高二物理三相交變電流

關(guān)于高二物理三相交變電流第1頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六5.1三相交流電的產(chǎn)生5.1.1三相交流電產(chǎn)生

三相交流電由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，其過(guò)程與單相交流電基本相似。圖5-1-1（）是一臺(tái)最簡(jiǎn)單的三相交流發(fā)電機(jī)的示意圖。和單相交流發(fā)電機(jī)一樣，它由定子（磁極）和轉(zhuǎn)子（電樞）組成。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組有U1—U2，V1—V2，W1—W2三個(gè)，每一個(gè)繞組稱為一相，各相繞組匝數(shù)相等、結(jié)構(gòu)相同，它們的始端（U1、V1、W1）在空間位置上彼此相差120°。當(dāng)轉(zhuǎn)子以角速度逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)在三相繞組中輸出對(duì)稱的三相電動(dòng)勢(shì)。。5.1.2對(duì)稱三相正弦交流電的相序

對(duì)稱三相正弦量到達(dá)正的或負(fù)的最大值（或零值）的先后次序，稱為三相交流電的相序，習(xí)慣上，選用U相正弦量作參考，V相滯后U相120°，W相又滯后V相120°，它們的相序?yàn)閁—V—W，稱為正序；反之則為負(fù)序。

第2頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六在實(shí)際工作中，相序是一個(gè)很重要的問(wèn)題。例如，幾個(gè)發(fā)電廠并網(wǎng)供電，相序必須相同，否則發(fā)電機(jī)都會(huì)遭到重大損害。因此，統(tǒng)一相序是整個(gè)電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的基本要求。為此，電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)、變壓器、發(fā)電廠的匯流排，輸送電能的高壓線路和變電所等，都按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用不同顏色來(lái)區(qū)別電源的U、三相：用黃色表示U相，綠色表示V相，紅色表示W(wǎng)相。相序可用相序器來(lái)測(cè)量。

5.1.3對(duì)稱三相正弦交流電的表示

1.解析式以為參考電壓，按正序可寫出三個(gè)繞組的感應(yīng)電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為

第3頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六2.波形圖

波形圖如圖5-1-2（a）所示

3.相量式及相量圖

對(duì)應(yīng)的對(duì)稱三相電源的電壓的相量式為

可畫出相量圖如圖5-1-2（b）所示

四、對(duì)稱三相正弦交流電的性質(zhì)

由相量圖可得

第4頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六5.2

三相電源的聯(lián)接5.2.1三相電源的星形（Y）聯(lián)接

1.電路圖

把三相電源的三個(gè)繞組的末端U2、V2、W2聯(lián)接成一個(gè)公共點(diǎn)N，由三個(gè)始端U1、V1、W1分別引出三根導(dǎo)線L1、L2、L3向負(fù)載供電的聯(lián)接方式稱為星形（Y）聯(lián)接，如圖5-2-1（a）所示。在供電系統(tǒng)中，如無(wú)特別說(shuō)明，一般所說(shuō)的電壓都是指線電壓的有效值。公共點(diǎn)N稱為中點(diǎn)或零點(diǎn)，從N點(diǎn)引出的導(dǎo)線稱為中線或零線。若N點(diǎn)接地，則中線又叫地線。由U1、V1、W1端引出的三根輸電線L1、L2、L3稱為相線，俗稱火線。這種由三根火線和一根中線組成的三相供電系統(tǒng)稱為三相四線制，在低壓電中常采用。有時(shí)為簡(jiǎn)化線路圖，常省略三相電源不畫，只標(biāo)相線和中線符號(hào)，如圖5-2-1（b）所示。若無(wú)中線引出，則稱為三相三線制。第5頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六2.相電壓和線電壓的關(guān)系電源每相繞組兩端的電壓稱為電源的相電壓。在三相四線制中，相電壓就是相線與中線之間的電壓。三相電壓的瞬時(shí)值用uU、uV、uW表示（通用符號(hào)為up），對(duì)應(yīng)的相量用、、表示（通用符號(hào)為），相電壓的正方向規(guī)定為由繞組的始端指向末端，即由相線指向中線。

