實驗報告
課程名稱： 電工電子學指導老師： 張伯堯成績：___ _
實驗名稱：三相交流電路
一、實驗目的和要求
二、實驗裝置
三、實驗內容
四、實驗結果
五、心得
一、實驗目的
一、實驗目的
1．學習三相交流電路中三相負載的連線。
2．了解三相四線制中線的作用。
3. 掌握三相電路功率的測量方法。
二、主要儀器裝置
1. 實驗電路板
2.三相交流電源（220v）
3.交流電壓表或萬用表
4.交流電流錶
5.功率表
6.單擲刀開關
7.電流插頭、插座
三、實驗內容
1. 三相負載星形聯結
按圖1接線，圖中每相負載採用三隻白熾燈，電源線電壓為220v。
圖11) 測量三相四線制電源各電壓（注意線電壓和相電壓的關係）。
表12) 按表2內容完成各項測量，並觀察實驗中各電燈的亮度。表中對稱負載時為每相開亮三隻燈；不對稱負載時為u相開亮1隻燈，v相開亮2隻燈，w相開亮3隻燈。 表2
2. 三相負載三角形聯結
按圖2接線。測量功率時可用乙隻功率表借助電流插頭和插座實現一表兩用，具體接法見圖3所示。接好實驗電路後，按表3內容完成各項測量，並觀察實驗中電燈的亮度。
表3中對稱負載和不對稱負載的開燈要求與表2中相同。
三相負載三角形聯結記錄資料
表3四、實驗總結
1.根據實驗資料，總結對稱負載星形聯結時相電壓和線電壓之間的數值關係，以及三角形聯結時相電流和線電流之間的數值關係。
(1).星形鏈結： 根據表1，可得：
星形聯結情況下，不接負載時，各路之間的線電壓和各分電源的相電壓都分別相同，即uuv= uvw=uwu=(217+217+218)/3=217v；uun=uvn=uwn=127v(本次實驗中這三個電壓為手動調節所得)。可以計算：217/127=1.
7244≈，即：線電壓為相電壓的倍，與理論相符。 根據表2，可得：
星形聯結情況下，接對稱負載時，線電壓不變，仍為表1中的資料；而相電壓在有中線都為124v，在無中線時分別為126.1v、126.8v、126.
5v，因此可認為它們是相同的。由此，得到的結論與上文相同，即：有中線時，219/124=1.
7661≈，線電壓為相電壓的倍；無中線時，(125+125+123)/3=124.3，219/124.3=1.
7619≈，線電壓為相電壓的倍。 綜上所述，在對稱負載星形聯結時，不論是否接上負載(這裡指全部接上或全部不接)、是否有中線，線電壓都為相電壓的倍。
(2).三角形聯接：根據表3，可得：
三角形聯結情況下，接對稱負載時，線電流為：（0.586+0.
582+0.586）/3=0.585,相電流為（0.
339+0.339+0.344）/3=0.
341,因此，0.585/0.341=1.
716≈，綜上所述，在對稱負載三角形結時，線電流都為相電流的倍。
2.根據表3-2的資料，按比例畫出不對稱負載星形聯結三相四線制(有中線)的電流向量圖，並說明中線的作用。
不對稱負載星形聯結三相四線制(有中線)電流向量圖如圖所示，根據iu+iv+iw=in，且根據對稱關係三個相電流之間的夾角各為120， 因而根據幾何關係畫出in。可見 in在數值的大小上和三個相電流並不成線性關係，而在角度(相位)上也沒有直觀的規律。這是因為in是由三個互成120的相電流合成的電流，是向量的，與直流電路的電流有很多不同性質，因而要講大小與方向結合計算才有意義。
中線的作用：由圖可知，在不對稱負載星形聯結(有中線)電路中，中線電流不為0，因而如若去掉中線必會改變電路中電流的流向。導致各相負載電壓不同(即表2中不對稱且無中線的情況)，這時部分負載可能會由於電流過大而燒毀。
因此中線起到了電路中作為各相電流的迴路的作用，能夠保證各相負載兩端的電壓相同(據表2也可看出)。就能夠保證負載正常執行，不致損壞。因此中線在星形聯結中是至關重要的，因而在通常的生產生活中的星形聯結三相電路都是有中線的。
3.根據表3-3的電壓、電流資料計算對稱、不對稱負載三角形聯結時的三相總功率，並與兩瓦特表法的測量資料進行比較。
根據本實驗電路可知負載電路均為電阻性，不對電流相位產生影響。功率因素為1，由此可得p= iuv×uuv+ivw×uvw+iwu×uwu ,因而據表3得, 對稱負載，計算值p=214.587w，測量值p= p1+p2=213.
7w，相差(214.6-213.7)/213.
7= 0.421%。 不對稱負載，計算值p=146.
861w，測量值p= p1+p2=145.15w，相差(146.861-145.
15)/145.15=1.18% 。
通過上述計算，可見用二功率表測量法測出的功率與分別測量各負載電流電壓而計算得出的功率非常接近，相差僅約1%左右，因此可以認為這兩種方法測得的資料都是比較可靠的。這也表明該電路中只有負載端的負載在耗能，而電路的其他部分(如導線)幾乎沒有能量損耗。
但通過上述資料也可發現，兩組測量值都略小於計算值，分析有如下可能原因：(1).電路中可能存在多種因素導致功率因素小於1，功率表在測量時已將功率因素計算在內，而計算值是將功率因素當作1來算的，因此測量值會略小於計算值。
(2).存在某種系統誤差，導致測量結果有一定的趨向性，但可能導致這種誤差的因素有很多，比如儀表內部因素、電路連線因素等，難以確定具體由何種因素導致。(3).
存在隨機誤差，導致兩組測量值恰好都小於計算值，但這種可能性不大。 另外，顯然有，不對稱負載功率《對稱負載功率，這是因為在本實驗中，對稱負載共開了9盞燈，而不對稱負載只開了6盞，而又因為在三角形聯結中各負載所得的電壓相同，，因此每盞燈所耗功率接近，導致對稱負載功率大於不對稱負載。
五、心得體會
本次實驗採用了兩種三相電路連線方式對電路進行了測量，實驗表明，在本次試驗中，各項資料都達到了預期的要求，驗證了理論上的東西。但在剛開始做實驗的時候，由於我們的疏忽，在測量星形連線不對稱時，最後三個相電壓都等於127v，後來我們覺得資料與理論不相符，重新檢視電路，發現中線沒有扒開。將線扒開之後，電燈泡的亮度變化的十分明顯，與理論相符合。
本次實驗所需要測量的資料比較多，電路也比較繁瑣，所以在試驗時需要我們集中注意力，將實驗認真完成好。在最後，我們還多做了測量p1、p2的工作，驗證了兩瓦特法的方法。試驗比較成功，下次還要加油！
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