第三章三相正弦交流电路
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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
第3章三相交流电路
uC +
C
O
–Um
2
t
对称三相电压的波形图
对称三相电压相量图
三相交流电压出现正幅值 (或相应零值)的顺序称为相序。
A→B→C→A→ ，称为
正相序（正序或顺序）。
反之，B→A→C→B→或 C→B→A→C→，称为反相序
（反序或逆序）
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
分析问题时一般都采用正相序。
•
•
IC
UC ZC
U P120
Z
Il 120
φA= φB = φC = φ 线电流也对称
中线电流，I• N
•
I A
•
IB
•
IC
0
为零
iA
+
对称负载电压电流相量图
uA
N –– – uB
+ uC
+
iN
Z
•
UC •
N
Z
IC
iB
Z
•
IB
iC
•
UB
•
UA
•
IA
负载对称时，中线电流为 零，所以可以去掉中线，成 为三相三线制电路。
生感应电动势 e ，其方向为由
AX。
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，
线圈两端便可得到单相交流电动势。
eAX = 2E sinω t
交流发电机
三相交流发电机组成
电枢，亦称定子 磁极，亦称转子
Y
•
定子中放三个线圈：
A 定子
•
S
Z
C
O
–Um
2
t
对称三相电压的波形图
对称三相电压相量图
三相交流电压出现正幅值 (或相应零值)的顺序称为相序。
A→B→C→A→ ，称为
正相序（正序或顺序）。
反之，B→A→C→B→或 C→B→A→C→，称为反相序
（反序或逆序）
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
分析问题时一般都采用正相序。
•
•
IC
UC ZC
U P120
Z
Il 120
φA= φB = φC = φ 线电流也对称
中线电流，I• N
•
I A
•
IB
•
IC
0
为零
iA
+
对称负载电压电流相量图
uA
N –– – uB
+ uC
+
iN
Z
•
UC •
N
Z
IC
iB
Z
•
IB
iC
•
UB
•
UA
•
IA
负载对称时，中线电流为 零，所以可以去掉中线，成 为三相三线制电路。
生感应电动势 e ，其方向为由
AX。
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，
线圈两端便可得到单相交流电动势。
eAX = 2E sinω t
交流发电机
三相交流发电机组成
电枢，亦称定子 磁极，亦称转子
Y
•
定子中放三个线圈：
A 定子
•
S
Z
电工学第三章三相电路
B
iA iN iB RC
RA
N
RB
iC
N I A I B I C 0 I
一、负载的星形联结 二、负载的三角形联结
交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作
的叫做三相负载 ,如果每相负载的阻抗值和阻抗
角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。
另一类是只需接单相电源的负载，它们可
以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或 线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载， 但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对 称负载。如照明灯。
二、三相电源的连接
1、星形联结 把三相绕组的尾端 XYZ 接成一点。 而把首端 A、B、C 作为与外电路相联接的端点。 这种 联接方式称为电源的星形联结。
中性点 U A 或零点
+
–
N
– U C
+
– + U B
+ U A – – – U B +
+
U AB
–
A 相线（火线）
相电 压
一、三相对称正弦电动势
1.三相交流发电机主要组成部分： 电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。 A B C 磁极 （是转动的，亦称转子） A
Y
– + S
Z
n
+
B
绕 组
A