相線與相線之間的電壓稱為線電壓，它的瞬時(shí)值用uUV、uVW

、uWU（通用符號(hào)為ul）表示對(duì)應(yīng)的相量用、、（通用符號(hào)為）表示，電壓的參考方向是自U相指向V相，V相指向W相，W相指向U相。如圖5-2-1（b）所示。在供電系統(tǒng)中，如無(wú)特別說(shuō)明，一般所說(shuō)的電壓都是指線電壓的有效值。

第6頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六即線電壓的有效值相量等于相應(yīng)兩個(gè)相電壓的有效值的相量之差。作出對(duì)稱電源各相電壓、線電壓的相量圖，如圖5-2-2所示。由相量圖可以得到，當(dāng)相電壓對(duì)稱時(shí)，線電壓也是一組同相序的對(duì)稱電壓，并且線電壓與相電壓之間的關(guān)系為：有效值關(guān)系為，相位關(guān)系為線電壓超前對(duì)應(yīng)的相電壓30?。即

第7頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六發(fā)電機(jī)（或變壓器）的繞組接成星形，可以為負(fù)載提供兩種對(duì)稱三相電壓，一種是對(duì)稱的相電壓，另一種是對(duì)稱的線電壓。目前電力電網(wǎng)的低壓供電系統(tǒng)中的線電壓為380V，相電壓為220V，?！半娫措妷?80/220V”。

5.2.2三相電源的三角形（Δ聯(lián)接）

1.電路圖

將三相電源的三個(gè)繞組始、末端順次相聯(lián)，接成一個(gè)閉合三角形，再?gòu)娜齻€(gè)聯(lián)接點(diǎn)U、V、W分別

引出三根輸電線L1、L2、L3，如圖5-2-4（a）所示，這就構(gòu)成了三相電源的三角形顯然，這種接法只有三線制。

2.線電壓與相電壓的關(guān)系

根據(jù)線電壓與相電壓的定義，從圖5-2-4（a）可以看出，聯(lián)接的對(duì)稱三相電源，其線電壓就是相應(yīng)的相電壓第8頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六相量圖如圖5-2-4（b）所示。

由于三個(gè)繞組接成閉合回路，考慮到實(shí)際繞組本身有一定的為，則未接負(fù)載時(shí)回路中的電流為

對(duì)稱三相電壓，所以三角形閉合回路的總電壓為零，不會(huì)引起環(huán)路電流。

在生產(chǎn)實(shí)際中，由于三相發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的三相電壓只是近似正弦波，數(shù)值也并非完全相等，所以作Δ形聯(lián)接時(shí)，即使接法正確，也會(huì)出現(xiàn)環(huán)路電流。因此，三相發(fā)電機(jī)的繞組極少接成Δ形，通常是Y形聯(lián)接。只有三相變壓器有時(shí)會(huì)根據(jù)需要采用Δ形聯(lián)接。

第9頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六5.3三相負(fù)載的聯(lián)接

5.3.1.三相負(fù)載的Y形聯(lián)接

①每相負(fù)載兩端的電壓稱為負(fù)載的相電壓，用表示；流過(guò)每相負(fù)載的電流為負(fù)載的相電流，用表示。②流過(guò)相線的電流稱為線電流，用表示；相線與相線之間的電壓稱為線電壓，用表示。③負(fù)載為星形連接時(shí)，負(fù)載相電壓的參考方向規(guī)定為自相線指向負(fù)載中性點(diǎn)，分別用、、表示。相電流的參考方向與相電壓的參考方向一致。線電流的參考方向?yàn)殡娫炊酥赶蜇?fù)載端。中線電流的參考方向規(guī)定為由負(fù)載中點(diǎn)指向電源中點(diǎn)。各電壓、電流參考方向在圖5-3-1中標(biāo)出。

第10頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六1.負(fù)載的線電壓與相電壓的關(guān)系負(fù)載作Y形聯(lián)接的線電壓與相電壓的關(guān)系規(guī)律同電源作形聯(lián)接的線電壓與相電壓的關(guān)系，如負(fù)載的相電壓為對(duì)稱時(shí)，其線電壓為同相序的對(duì)稱電壓，且滿足關(guān)系：

2.線電流與相電流的關(guān)系

由圖5-3-1顯然可以得到，在星形聯(lián)接中，線電流就是相電流，即

第11頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六3.各相負(fù)載電壓、電流、中線電流關(guān)系根據(jù)復(fù)數(shù)形式的歐姆定律，則各相電流即線電流的表示為有中線時(shí)，中線電流為

