西安工程技术（技师）学院
陕西省明德职业中等专业学校
理论课教案
2009至2010学年第二学期第4周授课班级：09机电1-4班
课程名称电工电子技术
课
次
内容名称审批签字
11
三相交流电路的基本概念
三相电源和负载的联接年月日
授课方法讲授授课时数2节教
学
目的和要求1、使学生掌握三相交流电的产生及三相电源的联接特点；
2、使学生了解三相四线制中线的作用；
3、使学生掌握三相负载星形联接和三角形的电路特点与分析方法；
教学
重点
三相电源的联接、三相负载的联接特点
教学
难点
三相负载的星形联接和三角形联接的特点
复习提问正弦交流电的表示方法
课外
作业
题号
P92 3.3 3.5 3.6
教学过程
任课教师：景永新
三 相 交 流 电 路
一、三相交流电路的基本概念：
1、教学引入：
① 三相交流发电机比单相发电机体积小、成本低； ② 同样条件输送同样功率，尤其远距离送电，三相输电比单相输电节省约25%线材； ③ 三相交流电动机的结构更简单、使用和维修方便，性能好、运行平稳； 2、特点：
① 三相交流电路由三个独立的单相交流电路以一定的联接方式组成； ② 三相发电机感生的三个对称交流电动势同时作用于电路；
③ 每个电动势的大小相等(Em 相同)，频率(ω、T 、f)相同，初相不同，相位差120°
④ 每个电动势的正方向：由绕组的末端指向始端，即如果i 从始端流出则i 为正；
二、三相交流电动势的表示方法：
1、解析式：以e A 为参考量：（相序：到达最大值的先后顺序。正序——ABC —黄绿红）
e A = Em sin ωt e B = Em sin(ωt – 120°) e C = Em sin(ωt + 120°)
2、波形图：P77 图3.2
3、相量图： 0∠=E E A
120-∠=E E B
120∠=E E C
三、三相电源的联接：
1、三相电源的星形连接：三相四线制，一般用于低压供电系统。
① 联接图：P78 图3.3
N — 中性点或零点（三个线圈末端连接点） 中线 — 由中性点N 引出的导线，也称零线；
相线 — 由三相绕组首端引出的三根导线，俗称火线； ② 相电压：相线与中线间的电压。正方向：相线指向中线（绕组始端指向末端） 有效值：U P = U A = U B = U C
相互对称：
∠=P A
U U
， 120-∠=P B U U ， 120∠=P
C U U ③ 线电压：任两根相线间的电压。双下标表示方向。 有效值：U L = U AB = U BC = U CA 相互对称 ④ 相电压与线电压的关系：
根据相量图：B A AB U U U -= ? U AB = 2U P cos30°= 3Up, AB U 超前A
U 30°
2、三相电源的三角形连接：很少采用
四、三相负载的联接：采用的联接方式取决于三相电源的电压值和每相负载的额定电压：
1、三相负载的类型：
① 三相对称负载：每相负载的总阻抗相同，如三相电动机、三相变压器； ② 三相不对称负载：如照明线路的三相负载；
2、三相负载的星形联接：将三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线间的联接方法； 联接图见P81 图3.8， 适用于单相负载的额定电压 = 三相电源相电压U P 时 ；
① 忽略输电线电阻，各相负载电压U = U P =
3
L
U
② 相电流：流过负载的电流。I P =
Z
U
P
(三相对称负载各相i 的I P 都相等，相位互差1200)
线电流：流过相线的电流。i L = i P ,I L = I P
③ 各相电流：三相交流电路由三个独立电路组成，各电路的I P 、U P 都符合欧姆定律：
A
A A Z U I = ，B
B B Z U I = ，C
C C Z U I = (三相对称负载各相i 的I P 都相等，ф =1200
)
④ 中线电流：C B A N I I I I ++= （KCL 方程） 三相对称负载： C B A N I I I I ++==0，中线可不接，变成三相三线制。如三相电动机；
三相不对称负载： C B A N I I I I ++=≠0，中线必须接.
例：P83 例3.1
3、三相负载的三角形联接：将三相负载分别在接在三相电源的两根相线之间的联接方法。 联接图见P83 图3.11。适用于单相负载的额定电压 = 三相电源线电压U L 时；
① 各相负载电压：U = U L ，不管负载对称与否，各相电压都是对称的；
② 各相负载电流：AB
AB
AB Z U I = ，BC
BC BC Z U I = ，CA
CA CA Z U I =
I P =
Z
U L
（对称三相负载各相I P 相等，ф =1200）
③ 相线上的线电流：根据KCL 方程 ? CA AB A I I I -= ，AB BC B I I I -= ，BC CA C I I I -= 用相量图的三角形法则计算 ?
