电工电子学实验报告_实验三_三相交流电路.doc

一、实验目的

1.学习三相交流电路中三相负载的连接。

2.了解三相四线制中线的作用。

3.掌握三相电路功率的测量方法。

二、主要仪器设备

1.实验电路板

2.三相交流电源

3.交流电压表或万用表

4.交流电流表

5.功率表

6.单掷刀开关

7.电流插头、插座

三、实验内容

1.三相负载星形联结

按图 3-2 接线，图中每相负载采用三只白炽灯，电源线电压为220V。

图3-2 三相负载星形联结

(1) 测量三相四线制电源的线电压和相电压，记入表3-1( 注意线电压和相电压的关系) 。

U UV/V U VW/V U WU/V U UN/V U VN/V U WN/V

219218 220127 127127

表 3-1

(2)按表 3-2 内容完成各项测量，并观察实验中各白炽灯的亮度。表中对称负载时为每相开亮三

只灯；不对称负载时为 U相开亮一只灯， V 相开亮两只灯， W相开亮三只灯。

测量值相电压相电流中线电流中点电压负载情况U UN’ /V U VN’ /V U WN’ /VI U/AI V/AI W/A I N/A U N’N/V

对称有中线124 124 124 0

负载无中线125 125 123 1

不对称有中线126 125 124

负载 无中线 167 143 78

50

表 3-2

2. 三相负载三角形联结

按图 3-3 连线。测量功率时可用一只功率表借助电流插头和插座实现一表两用，

具体接法见图 3-4

所示。接好实验电路后，按表 3-3 内容完成各项测量，并观察实验中白炽灯的亮度。表中对称负载和不

对称负载的开灯要求与表 3-2 中相同。

图 3-3

三相负载三角形联结

图 3-4

两瓦特表法测功率

测量值

线电流 (A)

相电流 (A)

负载电压 (V)

功率 (W)

负载情况

I U

I V

I W

I UV

I VW

I WU

UV

VW

WU

1

2

U U U P P 对称负载

213 212 215 -111 -109

不对称负载

220

217

216

表 3-3

四、实验总结

1.根据实验数据，总结对称负载星形联结时相电压和线电压之间的数值关系，以及三角形联结时相电

流和线电流之间的数值关系。

(1).星形连结：

根据表 3-1 ，可得：星形联结情况下，不接负载时，各路之间的线电压和各分电源的相电压都分别相

同，即 U UV=U VW=U WU=(218+219+220)/3=219V ； U UN=U VN=U WN=127V(本次实验中这三个电压为手动调节所得) 。可以计算：219/127= ≈ 3 ，即：线电压为相电压的 3 倍，与理论相符。

根据表 3-2 ，可得：星形联结情况下，接对称负载时，线电压不变，仍为表 3-1 中的数据；而相电压在有中线

都为 124V，在无中线时分别为 125V、 125V、 123V，因此可认为它们是相同的。由此，得到的结

论与上文相同，即：有中线时，219/124= ≈ 3 ，线电压为相电压的 3 倍；无中线时，(125+125+123)/3= ，219/= ≈ 3 ，线电压为相电压的 3 倍。

综上所述，在对称负载星形联结时，不论是否接上负载( 这里指全部接上或全部不接) 、是否有中线，

倍。

线电压都为相电压的 3

(2).三角形联结

2. 根据表 3-2 的数据，按比例画出不对称负载星形联结三相四线制( 有中线) 的电流向量图，并说明中

线的作用。

不对称负载星形联结三相四线制( 有中线 ) 电流向量

图如左图所示，根据 I U+I V+I W=I N，且根据对称关系三个相

电流之间的夹角各为120o，因而根据几何关系画出I N。

可见， I N在数值的大小上和三个相电流并不成线性关系，

而在角度 ( 相位 ) 上也没有直观的规律。这是因为I N是由

三个互成 120o 的相电流合成的电流，是矢量的，与直流

电路的电流有很多不同性质，因而要讲大小与方向结合计

算才有意义。

中线的作用：由左图可知，在不对称负载星形联结( 有

中线 ) 电路中，中线电流不为0，因而如若去掉中线必会

改变电路中电流的流向，导致各相负载电压不同( 即表

3-2 中不对称且无中线的情况) ，这时部分负载可能会由

于电流过大而烧毁。因此中线起到了电路中作为各相电流

的回路的作用，能够保证各相负载两端的电压相同( 据表

3-2也可看出)，就能够保证负载正常运行，不致损坏。

因此中线在星形联结中是至关重要的，因而在通常的生产

生活中的星形联结三相电路都是有中线的。

3.根据表 3-3 的电压、电流数据计算对称、不对称负载三角形联结时的三相总功率，并与两瓦特表法

的测量数据进行比较。

1，由此，可根据本实验电路，可知负载电路均为电阻性，不对电流相位产生影响，因此功率因素为

得： P= I UV× U UV＋ I VW×U VW＋I WU× U WU因而据表3-3得：