三相正弦交流电路
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第3章三相电路
0
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
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
三相正弦交流电路
U C
u A 2U p sin t
120°
U A
u B 2U p sin(t 120) uC 2U p sin(t 120)
ωt
120°
U B
120° (b) 相量图
2、三相电源的连接
（1）星形连接 将三相电源的尾端X、Y、Z连在 一起，首端A、B、C引出作输出线， 这种连接称为三相电源的星形连接，也称Y形连接， 常用“Y”标记。 三个始端A、B、C引出三根端线，加上中点引出 的总线，称为三相四线制。
2、在对称三相电路中，各相电压、相电流的有效值相等， 功率因数也相等，因此 P 3U相 I相 cos 相 3P相 三相负载作星形联接时：
三相负载作三角形联接时：
例： 对称三相三线制的线电压U l 100 3 V ， 每相负载阻抗为Z 1060 Ω ，求负载为星形及三 角形两种情况下的电流和三相功率。
三相异步电动机的工作原理
N FΒιβλιοθήκη n0nS三相异步电动机的铭牌
常用低压控制电器
刀开关
按钮
按钮的电路符号
组合开关
接触器
接触器的动作过程
接触器的电路符号
热继电器
时间继电器的电路符号
自动空气开关
熔断器
热继电器的电路符号
行程开关
变压器
四、变压器
变压器是一种静止的电气设备，它利用互感原理，把输 入的交流电压升高或降低为同频率的交流输出，以满足 高压输电、低压配电及其他用途的需要，在电路中起到 电能的传递作用。 1、变压器的结构
铁心：变压器的磁路。 原边（一次绕组）：接电源的绕组 （绕组常由漆包铜线和铝绕线绕制而成） 副边（二次绕组）：接负载的绕组
接在三相电源上的负载统称为三相负载。 通常把各相负载相同的三相负载叫做对称三相负载。 如果各相负载不同，就叫不对称三相负载。 1、星形连接
u A 2U p sin t
120°
U A
u B 2U p sin(t 120) uC 2U p sin(t 120)
ωt
120°
U B
120° (b) 相量图
2、三相电源的连接
（1）星形连接 将三相电源的尾端X、Y、Z连在 一起，首端A、B、C引出作输出线， 这种连接称为三相电源的星形连接，也称Y形连接， 常用“Y”标记。 三个始端A、B、C引出三根端线，加上中点引出 的总线，称为三相四线制。
2、在对称三相电路中，各相电压、相电流的有效值相等， 功率因数也相等，因此 P 3U相 I相 cos 相 3P相 三相负载作星形联接时：
三相负载作三角形联接时：
例： 对称三相三线制的线电压U l 100 3 V ， 每相负载阻抗为Z 1060 Ω ，求负载为星形及三 角形两种情况下的电流和三相功率。
三相异步电动机的工作原理
N FΒιβλιοθήκη n0nS三相异步电动机的铭牌
常用低压控制电器
刀开关
按钮
按钮的电路符号
组合开关
接触器
接触器的动作过程
接触器的电路符号
热继电器
时间继电器的电路符号
自动空气开关
熔断器
热继电器的电路符号
行程开关
变压器
四、变压器
变压器是一种静止的电气设备，它利用互感原理，把输 入的交流电压升高或降低为同频率的交流输出，以满足 高压输电、低压配电及其他用途的需要，在电路中起到 电能的传递作用。 1、变压器的结构
铁心：变压器的磁路。 原边（一次绕组）：接电源的绕组 （绕组常由漆包铜线和铝绕线绕制而成） 副边（二次绕组）：接负载的绕组
接在三相电源上的负载统称为三相负载。 通常把各相负载相同的三相负载叫做对称三相负载。 如果各相负载不同，就叫不对称三相负载。 1、星形连接
电网第十一章三相正弦交流电路
UV U 120 0
U W U1200
11.1 三 相 正 弦 交 流 电 源
11.1.3 三相交流电源的“对称”和“相序” 1）若三相电源的最大值相等、频率相同、相位互差1200, 即称为“对称”
电源。 2）三相电源的对称性,是由三相绕组对称结构所保证的。 3）三相对称正弦量的三个电动势(或电流、电压)到达最大值 (或零值) 的
零线, 这种措施称为“保护接零”。 4）有中线的三相星形联结电路,称为三相四线制电路,记作Y0。
11. 2三 相 正 弦 交 流 电 源 的 联 结
11.2.2 电源星形联结的线电压和相电压 三相四线制电路对外输出两种电压：线电压和相电压。 图11-3是星形联结三相电源线电压与相电压的相量图。
11. 2三 相 正 弦 交 流 电 源 的 联 结
1.线电压
相线 (火线) 之间的电压, 称为线电压, 用uUV 、uVW 、uWU表示
(下标表示一定的顺序) , 由于电路对称, 三个线电压的有效值 是相等的, 记作U线或UL。 2.相电压 每相绕组的始端与末端之间的电压,即每相绕组两端的电压,也即是
火线与中线之间的电压,称为相电压, 用uU、uV、uW 表示, 由于