30
3-∠=AB A I I ， 303-∠=BC B I I ， 303-∠=CA C I I
即：I P = 3I L ，Фp – фL = -30°
例：P84 例3.2
五、课堂小结：
1. 掌握三相交流电的产生及三相电源的联接特点；
2. 了解三相四线制中线的作用；
3. 掌握三相负载星形联接和三角形的电路特点与分析方法；
第四节 三相交流电路 工业上应用最多的交流电是三相交流电。单相交流电实际上也是三相交流电的一部分。三相交流电有很多优点：例如三相电机比同尺寸的单相电机输出功率大，性能好；三相交流电的输送比较经济；既节约了有色金属又降低电能损耗等。 一、 、 三相交流三相交流三相交流电电的产生 三相交流电一般由三相发电机产生。其原理可由图1-46说明。发电机定子上有U1-U2、V1-V2、W1-W2三组绕组，每组绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构一样，对称地排放在定子铁芯内侧的线槽里。在转子上有一对磁极的情况下，三相绕组在排放位置上互差120o 。转子转动时U1-U2、V1-V2、W1-W2绕组中分别都产生同样的正弦感应电动势。但当N极正对哪一相绕组时，该相感应电动势取得最大值。显然，V相比U相滞后120o ，W相比V相滞后120o ，U相比W滞后120o 。 三相电动势随时间变化的曲线如图1-47所示。这种大小相等、频率相同、但在相位上互差120o 的电动势称为对称三相电动势。同样，最大值相等、频率相同、相位相差120o 的三相电压和电流分别称为对称三相电压和对称三相电流。 图1-46 三相交流电发电机示意图 图1-47 三相交流电波形 三相交流电动势在时间上出现最大值的先后次序称为相序。相序一般分为正相序、负相序、零相序。 最大值按U—V—W—U顺序循环出现的为正相序。最大值按U—W—V—U顺序循环出现的为负相序。如令三个相电压的参考极性都是起始端U1、V1、W1为正，尾端U2、V2、W2为负，又令U1—U2绕组中的电动势e u ，为参考正弦量，那么，三个相电压的函数表达式为：
交流电的基本概念本节概述： 一、静电、直流电、交流电 二、交流电的基本知识 1）交流电的概念 2）交流电的分类 3）交流电的经济意义 4）交流电的优点 三、正弦交流电的基本知识 1）正弦交流电的概念 2）正弦交流电的表示方法 3）正弦交流电的三要素
一、静电、直流电、交流电 静电： 是一种静止不动的电，就好像把水放在一根平放的管子里，水在管中静止不动一样，也就是当电荷积聚不动时，这种电荷称为静电。 直流电： 是指方向一定而大小不变的电流，我们使用的手电筒和拖拉机、汽车上的电池都是直流电。 交流电： 是指方向和大小都在不断改变的电流。我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。在实用中，直流电用符 号"="表示，交流电用符号"~"表示。 二、交流电的基本知识 ?1、交流电的基本概念 交流电，简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹。交流电随时间变化的形式可以是多种多样的。不同变化形式的交流电其应用范围和产生的效果也不同的。以正弦交流电应用最为广泛，且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后，化成为正弦交流电的迭加。 ?2、交流电的分类 ?交流电按其性质分分以下三种： １、正弦交流电：电流和电压的大小和方向随时间呈正弦规律变化，是最
基本的交流电。 ２、模拟交变信号：用大小和方向都随时间变化的交流表示声音、图像信息内容的交流电称为模拟交变信号。例如模拟声音的交流称为音频信号，模拟图像的交流称为视频信号。 ３、脉冲：顾名思义，脉冲含有脉动和短促的意思。将这一意义推广到电工学上泛指按一定规律（不按正弦规律）出现的电流和电压。 常见的脉冲信号有以下几种：（１）方形波（矩形波）；（２）三角波（斜波、锯齿波）；（３）梯形波（４）阶梯波；（５）钟形波。 若交流电随时间按周期性规律变化，则称为周期性交流电，如下图所示： ?3、交流电的使用意义 在现代共农业生产和日常生活中，广泛地使用着交流电。主要原因是与直流电相比，交流电在产生、输送和使用方面具有明显的优点和重大的经济意义。例如在远距离输电时，采用较高的电压可以减少线路上的损失。对于用户来说，采用较低的电压既安全又可降低电器设备的绝缘要求。这
课题：4-1三相交流电的基本概念 4-2三相负载的连接方式 班级：1323级 时间：3-4周 课时：2节 课型：新授 教具:挂图及三角板 教法：灵活授课法 教学重点：了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接方法. 教学难点：掌握三相负载的连接方法及计算. 教学目的: 了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接及特点 授课过程: 组织教学：清点人数整顿教学秩序（1分钟） 复习相关内容;(5分钟) 三相发电机的绕组主要是星形接法,三相负载有星形连接和三角形连接法, 进行提问： 1.纯电感电路电压与电流的相位关系 2.纯电感电路电压与电流的相位关系 本节授课内容（170 分钟）：
3-4三相交流电的基本概念 一、交流发电机简介 发电机的基本组成部分是磁极和线圈(线圈匝数很多，嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢)。电枢转动、而磁极不动的发电机，叫做旋转电枢式发电机。磁极转动、而电枢不动，线圈依然切割磁感线，电枢中同样会产生感应电动势，这种发电机叫做旋转磁极式发电机。不论哪种发电机，转动的部分都叫转子，不动的部分都叫定子。 旋转电枢式发电机，转子产生的电流必须经过裸露着的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，就容易发生火花放电，有可能烧毁电机。这种发电机提供的电压一般不超过500 V。旋转磁极式发电机克服了上述缺点，能够提供几千伏到几十千伏的电压，输出功率可达几十万千瓦。所以，大型发电机都是旋转磁极式的。 发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其它动力机带动的。动力机将机械能传递给发电机，发电机把机械能转化为电能传送给外电路。 二.交流电的产生及正弦交流电的概念 1．对称三相电动势 振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差120的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为
