《電工基礎教案》第六章三相交流電路_圖文(精)

1、理論課授課教案課程名稱授課時間計劃課時1. 3.掌握 對稱三相負 載丫形連接 和連接時， 負載線電壓 和相電壓、 線電流和相 電流的關 系。1. 了解三 相交流電源 的產(chǎn)生和特點。2.握三相 四線制電源 的線電壓和 相電壓的關 系。4.掌握對 稱三相功率電工基礎三相交流電路2015年 月日授課班 級2015級電工班（漢）10課時實用課 時課時教學目的與要求1 第六章三相交流電路2的計算方 法。2.熟練分 析與計算三 相電路電 壓、電流、 功率等。多媒體投影設 教具備、電壓表、電流表等學生教材、參 考教材及網(wǎng)絡 圖文資料每次課前占用 約5分鐘時間章節(jié)名稱（課題教學時數(shù)第一次課教學重點與難點1掌握

2、三 相電路線電 壓與相電 壓、線電流 與相電流的 相位關系。授課類型理論課教學方法講授參考資料復習提問教學過程和內(nèi)容時間分配課時分配:6-1 三相交流電源 6-2 三相負載的連接方式實驗與實訓 7 三相交流負載 的連接6-3 提高功率因數(shù)的意義和方法合計組織教學與復習回顧1師生相互問好，組織學生坐端、坐好，進行上課 狀態(tài)。2.點名考勤，掌握曠課、缺課學生情況及去向。3準備多媒體投影，期間提示學生回顧上次課程的 重、難點內(nèi)容。4以集中提問或個別提問方式對上一節(jié)課的教學效 果進行了解，同時復習。新課導入及展開講授第一節(jié)三相交流電源一、三相交流電動勢的產(chǎn)生1對稱三相電動勢振幅相等、頻率相同，在相位上

3、彼此相差120的三個電動勢稱為 對稱三相電動勢。對稱三相電動 勢瞬時值的數(shù)學表達式為第一相(U相電動勢：e仁Emsin( t第二相(V相電動勢：e2 = Emsin( t 12010第三相（W相電動勢：e3 = Emsin（ t 120顯然，有el e2 e3 = 0。波形圖與相量圖如圖10-1所示。圖10-1對稱三相電動勢波形圖與相量圖2相序三相電動勢達到最大值（振幅的先后次序叫做 相序。e1比e2超前120,e2比e3超前120,而e3又比e1超前120,稱這種相序稱為 正相序 或順相 序；反之，如果e1比e3超前120,e3比e2超前120,e2比e1超前120,稱這種相序為 負相序或逆

4、 相序。相序是一個十分重要的概念，為使電力系統(tǒng)能 夠安全可靠地運行，通常統(tǒng)一規(guī)定技術標準，一般 在配電盤上用黃色標出U相，用綠色標出V相，用 紅色標出W相。2、三相電源的連接三相電源有星形（亦稱Y形接法和三角形（亦稱 形接法兩種。1.三相電源的星形（Y 形接法將三相發(fā)電機三相繞組的末端U2、V2、W2（相尾連接在一點，始端U1、V1、W1（相頭分別與負載 相連，這種連接方法叫做星形（Y形連接。如圖10-2所示。教學過程和內(nèi)容時間分配圖10-3相電壓與線電壓的相量圖圖10-2三相繞組的星形接法從三相電源三個相頭U1、VI、W1引出的三根導線叫作 端線或相線，俗稱火線，任意兩個火線 之間的電壓叫做

5、 線電壓。Y形公共聯(lián)結點N叫作中 點，從中點引出的導線叫做 中線或零線。由三根相 線和一根中線組成的輸電方式叫做三相四線制（通常在低壓配電中采用。每相繞組始端與末端之間的電壓（即相線與中線之間的電壓叫做 相電壓，它們的瞬時值用u1、u2、u3來表示，顯然這三個相電壓也是對稱的。相 電壓大小（有效值均為U1 = U2 = U3 = UP任意兩相始端之間的電壓（即火線與火線之間的電壓叫做線電壓，它們的瞬時值用u12、u23、u31來表示。Y形接法的相量圖如圖10-3所示。顯然三個線電壓也是對稱的。大小（有效值均為U12 = U23 = U31 = UL = UP線電壓比相應的相電壓超前30,如線電

