圖4..5.1三相電路中負載的聯接
（a）負載星形聯結b）負載三角形聯結
3．三相對稱負載不論是星形還是三角形聯結，三相電路的有功功率
式中pp為其中一相的功率，ip及il為相電流及線電流，為相電壓和相電流的相位差。
三相電路有功功率的測量，在三相四線制供電系統中，可採用一瓦特計法（負載對稱）和三瓦特計法（負載不對稱）。對三相三線制供電系統，不論負載對稱與否，亦不論負載是星形還是三角形聯接，一般都採用二瓦特計法。
圖4.5.2二瓦特計法測量三相功率
本實驗採用二瓦特計法測量三相功率，測量的原理電路如圖4.5.2所示。
三相電路的總功率等於兩個功率表讀數的代數和，即p＝p1±p2。當負載的功率因數時（例如電動機空載或輕載執行），測量時會出現乙個功率表指標反偏現象，無法讀數，此時可撥動面板上的極性開關（有些功率表無此開關，可調換電流線圈的兩個接線端），使指標正偏，但讀數應取負值。本次實驗為電阻性電燈負載，不會出現負值，測量的總功率就為p＝p1＋p2。
三、實驗儀器和裝置
電流插座、插頭（各1 ）、燈板（配4個220v、100v白熾燈泡）、交流電壓表（0～250～500v）、交流電流錶（0～1～2a及0～0.5～1a各1 ）、功率表（0～0.5～1a、0～75～150～300～600v）。
四、實驗內容和步驟
1．本實驗採用線電壓為220v的三相電源，用四個220v、100w的白熾燈泡接成三相負載。
2．燈泡負載接成星形
（1）測量對稱負載有中線及無中線兩種情況下的各線電壓、相電壓、線電流，有中線時的中線電流和無中線時電源中點與負載中點之間的電壓。將測得資料記入自擬**。
（2）測量不對稱負載（a相負載中並接乙個白熾燈泡），有中線及無中線兩種情況下與實驗內容2（1）中所測相同內容的各資料，記入自擬**。
3．燈泡負載接成三角形
（1）測量負載對稱與不對稱（ab相負載上並接乙個白熾燈泡）兩種情況下的各線電壓、線電流及ab相的相電流，將測得資料記入自擬**。
（2）用二瓦計法測量對稱情況下三相燈泡負載的總功率，將兩功率表的資料記入自擬**。
五、預習要求
1．將圖4.5.3中白熾燈泡負載畫成星形聯結和三相電流插座及電源開關相連。要求一次接線能完成實驗內容2中各項要求。分析圖（c）中s1、s2起什麼作用。
2．將圖4.5.3中白熾燈泡負載畫成三角形聯結的三相對稱負載，並在ab相中串聯乙個測量相電流的電流錶。
（abc)
圖4.5.3三相交流實驗中所用電源板、電流插座及燈板的示意圖
（a）電源的開關板b)電流插座c) 燈板
3．根據實驗內容1、2、3，自擬相應的資料**和選擇儀表量程。
4．按實驗內容3（2）的要求，畫出用二瓦特計法測量三相功率的接線圖。
六、實驗總結報告
1．根據實驗內容2的結果，說明中線的作用，以及在星形聯結時的條件。
2．畫實驗內容2（2）中不對稱負載星形聯接有中線情況下的電流相量圖（以為參考相量）。
3．畫出實驗內容3（1）不對稱負載情況下的各線電流和ab相電流的相量圖（以為參考量）。
實驗6 單相變壓器及單相非同步電動機的使用
一、實驗目的
1．了解變壓器的構造和銘牌資料的意義。
2．學會判定變壓器繞組極性的方法。
3．學習測定變壓器外特性及電壓調整率。
4．學習正確使用單相自耦調壓器。
5．學習單相電容運轉非同步電動機起動和反轉的操作方法。
二、實驗原理
1．變壓器是一種靜止的電器，具有變換電壓、電流和變換阻抗的作用，應用較廣泛。由於應用的領域不同，變壓器種類繁多，但其工作原理都是以電磁感應原理為基礎的，它們的基本結構主要由鐵心和線圈（又稱變壓器的繞組）兩部分組成。通常將接到交流電源的繞組稱為一次繞組（又稱原繞組、初級），而將接到負載的繞組稱為二次繞組（又稱副繞組、次級）。