1 .电流产生磁场。 新课2.磁场对电流的作用力。 3. 电磁感应现象E B lv sin 第一节交流电的产生 一、交流电的产生 演示：由图引出交流电的概念。 1. 交流电：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。 2. 交流电的变化规律 中性面：跟磁力线垂直的平面叫中性面。 (1)线圈平面跟中性面重合的时刻开始计时 ①某一瞬间整个线圈中的感应电动势： e 2 B l v sin co t 或者 e E m sin o t E m 2 Blv 式中：e 电动势的瞬时值 教后记
E m 电动势的最大值 由上式知在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。 ②当线圈平面转到与磁感线平行的位置时，由于31 2, sin? t 1,所以此 时的感应电动势最大 e 2Blv;当线圈平面转到与磁感线垂直时，此时感应电动势 最小，e 0。 ③若线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有感应电流。 e E I 』sin 3 t I m sin ? t R R 式中：R ——整个闭合电路的电阻 I m 电流的最大值 i ――电流强度的瞬时值 ④电压的瞬时值 u I R' I m R' sin 31 U m sin3 t 式中：R'――某段导线的电阻U m 电压的最大值 由上可知：感应电动势、感应电流、外电路中一段导线上的电压都按正弦规律变化。 (2)线圈平面跟中性面有一夹角时开始计时 e E m sin ( 31 ) i I m sin ( 31 ) u U m sin (31 ) 正弦交流电：按正弦规律变化的交流电。 二、交流电的波形图 1. 讲解如图 n 2. 用描点法画出I I m sin3 t和u U m sin ( 31 )的图形，其中 =一。 6 练习
正弦交流电 1.7.5实训任务一正弦交流电的基本概念 实训任务一正弦交流电的基本概念 观察与思考 图6－1－1（a）所示是用示波器观察到的直流电压的波形，图6－1－1（b）所示是通过示波器观察到的正弦交流电压的波形，你能说说什么是正弦交流电？正弦交流电与直流电相比有什么特点？ 由图6－1－1可知，直流电的大小和方向都不随时间变化，用示波器观察它的波形是一条直线。而正弦交流电的大小和方向都在随时间作周期性变化，并且是按正弦规律变化的。 图6－1－1用示波器观察到的直流电与交流电波形 一、正弦交流电 在交流电路中，电压、电流的大小和方向随时间作周期性变化，这样的电压、电流分别称为交变电压、交变电流，统称交流电。大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电称为正弦交流电，如图6－1－2（c）所示。大小和方向随时间不按正弦规律变化的，称为非正弦交流电，常见的有矩形波、三角波等，如图6－1－2（a）、（b）所示。 图6－1－2几种常见的交流电波形图 （a）矩形波；（b）三角波；（c）正弦交流电 二、瞬时值与波形图 交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向，称为交流电的瞬时值，分别用小写字母u、i来表示。 在直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t和与之对应的u或i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电u或i随时间变化的曲化，即波形图。通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。 另外，在交流电路中，随时间变化的量用小写字母表示，如随时间变化的电压、电流、电动势和功率的瞬时值，分别用u、i、e、p表示；不随时间变化的量用大写字母表示，如电压、电流、电动势的有效值和有功功率，分别用大写字母U、I、E、P表示。
课题：4-1三相交流电的基本概念4-2三相负载的连接方式班级：08级 时间：3-4周 课时：2节 课型：新授 教具:挂图及三角板 教法：灵活授课法 教学重点：了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接方法. 教学难点：掌握三相负载的连接方法及计算. 教学目的: 了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接及特点 授课过程: 组织教学：清点人数整顿教学秩序（1分钟） 复习相关内容;(5分钟) 三相发电机的绕组主要是星形接法,三相负载有星形连接和三角形连接法, 进行提问： 1.纯电感电路电压与电流的相位关系 2.纯电感电路电压与电流的相位关系 本节授课内容（170 分钟）： 3-4三相交流电的基本概念
一、交流发电机简介 发电机的基本组成部分是磁极和线圈(线圈匝数很多，嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢)。电枢转动、而磁极不动的发电机，叫做旋转电枢式发电机。磁极转动、而电枢不动，线圈依然切割磁感线，电枢中同样会产生感应电动势，这种发电机叫做旋转磁极式发电机。不论哪种发电机，转动的部分都叫转子，不动的部分都叫定子。 旋转电枢式发电机，转子产生的电流必须经过裸露着的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，就容易发生火花放电，有可能烧毁电机。这种发电机提供的电压一般不超过500 V。旋转磁极式发电机克服了上述缺点，能够提供几千伏到几十千伏的电压，输出功率可达几十万千瓦。所以，大型发电机都是旋转磁极式的。 发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其它动力机带动的。动力机将机械能传递给发电机，发电机把机械能转化为电能传送给外电路。 二.交流电的产生及正弦交流电的概念 1．对称三相电动势 振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差120?的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为 第一相(U相)电动势：e1=E m sin(ωt)