6、壓u12比相電壓u1超前30，線電壓u23比相電壓u2超前30,線電壓u31比相電壓u3超前30。-vW12.三相電源的三角形（形接法將三相發(fā)電機的第二繞組始端V1與第一繞組的末端U2相連、第三繞組始端W1與第U1、VI、W1引出三根導線分別與負載相連，這種連接方法 叫做三角形（形連接。顯然這時線電壓等于相電 壓，即UL = Up、負載的星形聯(lián)結三相負載的星形聯(lián)結如圖10-4所示。圖10-4三相負載的星形聯(lián)結該接法有三根火線和一根零線，叫做三相四線制電路，在這種電路中三相電源也是必須是Y形接法，所以又叫做YY接法的三相電路。顯然不管 負載是否對稱（相等，電路中的線電壓UL都等于負載相電壓UYP

7、的倍， 即UL = UYP負載的相電流IYP等于線電流IYL, 即卩IYL= IYP當三相負載 對稱時，即各相負載完全相同，相 電流和線電流也一定對稱（稱為YY形對稱三相電 路。即各相電流（或各線電流振幅相等、頻率相同、 相位彼此相差120,并且中線電流為零。所以中線教學過程和內(nèi)容第二節(jié)三相負載的連接時間分配第二次課可以去掉，即形成三相三線制電路，也就是說對于 對稱負載來說，不必關心電源的接法，只需關心負 載的接法?！纠?0-2】在負載作Y形聯(lián)接的對稱三相電 路中，已知每相負載均為|Z|= 20， 設線電壓UL = 380V， 試求： 各相電流（也就是線電 流。解：在對稱Y形負載中，相電壓2為

8、22。V$相電流（即線電流為1120二、負載的三角形聯(lián)結負 載 做形 聯(lián) 結 時 只 能 形 成 三 相 三 線 制 電 路 ,如 圖10-5所 示 。圖10-5三相負載的三角形聯(lián)結顯然不管負載是否對稱（相等，電路中負載相 電壓UP都等于線電壓UL，即卩UP = UL當三相負載 對稱時，即各相負載完全相同，相電流和線電流也一定對稱。負載的相電流為教學過程和內(nèi)容時間分配F J第三次課線電流IL等于相電流IP的倍，即AL=血P【例10-3】在對稱三相電路中，負載作 形聯(lián) 接，已知每相負載均為|Z|= 50，設線電壓UL = 380 V,試求各相電流和線電流。解：在形負載中，相電壓等于線電壓，即UP

9、=UL，則相電流線電流.二心 6 廠飛【例10-4】三相發(fā)電機是星形接法，負載也 是星形接法，發(fā)電機的相電壓Up = 1000 V, 每相負載電阻均為R = 50 k，XL = 25 k。試 求：（1相電流；（2線電流；（3線電壓。解:(2線電流IL = IP = 17.9 mA(3線電壓UL = UP = 1732 V第三節(jié)三相電路的功率三相負載的有功功率等于各相功率之和，即P = P1 P2 P3在對稱三相電路中，無論負載是星形聯(lián)結還是 三角形聯(lián)結，由于各相負載相同、各相電壓大小相 等、各相電流也相等，所以三相功率為P = 3Dp/p cos e=竝cos舉其中 為對稱負載的阻抗角，也是負

10、載相電壓與相電 流之間的相位差。三相電路的視在功率為三相電路的無功功率為Qsin刖二寸3（厶sin三相電路的功率因數(shù)為PA = = cos（1相電流【例10-5】有一對稱三相負載，每相電阻為R =6，電抗X = 8,三相電源的線電壓為UL = 380 V。求：(1負載做星形聯(lián)結時的功 率PY；(2負載做三角形聯(lián)結時的功率P。解：每相阻抗均為R上-tos卩=| 士= 0-6數(shù)(1負載做星形聯(lián)結時：UL“5 = 220 V相電壓線電流等于相電流負載的功率 :=沐；I和”二：,展:(2負載做三角形聯(lián)結時：相電壓等于線電壓UP = UL= 380 V，(a =教學過程和內(nèi)容時間分配第四次課口，功率因相

11、電流線電流IL= IP= 66 A負載的功率人二石幾人畑廠26 kW為PY的3倍。第四節(jié)安全用電一、電流對人體的作用人體因觸及高電壓的帶電體而承受過大的電 流，以致引起死亡或局部受傷的現(xiàn)象稱為觸電。觸電對人體的傷害程度，與流過人體電 流的頻率、大小、通電時間的長短、電流流 過人體的途徑、以及觸電者本人的情況有 關。觸電事故表明，頻率為50 100 Hz的電流最 危險，通過人體的電流超過50 mA(工頻時， 就會產(chǎn)生呼吸困難、肌肉痙攣、中樞神經(jīng)遭 受損害從而使心臟停止跳動以至死亡；電流 流過大腦或心臟時，最容易造成死亡事故。觸電傷人的主要因素是電流，但電流值又決 定于作用到人體上的電壓和人體的電

