6.1 三相交流電源
一、教學目標
1、 了解三相交流電的產生。
2、 理解三相正弦量、相序的概念。
3、 了解中性線的概念。
二、教學重點、難點分析
重點：1、三相電路中相電壓、線電壓的關係。
難點：同重點。
三、教具
正弦交流電的產生示教模型；三相交流發電機模型；靈敏電流計；交流電壓表；三相電路示教板；電池；小燈泡；安培表；伏特表等．
電化教學裝置。
四、教學方法
演示法、講授法，多**課件。
五、教學過程
ⅰ.匯入
一、複習提問
通過提問討論的方式共同複習「正弦交流電的產生」過程，以及正弦交流電的重要的引數及表示方法，
提問：1．在交流電產生的過程中，矩形線圈轉到什麼位置時線圈中的電流最大？什麼位置電流為零？（線圈平面平行磁感線：中性面）
2．兩個完全相同的交流發電機，其矩形線圈也以相同的轉速勻速轉動，那麼這兩個發電機所產生的交變電動勢有何異同？（交變電動勢的頻率、最大值相同；達到最大值的時刻不同）
3．如果把三個相同的矩形線圈固定在同一軸上，並使之在勻強磁場中轉動，這三個線圈是否都產生電動勢？為什麼？（產生，穿過每個線圈迴路的磁通量都發生變化）
二、引入三相交流電
三相交流電路的優點：
1、三相交流發電機的鐵心及電樞磁場較單相發電機利用充分；
2、作為三相交流電負載的三相電動機比單相電機效能好，易維護，運轉時比單相發電機的振動小；
3、理論和實踐證明：在輸電距離、輸送功率、電壓相等的條件下，三相輸電是單相輸電所用導線量的四分之三；
4、採用三相四線制輸電，使用者可得兩種不同的電壓；
5、工農業生產大量使用交流電動機，三相電動機比單相電動機效能平穩可靠。
ii.新課
三相交流電源：簡言之，三相交流電源是三個單相交流電源按一定方式的組合，這三個單相交流電源的頻率相同、大小相等，相位彼此相差120°。
一、三相交流電動勢的產生
1．三相交流電的產生．
利用「提問3」引入新課，出示三相交流模型發電機，簡介其構造後，演示三相交變電流的產生：將三個靈敏電流計分別接到發電機的三個線圈上，搖動發電機的線圈，三個靈敏電流計都將擺動．歸納實驗現象說明：三個線圈均能產生交變電動勢（電流計指標來回擺動）．引導學生比較單、三相交流發電機的異同．
（1）單相交流發電機和三相交流發電機
單相發電機：只有乙個線圈，產生乙個交變電動勢。
三相發電機：有三個互成120°的線圈(分別用u1-u2，v1-v2，w1-w2)，產生三個交變電動勢（對應三個線圈為eu、ev、ew）每個線圈產生交變電動勢的原理跟單相發電機的原理相同。三相交流發電機原理示意圖如圖1。
（2）三相交變電流的特點
重做三相交變電流產生的演示實驗，搖動線圈盡量均勻．讓學生仔細觀察三個電流計指標擺動的情況，並讓學生思考：三個電流計指標擺動情況有何異同？它們所反映的三個交變電動勢有何異同？
引導學生分析：三個交變電動勢的特點：頻率相同、最大值相同、達到最大值的時刻依次落後三分之一週期的形成原因
以eu為參考正弦量，則三相電動勢的瞬時表示式為
式6-1）
（3）三相交變電流的影象
先依據正弦交變電流的影象畫出u相交變電動勢的影象，然後讓學生運用之前學習的相位差的知識，在同一座標系繪出落後t/3和2t/3週期的w相和v相交變電動勢的波形圖。
影象直觀地表達了三相交變電流各相電動勢的異同。
三相電動勢隨時間按正弦規律變化，它們到達最大值（或零值）的先後順序，叫做相序。
從圖2中可以看出，eu超前達最大值，又超前達最大值，這種u-v-w-u的順序叫正序，若相序位u-w-v-u叫負序。
二、三相四線制電源
