“三相交流电路”实验报告总结
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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 IU+IV+IW=IN，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 IN。可见，IN 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 IN 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。
分电源的相电压都分别相同，即 UUV= UVW=UWU=(218+219+220)/3=219V
；
UUN=UVN=UWN=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。
（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：
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 3.根据表 3-3 的电压、电流数据计算对在称星、形不联对结称中负是载至三关角重形要联的结，时因的而三在相 总功率，并与两瓦特表法的测量数据进行通比常较的。生产生活中的星形联结三相电 根据本实验电路，可知负载电路均为电路阻都性是，有不中对线电的流。相位产生影响，因此 功率因素为 1，由此，可得：P= IUV×UUV＋IVW×UVW＋IWU×UWU 因而据表 3-3 得：
么？
答： 首先，相四线是三根相线,一根 PE 线，即“中线”.正常情况下,三相负载
平衡时不需要 N 线的.PE 用于接机壳,当设备发生对机壳漏电时,地线将机壳与大
七、思考题
1、 三相负载根据什么原则作星形或三角形连接？
答： 三相负载可接成星形(又称"Y"接)或三角形(又称"△"接).1、当三相对称负
载作 Y 形联接时,线电压 UL 是相电压 Up 的倍.线电流 IL 等于相电流 Ip,即 UL=Up,
IL=Ip 在这种情况下,流过中线的电流 I0=0, 所以可以省去中线. 当对称三相
不能正常工作.尤其是对于三相照明负载,无条件地一律采用 Y0 接法. 3、当不对
称负载作△接时,IL≠Ip,但只要电源的线电压 UL 对称,加在三相负载上的电压仍是对
称的,对各相负载工作没有影响.
2、请问三相负载按星形或三角形连接，它们的线电压与相电压、线电流与相电
流有何关系？
答：
线电压：两相之间的电压（实际也就是两条相线之前的电压） 相电压：一相对地的电压（实际也就是相线与地之间的电压，中性线接地系 统也就是相线与中性线间的电压，普通民用三相四线制线电网中即为火线和零线 间的电压） 线电流：导线上的电流。 相电流：每一相上电流，星形负载时即为流过每一相负载的电流。 三相交流电路中负载星形连接时 对负载侧： 线电压=1。732 相电压 线电流=相电流。 3、说明在三相四线制供电系统中中线的作用，中线上能安装保险丝吗？为什
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.交流电压表一个（300v，600v）或万用表 4.交流电流表（5A,10A） 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
另外，本次实验需要记录的数据也比较多，然而在后续的实验数据处理中并 未完全用到。这些数据可以用于进行其他要求之外的分析，从而得出更多的结论； 或者，也可用于相互验证，因为有些数据是有相关性的，比如三角形联结中的线 电流和相电流，可以由相电流互成 120 º推出线电流的大小和方向。但也因为有 这些数据，可以比较计算值与测量值的异同，从而得到更进一步的分析，更深入 地了解三相交流电路。
(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
全部不接)、是否有中线，线电压都为相电压的 3 倍。
(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。
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 ，
21 21 21 325
22 21 21 076
功率(W)
P1
P2
-111 -109
-89. -63.
8
4
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
有中 对称 线
124
124
124 0.268 0.266 0.271
0
UN’N/V
负载 无中 线
125
125
123 0.268 0.267 0.270
1
不对 称 负载
有中 线 无中 线
126 167
125 143
124 0.096 0.180 0.271 0.158 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
负载作△形联接时,有 IL=, UL=Up. 2、不对称三相负载作 Y 联接时,必须采用三
相四线制接法,即 Yo 接法.而且中线必须牢固联接,以保证三相不对称负载的每
相电压维持对称不变. 倘若中线断开,会导致三相负载电压的不对称,致使负载
轻的那一相的相电压过高,使负载遭受损坏;负载重的一相相电压又过低,使负载
另外，显然有：不对称负载功率<对称负载功率，这是因为在本实验中，对 称负载共开了 9 盏灯，而不对称负载只开了 6 盏，而又因为在三角形联结中各负 载所得的电压相同(这在表 3-3 中也可看出)，因此每盏灯所耗功率接近，导致对 称负载功率大于不对称负载。这完全是由实验设计决定，而与对称与否无关。
六、实验结论
本次实验是三相交流电路相关的实验，通过本次实验，我们学习了三相交流 电路中三相负载的连接方法，了解了三相四线制中线的作用，并掌握三相电路中 功率的测量方法。这与我们书上学到的理论知识有很好的关联性，在实验过程中 将理论结合于实践，使我们更好地掌握所学的知识。
由于此次实验内容比较多，接线等操作也较为复杂，因此实验过程中要十分 仔细。在严格按照实验册上所给电路连好线后，一定要再检查一遍电路再开电源， 以免连接出错损坏仪器。由于本次实验采用上百伏的电压，因此实验过程中务必 要注意安全，必须待电路检查无误后再开电源，一旦发生问题要先关闭电源再动 手更改连线。另外，由于本次实验用到了较多灯泡，在拿取灯泡时需小心，以免 跌碎。
图 3-4 两瓦特表法测功率
测线电流(A)
量
值
负 载
IU
IV
IW