X
X Y Z
三相绕组
单相绕组
N
C
铁 心
+
+ X
三相绕组的三相电动势 幅值相等, 频率相同, 彼 此之间相位相差120°。
U C
+
iA iN iB RC
RA
N
RB
iC
N I A I B I C 0 I
一、负载的星形联结 二、负载的三角形联结
交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作
的叫做三相负载 ,如果每相负载的阻抗值和阻抗
角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。
另一类是只需接单相电源的负载，它们可
以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或 线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载， 但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对 称负载。如照明灯。
二、三相电源的连接
1、星形联结 把三相绕组的尾端 XYZ 接成一点。 而把首端 A、B、C 作为与外电路相联接的端点。 这种 联接方式称为电源的星形联结。
中性点 U A 或零点
+
–
N
– U C
+
– + U B
+ U A – – – U B +
+
U AB
–
A 相线（火线）
相电 压
一、三相对称正弦电动势
1.三相交流发电机主要组成部分： 电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。 A B C 磁极 （是转动的，亦称转子） A
Y
– + S
Z
n
+
B
绕 组
A
X
X Y Z
三相绕组
单相绕组
N
C
铁 心
+
+ X
三相绕组的三相电动势 幅值相等, 频率相同, 彼 此之间相位相差120°。
U C
+
电工学第三章三相交流电ppt课件
结论：电源 Y形联结时, 线电压Ul 3UP, 且超 前相应的相电压 30 , 三相线电压也是对称的 。
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
第3章(三相交流电路)
IN
I zA
I zC
Z3
ZA N'
IB
IC
ZB
I zB
相电流：各相负载的电流，正方向与相电压的极性一致。 线电流：端线中的电流，正方向从电源流向负载。
中线电流：中线中的电流，正方向从负载流向电源。
三相对称负载：各相负载的大小、性质完全相同。
（2）负载Y接三相电路的计算
LA UA N UB UC N LB LC – + UA –
三个最大值相等、角 频率相同、相位上互差 120°的正弦交流电。
(2) 三角形连接（Δ）
LA
CA
+ – +
–
U AB U
结论：电源Δ 形联结时 线电压U l 相电压Up
LB
UBC U BC
–
+ LC
第三节 三相电路中负载的连接
1. 三相负载
分类
负载
三相负载：需三相电源同时供电
三相电动机等
u eA eB eC
ωt
eA Em sin t eB Em sin( t 120 ) eC Em sin( t 120)
相量表示
0
T
E A E 0 E
UC
E 120 E ( 1 j 3 ) EB 120° 2 2 E 120 E ( 1 j 3 ) EC 2 2
第3章 三相交流电路
三相交流电源 三相电路负载的连接 三相电路的功率
0
引 言
单相交流电路：它的电源是一个交流电动势； 三相交流电路：它是由三个频率相同、幅值相等、 相位互差120°的电动势作为电源。
三相交流电路优点：
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
三相正弦交流电路
第3章 三相正弦交流电路
3.1 3.2 3.3 3.4
3.1 对称三相正弦量
目前电能的生产、输送和分配，一般都采 用对称三相制。
三相交流电路的应用最为广泛，世界各国 的电力系统普遍采用三相制。
对称三相制就是由三个频率相同、振幅值 相等、相位互差120°电角度的正弦电动 势所组成的电源系统。
3.2 三相电源和负载的连接
线电压为380V，相电压为220V，常写 作“电源电压380/220V” 。
电路中的线电流与对应的电源相电流相等。
3.2 三相电源和负载的连接
如图3.5所示，将三相电源的相头和相尾 依次联接，即U相的相尾与V相的相头联 接，V相的相尾与W相的相头联接，W相 的相尾与U相的相头联接，组成一个三角 形，从三角形的3个顶点引出3根线作为 输电线，这种联接方式称为三角状连接。
