項目三交流電路認(rèn)知

項目三交流電路認(rèn)知3.1交流電的基本知識13.2正弦交流電的表示法23.3正弦交流電的相加與相減33.4純電阻電路43.5純電感電路53.6純電容電路63.7電阻與電感串聯(lián)電路7知識要點機械工業(yè)出版社*3.8電阻、電感和電容串聯(lián)電路及諧振8**3.9電感線圈與電容并聯(lián)電路93.10電路的功率因數(shù)10**3.11電阻、電感和電容并聯(lián)電路及諧振11知識要點**3.12三相交流電10機械工業(yè)出版社掌握交流電產(chǎn)生的基本原理及鄭玄交流電的三要素

1掌握電阻、電感和電容元件組成的交流電路2掌握RLC串、并聯(lián)電路中電流與電壓的關(guān)系及其特點3任務(wù)目標(biāo)機械工業(yè)出版社3.1.1

交流電的基本概念3.1.2

正弦交流電的相關(guān)量3.1

交流電路的基本知識機械工業(yè)出版社大小和方向隨時間作周期性變化，并且在一個周期內(nèi)的平均值為零的電壓、電流和電動勢統(tǒng)稱為交流電。3.1.1

交流電的基本概念機械工業(yè)出版社電路中物理量的表示方法：電路圖中標(biāo)出的US、i、

u的方向是電壓、電動勢和電流的參考方向，由于實際方向反復(fù)變化，與參考方向相同的為正，反之為負(fù)。直流電用大寫的英語字母表示，如：E、

I、U。交流電用小寫的英語字母表示，如：e

、

i、u。2O+iUS機械工業(yè)出版社即描述正弦交流電特征的物理量1．周期(T)正弦量變化一次所需的時間，單位為秒(s)。2．頻率(f)

單位時間內(nèi)完成的周期數(shù)，單位為赫[茲]

(Hz)。頻率與周期互為倒數(shù)。T、f、之間的關(guān)系2O生產(chǎn)和生活中常用的是正弦交流電，簡稱交流電。3．角頻率()單位時間內(nèi)變化的電角度，單位為弧度/秒(rad/s)3.1.2

正弦交流電的相關(guān)量機械工業(yè)出版社4．瞬時值5．最大值6．有效值正弦量在任一瞬間的值。用小寫字母表示，如：i、u、e。瞬時值中最大的值，也稱幅值。用帶下標(biāo)m的大寫字母表示，如：Im、Um、Em。

交流電流

i

通過電阻R

在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量與某直流

I

通過同樣的電阻在相等的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，該直流I

的數(shù)值就定義為交流電流i

的有效值。O機械工業(yè)出版社根據(jù)上述定義，可得同理：一般情況人們所說的交流電壓或電流的大小，以及測量儀表所指示的值都是有效值。有效值用大寫字母表示，如U、I、

E。機械工業(yè)出版社7．相位圖示交流電流的波形可用數(shù)學(xué)式表示為它的初始值為零數(shù)學(xué)式表示為它的初始值不為零計時起點(t=0)不同，正弦量的初始值就不同；到達(dá)最大值或某一特定值所需時間也就不同。itO2O機械工業(yè)出版社在t=0時刻以前，正弦交流電具有的角度稱為初相角，用表示，簡稱初相。7．相位（續(xù)）而

稱為相位角，簡稱相位。

相位能反映正弦交流電流變化進(jìn)程。例如，圖示波形在相位時，電流為最大；當(dāng)電流為零。相位和初相位的單位都是弧度。itO機械工業(yè)出版社8．相位差兩個同頻率正弦交流電的相位之差。相位差可以比較兩個同頻率正弦量之間的相位關(guān)系(如超前或滯后，同相或反相)。設(shè)兩個同頻率交流電流相位差為

由于兩個電流的頻率相同，所以相位差等于初相位之差。機械工業(yè)出版社Otiuiu[例]：兩正弦量為相位差則稱電壓超前電流60

或電流滯后電壓60。而超前是指：電壓總比電流先經(jīng)過對應(yīng)的最大值或零值。相位差角要用小于或等于表示。機械工業(yè)出版社tiOi1i2i3i1與i2同相,=0i1與i3反相,=機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社3.2