三相电路两种连接方式解析 在三相电路中，三相电源及三相负载都有两种连接方式：星形连接和三角形连接。 8.2.1 星形连接 在图8.3所示的三相电路中，三相电压源及三相负载都是星形连接的。各相电压源的负 极性端连接在一起，称为三根电源的中点或零点，用N表示。各相电压源的正极性端A、B C引出，以便与负载相连。这就是星形连接方式，或称Y形连接方式。三相负载Z A、Z B、Z C 也是星形连接的。各相负载的一端连接在一起，称为负载的中点或零点，用N'表示。各相 负载的另一端A、B'、C'引出后与电源连接。电源与负载相应各相的连接线AA、BB、CC 称为端线。电源中点与负载中点的连线NN称为中线或零线。具有三根端线及一根中线的三 相电路称为三相四线制电路；如果只接三根端线而不接中线，则称为三相三线制电路。 g V AB g V AN 2{ a V AN .3 g 30°V AN g V BC g V BN 2 g a V BN.3 g 30°V BN g V CA g V CN 2 g a V CN.3 g 30O V CN (8.6) g g 电压，V A'N'、V B'N'、 g V C'N'为负载相电压。端线之间的电压称为 g g 线电压。例如V AB、V BC、 g g g V CA是电源的线电压，V AB'、V B'C g V C'A'是负载的线电压。流过电源或负载各相的电流称 为相电流。流过各端线的电流称为当 电源或负载为星形连接时，电压为 线电流，流过中线的电流称为中线电流。 线电压等于两个相应的相电压之差，例如在电源侧, 各线 如果相电压是三项对称的，即 为 g V AB g V AN g V BN g V BC g V BN g V CN g V CA g V CN g V AN g V BN 2 g g a V AN，V CN 2 i a g V BN， 在三相电路中，电源或负载各相的电压称为相电压。例如V AN、V BN、V CN为电源相 (8.5) g 2 g V AN a V CN则式(8.5)成
西安工程技术（技师）学院 陕西省明德职业中等专业学校 理论课教案 2009至2010学年第二学期第4周授课班级：09机电1-4班 课程名称电工电子技术 课 次 内容名称审批签字 11 三相交流电路的基本概念 三相电源和负载的联接年月日 授课方法讲授授课时数2节教 学 目的和要求1、使学生掌握三相交流电的产生及三相电源的联接特点； 2、使学生了解三相四线制中线的作用； 3、使学生掌握三相负载星形联接和三角形的电路特点与分析方法； 教学 重点 三相电源的联接、三相负载的联接特点 教学 难点 三相负载的星形联接和三角形联接的特点 复习提问正弦交流电的表示方法 课外 作业 题号 P92 3.3 3.5 3.6 教学过程 任课教师：景永新
三 相 交 流 电 路 一、三相交流电路的基本概念： 1、教学引入： ① 三相交流发电机比单相发电机体积小、成本低； ② 同样条件输送同样功率，尤其远距离送电，三相输电比单相输电节省约25%线材； ③ 三相交流电动机的结构更简单、使用和维修方便，性能好、运行平稳； 2、特点： ① 三相交流电路由三个独立的单相交流电路以一定的联接方式组成； ② 三相发电机感生的三个对称交流电动势同时作用于电路； ③ 每个电动势的大小相等(Em 相同)，频率(ω、T 、f)相同，初相不同，相位差120° ④ 每个电动势的正方向：由绕组的末端指向始端，即如果i 从始端流出则i 为正； 二、三相交流电动势的表示方法： 1、解析式：以e A 为参考量：（相序：到达最大值的先后顺序。正序——ABC —黄绿红） e A = Em sin ωt e B = Em sin(ωt – 120°) e C = Em sin(ωt + 120°) 2、波形图：P77 图3.2 3、相量图： 0∠=E E A 120-∠=E E B 120∠=E E C 三、三相电源的联接： 1、三相电源的星形连接：三相四线制，一般用于低压供电系统。 ① 联接图：P78 图3.3 N — 中性点或零点（三个线圈末端连接点） 中线 — 由中性点N 引出的导线，也称零线； 相线 — 由三相绕组首端引出的三根导线，俗称火线； ② 相电压：相线与中线间的电压。正方向：相线指向中线（绕组始端指向末端） 有效值：U P = U A = U B = U C 相互对称： ∠=P A U U ， 120-∠=P B U U ， 120∠=P C U U ③ 线电压：任两根相线间的电压。双下标表示方向。 有效值：U L = U AB = U BC = U CA 相互对称 ④ 相电压与线电压的关系： 根据相量图：B A AB U U U -= ? U AB = 2U P cos30°= 3Up, AB U 超前A U 30° 2、三相电源的三角形连接：很少采用
交流电高考复习题 一、填空题 1. 三相对称电压就是三个频率 相同 、幅值 相等 、相位互差 120° 的三相交流电压。 2.三相电源的相序有 正序 和 反序 之分。 3. 三相电源相线与中性线之间的电压称为 相电压 。 4. 三相电源相线与相线之间的电压称为 线电压 。 5.有中线的三相供电方式称为 三相四线制 。 6.无中线的三相供电方式称为 三相三线制 。 7.在三相四线制的照明电路中，相电压是 220 V ，线电压是 380 V 。（220、380） 8.，相位比相电压 超前30o 。 9.三相四线制电源中，线电流与相电流 相等 。 10. 三相对称负载三角形电路中，线电压与相电压 相等 。 11. 倍、线电流比相应的相电流 滞后30o 。 12. 当三相负载越接近对称时，中线电流就越接近为 0 。 13.在三相对称负载三角形连接的电路中，线电压为220V ，每相电阻均为110Ω，则相电流I P =___ __2A___，线电流I L 。 14.对称三相电路Y 形连接，若相电压为() οω60sin 220-=t u A V ，则线电压 =AB u () ο -ω30t 380sin V 。 15.在对称三相电路中，已知电源线电压有效值为380V ，若负载作星形联接，负载相电压为__220V__；若负载作三角形联接，负载相电压为__380V__。 16. 对称三相电路的有功功率?cos 3l l I U P =，其中φ角为 相电压 与 相电流 的夹角。 17.负载的连接方法有 星形连接 和 三角形连接 两种。 18.中线的作用就在于使星形连接的不对称负载的 相电压 对称。 19.在三相四线制供电线路中，中线上不许接 熔断器 、 开关 。 20.三相电路星形连接，各相电阻性负载不对称，测得I A =2A,I B =4A,I C =4A ，则中线上的电流为 2A 。 21．在三相正序电源中，若A 相电压u A 初相角为45o，则线电压u AB 的初相角为 75o 。