變壓器的一次二次繞組之間有磁耦合，當一次繞組外加交流電壓後，由於電磁感應作用，使二次繞組產生交流電壓，而原一次二次繞組之間在電路上沒有連線，是相互隔離的。
變壓器的變壓比（簡稱變比）規定為變壓器二次側開路（即空載）時，變壓器的一次繞組與二次繞組電壓之比，用字母來表示
式中為一次側所加的電壓，為二次側的開路電壓，、分別為一次、二次繞組的匝數。變壓比k是變壓器的乙個重要引數。
當變壓器一次側接通電源，二次側接通負載後，電路中就會產生電流，變壓器成為負載執行狀態。此時變壓器一次、二次電流有效值的關係為。
變壓器的銘牌資料主要是額定電壓、額定電流和額定容量，它指導使用者安全、合理地使用。變壓器的額定電壓是指變壓器空載時，各繞組的電壓；額定電流是以其額定容量除以額定電壓計算得出；額定容量又稱額定視在功率，其值等於變壓器額定電壓與額定電流的乘積。
2．有些變壓器的一次、二次繞組不止乙個，當需要將它們串聯或併聯使用時，要特別注意繞組的正確聯接，為此須判定它們的相對極性。本實驗採用交流法判定繞組相對極性，如圖4.6.
1所示。先將兩繞組任一端點（如點2與4）相聯，在點1、2兩端加乙個比較低的便於測量的交流電壓，再用電壓表分別測量點1與3之間的電壓和兩繞組的電壓及，若其有效值之間的關係為，則點1與4是同極性端（或同名端）標有「＊」號；若，則點1與3是同極性端。用同樣的方法可判定多繞組變壓器各繞組的相對極性。
3．當變壓器帶負載後，由於一次、二次繞組存在電阻和漏磁抗，所以其輸出電壓將隨負載電流增加而下降。當電源電壓和負載功率因數為常數時，和的變化關係稱為變壓器的外特性曲線。對於電阻性或電感性負載，其外特性如圖4.
6.2所示。變壓器從空載到圖4.
6.1測定變壓器繞組的相對極性
額定負載，二次繞組電壓的變化程度用電壓調整率δu表示
（為空載時的輸出電壓）。
圖4.6.2變壓器的外特性曲線圖4.6.3變壓器的空載特性曲線
4．變壓器的空載實驗主要是為了測量空載電流和空載損耗。空載電流產生磁通，空載損耗主要是鐵心損耗（包括磁滯和渦流損耗）。空載特性是空載電壓與空載電流之間的關係，如圖4.
6.3所示。
圖4.6.4單相自耦調壓器的電路符號圖4.6.5實驗原理接線圖
5．本實驗中，在單相變壓器前接有單相自耦調壓器，以保證單相變壓器一次繞組所要求的電壓。自耦調壓器的電路符號如圖4.6.
4所示，a－x端接電源，a－x端接負載 ，x－x為公共端，接電源的中線。當一次側電壓為220v時，二次側電壓在0～250v範圍內連續可調，它的一次側與二次側之間有直接電氣聯絡。
單相自耦調壓器的接線圖及額定值均己在銘牌上給出，供使用參考。接通電源前應先用驗電筆測試出電源的中線，將電源的中線與x端相接，然後將自耦調壓器的調壓手柄逆時針旋到零位，以保證輸出電壓為零，接通電源後，再根據要求進行調壓，使用完畢，應先將調壓手柄逆時針旋到零，再斷開電源。
本實驗的原理接線圖如圖4.6.5所示。
6．單相非同步電動機採用單相交流電源，其輸出功率較小（1kw以下），主要應用於電動工具，家用電器、醫用器械和自動化儀表等裝置中。
本實驗採用在家用電器中廣泛應用的單相電容運轉非同步電動機，其定子繞組為單相繞組，轉子為籠型繞組。當定子繞組通入單相交流電後 ，在定子內會產生乙個脈動磁場，其大小隨時間按正弦規律變化，而空間位置沿定子繞組軸線方向不變。可以分析此時轉子受到的轉矩為零，電動機不能自行起動。
單相電容運轉非同步電動機採用分相法起動，使轉子在起動時產生起動轉矩，從而使電動機自行起動。這種電動機定子上裝有兩組繞組，一組為工作繞組w，另一組為起動繞組s，它們在空間位置相差90o，起動繞組串接電容c後與工作繞組併聯接入電源，如圖4.6.