1.三相电源的星形连接 如图3.3所示，把三相电源的负极性端即
末端接在一起成为一个公共点，叫做中性 点，用N表示，由始端U1、V1、W1引 出3根线作为输电线，这种联接方式称为 星形连接。 由始端U1、V1、W1引出的3根线叫做 端线,从中性点引出的线叫做中性线。
3.2 三相电源和负载的连接
图3.3 三相电源的星形连接
3.2 三相电源和负载的连接
相电压和线电压的相量图如图3.4所示，根 据平行四边形法则或三角形法则作图求线 电压。
当3个相电压对称时，3个线电压也是对称 的，线电压的有效值是相电压有效值的 3 倍。线电压超前对应的相电压30°。
3.2 三相电源和负载的连接
图3.4 三相电源的三角形联结
3.2 三相电源和负载的连接
3.2 三相电源和负载的连接
图3.5 三相电源的三角形连接
3.2 三相电源和负载的连接
3.1 3.2 3.3 3.4
3.1 对称三相正弦量
目前电能的生产、输送和分配，一般都采 用对称三相制。
三相交流电路的应用最为广泛，世界各国 的电力系统普遍采用三相制。
对称三相制就是由三个频率相同、振幅值 相等、相位互差120°电角度的正弦电动 势所组成的电源系统。
3.2 三相电源和负载的连接
线电压为380V，相电压为220V，常写 作“电源电压380/220V” 。
电路中的线电流与对应的电源相电流相等。
3.2 三相电源和负载的连接
如图3.5所示，将三相电源的相头和相尾 依次联接，即U相的相尾与V相的相头联 接，V相的相尾与W相的相头联接，W相 的相尾与U相的相头联接，组成一个三角 形，从三角形的3个顶点引出3根线作为 输电线，这种联接方式称为三角状连接。
1.三相电源的星形连接 如图3.3所示，把三相电源的负极性端即
末端接在一起成为一个公共点，叫做中性 点，用N表示，由始端U1、V1、W1引 出3根线作为输电线，这种联接方式称为 星形连接。 由始端U1、V1、W1引出的3根线叫做 端线,从中性点引出的线叫做中性线。
3.2 三相电源和负载的连接
图3.3 三相电源的星形连接
3.2 三相电源和负载的连接
相电压和线电压的相量图如图3.4所示，根 据平行四边形法则或三角形法则作图求线 电压。
当3个相电压对称时，3个线电压也是对称 的，线电压的有效值是相电压有效值的 3 倍。线电压超前对应的相电压30°。
3.2 三相电源和负载的连接
图3.4 三相电源的三角形联结
3.2 三相电源和负载的连接
3.2 三相电源和负载的连接
图3.5 三相电源的三角形连接
3.2 三相电源和负载的连接
《电工学》第三章三相正弦交流电路试卷
《电工学》第三章三相正弦交流电路试卷一、单项选择题1.发现有人触电时,首先应( )。
(2 分)A.四处呼救B.用手将触电者从电源上拉开C.使触电者尽快脱离电源2.一般情况下,人体电阻可按( )Ω(2 分)A.100B.200C.1000D.17003.在三相四线制中性点接地供电系统中,线电压指的是( )的电压。
(2 分)A.相线之间B.零线对地间C.相线对零线间D.相线对地间4.人体触电伤害的首要因素是( )。
(2 分)A.电压B.电流C.电功D.电阻5.安全电压必须由( )降压获得。
(2 分)A.双绕组变压器B. 自耦变压器C.电阻串联D.电阻并联6.三相交流电相序U-V-W-U属( )。
(2 分)A.正序B.负序C.零序7.在三相负载不对称的低压供电系统中,中线常用( )制成。
(2 分)A.铝导线B.铜导线C.钢丝8.在三相负载星形连接时,负载两端的电压称为负载的( )。
(2 分)A.线电压B.相电压C.额定电压9.胸外心脏挤压法适合于( )。
(2 分)A.有心跳、无呼吸者B.无心跳、有呼吸者C.有外伤者D.有心跳有呼吸者10.已知某三相发电机绕组连接成星形时的相电压V,V,V,则当t=10s时, 它们之和为( )。
(2 分)A.380VB.0VC.380VD.V二、判断题11.( ) 触电是指电流通过人体时对人体产生的生理和病理伤害。
(2 分)12.( ) 触电伤害方式分为电击和电伤两大类。
(2 分)13.( ) 一个三相四线制供电线路中,若相电压为220V,则电路线电压为311V。
(2 分)14.( ) 三相对称负载星形连接时,线电流的有效值是相电流有效值的倍。
(2 分)15.( ) 安全用电的方针是安全第一,预防为主。
(2 分)16.( ) 人体触电伴随的摔跌应列入机械事故的范围内。