三相交流电之所以广泛应用, 是因为它比单相交流电,具有以下的主要优点： 1）制造三相发电机和三相变压器比制造单相的要省材料。 2）在输电距离、输送功率,负载的线电压,负载的功率因数、输电损耗以 及输电线材料等方面,在相同的条件下,用三相输电线的金属用量仅为用 单相输电时的75%。 3）三相电能产生旋转磁场, 从而能制成结构简单、性能良好的三相异步 电动机。 4）有星形和三角形两种联结方式,提供线电压和相电压两种电压,提供线 电流和相电流两种电流。
三相正弦交流电路基础知识讲解
. UVW
－IW. U
. IU
(a)
(b)
图 5.10 负载的三角形连接及电压、 电流相量图
第5章 三相正弦交流电路
5.2.2 负载的三角形（△）连接（二）
1、负载的相电压等于电源的线电压
•
•
•
2、相电流为
•
I UV
UUV
,
•
I VW
U VW
,
•
I WU
U WU
ZUV
ZVW
ZWU
3、线电流为
•
•
•
U N'N
ZU 1
ZV 1
ZW 1
ZU ZV ZW
若负载对称, 即 ZU ZV ZW Z Z ，则
第5章 三相正弦交流电路
5.2.1 负载的星形（Y）连接（六）
•
•
•
•
U N'N
UU ZU
1
UV UW ZV ZW
11
1
•
(U U
•
UV
•
UW
)
Z 3
0
ZU ZV ZW
Z
•
•
•
UU UV UW
•
•
IV 2 I U 2 120
•
•
I W1 I U1 120 ,
•
•
I W 2 I U 2 120
第5章 三相正弦交流电路
5.3.2 对称三相电路的一般解法（五）
•
•
I UV2
IU2 3
30
•
•
I VW2
IV2 3
30
•
•
I WU2
IW2 3
第5章三相正弦交流电路(精)
第5章三相正Si交流电珞第5章三相正弦交流电路5.1三相电源5.2三相负载5・3对称三相电路的分析计算*5・4不对称三相电路的分析计算5・5三相电路的功率本章小结<^BRCK|第5章三相正Si交流电珞5.1三相电源5.1.1三和对称正弦交流电压三相正弦电压是111三相发电机产牛的。
图5. 1所示是三相交流发电机的原理图。
在发电机的转子上，固定冇三组完全相同的绕组，它们的空间位置相差120° O 其屮5、V］、W］为这三个绕组的始端；U2、V2、W2为三个绕组的末端。
其＞1^了是-对磁极，由于磁极面的特殊形状，使定子与转子间的空气隙中的磁场按正弦规律分布。
图5.1三相交流发电机的原理金第5*三和正》吏流电珞、当发电机的转子以角速度3按逆时针旋转时，在三个绕纽的两端分别产生I隔值和同、频率相同、相位依次相差120。
的正弦交流电压。
每个绕组电压的参考方向通常规定为山绕组的始端指向绕组的末端。
这一组正弦交流电压叫三相对称正弦交流电压。
它们的波形图和和量图分別如图5. 2和图5.3所示。
■<- /图5.2对称三和正弦量的波形图々［第5*三相正Si吏流电珞■<- /图5.3对称三相正眩量的相量图〈爲第5*三和正Si交流电珞若以gwui 4为参考正弦量，则三个正弦电床的解析式分别为«u = Uy I =t/p/nsincot“二“卍2=UpmSin(3-l20° ) Ww=«w]W2=C/pZnsin (<y/+120° ) 三个电床的相量分别表示为U U=U&XJ V =U/ -12(7必=SZ12ff 从相最图小不难看出，这组对称三相正弦电用的相量之和等于零，即Uy+Uy + Uw=UpZO° = Up乙-12a + UpZl 2(J枠=U —+ 7—) = 0.洱•.一P 2 2 2 丿 2，〈爲第5*三和正Si交流电珞从波形图屮可看出，任意时刻三个正弦电压的瞬时值之和恒等于寒，即n(j+Wy+n^ — 0能够提供这样一组对称三相正弦电压的就是对称三相电源，通常所说的三相电源都是指对称三相电源。
三相正弦交流电路
§4.1 三相正弦交流电源
三相正弦交流电的产生
三相正弦交流电的产生和命名
三相正弦交流电的表达式和相序
三相电源的连接
相电压和线电压的概念和关系
星形联接（Y形联接）的形式和特点 三角形联接（△形联接）的形式和特点
Electronical Engineering
Design By CYQ
联接方法
依次将发电机的三相
W1 V2 V1
U2
L2
定子绕组的某一相末 端与另一相首端连接 在一起，并由三角形 的三个顶点引出三条 输电线
联接方式
三相三线制
L3
Electronical Engineering
Design By CYQ
三角形联接的相电压和线电压
U 12 U 1 U0 U 23 U 2 U 120 U 31 U 3 U120
Design By CYQ
§4.3 三相电路分析
负载作星形联接的三相电路分析
相电压、相电流和线电流的概念和关系
星形联接（Y形联接）的形式和特点
三角形联接（△形联接）的形式和特点
负载作三角形联接的三相电路分析
相电流和线电流的关系 三角形联接（△形联接）的形式和特点
Electronical Engineering
IL1 (I1)
φ1
IL3 (I3) IL2 (I2)
U3
φ3
U1
负载各相电压等于电源 的相电压并且对称 负载的线电流等于相电 流但不对称 中性线电流相量和不等 于0，因此中性线是不 可缺少的
φ2
U2
Electronical Engineering
三相正弦交流电的产生
三相正弦交流电的产生和命名
三相正弦交流电的表达式和相序
三相电源的连接
相电压和线电压的概念和关系
星形联接（Y形联接）的形式和特点 三角形联接（△形联接）的形式和特点
Electronical Engineering
