答 因为三相交流电相当于三组电源供电，所以三相电 路的有功功率应等于各相有功功率之和，即 PU + PV + Pw = P 当三相负载对称时，各相有功功率相等，则总的有 功功率为单相有功功率的三倍，即 P = 3 Pp = 3 UpIpcosψp 通常通过线电压和线电流来计算三相电路的功率。

  48. 三 相 交 流 电 路 问题二： 当负载作星形连接和三角形连接时三相电源的总 功率的计算结果是否相同？ 通过下面的验证来回答这一问题。

  49. 三 相 交 流 电 路 验证： （1）当负载为星形连接时，有 UYP = UL √3 ，IYP = IYL 所以 PY = 3UYP IYP cosψP =√3 UL IYL cosψP ÷

  50. 三 相 交 流 电 路 （2）当负载为三角形连接时，有 UΔP = UL，IΔP = IΔL ÷√3 同样有 P Y = 3UΔPI ∆P cosψP =√3 UL I∆L cosψp

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