(2 分)17.( ) 当电气设备采用24V以上安全电压时,不必采用防止直接接触带电体的保护措施。
电工电子技术_三相正弦交流电路
电工电子技术
第3章 三相正弦交流电路
2
知识点：
1.三相交流电的产生，三相电源的连接。 2.三相负载的星形连接和三角形连接。 3.三相电路功率的计算。 4.安全用电的常识。
要求掌握：
1.三相交流电的产生及三相电源的连接特点。 2.三相负载星形连接的电路特点与分析方法。 3.三相负载三角形连接的电路特点与分析方法。 4.三相电路功率的计算方法。
图3.6 电源的三角形连接
3.3
8
三相负载的连接
两种三相负载的接线示意图
使用交流电的电气设备种类繁多，其中 有些设备需要接到三相电源上才能正常工作 图3.7 ，如三相交流电动机、大功率三相电炉等， 这些设备统称为三相负载，这种三相负载的 各相复阻抗总是相等的，称为三相对称负载 。而另一些设备，如各种照明灯具、家用电 器、电焊变压器等只需接到三相电源的任意 一相上就可以工作，这类负载称为单相负载 ，为了使三相电源供电均衡，大批量的单相 负载总是尽量均匀地分成3组接到三相电源上 ，对于三相电源来说，这些大批量的单相负 载在总体上也可以看成三相负载，但这类负 载各相的阻抗一般不可能相等，称为三相不 对称负载。图3.7为这两种三相负载的接线示 意图。
3.5
19
安全用电常识
5. 安全用电常识 1）遇到有人触电时，应立即拉开电源开关或拔下熔丝，切断电源。 2）触电者脱离电源后，必须立即抢救。 3）如果触电者已失去知觉，呼吸困难，有痉挛现象，但心脏还在跳动， 则应使触电者平卧，保持周围空气流通，并迅速请医生诊治。如果触电者呼 吸、脉搏、心跳均已停止，则应立即进行人工呼吸及心脏按摩，促使心脏恢 复跳动，在医务人员赶到之前，不能中断急救工作。
图3.17 保护接零
图3.18
错误的接零法
第3章 三相正弦交流电路
2
知识点：
1.三相交流电的产生，三相电源的连接。 2.三相负载的星形连接和三角形连接。 3.三相电路功率的计算。 4.安全用电的常识。
要求掌握：
1.三相交流电的产生及三相电源的连接特点。 2.三相负载星形连接的电路特点与分析方法。 3.三相负载三角形连接的电路特点与分析方法。 4.三相电路功率的计算方法。
图3.6 电源的三角形连接
3.3
8
三相负载的连接
两种三相负载的接线示意图
使用交流电的电气设备种类繁多，其中 有些设备需要接到三相电源上才能正常工作 图3.7 ，如三相交流电动机、大功率三相电炉等， 这些设备统称为三相负载，这种三相负载的 各相复阻抗总是相等的，称为三相对称负载 。而另一些设备，如各种照明灯具、家用电 器、电焊变压器等只需接到三相电源的任意 一相上就可以工作，这类负载称为单相负载 ，为了使三相电源供电均衡，大批量的单相 负载总是尽量均匀地分成3组接到三相电源上 ，对于三相电源来说，这些大批量的单相负 载在总体上也可以看成三相负载，但这类负 载各相的阻抗一般不可能相等，称为三相不 对称负载。图3.7为这两种三相负载的接线示 意图。
3.5
19
安全用电常识
5. 安全用电常识 1）遇到有人触电时，应立即拉开电源开关或拔下熔丝，切断电源。 2）触电者脱离电源后，必须立即抢救。 3）如果触电者已失去知觉，呼吸困难，有痉挛现象，但心脏还在跳动， 则应使触电者平卧，保持周围空气流通，并迅速请医生诊治。如果触电者呼 吸、脉搏、心跳均已停止，则应立即进行人工呼吸及心脏按摩，促使心脏恢 复跳动，在医务人员赶到之前，不能中断急救工作。
图3.17 保护接零
图3.18
错误的接零法
《电工技术》教学课件 第三章 三相电路 负载星形连接的三相电路
IU
UU ZU
U P00
Z Z
UP Z
(00
Z
)
IP Z
IV
UV ZV
U P(1200 )
Z Z
UP Z
(1200
Z
)
IP Z
120
IW
UW ZW
U P1200 Z Z
UP Z
(1200
Z)
IP
Z
120
由此可见，在负载对称的 情况下，每相负载上电流 的大小（有效值）相同， 相位彼此相差1200，即相 电流也是对称的。因而， 只需求出一个相电流，其 余推出即可 。
灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。
R3 R2 V
W
三、操作训练
三相正弦交流电路负载星形联接分析
（3）根据以上分析，照明电路不能采用三相三线制供电方式。且中线上不
能接开关和保险丝。
U
中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等
一层楼 ...