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联接方法
依次将发电机的三相
W1 V2 V1
U2
L2
定子绕组的某一相末 端与另一相首端连接 在一起，并由三角形 的三个顶点引出三条 输电线
联接方式
三相三线制
L3
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Design By CYQ
三角形联接的相电压和线电压
U 12 U 1 U0 U 23 U 2 U 120 U 31 U 3 U120
Design By CYQ
§4.3 三相电路分析
负载作星形联接的三相电路分析
相电压、相电流和线电流的概念和关系
星形联接（Y形联接）的形式和特点
三角形联接（△形联接）的形式和特点
负载作三角形联接的三相电路分析
相电流和线电流的关系 三角形联接（△形联接）的形式和特点
Electronical Engineering
IL1 (I1)
φ1
IL3 (I3) IL2 (I2)
U3
φ3
U1
负载各相电压等于电源 的相电压并且对称 负载的线电流等于相电 流但不对称 中性线电流相量和不等 于0，因此中性线是不 可缺少的
φ2
U2
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三相正弦交流电路
IA
IC 3ICA 30 U BC
所以负载对称时三角形接法旳特点:
A
iA
uCA uAB
iAB
iCA
B
iB
C uBC iC
iBC
负载对称三角
形接法，负载
两端旳电压等
于电源旳线电
压；线电流是 相电流旳 3倍， 相位落后相应 旳相电流30°。
U Il
p负载3IpU l
30
各电流旳计算
A
每相负载电流
S Y•
CZ 首端 末端
C
N 三线圈空间位置
各差120o
X
转子装有磁极并以
旳速度旋转。三个
线圈中便产生三个单相电动势。
定子 Z
•
B 转子
二、对称三相正弦量旳体现式
一般以A相电压uA为参照正 弦量
记为uA 2U sin tV
uB 2U sin(t 120 )V uC 2U sin(t 120 )V
星形接法时： Ul 3U p Il I p
三角形接法时： Ul U p Il 3I p
P 3 Ul Il cos
在三相负载对称旳条件下，三相电路旳功率：
有功功率：P 3Ul Il cos 无功功率：Q 3Ul Il sin
视在功率：S 3Ul Il
瞬时功率p
p uAiA uBiB uCiC
2.5 三相正弦交流电路
§2.5.1 对称三相正弦量
三相制： 三个电压源，频率相同，波形相同，相位不 同， 由它们构成旳供电体系。 对称三相正弦量:三个频率相同，幅值相同，相位互 差120度旳正弦电流或电压。
一：对称三相正弦量旳产生
由三相交流发电机产生。
对称三相交流电旳产生
第5章 三相正弦交流电路
三相正弦电压是由三相发 电机产生的。图5. 1所示是三 相交流发电机的原理图。在发 图5. 1 三相交流发电机的原理 电机的转子上,固定有三组完全 相同的绕组,它们的空间 位置 相差120 °。其中 U 1、 V 1、 W 1 为这三个绕组的始端; U 2、 V 2、 W 2 为三个绕组的末端。
第5章 三相正弦交流电路
第5章 三相正弦交流电路
同理可得
即线电压的大小是相电压大小的根号3倍,且线电压的相 位比相应相电压相位超前30 °。 在三相电路中,三个线电压 之间的关系是
或用瞬时值表示为
即三个线电压的相量和总等于零,或三个线电压瞬时值 的代数和恒等于零。
第5章 三相正弦交流电路
例5. 1 星形连接的对称三相电源,线电压是 uU V=380s i n314 tV,试求出其它各线电压和各相电压的解析 式。
中线电流则为
如果电源线电压对称,负载的复阻抗相等,即ZU= ZV= ZW= Z , 这便是对称三相电 路。由于电压对称,因此负载端相电流大 小相等,相位依次相差120 °,也是一组对称的正 弦量。
第5章 三相正弦交流电路
此时,中线电流为
2.三相三线制电路 图5. 9所示为三相三线制电路,其中电源和负载均为 星 形连接。对图中的三线制电路,根据弥尔曼定理可得中点电 压为
这种情况我们将在后面的5. 4节中详细讨论。
第5章 三相正弦交流电路
5. 2. 2 负载的三角形(△)连接 图5. 10( a )所示为负载的三角形电路。不计线路阻抗时, 电源的线电压直接加于各相 负载,负载的相电压等于电源的 线电压。由于电源的线电压总是对称,因此,无论负载本 身是 否对称,负载的相电压总是对称的。此时,各相负载的电流分 别为
( 3)取出一相电路,单独求解。 ( 4)由对称性求出其余两相的电流和电压。 ( 5)求出原来三角形连接负载的各相电流。
第5章 三相正弦交流电路
第5章 三相正弦交流电路
同理可得
即线电压的大小是相电压大小的根号3倍,且线电压的相 位比相应相电压相位超前30 °。 在三相电路中,三个线电压 之间的关系是
或用瞬时值表示为
即三个线电压的相量和总等于零,或三个线电压瞬时值 的代数和恒等于零。
第5章 三相正弦交流电路
例5. 1 星形连接的对称三相电源,线电压是 uU V=380s i n314 tV,试求出其它各线电压和各相电压的解析 式。
中线电流则为