12、阻值。通常人體的電阻為800至幾萬歐不等。通常 規(guī)定36 V以下的電壓為安全電壓，對人體安 全不構成威脅。常見的觸電方式有 單相觸電和兩相觸電。人 體同時接觸兩根相線，形成兩相觸電，這時 人體受380 V的線電壓作用，最為危險。單 相觸電是人體在地面上，而觸及一根相線， 電流通過人體流入大地造成觸電。此外，某 些電氣設備由于導電絕緣破損而漏電時，人 體觸及外殼也會發(fā)生觸電事故。二、常用的安全措施為防止發(fā)生觸電事故，除應注意開關必須安裝 在火線上以及合理選擇導線與熔絲外，還必須采取 以下防護措施。(1正確安裝用電設備電氣設備要根據(jù)說明和 要求正確安裝，不可馬虎。帶電部分必須有防護罩或放到不易接觸

13、到的高處，以防觸 電。(2電氣設備的保護接地把電氣設備的金屬外 殼用導線和埋在地中的接地裝置連接起來， 叫做保護接地，適用于中性點不接地的低壓 系統(tǒng)中。電氣設備采用保護接地以后，即使 外殼因絕緣不好而帶電，這時工作人員碰到 機殼就相當于人體和接地電阻并聯(lián)，而人體 的電阻遠比接地電阻大，因此流過人體的電 流就很微小，保證了人身安全。(3電氣設備的保護接零保護接零就是在電源 中性點接地的三相四線制中，把電氣設備的 金屬外殼與中性線連接起來。這時，如果電 氣設備的絕緣損壞而碰殼，由于中性線的電 阻很小，所以短路電流很大，立即使電路中 的熔絲燒斷，切斷電源，從而消除觸電危 險。(4使用漏電保護裝置漏電

14、保護裝置的作用主要是防止由漏電引起的觸電事故和單相觸電事故；其次是防止由漏電引起火災事故以及監(jiān)視或切除一 相接地故障。有的漏電保教學過程和內(nèi)容時間分配護裝置還能切除三相電動機的斷相運行故 障。本章小結本章介紹了電路的基本概念，內(nèi)容包括:、三相電源振幅相等、頻率相同，在相位上彼此相差120的三個電動勢稱為對稱三相電動勢。對稱三相電動 勢瞬時值的數(shù)學表達式為第一相(U相電動勢：el = Emsin( t第二相(V相電動勢：e2 = Emsin( t 120第三相（W相電動勢：e3 = Emsin（ t 120三相電源中的繞組有星形（亦稱Y形接法和三 角形（亦稱形接法兩種。小結用4課時 用多媒體結合

15、 實物及操作演 示方法進行教 學二、三相負載1.三相負載的Y形接法在三相四線制電路，線電壓UL是負載相電壓UYP的*倍，即uL=他種負載的相電流IYP等于線電流IYL,即卩IYL= IYP當三相負載對稱時，即各相電流（或各線電流振 幅相等、頻率相同、相位彼此相差120，并且中線電流為零。所以中線可以去掉，即形成三相三線制 電路。2三相負載的形接法負載做形聯(lián)結時只能形成三相三線制電路。 顯然不管負載是否對稱（相等，電路中負載相電壓UP都等于線電壓UL, 即卩UP = UL當三相負載 對稱時，相電流和線電流也一定對 稱。負載的相電流為;一如線電流IL等于相電流IP的，倍，即IL= IP三、三相功率

16、三相負載的有功功率等于各相功率之和，即P = P1 P2 P3在對稱三相電路中，無論負載是星形聯(lián)結還是三角形聯(lián)結，由于各相負載相同、各相電壓大小相 等、各相電流也相等，所以三相功率為P = 3p/p cos護=* 3仇 /,cos &其中 為對稱負載的阻抗角，也是負載相電壓與相電 流之間的相位差。四、安全用電1觸電方式人體因觸及高電壓的帶電體而承受過大的電 流，以致引起死亡或局部受傷的現(xiàn)象稱為觸電。觸電對人體的傷害程度，與流過人體電 流的頻率、大小、通電時間的長短、電流流 過人體的途徑、以及觸電者本人的情況有 關。通常規(guī)定36 V以下的電壓為 安全電壓。常見的觸電方式有 單相觸電和兩相觸電。人 體同時接觸兩根相線，形成兩相觸電，這時 人體受380 V的線電壓作用，最為危險。單 相觸電是人體在地面上，而觸及一根相線， 電流通過人體流入大地造成觸電。此外，某 些電氣設備由于導電絕緣破損而漏電時，人 體觸及外殼也會發(fā)生觸