N 的相电压。因为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
五、归纳总结
（1）三相负载星形连接时，无论负载对称与否，负载上的相电压、线电压等于电 源的相电压、线电压。因而： 相电压对称，线电压对称；负载的相电流等于相应的线电流。 （2）当三相电路对称时，三个相电流也是对称的，所以中性线上的电流为零，所 以，三相负载对称的电路也可以采用三相三线制的联结方式。 （3）若负载不对称时，不能采用三相三线制！因为此时各相负载上的电压将会出 现不对称现象，负载不能正常工作。并且，中线上不能安装开关和保险丝！
三、操作训练
三相正弦交流电路负载星形联接分析
（2）若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的
电工与电子技术基础3三相正弦交流电路课件
3.3.2三相不对称负载的星形连接
1. 三相四线制
A
IA
+
U A
N
-
U B
B+
C
IN
-
U C +
ZC
IB
IC
ZA
ZB
三相四线制三相电路
不对称负载：
ZA ZB ZC ZA RA jXA ZA A
ZB RB jXB ZB B
ZC RC jXC ZC C
Z
A
RA2
X
2 A
A
arctg
ZA=11， ZB=ZC=22 ，它们的额定电压为220V。若电源的线
电压为Ul=380V，试求各负载两端的电压，并说明各相白炽灯能
否正常工作。
IA
解: UA UA U NN
1650 V
UB UB U N N 220 252 131 V
2200 550 120 550 UC
+ C
IB
IC
ZA
ZB
IC
UC ZC
220120 20 120
11240 11 120A
IN IA IB IC 110 22―180 11―120 11 3―150A
【例】电路如图所示，电源线电压Ul =380V，三相负载
Z电A流=20IA、，IBZ和B
10
IC
j10 3()
中线电流
1 3
U
AB
30
2200 V
U A
N-
U AB
C
B IB-
3U0A-
Z
Z
U N Z A
IB
I IC A
U IA
三相正弦交流电路课件
相位关系。
对称性分析
判断三相电路是否对称 ，对于不平衡负载的分
析非常重要。
功率因数分析
通过向量图可以计算出 功率因数，用于评估电
路的效率。
故障诊断
通过观察向量图的变化 ，可以诊断出电路中的
故障类型和位置。
03
CATALOGUE
三相变压器的原理及应用
三相变压器的结构和工作原理
结构
三相变压器由三个独立的单相变压器组成，它们共享一个铁 芯和绕组。每个单相变压器分别接在三相电力系统中不同的 相线上。
根据实验结果，分析三相正弦交流电 路的工作特性，总结出相关结论。
将实验数据与理论值进行比较，分析 误差产生的原因。
THANKS
感谢观看
实验设备介绍
01
02
03
04
电源设备
提供三相正弦交流电源，以驱 动电路中的负载。
负载设备
模拟实际应用中的各种负载， 如电动机、灯泡等。
测量仪器
用于测量电压、电流、功率等 电气参数的仪表。
实验电路板
提供三相正弦交流电路所需的 电路元件和连接线路。
实验操作步骤及注意事项
根据实验电路图，正确连接 电路元件，确保线路连接正
无功功率
表示电路与电源之间交换的能量 ，计算公式为$Q =
frac{U_{avg}}{sqrt{3}} times I_{avg}$。
视在功率
表示电源提供的总功率，计算公 式为$S = frac{U_{avg}}{sqrt{3}}
times I_{avg}$。
三相电路的向量图分析
相位分析
通过向量图可以直观地 分析各相电压和电流的
结构。
当三相电源施加到三相绕组上时 ，会产生旋转磁场，旋转磁场与 笼型转子相互作用，使转子转动
对称性分析
判断三相电路是否对称 ，对于不平衡负载的分
析非常重要。
功率因数分析
通过向量图可以计算出 功率因数，用于评估电
路的效率。
故障诊断
通过观察向量图的变化 ，可以诊断出电路中的
故障类型和位置。
03
CATALOGUE
三相变压器的原理及应用
三相变压器的结构和工作原理
结构
三相变压器由三个独立的单相变压器组成，它们共享一个铁 芯和绕组。每个单相变压器分别接在三相电力系统中不同的 相线上。
根据实验结果，分析三相正弦交流电 路的工作特性，总结出相关结论。
将实验数据与理论值进行比较，分析 误差产生的原因。
THANKS
感谢观看
实验设备介绍
01
02
03
04
电源设备
提供三相正弦交流电源，以驱 动电路中的负载。
负载设备
模拟实际应用中的各种负载， 如电动机、灯泡等。
测量仪器
用于测量电压、电流、功率等 电气参数的仪表。
实验电路板
提供三相正弦交流电路所需的 电路元件和连接线路。
实验操作步骤及注意事项
根据实验电路图，正确连接 电路元件，确保线路连接正
无功功率
表示电路与电源之间交换的能量 ，计算公式为$Q =
frac{U_{avg}}{sqrt{3}} times I_{avg}$。
视在功率
表示电源提供的总功率，计算公 式为$S = frac{U_{avg}}{sqrt{3}}
times I_{avg}$。
三相电路的向量图分析
相位分析
通过向量图可以直观地 分析各相电压和电流的
结构。
当三相电源施加到三相绕组上时 ，会产生旋转磁场，旋转磁场与 笼型转子相互作用，使转子转动
电工与电子技术基础课件第三章正弦交流电
_
正弦交流电的优越性：
正半周
便于传输；易于变换
便于运算；
有利于电器设备的运行；
.....