如果电源线电压对称,负载的复阻抗相等,即ZU= ZV= ZW= Z , 这便是对称三相电 路。由于电压对称,因此负载端相电流大 小相等,相位依次相差120 °,也是一组对称的正 弦量。
第5章 三相正弦交流电路
此时,中线电流为
2.三相三线制电路 图5. 9所示为三相三线制电路,其中电源和负载均为 星 形连接。对图中的三线制电路,根据弥尔曼定理可得中点电 压为
这种情况我们将在后面的5. 4节中详细讨论。
第5章 三相正弦交流电路
5. 2. 2 负载的三角形(△)连接 图5. 10( a )所示为负载的三角形电路。不计线路阻抗时, 电源的线电压直接加于各相 负载,负载的相电压等于电源的 线电压。由于电源的线电压总是对称,因此,无论负载本 身是 否对称,负载的相电压总是对称的。此时,各相负载的电流分 别为
( 3)取出一相电路,单独求解。 ( 4)由对称性求出其余两相的电流和电压。 ( 5)求出原来三角形连接负载的各相电流。
三相正弦交流电
三相总有功功率： 负载对称时：
由负载
性质决定
P PA PB PC
P 3 U p I p cos
Il I p
星形接法时： U l 3U p
三角形接法时： U l
UP、IP代表负载上的相电压和相电流
Up
I l 3I p
P 3 Ul Il cos
在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：
B C
iAB
iB
iCA
iBC
u BC iC
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°。
U
U l p负载 I l 3I p 30
各电流的计算
A 每相负载电流
iA
u AB
I AB I BC I CA
一、 三相负载星形接法及计算
u AN
A N
iA
ZA
i AN
ZB
uCN
u BN
C
B
iC iB
ZC
iCN
iBN
相电流(每相负载上的电流)： 线电流(三条端线上的电流)：
、I 、 I I AN BN CN
I N
: 中线电流
、 、 I I I A B C
N I AN I BN I CN I
0 I N
应用实例----照明电路
正确接法: 每组灯相互并联, 然后分别接至各 相电压上。设电 源电压为：
A
能否取消中线？
一组 N 二组
B
...
Ul
UP
380
220
V
由负载
性质决定
P PA PB PC
P 3 U p I p cos
Il I p
星形接法时： U l 3U p
三角形接法时： U l
UP、IP代表负载上的相电压和相电流
Up
I l 3I p
P 3 Ul Il cos
在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：
B C
iAB
iB
iCA
iBC
u BC iC
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°。
U
U l p负载 I l 3I p 30
各电流的计算
A 每相负载电流
iA
u AB
I AB I BC I CA
一、 三相负载星形接法及计算
u AN
A N
iA
ZA
i AN
ZB
uCN
u BN
C
B
iC iB
ZC
iCN
iBN
相电流(每相负载上的电流)： 线电流(三条端线上的电流)：
、I 、 I I AN BN CN
I N
: 中线电流
、 、 I I I A B C
N I AN I BN I CN I
0 I N
应用实例----照明电路
正确接法: 每组灯相互并联, 然后分别接至各 相电压上。设电 源电压为：
A
能否取消中线？
一组 N 二组
B
...
Ul
UP
380
220
V
第5章 三相正弦交流电路
二、合理选择保护方式
（1） 中性点直接接地的公用供电系统和中 性点不接地的供电系统，电气设备应采用保 护接地。
（2） 用专用变压器供电且中性点直接接地 的系统，电气设备应采用接零保护。在城防 、人防等潮湿场所或安全条件特别恶劣的场 所，电气设备的金属外壳宜采用接零保护。
三、熟悉接地装置的形式
接地装置由接地体和接地线两部分组成。接地线 有接地干线和接地支线两种。接地装置按接地体的 多少进行分类，常见的有图5-19所示的几种组成形 式。
活动一 保护接地 活动二 保护接零 活动三 电工安全操作规程
活动一 保护接地
一、接地的种类及意义
二、保护接地
把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金 属构架用接地装置与大地可靠地连接起来， 以保证人身安全的保护方式，叫保护接地， 简称接地。
保护接地的意义如图5-16所示。
活动二 保护接零
一、保护接零 把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金属构架 与中性点接地的电力系统的零线连接起来，以保护 人身安全的保护方式，叫保护接零，简称接零，如 图5-17所示。
(2)下班前要断开电源总开关，防止电气设备起火造 成事故。
(3)修理后的电器应放在干燥、干净的工作场地，并 摆放整齐。
(4)做好检修电气设备后的故障记录，积累修理经验 。
活动一 三相负载的星形和三角形连 接
如图5-6所示，把三相负载的一端连接为一点N′， 另一端与三相电源的相线相联的连接方式，称为三 相负载的星形连接。