6所示。在同一單相電源作用下，如果電容量選擇適當，可使工作繞組和起動繞組的電流相位差接近90o，這樣就能產生旋轉磁場，籠型轉子在旋轉磁場作用下產生電磁轉矩而使電機旋轉。電動機的旋轉方向由旋轉磁場的旋轉方向決定。
圖4.6.6單相電容運轉非同步電動機原理示意圖
本實驗選用單相電容運轉非同步電動機，手動控制模擬洗衣機的洗滌過程，即實現電動機的正轉—停—反轉－停的運轉功能。
三、實驗儀器和裝置
單相變壓器（500va，110／220v，4.55/2.77a）、單相自耦調壓器（1kva，220／0～250v）、交流電壓表（0～300v）、交流電流錶（0～2.
5~5a及0~2.5~1a各1）、低功率因數功率表（0～2.5~5a，0~150~300v）、負載燈板（配220v，100v白熾燈泡5個）、驗電筆、電流插座、插頭、單相電容運轉電動機、電容器、常開按鈕（2個）、單刀鈕子開關。
四、實驗內容和步驟
1．判定一次、二次繞組的相對極性
按圖4.6.5接線，使單相變壓器二次側（高壓側）開路（即斷開開關s1～s5），將自耦調壓器輸出端a、b調到30v，即使單相變壓器的一次繞組電壓u1＝30v。
按實驗原理2中介紹的交流法，判定一次、二次繞組的相對極性。
注意：使用自耦調壓器時，按實驗原理5介紹的方法，一次側、二次側不能接錯，並應先將輸出電壓調到零；公升壓時須用電表監測輸出電壓，手柄指示的刻度盤電壓僅作參考。
2．測變壓器的變比
圖4.6.5中，單相變壓器二次側開路，將自耦調壓器手柄先轉動到使其輸出電壓為零的位置 ，然後調節手柄，使變壓器一次側（低壓側）電壓為額定值（），測二次側電壓，一次側電流，記錄於自擬**中。
注意：待接通電源後，再將電流錶接入變壓器器一次側電路。
3．測定變壓器的外特性
圖4.6.5中，用自耦調壓器維持單相變壓器一次側電壓始終為額定值（即＝110v），分五次增加變壓器的負載直到額定值（逐次合上開關s1～s5）測量和，並記錄於自擬**中。
注意：每次增加負載後，須複測，務必使保持額定值110v；變壓器從空載到負載，須注意電流錶的量程。
4．測定變壓器的空載特性
圖4.6.5中，將變壓器二次側（高壓側）開路，調節自耦調壓器使其為1.
2倍的變壓器一次側（低壓側）額定電壓，即。從開始至0.2，分七次至九次分別測量相應的空載電壓（即），空載電流和當電源電壓為110v時的空載損耗po，記錄於自擬**中。
（變壓器空載時功率因數為0.2左右，所以測功率時用低功率因數功率表較好）。
三相交流電路
引言 三相交流電和單相交流電相比具有以下主要優點 1 三相電機比單相電機裝置利用率高，工作效能優良 2 三相電比單相電用途更加廣泛 3 三相電在傳輸分配方面更加優越且節省材料。由於上述原因，所以三相電得到了廣泛的應用。生活中的單相電常常是三相電中的一相。第一節對稱三相交流電源 學習目標 1.熟悉三相...
三相交流電路
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三相交流電路
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