负半周
二、正弦交流电的产生
正弦交流电通常是由交流发电机产生的。图3-2a 所示是最简单的交流发电机的示意图。发电机由定子和 转子组成，定子上有N、S两个磁极。转子是一个能转 动的圆柱形铁心，在它上面缠绕着一匝线圈，线圈的两 端分别接在两个相互绝缘的铜环上，通过电刷A、B与 外电路接通。
1 F 106 F
1pF 1012 F
图3-17 电容器的图形符号
(2) 电容器的基本性质 实验现象1
1）图3-18a是将一个电容器和一个灯泡串联起来接在直流电 源上，这时灯泡亮了一下就逐渐变暗直至不亮了，电流表的指 针在动了一下之后又慢慢回到零位。 2）当电容器上的电压和外加电源电压相等时，充电就停止了， 此后再无电流通过电容器，即电容器具有隔直流的特性，直流 电流不能通过电容器。
1．电容器的基本知识 (1)电容器——是储存电荷的容器
组成：由两块相互平行、靠得很近而 又彼此绝缘的金属板构成。
电容元件的图形符号
电容量 C q
u 1）C是衡量电容器容纳电荷本领大小的物理量。 2）电容的SI单位为法［拉］, 符号为F; 1 F=1 C／V。
常采用微法（μF）和皮法（pF）作为其单位。
第一节 交流电的基本概念
一、交流电
交流电——是指大小和方向 都随时间作周期性的变化的
电动势、电压和电流的总称。
正弦交流电——接正弦规律 变化的交流电。
图3-1 电流波形图 a）稳恒直流 b）脉动直流
c）正弦波 d）方波
正弦量： 随时间按正弦规律做周期变化的量。
ui
交流电路
i2
t
如果相位差为+180 或-180 ,称为两波形反相
三、 正弦量的表示方法
i
波形图
t
i sin 1000 30 t
必须 小写
瞬时值表达式
相量
重点
前两种不便于运算，重点介绍相量表示法
正弦波的相量表示法
概念 ：一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转矢量 在纵轴上的投影值来表示。
努力 努力 目标一定能达到
第三章 正弦交流电路
主要内容 §3～1．正弦交流电 §3～2．电阻、电感和电容元件 §3～3．功率因数的提高 §3～3 三相交流电动势的产生、
电源的连接
§3～3 三相负载的连接
条形磁铁的磁感线
第一节 正弦交流电
直流电——电流大小与方向不随时间而变化 交流电——电流大小与方向随时间而变化 如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正 弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向
则有
1 T 2 I i dt 0 T
当 i I m sin
t 时，
可得
Im I 2
问题与讨论
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
220V 的线路上?