N′为负载的的中性点，｜ZU｜，｜ZV｜和｜ ZW｜是各相负载的阻抗值。忽略输电线路的电压 降，则各相负载的相电压UYP就等于电源的相电压 UP，各相负载的线电压UYL等于电源的线电压UL。 因此当三相电源对称时，三相负载的各相电压和线
电工课件——第五章三相正弦交流电路
•
图5-5线电压与相电压的相量图
•
二、三相负载的连接
•
1.星形连接
•
把三相负载的一端均连接在三相电源的中性点上，另一端与
三相电源的三根相线相连，这种连接方式称为三相负载的星形连
接，如图5-6所示。我们把流过每相负载的电流称为相电流，流过
每根相线的电流称为线电流，流过中性线的电流称为中性线电流。
显然，三相负载连成星形时，每相负载上的电压等于三相电源中
•
U1=U2=380/2V=190V
• 相电流为：
•
I1=I2=U1/Z=190/10A=19A
•
•
图5-13
第四节 三相电路的功率计算
•
三相交流电路的功率是三相负载消耗的总功率。
不论负载是星形连接，还是三角形连接，每一相负载
消耗功率的计算方法与单相电路的计算方法相同。假
设三相负载消耗的有功功率分别为P1、P2、P3，无功功 率分别为Q1、Q2、Q3，视在功率分别为S1、S2、S3，则 总的有功功率P、总的无功功率Q、总的视在功率S分别
了三相三线制供电，如图5-7所示。
• 图5-7省去中性线时三相负载的星形连接
•
如果三相负载不是对称的，那么中性线上的电流
不为零，此时中性线绝不可以断开，因为它的存在，
能使作星形联结的各相负载，即使在不对称的情况下
也均有对称的电源相电压，从而保证了各相负载能正
常工作；如果中性线断开，各相负载的电压就不再等
这说明，三相电源星形连接时，线电压的有效值为相电压有
效 3称、值的u3的。1的3我频倍国率，低相相压同位配，超电幅前系值相统相电中等压，，相三相位相位3四0彼°线此。制相另的差外相1，2电0三°压个，为线它22电们0压V也，u是12线、对电u2
三相正弦交流电路(ppt)
2． 三相三线制电路
. UU
. IU
－
＋
A
ZU
.
UV
N－
＋
. IV
N′
B
ZV
. UW －＋
. IW
C
ZW
图 5.9 负载为Y形连接的三相三线制电路
•
•
•
UU UV UW
•
U N'N
ZU 1
ZV 1
ZW 1
ZU ZV ZW
若负载对称, 即 ZUZVZWZZ ，则
•
•
•
•
UN'N
UU ZU
•
•
IV
UV
2201202201204466.9A
ZV 3j4 5 53.1
•
•
IW
UW
22012022012022120A
ZW
10
100
•
•
•
•
I N IU IV IW
22 36.9 44 66.9 22 120
17.6 j13.2 17.3 j40.5 11 j19.1 23.9 j34.6 42 55.4A
1
UV ZV
1
UW ZW
1
1(U•UU•VU•W) Z
3
0
ZU ZV ZW
Z
•
•
•
UU UV UW
•
U N'N
ZU 1
ZV ZW 11
0
ZU ZV ZW
5.2.2
•
•
I UV
U UV
,
ZUV
•
•
I VW
U VW
,
《电工基础》项目8三相正弦交流电路
I线 3I相
模块小结
对称三相电路的计算，可以利用对称关系使计算过程简化 为单相电路的计算。计算的基本公式是：
IP
UP zP
,
arctan
X R
5.中性线能使星形联接的不对称负载的相电压保持对称。这
是不管负载怎样变化，各负载电压都比较稳定。
在负载作星形联接时，若三相负载对称，则中性线电流
为零，可采用三相三线制供电；若三相负载不对称，则中 性线电流不等于零，只能采用三相四线制供电。这时要特 别注意中性线上不能安装开关和保险丝。如果中性线断开， 将造成各相负载两端电压不对称，负载不能正常工作，甚 至产生严重事故。同时在联接三相负载时，应尽量使其对 称以减小中性线电流。
I1
I2
UP ZP
380 10
A 38 A
（3）第三相负载断路时，第一、第二两相负载串联后接在
线电压上，由于两相阻抗相等，所以，相电压为线电压的
一半，即：
380
U1 U2
V 190V 2
于是得到这两相的相电流为：
I1
I2
190 10
A
19A
任务二 学习三相负载联接
二、三相负载的三角形联接
3.无论电源（绕组）或负载都有星形（Y形）和三角形（Δ形） 两种连接方式。但电源（绕组）常接成星形。
模块小结
4、星形联接与三角形联接电路的区别： （1）星形联接
线电压与相电压的关系：数量关系： U线 3U相
相位关系：线电压超前对应相电压30°，线电压等于相电 压 （2）三角形联接 线电流与相电流的关系：线电流等于相电流，数量关系： 相位关系：线电流滞后对应相电流30°
动。 (6)测电容、较长电缆（电感）等设备绝缘电阻后，先将L线
模块小结
对称三相电路的计算，可以利用对称关系使计算过程简化 为单相电路的计算。计算的基本公式是：
IP
UP zP
,
arctan
X R
5.中性线能使星形联接的不对称负载的相电压保持对称。这
是不管负载怎样变化，各负载电压都比较稳定。
在负载作星形联接时，若三相负载对称，则中性线电流
为零，可采用三相三线制供电；若三相负载不对称，则中 性线电流不等于零，只能采用三相四线制供电。这时要特 别注意中性线上不能安装开关和保险丝。如果中性线断开， 将造成各相负载两端电压不对称，负载不能正常工作，甚 至产生严重事故。同时在联接三相负载时，应尽量使其对 称以减小中性线电流。
