《电工电子学》实验报告1

中国石油大学（华东）现代远程教育

实验报告

课程名称：电工电子学

实验名称：三相交流电路

实验形式：在线模拟+现场实践

提交形式：在线提交实验报告

学生姓名：学号：

年级专业层次：

学习中心：

提交时间：2018 年 5 月29 日

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、实验原理

1. 对称三相电路中线、相电压和线、相电流的关系，三相电路中，负载的连接分为星形连接和三角形连接两种。一般认为电源提供的是对称三相电压。

（1）星形连接的负载如图1所示：

图1 星形连接的三相电路

A、B、C表示电源端，N为电源的中性点（简称中点），N' 为负载的中性点。无论是三线制或四线制，流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线电流：

（下标I表示线的变量，下标p表示相的变量）

在四线制情况下，中线电流等于三个线电流的相量之和，即

端线之间的电位差（即线电压）和每一相负载的相电压之间有下列关系：

当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，中线电流等于零，而线、相电压满足：

（2）三角形连接的负载如图2所示：

其特点是相电压等于线电压：

线电流和相电流之间的关系如下：

当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，此时线、相电流满足：

2.不对称三相电路

在三相三线制星形连接的电路中，若负载不对称，电源中点和负载中点的电位不再相等，称为中点位移，此时负载端各相电压将不对称，电流和线电压也不对称。

在三相四线制星形连接的电路中，如果中线的阻抗足够小，那么负载端各相电压基本对称，线电压也基本对称，从而可看出中线在负载不对称时起到了很重要的作用。但由于负载不对称，因此电流是不对称的三相电流，这时的中线电流将不再为零。

在三角形连接的电路中，如果负载不对称，负载的线、相电压仍然对称，但线、相电流不再对称。

如果三相电路其中一相或两相开路也属于不对称情况。

3.三相负载接线原则

连接后加在每相负载上的电压应等于其额定值。

三、实验设备

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

四、实验内容及步骤

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

219 218 220 127 127 127

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。

测量值负载情况

相电压相电流中线电流中点电压U UN’/

V

U VN’/

V

U WN’/

V

I U/A I V/A I W/A I N/A U N’N/V

对称负载有中线124 124 124 0.268 0.266 0.271 0

无中线125 125 123 0.268 0.267 0.270 1

不对称负载有中线126 125 124 0.096 0.180 0.271 0.158

无中线167 143 78 0.109 0.192 0.221 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

负载情况

线电流(A) 相电流(A) 负载电压(V) 功率(W) I U I V I W I UV I VW I WU

U U

V

U V

W

U W

U

P1P2

对称负载0.600 0.593 0.598 0.348 0.345 0.352 213 212 215 -111 -109

不对称负

载0.428 0.313 0.508 0.124 0.234 0.355 220 217 216

-89.

8

-63.

4

表3-3

五、实验数据及分析

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=1.7244≈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=1.7661≈3，线电压为相电压的3倍；无中线时，(125+125+123)/3=124.3，219/124.3=1.7619≈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