~ 220V
电器
最高耐压 =300V
有效值 U = 220V 电源电压 最大值 Um =
2 220V = 311V
用正弦定理求角： U2 U = sin sin
u=
2U sin t
= 1+
注意 ：
1. 只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不可以。 2. 只有同频率的正弦量才能画在一张相量图上，
不同频率不行。
新问题提出： 平行四边形法则可以用于相量运算，但不方便。 故引入相量的复数运算法。 相量 复数表示法 复数运算
t
如果相位差为+180 或-180 ,称为两波形反相
三、 正弦量的表示方法
i
波形图
t
i sin 1000 30 t
必须 小写
瞬时值表达式
相量
重点
前两种不便于运算，重点介绍相量表示法
正弦波的相量表示法
概念 ：一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转矢量 在纵轴上的投影值来表示。
努力 努力 目标一定能达到
第三章 正弦交流电路
主要内容 §3～1．正弦交流电 §3～2．电阻、电感和电容元件 §3～3．功率因数的提高 §3～3 三相交流电动势的产生、
电源的连接
§3～3 三相负载的连接
条形磁铁的磁感线
第一节 正弦交流电
直流电——电流大小与方向不随时间而变化 交流电——电流大小与方向随时间而变化 如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正 弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向
则有
1 T 2 I i dt 0 T
当 i I m sin
t 时，
可得
Im I 2
问题与讨论
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
220V 的线路上?
~ 220V
电器
最高耐压 =300V
有效值 U = 220V 电源电压 最大值 Um =
2 220V = 311V
用正弦定理求角： U2 U = sin sin
u=
2U sin t
= 1+
注意 ：
1. 只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不可以。 2. 只有同频率的正弦量才能画在一张相量图上，
不同频率不行。
新问题提出： 平行四边形法则可以用于相量运算，但不方便。 故引入相量的复数运算法。 相量 复数表示法 复数运算
航海电工基础 第3章
▪ 负载对称时 ZU ZV ZW Z I&U I&V I&W 0
答：Y形连接，三相完全对称时，零线可以取消。称为三 相三线制。
三相三线制供电时，若各相负载不相等，将如何？
EU
N
EW
EV
已知：
E&U 2200 E&V 220 120 E&W 220 240
▪ 解：
因为
Up
Ul 3
380 3
220 V
Z 3 j4 553.1
U&UN 2200 U&VN 220 120 U&WN 220120
I&U I&UN
U&UN Z
2200 553.1
44 53.1A
I&V I&VN 44 53.1 120 44 173.1A
Il 3Ip 30
IW UWU
IWU
IVW UVW
IUV
UUV
IU
负载三角形接法的特点
▪ 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°。 ▪ △形联接没有零线，只能配接三相三线制电源，无论
负载平衡与否各相负载承受的电压均为线电压380V； ▪ 各相负载与电源之间独自构成回路，互不干扰； ▪ 由于三相负载不对称，三相电流也不对称。线电流自
▪ 2. 三相电源的三角形接法 当三相绕组的两端依次首尾相连，每个绕组构成三角形 的一个边，而连接点向外引出端线，这种接法就称为三 角形接法。
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最大值相等
频率相同
称为对称三相电动势
相位互差120°
对称三相电动势的瞬时值之和为 0
即uu ： uvuw0
或 U uU vU w0
三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。
供电系统三相交流电的相序为 L1 L2 L3
2. 三相电源的星形联结
(1) 联接方式
U1
+
+ – A 端线(相线、火线)
N
W1
(2)线电压与相电压的关系
+ – + L1 相量图
uAN
– ––
uAB
N
UCN
UBN
UAB
u u BN CA
+–
u+CN+ u–+BC
L2 L3
根据KVL定律
UBN
30°
UAN
U AB U AN U BN 由相量图可得 U BCU BNU CN U AB 3U AN30
U CAU CN U AN
例1：一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电
源线电压 u A B 38 2 s0 i3 nt1 (3 4 )0 V 。负载为电
灯IN组; 若，R若A=R5A=R,B=RBR=C1=0
5 ,
，求线电流及中性线电流 RC=20 ,求线电流及中
性线电流 IN 。
A
i Al
+
C
uAN
N–
iN
–
uBN
铁心（作为导磁路经）
定子
匝数相同
发电机结构
三相绕组 空间排列互差120