三相电路两种连接方式解析 在三相电路中，三相电源及三相负载都有两种连接方式：星形连接和三角形连接。 8.2.1 星形连接 在图8.3所示的三相电路中，三相电压源及三相负载都是星形连接的。各相电压源的负极性端连接在一起，称为三根电源的中点或零点，用N 表示。各相电压源的正极性端A 、B 、C 引出，以便与负载相连。这就是星形连接方式，或称Y 形连接方式。三相负载Z A 、Z B 、Z C 也是星形连接的。各相负载的一端连接在一起，称为负载的中点或零点，用N ’表示。各相负载的另一端A ’、B ’、C ’引出后与电源连接。电源与负载相应各相的连接线AA ’、BB ’、CC ’称为端线。电源中点与负载中点的连线NN ’称为中线或零线。具有三根端线及一根中线的三相电路称为三相四线制电路；如果只接三根端线而不接中线，则称为三相三线制电路。 N -+-B I C I A E B E C E B - --+ + -+’ C ’ AN V BN V 图8.3 电源与负载均为星形连接的三相电路 在三相电路中，电源或负载各相的电压称为相电压。例如AN V g 、BN V g 、CN V g 为电源相电压，'' A N V g 、'' B N V g 、'' C N V g 为负载相电压。端线之间的电压称为线电压。例如AB V g 、BC V g 、 CA V g 是电源的线电压，'' A B V g 、'' B C V g 、''C A V g 是负载的线电压。流过电源或负载各相的电流称 为相电流。流过各端线的电流称为线电流，流过中线的电流称为中线电流。 当电源或负载为星形连接时，线电压等于两个相应的相电压之差，例如在电源侧，各线电压为 AB AN BN BC BN CN CA CN AN V V V V V V V V V g g g g g g g g g (8.5) 如果相电压是三项对称的，即2 BN AN V a V g g ，2 CN BN V a V g g ，2 AN CN V a V g g 则式(8.5)成为 222330330330AB AN AN AN BC BN BN BN CA CN CN CN V V a V V V V a V V V V a V V g g g g o g g g g o g g g g o (8.6) 线电压与相电压的相量图如图8.4a 或图8.4b 所示。由于在复平面上相量可以平移，所以这
正弦交流电的基本概念 一、周期、频率与角频率 正弦交流电每重复变化一次所经历的时间称为周期，用T 表示，周期的单位为秒（s ）。正弦交流电在单位时间内变化所完成的循环次数称为频率，用f 表示，频率的单位为赫兹（Hz ）。例如，在一秒钟内完成三次循环，它的频率就是 3 Hz ，一次循环等于13秒。由定义可知，频率等于周期的倒数，即1f T =或1 T f = T 的单位为秒（S ）； f 的单位为赫兹（Hz ）； 比较频率和周期的定义可知，二者互为倒数，显然1 Hz S =。工业用电标准频率在不同的国家有不同 的规定。我国和世界大多数国家规定，工业用电标准频率为50Hz 。美国、日本和部分欧洲国家采用的工业用电标准频率为60Hz 。周期和频率表示正弦交流电变化的快慢，周期愈长，正弦交流电变化愈慢；频率愈高，正弦交流电变化愈快。正弦交流电变化的快慢除可用周期和频率来表示外，还可用角频率ω来表示。 所谓角频率是指正弦交流电在单位时间内变化的角度，即每秒变化的弧度数。如每秒角度变化360°也就是一周，即为2π弧度。如果在一秒内，旋转了四周，即转过了4×2π=8π弧度。因为正弦量完成一个循环的变化，经历了2π弧度，所以角频率和频率之间的关系为2f ω π=。角频率的单位为弧度/秒 （rad/s ）。角频率愈高，正弦交流电变化愈快。 二、幅值与有效值 正弦交流电在变化过程中出现的最大瞬时值称为正弦交流电的幅值或最大值。用大写字母加下标m 来表示，如I m 和U m ，分别表示电流和电压的幅值。 然而，工程上一般所说的正弦交流电的大小不是指最大值，而是指有效值。因为有效值能更确切地反映正弦交流电在电功率、电能和机械力等方面的效果。 电气设备铭牌上所标明的额定电压和额定电流都是有效值。有效值是如何定义的呢？ 我们以电流为例，如果一个周期性电流i 通过某一电阻R ，在一个周期内产生的热量与另一个直流电流I 通过电阻R 在相等时间内产生的热量相等，则将此直流电流的量值I 称为该周期性电流i 的有效值。有效值用大写字母表示，如I 、U 、E 分别表示周期性电流、电压、电动势的有效值。 根据12Q Q =可得出下式 220T i Rdt I RT =? 由此公式可得交流电流的有效值为下式 I =同理也可得出以下2式：
第七章 正弦交流电路的基本概念测试题 一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3．正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4．角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5．正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6．我国工业及生活中使用的交流电频率____，周期为____。 7． 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 . 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相 位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频 率为____，相位为____，初相位为____。 二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800时，则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图，电流的瞬时表达式为___________A 。 a))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = ) 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)－1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)1050 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。 ~ a) 300 b) 600 c)－ 1200
