【原创】4.1《三相交变电流》课件

下列关于三相交流发电机的说法中，正确的是( ) A．三个线圈都不可以单独向外供电 B．三个线圈发出交流电的有效值的时间依次相差 T/3 C．三个线圈发出交流电的瞬时值的时间依次相差 T/3 D．三个线圈发出交流电的最大值的时间依次相差 T/3
【解析】 产生三相交变电流的三个线圈是相互独立的， 每一个都相当于一个独立的电源可以单独供电，只是它们到 达最大值的时间依次相差三分之一周期，故 A 错，D 正确； 三个线圈发出交流电的有效值任何时刻都相同，B 错；由三 相交变电动势的图象(如图)可知：选项 C 错误．
真正的三相插头和插座通常有四个线柱或插孔，由于是 三角形连接，其中一个连接地线，其他三个连相线，如图乙 所示.
1．关于三相交流发电机产生的三个正弦式交变电流，正 确的结论是( )
A．最大值、周期以及达到最大值的时刻都是相同的 B．最大值、周期均相同，达到最大值的时刻依次相差 T/6 个周期 C．最大值、周期均相同，达到最大值的时刻依次相差 T/3 个周期 D．最大值、周期以及达到最大值的时刻均不相同
【答案】 D
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连接方式及特点
【备课资源】 三孔插座与三相插座
有人认为，凡有三根导线、插头上有三个接线柱的用 电器，用的都是三相交流电，与之相对应的三孔插座， 也是三相电源插座． 这是不正确的，其实它们都是单相交流电设施．绝大多 数用电器，用户在使用时难免要与其外壳或有关暴露部 分接触．这些部分一旦漏电，十分危险．为避免这种 危险，往往从用电器的外壳和有关暴露部分引出一根 导线，这根导线在使用中要接地．
三相交变电流
1.基本知识 (1)三相交流发电机 ①发电机组成、分类
概念 同时产生出 三相独立的交变电流的发电机
组成 电枢线圈和磁极
旋转磁极式 分类
输出功率大
旋转 电枢式 输出功率小
②绕组特点：三个绕组具有相同的匝数、 绕向 成 120° 角．
(2)三相交变电流的产生 ①旋转磁极式发电机
，互
②三相交流电的产生原理 旋转磁极式发电机的三个线圈按如图所示的方式排列， 当此转子在磁场中转动时，三个线圈都会产 生 感应电动势 ，且感应电动势的最大值、周期和频率 都 相同 ．由于三个线圈平面在空间互成 120°角，所以它们 到达峰值(或零值)的时刻不同，将依次落后三分之一 个周期．
这样，万一发生漏电，由于人体有一定电阻，绝大部分 电流都从这根导线直接进入大地，保障了人身安全．我国规 定，民用建筑的供电线路中都要设置接地线．于是一般的单 相用电器上就有了三根导线：一根连相线，通常用字母“L” 表示；一根连中线，通常用字母“N”表示；一根连接地线， 通常用符号“ ”表示．在相应的插头和插座上，往往把这些 字母和符号标在线柱和插孔旁，而且，接地线柱和插孔都要 大一些，形状也与其他两个不一样，如图教 4－1－1 甲所示．
【解析】 三相电压达到最大值的时间间隔为13T，故 A 对，不同接法相电压与线电压关系不同，故 B 错，负载对称 可省去中线，故 C 对，三相四线制任意两线间电压为 380 V， 会烧坏用电器，故 D 错．
【答案】 AC
4．三相交流发电机线圈和负载的连接方式如图 所示，已知每相线圈的电压为 220 V，三只电灯 的电阻 RA1＝RA2＝RA3＝22 Ω，求通过每只电灯 的电流．
下列关于三相交变电流的产生原理的说法中正 确的是( )
A．发电机中 3 个绕组具有相同的匝数和绕向，互成 60° B．在转动过程中，每个绕组产生的感应电动势的最大 值和周期都相同 C．在转动过程中，某时刻每个绕组产生的感应电动势 的瞬时值相同 D．在转动过程中，每个绕组独立产生的感应电动势的 瞬时值、最大值、周期都不相同
第一节 三相交变电流
课标解读
重点难点
1.了解三相交流发电机的 构造．
2.了解三相交变电流的产 生及特点．
3.知道三相交变电源与负 载的连接方式，线电压与 相电压的关系．
4.了解三相交变电流在生 产、生活中的广泛应用.