正弦交流電的表示法2.2.1

波形圖表示法2.2.2

解析式表示法2.2.3

旋轉(zhuǎn)矢量表示法機械工業(yè)出版社O要把正弦量的三要素特征表示出來?？梢灾庇^地表達(dá)出交流電的特征。最大值ImIm角頻率或周期TT初相角0(0=0)Im03.2.1

波形圖表示法機械工業(yè)出版社式中：α=ωt+φ0為該正弦交流電壓的相位3.2.2

解析式表示法機械工業(yè)出版社

[例]矢量以角速度逆時針旋轉(zhuǎn)。正弦量用矢量表示后，可以將復(fù)雜的三角函數(shù)運算轉(zhuǎn)換成矢量運算，簡化了運算過程。

旋轉(zhuǎn)矢量表示法：選一矢量其長度表示交流電的最大值(或有效值)；矢量與橫軸的夾角表示初相角，>0在橫軸的上方，<0在橫軸的下方；3.2.3

旋轉(zhuǎn)矢量表示法機械工業(yè)出版社[解][例]某兩個正弦交流電流，其最大值為A和A，初相角為角頻率為

作出它們的旋轉(zhuǎn)矢量，寫出其對應(yīng)的解析式。選定和為矢量長度，在橫軸上方角度作矢量，且以角速度

逆時對應(yīng)的解析式為與下方針旋轉(zhuǎn)。機械工業(yè)出版社兩個同頻率交流電流，旋轉(zhuǎn)的速度一樣，則兩個旋轉(zhuǎn)矢量在空間的相對位置固定，這樣，可將旋轉(zhuǎn)矢量看成在t=0時刻的相對靜止矢量(不需標(biāo)注

)。從矢量圖上可求出相位差，即兩矢量之間的夾角；從矢量圖上可判斷正弦量的相位關(guān)系，逆時針在前的為超前，圖示矢量為i1超前i2角

/2。動畫：正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示法動畫：正弦量解析式、波特圖、矢量圖相互轉(zhuǎn)換機械工業(yè)出版社3.3.1

波形合成法3.3

正弦交流電的相加和相減3.3.2

矢量運算法機械工業(yè)出版社用已知的兩個同頻正弦交流電各瞬時值逐點相加的方式，描述出相加的波形圖。[例][解]

01Otii02i1

i2合成波形如圖示。若計算兩電流之差，可采用3.3.1

波形合成法機械工業(yè)出版社由波形合成法知：一般情況下Im≠I1m+I2m當(dāng)0=01-02=0時，Im＝I1m+I2m當(dāng)0=01-02=時，Im＝

I1m－I2m機械工業(yè)出版社

將已知的兩個或幾個同頻率的正弦交流電矢量作在同一坐標(biāo)圖中，利用矢量的平行四邊形法則求其矢量和。矢量和的長度和輻角即為交流電求和后的最大值(或有效值)和初相角。例解圖為兩個正弦量的矢量，試求u1+u2。作平行四邊形U2=40VU1=30VU3.3.2

矢量運算法機械工業(yè)出版社例

圖示為兩個交流電流的波形，求i1+i2。i1

、i2、i的角頻率

w相同，所以i=i1+i2=Imsin

(wt+)

機械工業(yè)出版社3.4

純電阻電路3.4.1

電流與電壓的關(guān)系3.4.2

功率機械工業(yè)出版社+-設(shè)電阻兩端輸入正弦電壓根據(jù)歐姆定律電流與電壓的關(guān)系為:(1)u和

i的頻率相同；(2)u和

i的相位相同；

(3)u和

i的最大值、有效值滿足歐姆定律u3.4.1

電流與電壓的關(guān)系機械工業(yè)出版社純電阻電路波形圖與矢量圖u+-tiOuuiUI機械工業(yè)出版社1．瞬時功率2．有功功率utOipOtP=UI取瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值來表示電路消耗的功率，稱為有功功率有功功率是定值P3.4.2