I1
I2
UP ZP
380 10
A 38 A
（3）第三相负载断路时，第一、第二两相负载串联后接在
线电压上，由于两相阻抗相等，所以，相电压为线电压的
一半，即：
380
U1 U2
V 190V 2
于是得到这两相的相电流为：
I1
I2
190 10
A
19A
任务二 学习三相负载联接
二、三相负载的三角形联接
3.无论电源（绕组）或负载都有星形（Y形）和三角形（Δ形） 两种连接方式。但电源（绕组）常接成星形。
模块小结
4、星形联接与三角形联接电路的区别： （1）星形联接
线电压与相电压的关系：数量关系： U线 3U相
相位关系：线电压超前对应相电压30°，线电压等于相电 压 （2）三角形联接 线电流与相电流的关系：线电流等于相电流，数量关系： 相位关系：线电流滞后对应相电流30°
动。 (6)测电容、较长电缆（电感）等设备绝缘电阻后，先将L线
三相正弦交流电路
三相负载的星形连接的三相四线制电路中有以下关系： 1）每相负载承受的电压等于电源的相电压。 2）负载的相电流等于相应的线电流。 3）各相电流可分成3个单相电路分别计算。 4）中线电流等于三相电流之和。
1.3 三相负载的连接
8
1.1.2 三相负载的三角形连接
如果单相负载的额定电压等于三相电源的线电压，则必须把负载接于两根 相线之间。把这类负载分成3组，分别接于电源的A与B、B与C、C与A之间， 就图1.11负载的三角形连接构成了负载的三角形连接，如图1.11所示。这类 由若干单相负载构成的三相负载一般是不对称的。另一类对称的三相负载，通 常将它们首尾相连，再将三个连接点与三相电源相线A、B、C相连，即构成对 称负载的三角形连接。负载的三角形连接是用不到电源的中线的，只需采用三 相三线制供电即可。
图1.11 载的三角形连接
1.4 三相电路的功率
9
三相电路的功率与单相电路一样，也分为有功功率、无功功率和视在功率 。三相有功功率等于各相有功功率之和。
对于不对称负载，需要分别计算出各相的电压、电流、功率因数，方可得 出总的有功功率。
在三相电路中，测量相电压与相电流不方便，例如，三相电动机绕组接成 三角形时，要测量它的电流就必须把绕组端部拆开。而测量线电压与线电流比 较方便，故常用线电压与线电流来计算三相对称负载的功率。
需要注意的是：一般情况下，三相视在功率不等于各相视在功率之和，只 有在负载对称时，三相视在功率才等于各相视在功率之和，才可以用式（1.22 ）来计算，当三相负载不对称时，视在功率只能采用下式来计算。
1.5 安全用电常识
10
1.5.1 触电的有关知识
触电是当人体触及带电体承受过高的电压而导致死亡或局部受伤的现象。 微小的电流通过人体是没有感觉的。能引起人类感觉的最小电流称为感知电流 ；正常人触电后能自主摆脱的最大电流称为摆脱电流。把人体触电后最大的摆 脱电流，称为安全电流。我国规定安全电流为30mA·s，即触电时间在1s内， 通过人体的最大允许电流为30mA。人体触电时，如果接触电压在36V以下， 通过人体的电流就不会超过30mA，故安全电压通常规定为36V，但在潮湿地 面和能导电的厂房，安全电压则规定为24V或12V。
1.3 三相负载的连接
8
1.1.2 三相负载的三角形连接
如果单相负载的额定电压等于三相电源的线电压，则必须把负载接于两根 相线之间。把这类负载分成3组，分别接于电源的A与B、B与C、C与A之间， 就图1.11负载的三角形连接构成了负载的三角形连接，如图1.11所示。这类 由若干单相负载构成的三相负载一般是不对称的。另一类对称的三相负载，通 常将它们首尾相连，再将三个连接点与三相电源相线A、B、C相连，即构成对 称负载的三角形连接。负载的三角形连接是用不到电源的中线的，只需采用三 相三线制供电即可。
图1.11 载的三角形连接
1.4 三相电路的功率
9
三相电路的功率与单相电路一样，也分为有功功率、无功功率和视在功率 。三相有功功率等于各相有功功率之和。
对于不对称负载，需要分别计算出各相的电压、电流、功率因数，方可得 出总的有功功率。
在三相电路中，测量相电压与相电流不方便，例如，三相电动机绕组接成 三角形时，要测量它的电流就必须把绕组端部拆开。而测量线电压与线电流比 较方便，故常用线电压与线电流来计算三相对称负载的功率。
需要注意的是：一般情况下，三相视在功率不等于各相视在功率之和，只 有在负载对称时，三相视在功率才等于各相视在功率之和，才可以用式（1.22 ）来计算，当三相负载不对称时，视在功率只能采用下式来计算。
1.5 安全用电常识
10
1.5.1 触电的有关知识
触电是当人体触及带电体承受过高的电压而导致死亡或局部受伤的现象。 微小的电流通过人体是没有感觉的。能引起人类感觉的最小电流称为感知电流 ；正常人触电后能自主摆脱的最大电流称为摆脱电流。把人体触电后最大的摆 脱电流，称为安全电流。我国规定安全电流为30mA·s，即触电时间在1s内， 通过人体的最大允许电流为30mA。人体触电时，如果接触电压在36V以下， 通过人体的电流就不会超过30mA，故安全电压通常规定为36V，但在潮湿地 面和能导电的厂房，安全电压则规定为24V或12V。
第2章正弦交流电-2.5三相交流电路