第六章 三相交流电路 §6-1 三相交流电源 一、填空题 1．三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源按一定方式的组合。 2．由三根相线和一根中性线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。 3．三相四线制供电系统可输出两种电压供用户选择，即线电压和相电压。这两种电压的数 U 线超前U 相30°。 4．如果对称三相交流电源的U 相电动势e u =E m sin (314t+π6 )V ，那么其余两相电动势分别为ev= E m sin (314t-90°)V ，ew =E m sin (314t+150°) V 。 二、判断题 1．一个三相四线制供电线路中，若相电压为220 V ，则电路线电压为311 V 。 ( × ) 2．三相负载越接近对称，中线电流就越小。 ( √ ) 3．两根相线之间的电压叫相电压。 ( × ) 4．三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。 ( × ) 三、选择题 1．某三相对称电源电压为380 V ，则其线电压的最大值为( A )V 。 A ．380 2 B ．380 3 c ．380 6 D ．38023 2．已知在对称三相电压中，V 相电压为u v =220 2 sin(314t+π)V ，则U 相和W 相电压为(B )V 。 A. U u =220 2 sin (314t+π3) u w =220 2 sin (314t-π3 ) B ．u u =220 2 sin (314t-π3) u w =220 2 sin (314t+π3 ) C.u u =220 2 sin (314t+2π3) uw=220 2 sin (314t-2π3 ) 3．三相交流电相序U-V-W-U 属( A )。 A ．正序 B ．负序 C ．零序 4．在如图6-1所示三相四线制电源中，用电压表测量电源线的电压以确定零线，测量结果
课题：正弦交流电的基本概念 新课导入： 提问：什么是直流电? 答：把大小方向不随时间变化的电流、电压和电动势统称为直流电。 如图3-1-1所示 导入：什么是交流电? 答：大小和方向随时间做周期性变化的电流、电压和电动势统称为交流电。 如图3-1-2----3-1- 4所示 课题：交流电的基本概念 【教学目的】 一．知道什么是正弦交流电； 二．知道正弦交流电是怎样产生的； 三．熟悉正弦交流电的 【教学重点】 【教学难点】 相位、初相位 正弦交流电的三要素
一、交流电与正弦交流电 二、正弦交流电的产生 1.电的分类 直流电 交流电 恒定直流：大小和方向都不随时间变化 脉动直流：大小随时间变化而方向不变 正弦交流电：大小和方向按正弦规律变化 非正弦交流电：大小和方向不按正弦规律变化 2.直流电与交流电的根本区别 直流电的方向不随时间的变化而变化 交流电的方向随着时间的变化而变化
e ab =B m sin αl ab V e cd =B m sin αl cd V l ab =l cd =l e=e ab ＋e cd =2 B m l V sin α e=2 B m l V sin （ωt ＋φ0） 令： 2 B m l V = E m 则：e= E m sin （ωt ＋φ0） 1．最大值：正弦交流电瞬时值中最大的值（max ） 正弦交流电的瞬时值： 正弦交流电在某一时刻的值就是这一时刻的瞬时值。 由图3-1-8可写出正弦交流电流瞬时值的表达式为： i = I m sin ωt 式中I m 是瞬时值中最大的值称为交流电流的最大值。 则：电动势e 的最大值记作E m 电压u 的最大值记作U m 2. 正弦交流电的周期、频率与角频率。 ①、周期：正弦交流电变化一周所需用的时间。 用符号Ｔ来表示，单位：秒（Ｓ） ②、频率：正弦交流电在1秒内重复变化的周数（次数） 用符号ｆ来表示，单位为赫兹（Ｈｚ）或周（ｃ） 频率的换算单位：千赫（ＫＨｚ）、兆赫（ＭＨｚ） 换算关系：1kHz = 103 Hz 1MHz = 103 kHz = 106 Hz ③角频率：正弦交流电每秒内变化的电角度。 用ω表示，单位为弧度每秒（r a d / S ） ④角频率与周期、频率的关系: 正弦电流—— i （A ） 正弦电压—— u （V ） 正弦电动势 — e （V ） 分别记作 数学表达式 i = I m sin （ωt+φi ） （A ） u = U m sin （ωt+φu ）（V ） e = E m sin （ωt+φe ）（V ）
第六章 三相交流电路 §6-1 三相交流电源 一、填空题 1．三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源按一定方式的组合。 2．由三根相线和一根中性线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。 3．三相四线制供电系统可输出两种电压供用户选择，即线电压和相电压。这两种电压的数 值关系是U 线超前U 相30°。 4．如果对称三相交流电源的U 相电动势e u =E m sin (314t+π6 )V ，那么其余两相电动势分别为ev= E m sin (314t-90°)V ，ew =E m sin (314t+150°) V 。 二、判断题 \ 1．一个三相四线制供电线路中，若相电压为220 V ，则电路线电压为311 V 。 ( × ) 2．三相负载越接近对称，中线电流就越小。 ( √ ) 3．两根相线之间的电压叫相电压。 ( × ) 4．三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。 ( × ) 三、选择题 1．某三相对称电源电压为380 V ，则其线电压的最大值为( A )V 。 A ．380 2 B ．380 3 c ．380 6 D ．38023 2．已知在对称三相电压中，V 相电压为u v =220 2 sin(314t+π)V ，则U 相和W 相电压为(B )V 。 > A. U u =220 2 sin (314t+π3) u w =220 2 sin (314t-π3 ) B ．u u =220 2 sin (314t-π3) u w =220 2 sin (314t+π3 ) =220 2 sin (314t+2π3) uw=220 2 sin (314t-2π3 )
