鲁科版 高中物理选修3-2：4.1三相交变电流(共24张PPT)

1、第四章第四章 远距离输电远距离输电 学案学案1 1 三相交变电流三相交变电流2NSAXe在两磁极中间，放一个线圈，在两磁极中间，放一个线圈，让线圈以让线圈以的速度顺时针旋转。的速度顺时针旋转。根据右手定则可知，线圈中根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，其方向由产生感应电动势，其方向由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，线圈两端便可得到得到单相单相交流电动势。交流电动势。A X2sineEt复习引入复习引入3AXYCBZSN定子定子转子转子 定子中放三个线圈：定子中放三个线圈：A XB YC Z首端首端末端末端三线圈空间位置各差

2、三线圈空间位置各差120o转子装有磁极并以转子装有磁极并以 的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。一、三相电动势的产生一、三相电动势的产生4三相电动势的特征：三相电动势的特征： 大小相等，频率相同，相位差互大小相等，频率相同，相位差互120波形图波形图Em BeAeCe一、三相电动势的产生一、三相电动势的产生5下列关于三相交变电流的下列关于三相交变电流的产生原产生原理理说法正确的是说法正确的是()A发电机中发电机中3个绕组具有相同的匝个绕组具有相同的匝数和绕向，互成数和绕向，互成60角角B在转动过程中，每个绕组产生在转动过程中，每个绕组产生的感应

3、电动势的最大值和周期都相同的感应电动势的最大值和周期都相同C在转动过程中，每个绕组产生在转动过程中，每个绕组产生的感应电动势的有效值及瞬时值都相的感应电动势的有效值及瞬时值都相同同D发电机的三个绕组在转运过程发电机的三个绕组在转运过程中达到最大值的时间依次落后中达到最大值的时间依次落后T/3三个绕组匝数和绕向相同三个绕组匝数和绕向相同面积相同，角速度相同面积相同，角速度相同且互成且互成120角角三个绕组互成三个绕组互成120角角故达到最大值的时刻不同故达到最大值的时刻不同即同时刻瞬时值不同即同时刻瞬时值不同 11. 星形接法星形接法中性点中性点Ce零线（中线）零线（中线）火线（相线或端线）火线

4、（相线或端线）火线（相线或端线）火线（相线或端线）火线（相线或端线）火线（相线或端线）CeBeAXYCBZNAe三相四线制三相四线制通常将三个末端联在一起，称为通常将三个末端联在一起，称为中性点中性点或或零点零点，用，用N表示，从表示，从中性点中性点N引出的导线称为中性线。从三个首端引出的导线称为中性线。从三个首端A、B、C分别引分别引出相线（即火线）。出相线（即火线）。二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接7二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接 三相电源星形接法的两组电压三相电源星形接法的两组电压相电压（相电压（UP）：火线和零线间的电压）：火线和零线间的电压线电压线电压(U1

5、)：火线间的电压：火线间的电压线电压和相电压在线电压和相电压在大小大小上的关系：上的关系：lp3 UU中性点中性点Ce零线（中线）零线（中线）火线（相线或端线）火线（相线或端线）火线（相线或端线）火线（相线或端线）火线（相线或端线）火线（相线或端线）CeBeAXYCBZNAe三相四线制三相四线制8二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为Pl2 2 0 V 3 8 0 VUU 三相电源星形接法的两组电压三相电源星形接法的两组电压相电压（相电压（UP）：火线和零线间的电压）：火线和零线间的电压线电压线电

6、压(U1)：火线间的电压：火线间的电压线电压和相电压在线电压和相电压在大小大小上的关系：上的关系：lp3 UU9ABAXBCBYCACZUUUUUUlp UU特点：特点：线电压即相电压线电压即相电压AAZC AuXYCBA BuBCuBC二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接2. 三角形接法三角形接法10星形接法星形接法ACB NZZZ三角形接法三角形接法ACBZZZ3.3.负载也有两种接法负载也有两种接法: :二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接11星形连接星形连接零线零线火线火线U相U线在我国日常电路中：在我国日常电路中：U相相=220V，U线线=380V二、三相交流电源的连