功率機械工業(yè)出版社

例電爐的額定電壓UN=220V，額定功率PN=1000W，在220V的交流電源下工作，求電爐的電流和電阻。使用2h，消耗電能是多少？解

由于電爐可以看成純電阻負(fù)載，所以電爐的電阻為工作2h消耗的電能為機械工業(yè)出版社3.5.1

電流與電壓的關(guān)系3.5純電感電路3.5.2

功率機械工業(yè)出版社忽略電阻的線圈接在交流電源上稱為純電感電路。u設(shè)通過線圈的電流為由于電流的變化在線圈中產(chǎn)生自感電動勢eL

，形成電壓。在圖示u

與eL的參考方向下由理論推導(dǎo)可得3.5.1

電流與電壓的關(guān)系機械工業(yè)出版社比較i與

u式(1)i與

u的頻率相同;(3)i與

u最大值與有效值關(guān)系為(2)i與

u相位差,即電壓超前電流，或說電流滯后電壓；Um=

LImU=XLIUm=XLImXL=L=2fL

其中稱為電感的電抗，簡稱感抗，單位是()。機械工業(yè)出版社純電感電路電壓和電流的波形圖與矢量圖tiOuuiuUXLf2fL機械工業(yè)出版社1．瞬時功率2．有功功率有功功率是瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值。顯然P=03．無功功率純電感元件的交流電路中只有能量互換，將能量交換時功率的最大值稱為無功功率Q。Q=UI=XLI2單位：乏(var)u,i,pOP>0線圈從電源吸收電能P<0線圈從電源送回電能3.5.2

功率機械工業(yè)出版社解例

純電感線圈，電感L=300mH,接至的工頻電源上，求電感線圈的電流有效值和無功功率；若改接在有效值為100V交流電源上，測得其電流為0.4A，求該電源的頻率是多少？(1)

f=50Hz時XL

=L=2fL

=2×3.14×50×0.3

=94.2Q=UI=220×2.34var

=514.8var(2)接100V交流電源時機械工業(yè)出版社3.6.1

電流與電壓的關(guān)系3.6.2

功率3.6

純電容電路機械工業(yè)出版社電容損耗很小，一般情況下可看成純電容。設(shè)通過電容的電壓為

其

u與i參考方向如圖所示由理論推導(dǎo)可得u+-3.6.1

電流與電壓的關(guān)系機械工業(yè)出版社u+-比較u與i式(1)u與

i的頻率相同;(3)i與

u最大值與有效值關(guān)系為(2)電流超前電壓，或電壓滯后電流；Im=

CUmU=XCI其中稱為電容的電抗，簡稱容抗，單位歐()。機械工業(yè)出版社純電容電路電壓和電流的波形圖與矢量圖tiOuiuu+-U機械工業(yè)出版社1．瞬時功率2．有功功率電容有功功率與電感一樣都為零。即3．無功功率QQ=UI=XCI2單位：乏(var)uiuOp>0，電容儲存電壓p<0，電容釋放電壓2.6.2

功率機械工業(yè)出版社

[例]

有一個

50F的電容器，接到的工頻交流電源上，求電容的電流有效值和無功率。若將交流電壓改為500Hz時，求通過電容器的電流為多少？

電容電流由式(2.38)求得

無功功率由式(2.41)求得

[解]（1）電壓的工頻交流電壓的有效值為220V，頻率為50Hz，電容容抗為

機械工業(yè)出版社電容容抗為

電容電流為

(2)當(dāng)

f=500Hz時

[解]

機械工業(yè)出版社3.7

電阻與電感串聯(lián)電路3.7.1

電流與電壓的關(guān)系3.7.2

功率機械工業(yè)出版社設(shè)電路中的電流電阻與電感兩端的電壓為電源電壓uL+-uR+-u+-3.7.1

電流與電壓的關(guān)系機械工業(yè)出版社uR+-u+-uL+-

(1)作矢量圖求電壓

u

的有效值和初相角URIULU根據(jù)矢量圖可得解之總電壓電壓有效值之間為三角形關(guān)系機械工業(yè)出版社(2)根據(jù)公式解出電壓與電流有效值之間關(guān)系稱為電阻和電感串聯(lián)電路的阻抗，單位歐()。

