高中物理 第4章 远距离输电 第1节 三相交变电流课件 鲁科版选修32.ppt

远距离输电 第4章 第1节三相交变电流 记学习目标 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 学基础导学 1 定义 能同时产生出 独立的 的发电机 2 主要组成 和 4 绕组特点 三个绕组具有相同的 和 互成 角 一 三相交流发电机 3相 交变电流 电枢线圈 磁极 磁极 电枢 匝数 绕向 120 二 三相交变电流的产生 励磁线圈 定子线圈 最大值 周期 1 三相电源的星形接法 如图所示 1 相电压 与 之间的电压 如ua ub uc 2 线电压 与 之间的电压 如uab ubc uca 三 电源与负载的连接方式 火线 中性线 火线 火线 2 负载与电源的连接方式 1 三相四线制星形接法 如图所示 此接法一般用在负载 的场合 各相用电情况不相同时 中性线中有 不能去掉中线 不对称 电流 2 三相三线制星形接法 如图所示 此接法一般用在负载 的场合 线电压与相电压的关系 u线 u相 对称 3 三相三线制负载的三角形接法 如图所示 三角形接法的负载的相电压和线电压 相等 悟名师指点 1 三相交流发电机的构造特点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 小功率发电机可以用旋转电枢式发电机 大功率发电机用旋转磁极式发电机 2 三相交变电流的产生 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 一 三相交变电流的产生及特点 1 三相交变电流的每一相电流的变化规律跟前面学过的正弦式交变电流完全相同 2 三相电流间的相位关系决定了表达式和图象的关系 答案 d 1 单相负载 日常生活中用单相交流电工作的负载叫单相负载 如 电灯 电视机 电冰箱 电风扇等 它们工作时都是用两根导线接到电路中 属于单相负载 2 中性线的作用 在三相四线制供电时 多个单相负载应尽量地分别接到三相电路中去 它们共用一根中性线 零线 由于一般三相负载不对称 故中性线中有电流通过 可见中性线能起到形成回路的作用 中性线的另一个作用是为单相负载的正常工作提供稳定的相电压 二 中性线与地线的作用 在不对称的三相四线制供电电路中 中性线不能去掉 不能在中性线上安装保险丝或开关 而且要用机械强度较好的钢线作中性线 2 如图所示为输送交变电流常用的三相四线制电路 其中发电机的三相线圈是 连接 三相负载为 连接 三根火线分别是 零线是 答案 y型y型aa bb ccoo 讲典例精析 下列关于三相交变电流的产生原理说法正确的是 a 发电机中3个绕组具有相同的匝数和绕向 互成60 角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 每个绕组产生的感应电动势的瞬时值都相同 三相交变电流产生原理的理解与辨析 答案 bd 1 1 比较三相交流发电机三个线圈发出的交变电动势 正确的说法是 a 最大值和周期以及到达最大值的时刻均相同b 最大值和周期相同 它们到达最大值的时间依次相差1 6周期c 最大值和周期相同 它们到达最大值的时间依次相差1 3周期d 最大值和周期以及到达最大值的时刻均不相同答案 c 如图所示 发电机每个绕组两端的电压 相电压 为220v 三个负载电阻均为100 下列说法中正确的是 a 发电机绕组采用 y 接法 负载采用 接法b 每个负载电阻两端的电压为220vc 每个负载电阻两端的电压为380vd 通过每个负载的电流为3 8a 电源与负载的连接方式的辨析 解析 对发电机而言 由于采用星形接法 所以如果相电压为220v 那么线电压就是380v 所以每个负载两端的电压为380v 通过每个负载的电流为3 8a 答案 acd 电源与负载的连接方式有星形接法和三角形接法 2 1 如图中每个灯泡的额定电压均为220v 额定功率相同 则a与a 两灯的实际功率之比为 设灯泡电阻恒定 a 1 1b 1 2c 3 1d 1 3答案 c 试综合应用 如图所示 abc为一个三相电源的供电线 三个对称负载接成三角形电路 如供电电压稳定 当负载改成星形接法时 思路点拨 负载的连接方式改变 供电线路的电压不变 由两种连接方式中u线与u相的关系来确定 电路连接方式的改变 答案 bd 此题同学们容易出现的错误是由于分不清星形接法和三角形接法 进而无法判定由线电压变为相电压 也就无法判断电流及功率的变化 3 1 三个完全相同的负载r分别接在相同三相发电机的输电线上 设图甲 乙 丙中负载r两端的电压分别为u甲 u乙 u丙 则 a u甲 u乙 u丙b u甲u乙d u甲 u丙 u乙 答案 d 练随堂演练 1 如图所示 将三相对称负载以星形 y 方式接入对称三相四线制电源 若将中线断开 则 a 三相负载仍能正常工作b 三相负载中的电流均为零c 有的负载端电压过高 有的负载端电压过低d 两相负载正常工作 另一相负载不能正常工作解析 将三相对称负载以星形 y 方式接入对称三相四线制电源 若将中线断开 每相的相电压均为220v 有电流 而且在这种情形下 中线无电流可以省去 故选项应为a 答案 a 2 三相交流发电机的三个线圈和三相负载都采用y形连接时 通常需用四条导线连接 下列结论正确的是 a 四条导线中有三条相线和一条中线b 任意两条导线间的电压叫线电压c 任意一条相线与中线间的电压叫线电压d 线电压等于相电压答案 a 3 三相交流发电机接成星形 负载也接成星形 若负载的相电压是220v 则 a 发电机的相电压是220vb 发电机的线电压是380vc 发电机的线电压是220vd 负载相电压的峰值是220v解析 在星形接法中若相电压是220v 则线电压是380v 答案 ab 4 如图所示 为负载和发电机线圈间的连接 关于它们的接法 正确的结论是 a 都是 形连接b 都是y形连接c 发电机线圈是 形连接 负载是y形连接d 发电机线圈是y形连接 负载是 形连接答案 b 5 在三相四线制的电路上 用星形接法连接了三只相同的灯泡 如图所示 三个灯泡均正常发光 若由于某种原因造成中性线断路 下列说法正确的是 a 三个灯泡将变暗b 三个灯泡因过亮而烧毁c 三个灯泡立刻熄灭d 三个灯泡仍正常发光解析 三相负载对称 中性线上的电流为零 断路后不影响负载的正常工作 答案 d 解析 该接法是星形接法 采用三相四线制对外供电 三只交流电压表 其中v1 v3测量的是相电压 v2测量的是线电压 选项b d正确 答案 bd 7 在三相交流电源上按星形接法连接相同负载1 2 3 如图所示 nn 是中性线 已知负载1上的电压为220v 电流强度为15a 现以i表示中性线上的电流 u表示图中p q两点之间的电压 则 a i 15a u 440vb i 45a u 380vc i 0 u 440vd i 0 u 380v 答案 d 8 如图所示三相四线制供电电路中 电源电压u 220v 三相负载都是纯电阻 ra rb 10