情
况
对
称 0.60 0.59 0.59
负0
3
8
载
不
对 称 负
0.42 8
0.31 3
0.50 8
载
相电流(A)
IUV
IVW
IWU
0.34 0.34 0.35
8
5
2
0.12 0.23 0.35
4
4
5
表 3-3
负载电压(V)
UUV UVW UWU
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。
二、实验原理 1. 对称三相电源自文库中线、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：
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 中点电
流
压
负载情况 UUN’/V UVN’/V UWN’/V IU/A IV/A IW/A
IN/A
对 称 负 载 ： 计 算 值 P=222.944W ； 测 量 值 P= P1 × P2=220W ； 相 差
(222.944-220)/220=1.34%
不 对 称 负 载 ： 计 算 值 P=154.738W ； 测 量 值 P= P1 × P2=153.2W ； 相 差 (154.738-153.2)/153.2=1.00%
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)。
UUV/V UVW/V UWU/V UUN/V UVN/V UWN/V 219 218 220 127 127 127
(注：功率表的正负不影响功率的测量，因此将其当作正值计算。)
通过上述计算，可见用二功率表测量法测出的功率与分别测量各负载电流电 压而计算得出的功率非常接近，相差仅约 1%，因此可以认为这两种方法测得的 数据都是比较可靠的。这也表明该电路中只有负载端的负载在耗能，而电路的其 他部分(如导线)几乎没有能量损耗。
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： 王勤 学 号： 16333624003
年级专业层次： 16 级函授（春）
学习中心：
新疆石油分院
提交时间： 2016 年 4 月 1 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。
但通过上述数据也可发现，两组测量值都略小于计算值，分析有如下可能原 因：(1).电路中可能存在多种因素导致功率因素小于 1，功率表在测量时已将功 率因素计算在内，而计算值是将功率因素当作 1 来算的，因此测量值会略小于计 算值。(2).存在某种系统误差，导致测量结果有一定的趋向性，但可能导致这种 误差的因素有很多，比如仪表内部因素、电路连接因素等，难以确定具体由何种 因素导致。(3).存在随机误差，导致两组测量值恰好都小于计算值，但这种可能 性不大。
分电源的相电压都分别相同，即 UUV= UVW=UWU=(218+219+220)/3=219V
；
UUN=UVN=UWN=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。
（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：
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 3.根据表 3-3 的电压、电流数据计算对在称星、形不联对结称中负是载至三关角重形要联的结，时因的而三在相 总功率，并与两瓦特表法的测量数据进行通比常较的。生产生活中的星形联结三相电 根据本实验电路，可知负载电路均为电路阻都性是，有不中对线电的流。相位产生影响，因此 功率因素为 1，由此，可得：P= IUV×UUV＋IVW×UVW＋IWU×UWU 因而据表 3-3 得：
么？
答： 首先，相四线是三根相线,一根 PE 线，即“中线”.正常情况下,三相负载
平衡时不需要 N 线的.PE 用于接机壳,当设备发生对机壳漏电时,地线将机壳与大
七、思考题
1、 三相负载根据什么原则作星形或三角形连接？
答： 三相负载可接成星形(又称"Y"接)或三角形(又称"△"接).1、当三相对称负
载作 Y 形联接时,线电压 UL 是相电压 Up 的倍.线电流 IL 等于相电流 Ip,即 UL=Up,
IL=Ip 在这种情况下,流过中线的电流 I0=0, 所以可以省去中线. 当对称三相
不能正常工作.尤其是对于三相照明负载,无条件地一律采用 Y0 接法. 3、当不对
称负载作△接时,IL≠Ip,但只要电源的线电压 UL 对称,加在三相负载上的电压仍是对
称的,对各相负载工作没有影响.
2、请问三相负载按星形或三角形连接，它们的线电压与相电压、线电流与相电
流有何关系？
答：
线电压：两相之间的电压（实际也就是两条相线之前的电压） 相电压：一相对地的电压（实际也就是相线与地之间的电压，中性线接地系 统也就是相线与中性线间的电压，普通民用三相四线制线电网中即为火线和零线 间的电压） 线电流：导线上的电流。 相电流：每一相上电流，星形负载时即为流过每一相负载的电流。 三相交流电路中负载星形连接时 对负载侧： 线电压=1。732 相电压 线电流=相电流。 3、说明在三相四线制供电系统中中线的作用，中线上能安装保险丝吗？为什
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.交流电压表一个（300v，600v）或万用表 4.交流电流表（5A,10A） 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
另外，本次实验需要记录的数据也比较多，然而在后续的实验数据处理中并 未完全用到。这些数据可以用于进行其他要求之外的分析，从而得出更多的结论； 或者，也可用于相互验证，因为有些数据是有相关性的，比如三角形联结中的线 电流和相电流，可以由相电流互成 120 º推出线电流的大小和方向。但也因为有 这些数据，可以比较计算值与测量值的异同，从而得到更进一步的分析，更深入 地了解三相交流电路。
(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
全部不接)、是否有中线，线电压都为相电压的 3 倍。
(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。
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 ，
21 21 21 325
22 21 21 076
功率(W)
P1
P2
-111 -109
-89. -63.