Z、R、XL關(guān)系構(gòu)成與電壓相似的三角形關(guān)系，稱阻抗三角形。通過阻抗三角形可求。注意：阻抗三角形不是矢量關(guān)系機械工業(yè)出版社1．有功功率有功功率即電阻消耗的功率P=

URI

=

UIcos2．無功功率式中：UR=Ucos

總為電壓的有功分量；=cos稱功率因數(shù)；

稱功率因數(shù)角。即電路中總電壓與總電流的相位差。電感與電源進(jìn)行能量交換形成無功功率。Q=ULI=UIsinUsin稱為總電壓的無功分量。IULUUR3.7.2

功率機械工業(yè)出版社3．視在功率

電路中電流和電壓的乘積定義為視在功率，即S=UI單位是伏安(V·A)S、P、Q的關(guān)系為三角形關(guān)系，與電壓、阻抗三角形相似IULPQSRXLZUUR反映的是電氣設(shè)備的容量機械工業(yè)出版社

[例]

電阻和電感串聯(lián)電路中，已知XL=6.24k，電流滯后電壓

82，試求電阻。[解]

[例]

在實際線圈上加12V

直流電壓，測得直流電流I=2A；加交流工頻220V電壓，測得有效值電壓I=22A,求線圈的電阻R和電感L。[解]直流電源作用交流電源作用機械工業(yè)出版社

[例]

某電動機接在220V工頻交流電源上可獲得14A電流，2.5kW的有功功率，試求電動機的視在功率S、無功功率Q和功率因數(shù)。[解]

根據(jù)視在功率的定義S=UI=220

14V·A=3080V·A=3.08kV·A因為

P=UIcos=Scos所以Q=UIsin

=Ssin=3.08sin35.7°kvar=1.8kvar機械工業(yè)出版社1.電阻和電感串聯(lián)電路中，已知XL=6.24k，電流滯后電壓

82，試求電阻。2.在實際線圈上加12V

直流電壓，測得直流電流I=2A；加交流工頻220V電壓，測得有效值電壓I=22A,求線圈的電阻R和電感L。3.某電動機接在220V工頻交流電源上可獲得14A電流，2.5kW的有功功率，試求電動機的視在功率S、無功功率Q和功率因數(shù)。練習(xí)：機械工業(yè)出版社*3.8

電阻、電感和電容串聯(lián)電路及諧振3.8.1

電流與電壓的關(guān)系3.8.2

功率3.8.3

電路呈現(xiàn)的三種性質(zhì)3.8.4

串聯(lián)諧振機械工業(yè)出版社–

+L–

+uCRiuLuCuR–

+–

+設(shè)電路中電流的初相角為零，即R、L、C

兩端的電壓分別為3.8.1

電流與電壓的關(guān)系機械工業(yè)出版社–

+L–

+uCRiuLuCuR–

+–

+總電壓為

(1)電源電壓矢量為電阻、電感和電容電壓矢量之和IURUULUCUC電壓矢量符合三角形關(guān)系機械工業(yè)出版社–

+L–

+uCRiuLuCuR–

+–

+(2)電路的阻抗稱為電路的阻抗，單位為歐()，Z、R、

XL、

XC仍構(gòu)成與電壓相似的三角形。阻抗角X

稱為電抗。機械工業(yè)出版社1．有功功率

R、L、C串聯(lián)電路中只有電阻是耗能元件，電阻功率即為電路中的有功功率P=URI=RI2=UIcosUR=Ucos

為總電壓U的有功分量。2．無功功率為電感和電容無功功率之差。即Q

=QL-

QC=ULI-UCI

=UXI=I2X其中：UL–UC=Usin為總電壓U的無功分量。Q=UIsin

IUUR其中：3.8.2

功率機械工業(yè)出版社3．視在功率根據(jù)視在功率定義S=UI單位是伏安(V·A)

S、P、Q的關(guān)系為三角形關(guān)系，與電壓、阻抗三角形相似。IPQL-QCSUURRXL

-XCZ機械工業(yè)出版社當(dāng)XL>XC

,

電路中電壓超前電流角，電路呈感性；當(dāng)XL<XC

,

則電流超前電壓角，電路呈容性；當(dāng)XL=XC

,

則電流與電壓同相，電路呈阻性。IUURULUCULUCIUURULULUCUCIURULUCUL=UUL>UCUL<UCUL=UC實際電路中R、L、C及f

參數(shù)不同，電路對外會分別呈現(xiàn)三種性質(zhì)。3.8.3

電路呈現(xiàn)的三種性質(zhì)機械工業(yè)出版社[解]

