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，共18頁，2022年，5月20日，17點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)電機產(chǎn)生，其過程與單相交流電基本相似。圖5-1-1（）是一臺最簡單的三相交流發(fā)電機的示意圖。和單相交流發(fā)電機一樣，它由定子（磁極）和轉(zhuǎn)子（電樞）組成。發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組有U1—U2，V1—V2，W1—W2三個，每一個繞組稱為一相，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°。當轉(zhuǎn)子以角速度逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，就會在三相繞組中輸出對稱的三相電動勢。。5.1.2對稱三相正弦交流電的相序

對稱三相正弦量到達正的或負的最大值（或零值）的先后次序，稱為三相交流電的相序，習慣上，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°，它們的相序為U—V—W，稱為正序；反之則為負序。

第2頁，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六在實際工作中，相序是一個很重要的問題。例如，幾個發(fā)電廠并網(wǎng)供電，相序必須相同，否則發(fā)電機都會遭到重大損害。因此，統(tǒng)一相序是整個電力系統(tǒng)安全、可靠運行的基本要求。為此，電力系統(tǒng)并聯(lián)運行的發(fā)電機、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)標準采用不同顏色來區(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。相序可用相序器來測量。

5.1.3對稱三相正弦交流電的表示

1.解析式以為參考電壓，按正序可寫出三個繞組的感應電壓瞬時值表達式為

第3頁，共18頁，2022年，5月20日，17點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

對應的對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、對稱三相正弦交流電的性質(zhì)

由相量圖可得

第4頁，共18頁，2022年，5月20日，17點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

把三相電源的三個繞組的末端U2、V2、W2聯(lián)接成一個公共點N，由三個始端U1、V1、W1分別引出三根導線L1、L2、L3向負載供電的聯(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，如無特別說明，一般所說的電壓都是指線電壓的有效值。公共點N稱為中點或零點，從N點引出的導線稱為中線或零線。若N點接地，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。有時為簡化線路圖，常省略三相電源不畫，只標相線和中線符號，如圖5-2-1（b）所示。若無中線引出，則稱為三相三線制。第5頁，共18頁，2022年，5月20日，17點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。三相電壓的瞬時值用uU、uV、uW表示（通用符號為up），對應的相量用、、表示（通用符號為），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，它的瞬時值用uUV、uVW

、uWU（通用符號為ul）表示對應的相量用、、（通用符號為）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，如無特別說明，一般所說的電壓都是指線電壓的有效值。

第6頁，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六即線電壓的有效值相量等于相應兩個相電壓的有效值的相量之差。作出對稱電源各相電壓、線電壓的相量圖，如圖5-2-2所示。由相量圖可以得到，當相電壓對稱時，線電壓也是一組同相序的對稱電壓，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)系為線電壓超前對應的相電壓30?。即

第7頁，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六發(fā)電機（或變壓器）的繞組接成星形，可以為負載提供兩種對稱三相電壓，一種是對稱的相電壓，另一種是對稱的線電壓。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

將三相電源的三個繞組始、末端順次相聯(lián)，接成一個閉合三角形，再從三個聯(lián)接點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)接的對稱三相電源，其線電壓就是相應的相電壓第8頁，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六相量圖如圖5-2-4（b）所示。

由于三個繞組接成閉合回路，考慮到實際繞組本身有一定的為，則未接負載時回路中的電流為

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

在生產(chǎn)實際中，由于三相發(fā)電機產(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，即使接法正確，也會出現(xiàn)環(huán)路電流。因此，三相發(fā)電機的繞組極少接成Δ形，通常是Y形聯(lián)接。只有三相變壓器有時會根據(jù)需要采用Δ形聯(lián)接。

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

5.3.1.三相負載的Y形聯(lián)接

①每相負載兩端的電壓稱為負載的相電壓，用表示；流過每相負載的電流為負載的相電流，用表示。②流過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負載為星形連接時，負載相電壓的參考方向規(guī)定為自相線指向負載中性點，分別用、、表示。相電流的參考方向與相電壓的參考方向一致。線電流的參考方向為電源端指向負載端。中線電流的參考方向規(guī)定為由負載中點指向電源中點。各電壓、電流參考方向在圖5-3-1中標出。

第10頁，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六1.負載的線電壓與相電壓的關(guān)系負載作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，如負載的相電壓為對稱時，其線電壓為同相序的對稱電壓，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，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六3.各相負載電壓、電流、中線電流關(guān)系根據(jù)復數(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，中線電流為

沒有中線時，各相電流滿足

特別是當負載的相電壓對稱，負載對稱，則

有中線，則

第12頁，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六第13頁，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六第14頁，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六第15頁，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六第16頁，共18頁，2022年，5月20日，17點53分，星期六;http://007/forum-fuzhou-1.html福州夜場招聘福州夜總會招聘福州ktv招聘orz14msr行”怎么就能在如此短的時間內(nèi)取得那么令人矚目的業(yè)績，原來他們有人才?。】吹竭@彭掌柜的失了神，耿正面帶微笑一邊穩(wěn)步走來，一邊拱手施禮，不卑不亢地說：“彭掌柜的您好??！晚生今日專門登門造訪，只是時間選得有些個不巧。您這邊正忙著呢，我倒來打擾，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：“實在對不起了，我手頭有一些事情急需處理，讓耿掌柜的久等了，抱歉，抱歉！快請進屋里坐了敘話！”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有空暇見他的，瞥一眼那杯早已經(jīng)沒有了一點兒熱氣兒的涼茶，心下里更加洞察出了這個不地道的老家伙此時非常矛盾的心態(tài)。因此間，對于商量好了與其洽談的事宜，更有了兩分勝算的把握。進屋之后，兩人分賓主落座，大伙計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。彭掌柜的實在憋不下去了，紅漲著一張疙疙瘩瘩的老臉，表情訕訕地說：“老朽素知耿掌柜的您一貫商務纏身少有閑暇。今兒個由于鄙人一時太忙，您居然靜等了這將近半日，想來可有什么事情要與老朽說嘍？”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：“想必彭掌柜的已經(jīng)聽到一些有損我們‘昌盛絲綢行’聲譽的不實之詞了吧！”彭掌柜的那張尷尬不堪的老臉更加掛不住了。他干咳兩聲，幾乎語無倫次地說：“這，這，并沒有。噢，不，也聽說了一點兒……您，您來找我，是要和我說這事兒嗎？都是伙計們不懂事……”耿正擺擺手打斷他這些毫無意義的表白，輕輕地說：“不不不，我來找您，并不是專門說這些的！”彭掌柜的狐疑地問：“那您是？”耿正一字一頓地說：“我代表‘昌盛絲綢行’來見您，是想和您談一談咱們兩家鋪子以后的經(jīng)營方向。換句話說，就是咱們兩家鋪子以后各自經(jīng)營哪些商品！只有這樣，咱們才有可能在互不侵占銷售市場的前提下，都能夠不斷地做大做強，各發(fā)各的財；甚至還可以互相扶持，共同發(fā)財！”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，他站起來結(jié)結(jié)巴巴地問：“耿掌柜的您，您說什么？改變經(jīng)營方向？我這鋪