7、接二、三相交流电源的连接3.3.负载也有两种接法负载也有两种接法: :12三角形连接三角形连接U线U相U线= U相二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接3.负载也有两种接法负载也有两种接法:13NABC0IIIIABC()ZZZZ负载对称时负载对称时零线是否可以取零线是否可以取消？消？答：三相完全对称时，零线可以取消。成为三相三线制。答：三相完全对称时，零线可以取消。成为三相三线制。CeACBZZZCeBeAe二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接问题及讨论问题及讨论14三相三线制星形接法三相三线制星形接法1. 对称负载对称负载计算一相，然后按对称关系直接写出其它两相即可。计算一相

8、，然后按对称关系直接写出其它两相即可。三相电动机就是三相对称负载，普遍采用三相三线制供电三相电动机就是三相对称负载，普遍采用三相三线制供电。二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接CeACBZZZCeBeAe15A相短相短路路讨论讨论A相短路，相短路，无中线：无中线：B相、相、C相负载承受电压？相负载承受电压？答：答：B相、相、C相负载都承受线电压相负载都承受线电压A相断路，相断路，无中线：无中线： B相、相、C相负载承受电压？相负载承受电压？答：答：B相、相、C相负载串联承受线电压相负载串联承受线电压UBC二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接CeACBZZZCeBeAe16应用实

9、例应用实例-照明电路照明电路ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N正确接法正确接法: :每层楼的灯相每层楼的灯相互并联互并联, ,然后分别接至各然后分别接至各相电压上。相电压上。则每盏灯上都可得到额定的工作电压则每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。零线上不能加零线上不能加刀闸和保险刀闸和保险二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接17讨论讨论讨论讨论照明电路能否采用三相三线制供电方式？照明电路能否采用三相三线制供电方式？ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N不加零线不加零线会不会出会不会出现问题现问题?二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接18 情况情况1：若一楼

10、全部断开，二、三楼仍然接通：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通, 情况如何情况如何?ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼分析：分析：设线电压为设线电压为380V。A相断开后，相断开后，B、C 两两相串连，电压相串连，电压UBC （380V）加在）加在B、C负载上负载上。如果两相负载对称，。如果两相负载对称，则每相负载上的电压为则每相负载上的电压为190V。结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接19 情况情况2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等（设若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不

11、等（设二楼灯的数量为三层的二楼灯的数量为三层的1/4 1/4 ）结果如何？）结果如何？结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯泡被烧毁；三楼的灯不结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。亮。ACBR2R3R3138076 V5UR 24380304 V5U分析分析二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接20总结中线的作用总结中线的作用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电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。

12、比如，比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。相三相制供电，而且必须保证零线可靠。 因此，因此，中线的作用是：中线的作用是：使星形连接的不对称负载的相电压对称。为使星形连接的不对称负载的相电压对称。为了确保中线在运行中不断开，中线（指干线）上不允许接保险丝也了确保中线在运行中不断开，中线（指干线）上不允许接保险丝也不允许接刀闸。不允许接刀闸。二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接21讨论讨论1. 当负载额定电压等于电源线电压时，应如何连接？当负载额定电压等于电源线电压时，应如何连

13、接？答：应三角形连接。答：应三角形连接。答：应星形接法。答：应星形接法。2. 当负载额定电压等于电源线电压的当负载额定电压等于电源线电压的 时，应如何连接？时，应如何连接？31二、三相交流电源的连接二、三相交流电源的连接22如图所示，在三相交流电如图所示，在三相交流电源上按源上按星形星形接法连接相同负接法连接相同负载载1、2、3.BN是中性线，是中性线，已知负载已知负载1上电压为上电压为220 V，电流为电流为15 A现以现以I表示中表示中性线上的电流，性线上的电流，U表示表示P、Q两点间电压，则两点间电压，则()AI15 A，U440 VBI45 A，U380 VCI0，U440 V DI0，U380 V21比较三相交流发电机的三个线圈输出的三相交流电压比较三相交流发电机的三个线圈输出的三相交流电压，下列说法正确的是，下列说法正确的是()A最大值，周期及达到最大值的时刻相同最大值，周期及达到最大值的时刻相同B最大值，周期均相同，达到最大值时刻相差最大值，周期均相同，达到最大值时刻相差T/6C最大值，周期均相同，达到最大值时刻相差最大值，周期均相同，达到最大值时刻相差T/3D最大值，周期及达到最大值的时刻均不相同最大值，周期及达到最大值的时刻均不相同2在在三相三相交变电路中，下列说法正确的是交变电路中，下列说法正确的是()A相电压和线电压一定相等相电压和线电