電流有效值為

[例]R、L、C串聯(lián)交流電路如圖示。已知R=250、

L=1.2H、C=10F，。求電路中I、UR、UL、UC、URL和P、Q、S。–

+L–

+uCRiuLuCuR–

+–

+uRL+–

機械工業(yè)出版社–

+L–

+uCRiuLuCuR–

+–

+uRL

UL=XLI=376.80.857V=322.9V

UC=XCI=318.50.857V=273.0VP=RI2=2500.8572W=183.6WQ=(XL-XC)

I2=(376.5-318.5)

0.8572

var=42.8varS=UI=2200.857V·A=188.5V·A+–

電壓有效值分別為UR=RI=250

0.857V=214.3V機械工業(yè)出版社–

+L–

+uCRiuLuCuR–

+–

+在RLC串聯(lián)電路中，當(dāng)UL

=UC，即或時，u與i同相，這時電路中發(fā)生串聯(lián)諧振。諧振條件1．諧振頻率當(dāng)電路中的頻率達(dá)到f0值時，電路就會發(fā)生諧振。3.8.4

串聯(lián)諧振機械工業(yè)出版社2．諧振時的阻抗其阻抗值最小電路中電流最大3．諧振時電流和電壓UL=UC=XLI0=XCI04．品質(zhì)因數(shù)QU=UR串聯(lián)諧振時，電感和電容通常會獲得很大電壓，將UL或UC與U之比稱為諧振電路品質(zhì)因數(shù)其值可高達(dá)數(shù)百機械工業(yè)出版社串聯(lián)諧振時相量圖–

+L–

+uCRiuLucuR–

+–

+IUURULUC

當(dāng)時，UL和UC都高于電源電壓U。如果電壓過高時，可能會擊穿線圈和電容的絕緣。因此，在電力系統(tǒng)中應(yīng)避免發(fā)生串聯(lián)諧振。而在無線電工程中則用串聯(lián)諧振以獲得較高電壓。3.8.4

串聯(lián)諧振機械工業(yè)出版社

[例]

電阻、電感與電容串聯(lián)電路參數(shù)為R=10

，

Ｌ=0.3mH，C=100pF，外加交流電壓有效值為U=10V，

試求在其發(fā)生串聯(lián)諧振時的諧振頻率f0、品質(zhì)因數(shù)Ｑ、

電感電壓UL、電容電壓UC

及電阻電壓UR。

[解]