沒(méi)有中線時(shí)，各相電流滿足

特別是當(dāng)負(fù)載的相電壓對(duì)稱，負(fù)載對(duì)稱，則

有中線，則

第12頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六第13頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六第14頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六第15頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六第16頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)53分，星期六;http://007/forum-fuzhou-1.html福州夜場(chǎng)招聘福州夜總會(huì)招聘福州ktv招聘orz14msr行”怎么就能在如此短的時(shí)間內(nèi)取得那么令人矚目的業(yè)績(jī)，原來(lái)他們有人才??！看到這彭掌柜的失了神，耿正面帶微笑一邊穩(wěn)步走來(lái)，一邊拱手施禮，不卑不亢地說(shuō)：“彭掌柜的您好啊！晚生今日專門登門造訪，只是時(shí)間選得有些個(gè)不巧。您這邊正忙著呢，我倒來(lái)打擾，見諒，見諒啊！”彭掌柜的慌亂而尷尬地笑一笑，忙不迭地拱手還禮，說(shuō)：“實(shí)在對(duì)不起了，我手頭有一些事情急需處理，讓耿掌柜的久等了，抱歉，抱歉！快請(qǐng)進(jìn)屋里坐了敘話！”耿正原本就猜想到這彭掌柜的并非真的有急需處理事情而沒(méi)有空暇見他的，瞥一眼那杯早已經(jīng)沒(méi)有了一點(diǎn)兒熱氣兒的涼茶，心下里更加洞察出了這個(gè)不地道的老家伙此時(shí)非常矛盾的心態(tài)。因此間，對(duì)于商量好了與其洽談的事宜，更有了兩分勝算的把握。進(jìn)屋之后，兩人分賓主落座，大伙計(jì)給每人倒上一杯熱茶以后就抽身出去了。耿正略做觀察，發(fā)現(xiàn)這彭掌柜的家眷并不在這邊的屋子里。心下里想，這樣也好，我和這老家伙彼此之間的談話可以更加隨便輕松一些了。這樣想著，耿正故意不先開口，只管坐在那里慢慢喝茶。彭掌柜的實(shí)在憋不下去了，紅漲著一張疙疙瘩瘩的老臉，表情訕訕地說(shuō)：“老朽素知耿掌柜的您一貫商務(wù)纏身少有閑暇。今兒個(gè)由于鄙人一時(shí)太忙，您居然靜等了這將近半日，想來(lái)可有什么事情要與老朽說(shuō)嘍？”耿正微微一笑，直視著面前這張尷尬不堪的老臉，以攻為守地說(shuō)：“想必彭掌柜的已經(jīng)聽到一些有損我們‘昌盛絲綢行’聲譽(yù)的不實(shí)之詞了吧！”彭掌柜的那張尷尬不堪的老臉更加掛不住了。他干咳兩聲，幾乎語(yǔ)無(wú)倫次地說(shuō)：“這，這，并沒(méi)有。噢，不，也聽說(shuō)了一點(diǎn)兒……您，您來(lái)找我，是要和我說(shuō)這事兒?jiǎn)?？都是伙?jì)們不懂事……”耿正擺擺手打斷他這些毫無(wú)意義的表白，輕輕地說(shuō)：“不不不，我來(lái)找您，并不是專門說(shuō)這些的！”彭掌柜的狐疑地問(wèn)：“那您是？”耿正一字一頓地說(shuō)：“我代表‘昌盛絲綢行’來(lái)見您，是想和您談一談咱們兩家鋪?zhàn)右院蟮慕?jīng)營(yíng)方向。換句話說(shuō)，就是咱們兩家鋪?zhàn)右院蟾髯越?jīng)營(yíng)哪些商品！只有這樣，咱們才有可能在互不侵占銷售市場(chǎng)的前提下，都能夠不斷地做大做強(qiáng)，各發(fā)各的財(cái)；甚至還可以互相扶持，共同發(fā)財(cái)！”聽了耿正這落地有聲的一席話，彭掌柜的的眼睛越瞪越大。聽完之后，他站起來(lái)結(jié)結(jié)巴巴地問(wèn)：“耿掌柜的您，您說(shuō)什么？改變經(jīng)營(yíng)方向？我這鋪