转子 : 直流励磁的电磁铁 三相电压瞬时表示式
uuEmsin t
uvE msi nt (12)0 uwE m si nt (12)0
相量表示
U U u v U U01U 2 0U(1 2j
3) 2
U wU12 0U(1 2j
3.1 三相电压
1. 三相电压的产生
(首端) U1 V1 W1 + ++
V2
U1 S
定子
W2
e–1 e–2 –e3
(尾端) U2 V2 W2
+ W1
+
_
转子
N+
+
V1
U2
图3.1.2 三相绕组示意图
_
+
e
e
+
_
图3.1.1 三相交流发电机示意图
工作原理：动磁生电
U•1
U2
图3.1.3 每相电枢绕组
法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。
三相负载连接原则 (1) 电源提供的电压=负载的额定电压； (2) 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。
A 电源 保险丝 B C N
三相四线制 380/220伏
额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载
2. 负载星形联结的三相电路
(1) 联结形式
+
uAN
N– ––
uBN
+
uCN
+
N 电源中性点
i Al
Y: 三相三线制
Y0：三相四线制
iN
iAN ZA
N'
结论：
i Bl
ZC
ZB
负载 Y联
结时，线电
iCl
I AN 、I BN 、I CN
流等于相电
N´负载中性点
流。
相电流：流过每相负载的电流 线电流：流过端线的电流 IA、 l I B、 l I Cl
+
可知：
中 因 所负以为 载负对三 载线 称对相 时I 称N ,中电 时I 性电 ，A 压 线三 N 无对 相I 电B 电Z称 流 流A 流 N ,I 也， C Z对B且 N 称0 Z。负C II载CBNN
10 90 A 10 150 A
对称无中性线时
可省掉中性线。
U l 3U P
IBN
U BN ZB
ICN
U CN ZC
负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算
(3)对称负载Y 联结三相电路的计算
i Al
负载对称时，
+
只需计算一相电
uAN
N–
iN
iAN ZA 流，其它两相电
N'
流可根据对称性
––
uBN
+
i Bl
ZB 直接写出。
ZC
如：
uCN
iCl
IAN 10 30 A
B
+
u+–CN
i Bl iCl
RC
RA
N RB
A
i Al
+
C
uAN
N–
iN
–
uBN
B
+
u+–CN
i Bl iCl
RC
RA N
RB
解：已知：U AB 38300V U AN 2200V
(1三) 相线对电称流I AN U R A AN 25 200A44 0A
3.2 负载星形联结的三相电路
1. 三相负载
分类 三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
不对称三相负载： 不满足 ZA =ZB = ZC 如由单相负载组成的三相负载
三相负载的联接
三相负载也有 Y和 两种接法，至于采用哪种方
(2) 负载Y联结三相电路的计算 i Al
Y 联结时：
+
uAN
N– ––
uBN
+
iN
iAN ZA
N'
ZB
i Bl
ZC
uCN
+
iCl
1)负载端的线电压＝电源线电压
2)负载的相电压＝电源相电压
3)线电流＝相电流
4)中线电流I NI AN I BN I CN
Ul 3UP
Il IP
I AN
U AN ZA
第3章 三相正弦交流电路
3.1 三相电压 3.2 负载星形联结的三相电路 3.3 负载三角形联结的三相电路 3.4 三相功率
3.1 三相电压
电能的产生、传输和分配大多采用的是三相 正弦交流电形式。由三相正弦交流电源供电 的电路称为三相电路。与上一章介绍的单相 正弦交流电路相比，三相电路具有输电经济、 三相电机性能好、效率高、成本低等优点。 本章主要讨论三相正弦交流电源的联接、负 载的联结、三相电路的分析以及三相电路的 功率问题。
3 )
2
三相电压瞬时表示式
相量表示
uuUmsin t
U uU0U
uvU msi nt (12)0Uv U120
uwU m si nt (12)0UwU120
波形图
u
uu uv uw
相量图
.
Uw
120° 240° 360°
O
2
120° .
120°
Uu
t
120°
.
Uv
三个正弦交流电动势满足以下特征
中性点
uAN
–
uAB
–
u V1+BN
–
–
uCN
+
u–+BC
N中性线(零线、地线)
uCA
在低压系统,中
B 性点通常接地，
所以也称地线。 +C
相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压
U AN 、 U BN 、 U CNUp 线电压：端线与端线间的电压 U A、 B U BC 、 U CA Ul
同理
U BC 3U BN30 U CA 3U CN30
结论 Y 形 ： 联 ,线 电 结 U 电 l 源 3 U 时 P ,压 且
前相应的相3电 0,压 三相线电压也是。 对称
3. 三相电源的三角形联结
A +–
uAB
–
uCA
B
+
uU–BCBC +
C
结 论 ： 电 源 Δ 形结联 时 线电压Ul 相电压Up