《高二下学期物理鲁科版选修3－2》4.1 三相交变电流 学案

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第 1 节 三相交变电流 学案
学习目标：1
.
了解三相交流发电机的构造。
2
.
了解三相交变电流的产生及特点。
3
.
知道三相交变电与负载的连接方式,线电压与相电压的关系。
4
.
了解三相交变电流在生产、生活中的广泛应用。
基础知识：
一、三相交流发电机：
三相交流发电机一台发电机同时安装了 3组独立的互成 120°角的线圈,这样
的交变电流发电机称为三相交流发电机。
在同一磁场中有三个互成 120°的线圈，产生三个交变电动势．每个线圈
产生交变电动势的原理跟单相发电机的原理相同．
二、三相交变电流的产生．
(1)三相交变电流的产生发电机的转子上装有
励磁线圈当转子由水轮机或蒸汽轮机带动匀速旋转
时,等效于定子线圈做切割磁感线运动,从而在三个
线圈中产生交变电流。
(2)三个线圈中产生的交变电流的特点发电机定子上均匀地排布着 3 个绕组,这 3
个绕组具有相同的匝数和绕向,相互成 120°角。三个绕组产生的感应电动势的最
大值和周期都相同,并且都按正弦规律做周期性变化,但达到峰值(或零值)的时
间依次落后 个周期。
三、电源与负载的连接方式
1)、线圈的星形连接（Y接法）
在实际应用中，三相发电机的三组线圈常照图加以连接。这种接法叫星形
连接。从每组线圈始端 A、B、 C 引出输电线叫相线（或叫火线），每相线圈
的末端 X、Y、Z连成公共点 O，叫中住点。从
中性点引进的输电线叫中线（因它常接地，又叫
零线）。每根线圈两端点之间的电压叫相电压，
用U相表示，每两根相线之间的电压叫线电压，
用U线表示。
三相四线制。U线=31/2 U 相
2)、三角形接法（△接法）
1
i
iA iB iC
t
t1t2
A
C
B
OO/
照图那样连接，再接到三相电上。这接法称之为三角形接法。在这种接中，
各相负较正好接于两根相线间，所以每根上的电压就等于线电压。
每根负载中的电流只要用线电压除以负载
的阻抗便可得到。在负载的三角形接法中，线
电流与相电流是不相等的，如果我们将各相电
流的正方向表示在图中，那么 在相线 A 中流
过的线电流 IA=i1－i3，如果负载完全对称不难
证明 A中线电流的有效值为任一相中电流有效值的／3倍，其余一样。所以，
在这种情况中有 I线=31/2 I 相
我国日常电路中，相电压＝220V，线电压＝380V，U线＝U相
典例 1：三相交流发电机的三个线圈中
A
的相电压为
U=
311sin 100π
t
V,那么(
　　
)。
A.三个线圈产生的交变电流的频率都为 50 Hz
B.在
t=
0 时,其他两条线圈的输出电压也为零
C.若按星形接法,任意两个线间电压的最大值为 380 V
D.若按三角形接法,任意两条线间的电压为 220 V
A
　
【解析】三相交流发电机每个线圈的频率、电压有效值(或最大值)均相同,但由于
步调不一致,所以某一时刻的瞬时值不同,所以 B选项错误;从A的电压表达式知,其频率为
50 Hz, A 选项正确;相电压的最大值为 311 V,则有效值为 U相= V=220 V。若
按三角形接法时,线电压的有效值为 U线=220 V· =380 V, 最大值为 U线m=
U线=539 V,C 选项错误。当三个线圈接成三角形接法时,U线=U 相=380 V,D 选
项错误。
典例 2：如图所示,三相负载接成星形,且三相负载均可看成电阻,其阻值
分别为
R
1
=
10 Ω,
R
2
=
12 Ω,
R
3
=
16 Ω,线电压是 380 V。请计算各相负载的电流
和电压。
2
A
C
B
OO/
a
b
c
1
23
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