諧振頻率為

機械工業(yè)出版社品質(zhì)因數(shù)為

電感電壓為

電容電壓為

電阻電壓為

可見發(fā)生串聯(lián)諧振時，電感和電容上會得到比外加電壓高許多倍的電壓，利用這個特性，可以從多個不同頻率的信號中選出所要求得到的某個特定頻率的信號。

機械工業(yè)出版社**3.9

電感線圈與電容并聯(lián)電路3.9.1

電流與電壓的關(guān)系3.9.2

功率3.9.3

電路呈現(xiàn)的三種性質(zhì)機械工業(yè)出版社設(shè)電路外加正弦電壓iRL、iC

電流分別為其中u3.9.1

電流與電壓的關(guān)系機械工業(yè)出版社Uu電路的總電流

總電流可用矢量求和的方法解

由矢量圖可知電路總阻抗UIZ=3.9.1

電流與電壓的關(guān)系機械工業(yè)出版社1．有功功率uU由矢量圖知IRLcosRL=Icos2．無功功率Q=QL

-QC=UIsinRL–UIC=U

(ILRsin

LR-IC)由矢量圖知IRL

sinRL

-IC=IsinQ=UIsin所以：3.9.2

功率機械工業(yè)出版社u1．呈感性UUI1ICUICII1IICIC112．呈容性3．呈阻性總電流滯后電壓角；I1sin

1>IC

，總電流超前電壓角；I1sin

1<IC，總電流與電壓同相位。I1sin

=IC，3.9.3

電路呈現(xiàn)的三種性質(zhì)機械工業(yè)出版社3.10

電路的功率因數(shù)有功功率與視在功率的比值為功率因數(shù)。功率因數(shù)：為總電壓與總電流的相位差，稱為功率因數(shù)角。

越小、功率因數(shù)arctan

越高，而角的大小與電路的參數(shù)和頻率f有關(guān)。功率因數(shù)一般情況下在1和0之間，cos=1，功率因數(shù)最高，但此時可能會發(fā)生諧振，給電路帶來其他問題。提高功率因數(shù)不能達(dá)到“1”！機械工業(yè)出版社提高功率因數(shù)的意義在以下兩個方面：有功功率(1)提高供電設(shè)備的利用率(2)減小了供電設(shè)備和輸電線路的功率損耗在P、U一定的情況下，cos

越低，I越大，損耗越大。況下，cos越低，P越小，供電容量得不到充分利用。，在電源設(shè)備容量S

一定的情機械工業(yè)出版社IICI1U1iiCLuR–

+i1C交流電路的負(fù)載大多數(shù)是感性負(fù)載。提高功率因數(shù)的方法并聯(lián)電容后，電感性負(fù)載的工作狀態(tài)沒變，但電源電壓與電路中總電流的相位差角減小，即提高了電源或電網(wǎng)的功率因數(shù)。已知感性負(fù)載的功率及功率因數(shù)cos1，若要把電路功率因數(shù)提高到cos，則應(yīng)并聯(lián)電容C。機械工業(yè)出版社并聯(lián)電路提高功率因數(shù)應(yīng)注意：

(1)并聯(lián)電容后，負(fù)載的工作仍然保持原狀態(tài)，其自身的功率因數(shù)(cosjRL)并沒有提高，只是整個電路的功率因數(shù)(cosj)得到提高。

(2)并聯(lián)電容器后，電路總電流由IRL

減少為I，是由于功率因數(shù)提高，減少了線路電流。

(3)功率因數(shù)的提高不要求達(dá)到cosj

=1，因為此時電路處于并聯(lián)諧振狀態(tài)，會給電路帶來其他不利情況。當(dāng)然將功率因數(shù)提高到j(luò)>0，即電路呈容性也是沒有必要的。機械工業(yè)出版社

[例]

有一感性負(fù)載P=5kW，功率因數(shù)cos1=0.6，接在電壓U=220V，頻率f=50Hz的電源上。若將功率因數(shù)提高到cos

=0.85，應(yīng)并聯(lián)多大電容器?[解]并聯(lián)電容前可用兩種方法計算解法1并聯(lián)電容后機械工業(yè)出版社并聯(lián)電容前U解法2機械工業(yè)出版社并聯(lián)電容后同理U機械工業(yè)出版社u設(shè)電路中外加正弦電壓初相角為零u=Umsint則各分支電流分別為畫電流矢量圖可求Im

和總電位**3.11

電阻、電感和電容并聯(lián)及諧振機械工業(yè)出版社RLC并聯(lián)諧振uU

并聯(lián)諧振電路的矢量圖如圖所示。并聯(lián)電路出現(xiàn)電壓與總電流同相，電路呈現(xiàn)純阻性，即為并聯(lián)諧振。并聯(lián)諧振電路的特點：電感和電容所需的無功功率相互補償，即QL

=QC

Q=QL–QC=0

S=P

cos

=1(1)諧振電路功率機械工業(yè)出版社(2)諧振電路阻抗感抗等于容抗，兩者并聯(lián)電路部分阻抗無窮大，相當(dāng)于開路諧振電路總阻抗Z=R。u(3)諧振電路電流電感支路電流和電容支路電流相互抵消，電路總電流I=IR諧振電路中IL

和

IC

的數(shù)值可能要遠(yuǎn)大于I，因此并聯(lián)諧振也稱電流諧振。機械工業(yè)出版社

[例]

圖示電路，若外加電壓u

含有2000Hz和5000Hz兩種頻率的信號，要求濾除2000Hz的信號，使負(fù)載RL上只有5000Hz的信號，當(dāng)