8
4
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
有中 对称 线
124
124
124 0.268 0.266 0.271
0
UN’N/V
负载 无中 线
125
125
123 0.268 0.267 0.270
1
不对 称 负载
有中 线 无中 线
126 167
125 143
124 0.096 0.180 0.271 0.158 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
负载作△形联接时,有 IL=, UL=Up. 2、不对称三相负载作 Y 联接时,必须采用三
相四线制接法,即 Yo 接法.而且中线必须牢固联接,以保证三相不对称负载的每
相电压维持对称不变. 倘若中线断开,会导致三相负载电压的不对称,致使负载
轻的那一相的相电压过高,使负载遭受损坏;负载重的一相相电压又过低,使负载
另外，显然有：不对称负载功率<对称负载功率，这是因为在本实验中，对 称负载共开了 9 盏灯，而不对称负载只开了 6 盏，而又因为在三角形联结中各负 载所得的电压相同(这在表 3-3 中也可看出)，因此每盏灯所耗功率接近，导致对 称负载功率大于不对称负载。这完全是由实验设计决定，而与对称与否无关。
六、实验结论
本次实验是三相交流电路相关的实验，通过本次实验，我们学习了三相交流 电路中三相负载的连接方法，了解了三相四线制中线的作用，并掌握三相电路中 功率的测量方法。这与我们书上学到的理论知识有很好的关联性，在实验过程中 将理论结合于实践，使我们更好地掌握所学的知识。
由于此次实验内容比较多，接线等操作也较为复杂，因此实验过程中要十分 仔细。在严格按照实验册上所给电路连好线后，一定要再检查一遍电路再开电源， 以免连接出错损坏仪器。由于本次实验采用上百伏的电压，因此实验过程中务必 要注意安全，必须待电路检查无误后再开电源，一旦发生问题要先关闭电源再动 手更改连线。另外，由于本次实验用到了较多灯泡，在拿取灯泡时需小心，以免 跌碎。
图 3-4 两瓦特表法测功率
测线电流(A)
量
值
负 载
IU
IV
IW
情
况
对
称 0.60 0.59 0.59
负0
3
8
载
不
对 称 负
0.42 8
0.31 3
0.50 8
载
相电流(A)
IUV
IVW
IWU
0.34 0.34 0.35
8
5
2
0.12 0.23 0.35
4
4
5
表 3-3
负载电压(V)
UUV UVW UWU
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。
二、实验原理 1. 对称三相电源自文库中线、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：
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 中点电
流
压
负载情况 UUN’/V UVN’/V UWN’/V IU/A IV/A IW/A
IN/A
对 称 负 载 ： 计 算 值 P=222.944W ； 测 量 值 P= P1 × P2=220W ； 相 差
(222.944-220)/220=1.34%
不 对 称 负 载 ： 计 算 值 P=154.738W ； 测 量 值 P= P1 × P2=153.2W ； 相 差 (154.738-153.2)/153.2=1.00%
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)。
UUV/V UVW/V UWU/V UUN/V UVN/V UWN/V 219 218 220 127 127 127
(注：功率表的正负不影响功率的测量，因此将其当作正值计算。)
通过上述计算，可见用二功率表测量法测出的功率与分别测量各负载电流电 压而计算得出的功率非常接近，相差仅约 1%，因此可以认为这两种方法测得的 数据都是比较可靠的。这也表明该电路中只有负载端的负载在耗能，而电路的其 他部分(如导线)几乎没有能量损耗。
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： 王勤 学 号： 16333624003
年级专业层次： 16 级函授（春）
学习中心：
新疆石油分院
提交时间： 2016 年 4 月 1 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。
但通过上述数据也可发现，两组测量值都略小于计算值，分析有如下可能原 因：(1).电路中可能存在多种因素导致功率因素小于 1，功率表在测量时已将功 率因素计算在内，而计算值是将功率因素当作 1 来算的，因此测量值会略小于计 算值。(2).存在某种系统误差，导致测量结果有一定的趋向性，但可能导致这种 误差的因素有很多，比如仪表内部因素、电路连接因素等，难以确定具体由何种 因素导致。(3).存在随机误差，导致两组测量值恰好都小于计算值，但这种可能 性不大。