电力电子技术基本概念和基础知识练习：（王兆安、黄俊第四版） 第1章电力电子器件填空题： 1.电力电子器件一般工作在_开关_状态。 2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为_开关损耗__。 3.电力电子器件组成的系统，一般由_控制电路_、_驱动电路_、_电力电子器件_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_保护电路_。 4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型_ 、双极型、_复合型_三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为_加正向压降导通、加反向压降关断_。 6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_肖特基二极管_、_快恢复二极管_。 7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为_阳极和阴极_ 正向有触发则导通、反向截止_关断_ 。 9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL_＞_IH 。 10.晶闸管断态不重复电压UDRM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDRM_＜_Ubo。 11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。 12.GTO的_多元集成_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 13.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为_开通_ 。 14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截至区_、前者的饱和区对应后者的_放大区_ _饱和区_。 15.电力MOSFET的通态电阻具有_正_温度系数。 16.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略降_，开关速度_小于_电力MOSFET 17.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是_智能功率集成电路_。 18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压型_和_电流型_两类。 19.GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是_使GTR导通时处于临界饱和状态_。 20.抑制过电压的方法之一是用_电感_吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。在过电流保护中，快速熔断器的全保护适用于_中、小_功率装置的保护。 21.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用_快恢复_型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。 22.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是_电阻均压_措施，给每只管子并联RC支路是_动态均压_措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用_先串后并_的方法。 23.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有_负_温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有_正_温度系数。 24.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是_P.Diode_，属于半控型器件的是_SCR_，属于全控型器件的是_GTO、GTR、IGBT、P.MOSFET_；属于单极型电力电子器件的有_P.Diode、P.MOSFET_，属于双极型器件的有_SCR、GTR、GTO_，属于复合型电力电子器件得有_IGBT_；在可控的器件中，容量最大的是_SCR_，工作频率最高的是_P.MOSFET_，属于电压驱动的是_P.MOSFET、IGBT_，属于电流驱动的是_SCR、GTR、GTO_。 第2章整流电路填空题： 1.电阻负载的特点是_输出电流与输出电压波形相同_，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是_0~180°_。 2.阻感负载的特点是_电流无法突变_，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是_0~180°_ ，其承受的最大正反向电压均为_√2U2_，续流二极管承受的最大反
技工院校文化理论课教案（首页）（代号A-3）
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组织教学（5分钟） 1、教具准备及整理 2、对学生考勤 复习、引入新课（5分钟） （回答法） 提问学生：1、什么是三相四线制，什么是三相五线制？ 2、如何改变电机转向？ 讲授新课（60分钟） §4-2 三相负载的连接方式 各相负载相同的三相负载称为对称三相负载，如三相电动机、三相变压机、三相电阻炉等。 各相负载不同的三相负载称为不对称三相负载，如三相照明电路中的负载。 两台三相异步电动机的铭牌 要求星型接法要求三角形接法 一、三相负载的星形连接 1、三相负载的星形连接 三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线之间的接法称为三相负载的星形连接（常用“Y”标记）。 三相负载的星形连接电流相量图 2、相电压、线电压、线电流、相电流 负载两端的电压称为负载的相电压。 在忽略输电线上的电压降时，负载的相电压就等于电源的相电压，电源的线电压为负载相电压的3倍，