L=12mH

時，電容C

應(yīng)為多大？

[解]

讓2000Hz信號在L、C并聯(lián)電路中產(chǎn)生諧振，該段阻抗無窮大，信號無法通過,所以，在2000Hzu段XL=XC動畫：并聯(lián)諧振電路機械工業(yè)出版社由三相電源與三相負(fù)載組成的電路稱為三相交流電路。右圖為三相電源星形聯(lián)結(jié)電路，這種電源一般由三相交流發(fā)電機或三相變壓器提供的，稱為三相四線制。將三個幅值相等、頻率相同、相位互差(120o)的單相交流電源按規(guī)定方式組合而成的電源稱為三相交流電源。N?動畫：三相交流電動勢的產(chǎn)生3.12.1三相交流電源機械工業(yè)出版社三相四線制供電方式中性點三相四線制電源提供兩種電壓端線端線端線中性線

三個繞組末端U2、V2、W2連接點稱中性點，記作N；三個繞組首端U1、V1、W1引出的導(dǎo)線稱為端線(或相線、火線)。相電壓：端線與中性線之間的電壓用UP表示。線電壓：端線與端線之間的電壓用UL

表示。由中性點引出的導(dǎo)線稱中性線；機械工業(yè)出版社1．三相電源的相電壓根據(jù)三相電源定義，設(shè)U相電壓初相角為零，端線與中性線之間電壓為三相電源電壓矢量圖120UUUWUV120120機械工業(yè)出版社uUuVuWUm-Umt02三相電源相電壓的波形對稱三相電壓的波形圖三相交流電壓出現(xiàn)正幅值(或相應(yīng)零值)的順序稱為相序。在此相序為UV

W

U

。分析問題時一般都采用這種相序。機械工業(yè)出版社2．三相電源的線電壓(uUV

、uVW

、

uWU)矢量圖UUUWUV303030三個線電壓有效值相等，都等于相電壓的倍，在相位上分別超前對應(yīng)的相電壓30o。各線電壓的相位差亦是120o。用矢量法進(jìn)行計算得：機械工業(yè)出版社三相四線制供電方式，相電壓對稱，線電壓也是對稱的。[例]三相四線制供電，已知相電壓為220V，試求線電壓。[解]UL＝UP＝×220V＝380V機械工業(yè)出版社由三相電源供電的負(fù)載稱為三相負(fù)載。三相負(fù)載分兩類：

*必須接收三相交流電源才能正常工作的負(fù)載，如三相交流電動機為對稱負(fù)載；

*由單相電源供電的負(fù)載，如家用電器和電燈。應(yīng)用時，將所有負(fù)載盡量平均分成三組接入三相交流電源，為不對稱負(fù)載。*星形聯(lián)接*三角形聯(lián)接三相負(fù)載分兩種連接方式3.12.2三相負(fù)載的連接機械工業(yè)出版社星形聯(lián)結(jié)NABCZ3Z2Z1M3~三角形

聯(lián)結(jié)三相負(fù)載采用何種連接方式由負(fù)載的額定電壓決定。當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源線電壓時采用三角形聯(lián)結(jié)；當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源相電壓時采用星形聯(lián)結(jié)。機械工業(yè)出版社將三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)電路改畫為下圖–

+uUuV–

+uW–

+iUNiViWiN相電流與對應(yīng)相電壓之間夾角由負(fù)載性質(zhì)決定。UVWN三根端線上的電流iU、iV、iW

稱為線電流；流經(jīng)負(fù)載的電流

iUN、iVN

、iWN

稱為相電流；iN

稱為中性線電流。星形聯(lián)結(jié)電路中相電流等于線電流，即iU

=iUN

iV=iVN

iW=iWN

或

iL=iP三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)及中性線作用機械工業(yè)出版社1．相電壓與線電流和相電流有效值的關(guān)系3．中性線電流與線電流的關(guān)系

2．各相負(fù)載電流與對應(yīng)相電壓的相位差機械工業(yè)出版社4．星接三相對稱負(fù)載電路分析三相對稱負(fù)載是指ZU=ZV=ZW由于三相電源對稱，對稱負(fù)載時的電流