三相交流电路之所以获得广泛应用，是因为它比单相交流电路具有下列优点： （1）在发电设备上，三相交流发电机比同容量的单相交流发电机节省材料，而且体积小， 有利于制造大容量机组。 （2）在电能输送上，三相供电比单相供电节省有色金属约25％，从而降低了成本。 （3）在用户使用上，可以广泛地使用三相异步电动机，而它比单相电动机结构简单、价 格低廉、运行可靠、维护方便。
2.5三相交流电路
三相电源的连接
三相负载的连接
三相电路的功率
如果三相电路为对称电路，则表明各相负载的有功功率相等，则有 P＝3UPIPcosφP
同单相交流电路一样，三相对称负载的无功功率和视在功率分别为
2.5三相交流电路
三相电源的连接
三相负载的连接
三相电路的功率
例题：一台三相电炉，其每相电阻R=10Ω。试问：①当电源线电压为380V时，接成三角形和 星形时各从电网取用多少功率？②在220V线电压下，接成三角形消耗的功率是多少？
单相负载：负载只需由三相电源中一相电源供电即可工作， 通常功率较小的负载均为单相负载，如照明灯、电风扇、洗衣 机、电冰箱、电视机、小功率电炉、电焊机等。为了使三相电 源供电均衡，这种负载要大致平均分配到三相电源的三相上。 这类负载的每相阻抗一般不相等，属于不对称三相负载。
典型的三相负载联结如图所示。
2.5三相交流电路
三相电源的连接
三相负载的连接
1 星形（Y形）联结
（1） 电压和电流之间的关系
三相电源的负端（末端）连接成一点N，N称为中性点，简称 中点，俗称零点。三相电源的正端（首端）引出与负载相接，从电 源正端引出的三根供电线称为相线或端线，俗称火线，用L1、L2、 L3分别表示。从中点N引出的供电线称中性线，俗称零线，用N表 示。在应用最多的低压供电系统中，中点通常是接地的，因而中线 又俗称地线。
2.5三相交流电路
三相电源的连接
三相负载的连接
三相电路的功率
如果三相电路为对称电路，则表明各相负载的有功功率相等，则有 P＝3UPIPcosφP
同单相交流电路一样，三相对称负载的无功功率和视在功率分别为
2.5三相交流电路
三相电源的连接
三相负载的连接
三相电路的功率
例题：一台三相电炉，其每相电阻R=10Ω。试问：①当电源线电压为380V时，接成三角形和 星形时各从电网取用多少功率？②在220V线电压下，接成三角形消耗的功率是多少？
单相负载：负载只需由三相电源中一相电源供电即可工作， 通常功率较小的负载均为单相负载，如照明灯、电风扇、洗衣 机、电冰箱、电视机、小功率电炉、电焊机等。为了使三相电 源供电均衡，这种负载要大致平均分配到三相电源的三相上。 这类负载的每相阻抗一般不相等，属于不对称三相负载。
典型的三相负载联结如图所示。
2.5三相交流电路
三相电源的连接
三相负载的连接
1 星形（Y形）联结
（1） 电压和电流之间的关系
三相电源的负端（末端）连接成一点N，N称为中性点，简称 中点，俗称零点。三相电源的正端（首端）引出与负载相接，从电 源正端引出的三根供电线称为相线或端线，俗称火线，用L1、L2、 L3分别表示。从中点N引出的供电线称中性线，俗称零线，用N表 示。在应用最多的低压供电系统中，中点通常是接地的，因而中线 又俗称地线。
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练习
小结
1．三相负载对称时，三相功率的计算公式。 2． 同一三相对称负载接在同一电网中， 作三角形联结时的线电流与作星形联结时的 线电流的关系。三相功率间的关系。 3．常用的用电安全措施。
布置作业
习题Байду номын сангаас 《电工基础》第 2 版周绍敏主编） 4．计算题（6）～（9） 。
2-161
（3）相量图
e1e2e3 0 即
+E +E 0 E 2 1 3
二、三相电源的连接 1．连接方式（Y）
2-152
（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叫中性线或零线。 （2）端线或相线：从始端引出的三根线，俗称火线。 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。 （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。 （3）相电压与线电压的关系
课
题
10－1 三相交流电路
新课 课型 授课时数 2
授课班级 1．了解三相电源的产生。 2．掌握三相电源的表示方法。 3．掌握三相电源的连接。 1．三相电源的表示方法。 2．三相电源的连接。
教学目标
教学重点
教学难点
与U 关系的推导。 三相电源星形联结中 U L P
学情分析
教学效果
教后记
2-151
2-157
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。 1 若每相负载的额定电压为电源线电压的 ，则负载应连成星形； 3 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。 例 2：本节例 2 根据例题的结论，提问：同一负载在相同的线电压下，下列比值等 于多少？
练习
2-153
小结
布置作业
2-154
课
题
10—2 三相负载的连接
课型 授课时数
新课 4
授课班级 1．掌握三相负载两种连接法的特点。 2．熟练掌握对称三相电路的分析计算。
教学目标
教学重点