1.三相交变电流的产生及 输送方式．(重点) 2.三相交变电动势、周期 和电动势最大值的特点．( 重点) 3.三相交流电的连接方式 ．(难点)
(3)电源与负载的连接方式 ①常用的两种连接方式：三相四线制 星形接法 、三相 三线制 星形接法 ．
②线电压和相电压 a．线电压：火线与 火线 之间的电压，一般为 380 V. b．相电压：火线与 中线 之间的电压，一般为 220 V. c．两者关系：在星形接法中 U 线＝ 3U 相．
2．思考判断 (1)三相交流发电机的三个线圈的每一个线圈都可以单 独向外供电．(√) (2)三相交流发电机的三个线圈产生的电动势不同时达 到最大值．(√) (3)三相交流发电机线圈采用星形接法时，负载也必须采 用星形连接．(×)
【答案】 D
综合解题方略——三相交变电路的连接
在三相交流电源上按星形接法连接相同的 负载 1、2、3，如图所示，NN′是中性线．已知负 载 1 上的电压为 220 V，电流为 15 A．现以 I 表示 中性线上的电流，U 表示 P、Q 两点间的电压，则( ) A．I＝15 A，U＝440 V B．I＝45 A，U＝380 V C．I＝0，U＝440 V D．I＝0，U＝380 V
【答案】 A
3．有关三相交变电流，下列说法正确的是( ) A．三相电压分别达最大值的时刻不同 B．在三相四线制供电线路中，线电压是相电压的 2倍 C．3 只标有“220 V 100 W”的灯泡可按星形接法接入线 电压为 380 V 的三相四线制供电线路中，此时可省去中线 D．家用的单相用电器可接入三相四线制电路中的任意 两根导线之间
【审题指导】 解答该题应注意以下问题： (1)三相交流发电机的结构特点． (2)三相绕组的分布． (3)三相交变电流特点． 【解析】 三个绕组匝数相同，绕向相同，互成 120°， 所以每个绕组产生的电动势最大值相同，周期频率相同，但 瞬时值不同，到达最大值的时间依次落后 T/3，B 对，A、C、 D 错． 【答案】 B
C．正常情况下，零线电势为零，与大地无电势差，因 此可以省去
D．火线与零线间的电势差为 220 V，火线是带电的，因 此总是火线的电势高
【解析】 在照明用电中，入户线有火线和零线两根， 接通电路后，两根线上都有电流，出于安全考虑，开关都要 接在火线上，零线是不能省去的，否则不能构成闭合电路．火 线上的电势按正弦规律变化，并不是总比零线高．选项 B、 C、D 均错，A 项正确．
【审题指导】 P、Q 两点间的电压为线电压，知道星形 接法中线电压与相电压的关系，即可解决此类问题．
【规范解答】 负载使用的星形接法，相电压与线电压 的关系是 U 线＝ 3U 相，因为相电压为 220 V，所以线电压为 380 V，P、Q 间的电压为线电压；由于三相负载对称，所以 中性线上电流为 0.
3．探究交流 你知道你们家乡的照明电压是多少吗？它是什么电压？
【提示】 生活中的照明电压是 220 V，它是相电压.
三相交变电流的产生及特点
【问题导思】 1．三相交变电流是怎样产生的？ 2．三相电流有什么异同？ 3．如何用函数表示三相电流的瞬时值表达式？
1．三相交变电流的产生 三相交流发电机内装有三个完全相同的线圈，三个线圈 平面互成 120°角放置在同一磁场中．以旋转磁极式发电机为 例，当转子磁场匀速转动时，等效于定子线圈做切割磁感线 运动，由于定子的三个线圈相同，三个线圈平面在空间互成 120°角．故能产生三相交变电流．
【解析】 三相绕组完全相同，只是在空间位置固定相 差 120°角，因此它们产生正弦式交变电流的最大值应该是相 差 T/3 个周期，C 项正确．
【答案】 C
2．对照明电路，有火线和零线之分，下列叙述正确的是 ()
A．进入每一户的两根输电导线，火线即是某一相的端 线，零线即是中性线
B．电路中的电流总是由火线流进，从零线流出，因而 开关都要接在火线上
2．三相电流的异同 (1)相同点： ①同为正弦式交流电，E ＝ 最大 2E 有效． ②具有相同的周期． ③具有相同的峰值和有效值． ④相邻两相间有相同的相位差． (2)不同点：它们达到最大值(或零值)的时间不同，依次 落后13个周期．
3．瞬时值表达式 三个绕组(AX、BY、CZ)中产生的感应电动势可用函数分 别表示为 eA＝Emsin ωt，eB＝Emsin(ωt－23π)，eC＝Emsin(ωt －43π)．
【解析】 发电机每个线圈始端 A、B、C 分别由端线引 出，末端 X、Y、Z 用中性线连接，形成星形连接，电灯 A1、 A2、A3 是星形连接，两端电压是端线与中性线之间的电压， UA＝U 相＝220 V，所以通过每个电灯的电流为 IA＝UA/RA＝ 220/22 A＝10 A.
【答案】 均为 10 A