2、相电压、线电压、线电流、相电流 在三角形连接中，负载的相电压和电源的线电压大小相等，即U △P = U L 。 三相负载接到电源中，是作三角形还是星形连接，要根据负载的额定电压而定。 线电流和相电流的关系为 L P 3I I =△△ 从电流相量图可以看出，线电流总是滞后于相应的相电流30o 已知加在星形连接的三相异步电动机上的对称电源线电压为380V ，每相电阻为6Ω，感抗为8Ω，求流入电动机每相绕组的相电流及各线电流。将电动机三相绕组改为三角形连接后，接入电源，其他条件不变。试求各相电流、线电流的大小，并与星形连接时作比较。 解：22226810Z R X = +=+=Ω 在三角形连接中，负载的相电压等于电源的线电压，因而 3803810 U I A Z ?? ===相相 366I I A ??=≈线相 相应的相电流、线电流的比值： 38322Y I I ?=≈相相 66 322 Y I I ?==线线 即：电动机三相绕组接成三角形时的相电流是接成星形时相电流的 倍；接成三角形时的线电流是接成星形时线电流的3倍。 3、三角形连接的特点 各相负载相电压等于电源线电压；三根相线的线电流相等，三相负载的相电流相等。 各相负载相电压均等于电源线电压，三根相线的线电流不相等，三相负载的相电流不相等。 三、三相负载的功率 在三相交流电源中，三相负载消耗的总功率为各相负载消耗的功率之和，即
正弦交流电的基本概念教案 1.在电力系统中，从发电到输配电，用的都是交流电 这里的电源是交流发电机。在前面我们介绍过一个最简单的原理性交流发电机，它是靠线圈在磁场中转动而获得的交变的感应电动势的。交流发电机产生的交变电动势随时间变化的关系图，基本上是正弦或余弦函数的波形，这样的交流电叫做简谐交流电。 2.在无线电电子设备中的各种电讯号，大多也是交流电信号 这里电讯号的来源是多种多样的。在收音机、电视机中通过天线接收了从电台发射到空间的电磁波。形成整机的讯号源。 3.在许多电子测量仪器（如交流电桥、示波器、频率计、Q 表等）中，这些讯号发生器自身也是一些特殊的电子电路，靠它激发的自生振荡，为其它测量仪器提供交流电动势。在各种无线电电子设备中往往具有多级放大电路，这时除了整机的交流电源外，前一级放大器的输出是后一级的输入，对后一级电路来说，我们也可以把前一级作
为讯号源。实际中不同场合应用的交流随时间变化的波形是多种多样的： （1）市电是50周的简谐波； （2）电子示波器用来扫描的讯号是锯齿波； （3）电子计算机中采用的讯号是矩形脉冲； （4）激光通讯用来载波的是尖脉冲； （5）广播电台发射的讯号在中波段是535KC—1605KC的调幅波（即振幅随时间变化的简谐波）； （6）电视台和通讯系统发射的讯号兼有调幅和调频波（即频率随时间变化的简谐波）。 这里讲的“波”是习惯说法，其实都是电流i 随时间t的变化状态（即振动状态），而不是波。我们知道，波方程必须既是时间t 又是空间r（或其中之一，如x）的函数。虽然交流电的波形多种多样,但其中最重要的是简谐交流电，这是因为：
三相电源的连结方法 星形接法 一、基本简介 把三相电源三个绕组的末端、XY、Z连按在一起，成为一公共点O，从始端A、B、C引出三条端线，这种接法称为“星形接法”又称“Y形接法”。三相电源是由频率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三个正弦电源以一定方式连接向外供电的系统。三相电源的联接方式有Y形和△形两种。 三相电的星形接法 是将各相电源或负载的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为三相电的三个相线。可以将中点（称为中性点）引出作为中性线，形成三相四线制。也可不引出，形成三相三线制。当然，无论是否有中性线，都可以添加地线，分别成为三相五线制或三相四线制。 [编辑本段] 二、常用的接法 对称三相四线Y－Y系统是常见常用的系统，有三条火线、一条中线。星形接法的三相电，线电压是相电压的根号3倍，而线电流等于相电流。当三相负载平衡时，即使连接中性线，其上也没有电流流过。三相负载不平衡时，应当连接中性线，否则各相负载将分压不等。 星形接法主要应用在高压大型或中型容量的电动机中，定子绕组只引出三根线。对于星形接法，各相负载平衡，则任何时刻流经三相的电流矢量和等于零。 星形(Y)接法和三角形(△)接法关系密切，其负载相电压、相电流与对称三相线电压、线电流关系如下： 星形(Y)接法： I线＝I相，U线＝√3×U相， P相＝U相×I相， P＝3P相＝√3×U线×I相=√3×U线×I线； 三角(△)接法： I线＝√3×I相，U线＝U相， P相＝I相×U相，
P＝3P相＝√3×I线×U相=√3×I线×U线。 说明：三角(△)联接，Iab=Ia向量+Ib向量=(Ia+Ib)×cos30°=2Ia×√3/2=√3×Ia，线电流是相电流的根号三倍。 另一个重要的应用是电阻的星形联接。 电阻若构成星—三角式(Y —△)联接，则不能用串、并联公式进行等效化简，但它们之间可以用互换等效公式进行等效变换：（1、2、3是节点，R12表示1、2 节点之间的电阻，是三角形联接的电阻。） 星(Y)到三角(△)： R12＝R1+R2+R1R2/R3，规律：(ab)=a+b+ab/c ……再加上R R13＝R1+R3+R1R3/R2， R23＝R2+R3+R2R3/R1。 三角(△)到星(Y)： R1＝R12R13/(R12+R13+R23)，规律：(a)=ab×ac/(ab+ac+cb)……再加上R R2＝R12R23/(R12+R13+R23)， R3＝R13R23/(R12+R13+R23)。 三相电在电源端(或称变压器)和负载端均有星形和三角形两种接法。 三相电的星形接法是将各相电源或负载的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为三相电的三个相线。对于星形接法，可以将中点（称为中性点）引出作为中性线，形成三相四线制。也可不引出，形成三相三线制。当然，无论是否有中性线，都可以添加地线，分别成为三相五线制或三相四线制。