三相交流電路

課程名稱：電路

實驗名稱：三相交流電路

一、實驗目的

1. 學習三相電源的相序判定方法；

2. 了解對稱三相電路線電壓與相電壓、線電流和相電流之間的關係；

3. 了解負載不對稱星形聯結時的中性線作用；

4. 學會用三表法和二表法測量三相負載的有功功率。

二、實驗原理

略三、實驗內容

1、按圖1所示電路判定三相電源的相序。

圖1 相序指示器

按照圖1連線電路，可以得出 b相序落後a120 ，c相序落後a 240

2、測量三相負載星形聯結電路的電壓、電流和負載功率，將實驗資料填入表1中。

圖2 負載星形聯結的電路圖3 三功率表法聯結電路

表1 星形負載電路的測量

分析:在誤差允許範圍內由以上資料可以得到以下結論：

1）星形連線負載對稱時，不管是否含有中心線，各相電壓，線電壓、相電

流、線電流大小相等，各負載功率相等；中心線電壓，電流均為零；

此時線電壓大小是相電壓的倍；

2）星形連線負載不對稱時，各線電壓大小仍相等；

當有中心線時，各相電壓大小相等，相電流，功率大小由負載的阻抗決

定；此時中心線電流不再為零；

當無中心線時，星形負載連線點公共電電壓不再為零，即三相電壓大小不再相等，線電流大小隨負載阻抗變化而變化；

3）由於各燈泡的阻抗並不嚴格相等，因此相對誤差在1%範圍內的電壓、電流可視為相等；

3、測量三相負載三角形聯結電路的電壓、電流和負載功率，並填入表2中

圖4 負載三角形聯結電路圖5 二功率表法電路

表2 三角形負載電路的測量

分析：（由於各燈泡的阻抗並不嚴格相等，因此相對誤差在1%範圍內的電壓、電流可視為相等）

電路三角形負載時，

1）當負載對稱時，相電壓、相電流、線電流、負載功率大小分別相等，並且線電流大小為相電流的倍；

2）負載不對稱時，負載各相電壓、線電壓仍相等，但是線電流、相電流將隨著負載阻抗的變化而變化；

四、思考題

1. 在三相四線制電路中，中線是不允許接熔斷器的，為什麼？

答：因為三相電路沒有中心線時，負載公共端結點的電壓將並不為零，那麼各相電壓就不再相等；在不同的負載條件下，相電壓可能達到很大，而有的很小這不僅會損壞負載，還會對人的生命安全造成影響，所以要求使用中心線並接地，強制使各相電壓相等。

例如，220v三相交流電，三個負載阻抗分別為如圖所示：

可以看到相電壓差別非常大，低於100v的負載無法正常工作，高於300v那個負載又可能被損壞。

2. 為什麼不能在負載星形四線制和負載三角形電路中短接負載？若短接，其後果如何？

答：短路後，在負載星形四線制中，將會使接地端與一相電壓直接連線，在負載三角形連線中相當於兩個不同相電路相連線。這樣的後果是短路的支路相電流非常大，直接將保險絲燒掉是必然的，而且非常危險，所以不能在負載星形四線制和負載三角形電路中短接負載

3. 三相電源相序判定的原理是什麼？

答：下面用乙個實際的例子來說明這個問題：

如圖所示電路，先假設電容所連的相電壓為u，若，而，且那麼我們通過計算來得到結論：

根據結點電壓法可以得到n』的電壓為

令，代入所改的引數後得到

；b白熾燈所承受的電壓為；

c白熾燈所承受的電壓為；

所以；所以可以看到最小，則白熾燈較暗的一相為c相。

4. 用二表法測量三相負載總功率的原理是什麼？

答：首先要明確的是功率表是根據自身測得的電流與電壓計算出用工功率；設兩個功率表的讀數分別為，；根據功率表的測量原理知，

所以因為代入上式便可得，

；而即為右側電路的有功功率，所以可以根據兩表法測量三相負載總功率。

三相交流電路

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