1．三相负载两种连接法的特点。 2．对称三相电路的分析计算。
教学难点
1．中性线的作用。 2．对称三相电路的分析计算。
2-158
课
题
10—3 三相电路的功率 10—4 安全用电
课型 授课时数
新课 2
授课班级 1．练掌握三相电路功率的计算。 2．了解常用的安全措施。
教学目标
三相电路功率。 教学重点 三相电路功率， 教学难点
学生已会计算单相电路的功率。 学情分析
教学效果
教后记
2-159
课前复习
新课 复习三相负载做星形联结和三角形联结时的特点， 列表如下： （此表保留到下课）
2．特点 （1）负载电压 UYUP
UL 3
（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。 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。 IYP
UP ， ZP = R2 X 2 ZP
Y 特点： 1． 2． 对称电路计算公式 三相功率计算公式
第三节
一、不对称三相负载
三相电路的功率
PP1P2P3 U1I1cos1U2 I2cos 2U3 I3cos3 二、对称三相负载 1．公式之一 P3UP IPcos Q3UP IP sin S3 UP IP S P 2 Q 2 cos 2．公式之二 P 3 UlIl cos Q 3 Ul Il sin S 3 Ul Il
各相电流与各相电压的相位差arccos
R ZP
（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。
2-156
IYLIYP 若三相负载对称则负载上的电压、电流及线电流均对称。 例 1：本节例 1 3．中性线的作用 （1）若负载对称，则 IN0 可省去中性线。 （2）若负载不对称，则 IN0，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。 三、三相负载三角形联结（Δ ） 1．电路
学生已学过单相电路的计算。 学情分析
教学效果
教后记
2-155
课前复习
新课 1．三相电源一般采用何种接法？ 2．线电压和相电压之间的关系。
第二节
三相负载的连接
从复习三相电源的连接引入课题。 一、三相负载连接 1．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、三角形。 二、三相负载星形联结（Y） 1．电路
=U ( U ) U 12 1 2
推导：相量图（或复数运算）
结论：各线电压的有效值是各相电压有效值的 3 倍。 即 UL 3 UP (380 3 220) 各线电压的相位比各对应的相电压超前 30。 3．三相三线制和三相四线制 三根相线和一根中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。 习题（ 《电工基础》第 2 版周绍敏主编） 1．是非题（1）～（3） 。 2．选择题（1）～（5） 。 3．填充题（1）～（3） 。
课前复习
新课 单相交流电源。
第一节
一、三相交流电源的产生
三相交流电源
1．三相交流发电机 （1）演示手摇三相发电机。 （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。 2．三相交流电源的表示方法 （1）解析式 e1 2 Esint e2 2 E sin(t 120 ) e3 2 E sin(t + 120 ) 这样的三个电动势叫对称三相电动势。三个电动势到达最大值（或 零）的先后次序叫相序。正序 e1 → e2 → e3。 （2）波形图
UR P R U S Z
第四节
安全用电
介绍一些触电事故，使学生明确安全用电的意义. 一、电流对人体的作用 1．触电人体因触及高电压的带电体而承受过大的电流，以致引起死 亡或局部受伤的现象称为触电。 决定触电对人体伤害程度的因素有： （1）流过人体电流的大小
2-160
（2）流过人体电流的频率 （3）通电时间的长短 （4）电流流过人体的途径 （5）触电者本人的情况（人体电阻） 3．触电方式 单相触电；两相触电。 二、常用的安全措施 1．安全电压 36V 以下 2．开关必须通过相线 3．选用合适的导线和熔丝 4．正确安装用电设备 5．电气设备的保护接地和保护接零 （1）保护接地：将电气设备的金属外壳与地线相连，适用于中性点 不接地的低压系统中。介绍三脚插头和三眼插座的应用。 （2）保护接零：将电气设备的金属外壳与中性线相连，适用于中性 点接地的低压系统中。 6．触电保护装置 三、观看安全用电的录像
2．特点 （1）负载电压 UPUL （2）负载电流 IP （3）线电流 IL= 3 IP 各线电流的相位比相应的相电流滞后 30。 推导：作相量图（或复数运算）
U UΔ L ， ZP R2 X 2 ZP ZP
+（ I ） I1 I 12 31
UΔ = UY
；
IΔP = IYP
；
IΔL = IYL
练习
习题（ 《电工基础》第 2 版周绍敏主编） 2．选择题（6）～（8） ；填充题（4） 、 （5） 、 （7） 。 习题 1.是非题（4）～（10） ；2.填充题（6） 、 （8） 、 （9） 。
要求学生列表小结本节的内容。 小结
布置作业
习题（ 《电工基础》第 2 版周绍敏主编） 4．问答与计算题（2） 、 （3） 、 （4） 。