在低壓供電系統（市電220v）中常採用三相四線制供電，把三相繞組的末端u2、v2、w2鏈結成乙個公共端點，叫做中性點（零點），用n表示，如圖3所示。從中性點引出的導線叫做中性線（零線），用黑色或白色表示。中性線一般是接地的，又叫做地線。
從線圈的首端u1、v1、w1引出的三根導線叫做相線（俗稱火線），分別用黃、綠、紅三種顏色表示。這種供電系統稱作三相四線制，用符號 「y0」表示。
1、相電壓up與線電壓ul
各相線與中性線之間的電壓叫相電壓，分別用表示uu、uv、uw其有效值。
相線與相線之間的電壓叫做線電壓，其有效值分別用uuv、uvw、uwu表示。
相電壓與線電壓參考方向的規定：
相電壓的正方向是由首端指向中點n，例如電壓uu是由首端u1指向中點n；線電壓的方向，如電壓uuv是由首端u1指向首端v1。
2、相電壓與線電壓之間的關係
三相電源y型聯結時的電壓旋轉式量圖，如圖4所示。三個相電壓大小相等，在相位上相差。三個相電壓互相對稱。
故兩端線u和v之間的線電壓應該是兩個相應的相電壓之差，即
式6-2）
線電壓的大小利用幾何關係可求得為
同理可得：
結論：三相電路中線電壓的大小是相電壓的倍，其公式為
式6-3）
可以看出線電壓uuv、uvw、uwu分別超前相應的相電壓uu、uv、uw30°。三個線電壓彼此間相差，線電壓也是對稱。
我們平常講的電源電壓為220v，即是指向電壓；將電源電壓為380v，既是指線電壓。
iii.小結
1、 對稱三相電動勢有效值相等，頻率相同，各相之間的相位差為。
2、 三相四線制的相電壓和線電壓都是對稱的。
3、 線電壓是相電壓的倍，線電壓的相位超前相應的相電壓。
iv. 作業
略。6.2 三相負載的連線
一、教學目標
1、 掌握三相負載星形的產生。
2、 理解三相正弦量、相序的概念。
3、 了解中性線的作用。
二、教學重點、難點分析
重點：負載為y和△接法的三相對稱電路的求解方法。
難點：三相電路中相電流、線電流的關係。
三、教具
電化教學裝置。
四、教學方法
講授法，多**課件。
五、教學過程
ⅰ.複習提問
複習上一節所學三相電路中相電壓、線電壓及其之間的關係。
ii.新課
三相電路中的三相負載，可分為對稱三相負載和不對稱三相負載。各相負載的大小和性質完全相同的教對稱三相負載；各相負載不同的教不對稱三相負載。
在三相電路中，負載有星型（y型）和三角形（△）兩種連線方式
一、三相負載的星型聯結
1、連線方式
把各相負載的末端連在一起接到三相電源的中性線上，把各相負載的首端分別接到三相交流電源的三根相線上，這種連線方法叫做三相負載有中性線的星形聯結，用y0表示。如圖1所示。
負載星形聯結時，其線電壓與相電壓的關係：
式6－4)
式中 uyp——負載作星形聯結時的相電壓
2、電路計算
負載作星形聯結並具有中性線時，三相交流電路的每一相，就是乙個單相交流電路，所以各相電壓與電流間數量及相位關係可應用第五章學習的單相交流電路的方法處理。
a．相電流
式6－5）
各相電流之間的相位差為。
b．線電流
三相負載星形聯結，每相負載都串在相線上，相線和負載通過同乙個電流，所以各相電流等於各線電流。
式6－7）
c．中性線
流過中性線的電流為
對稱負載星形聯結，其各相相電流大小相等，相位相差，作旋轉向量圖分析可的，三個相電流的旋轉向量和
即三個相電流瞬時值之和為：
注意：1、對稱負載作星形聯結時，
中性線電流為零，去掉中性線電路也可正常工作。為此，某些場合常採用三相三線制電路供電，如三相電動機和三相變壓器。
2、不對稱星形負載的三相電路，。
中性線電流不為零，中性線不可去掉，要為電流提供通路，必須採用帶中性線的三相四線制供電。更重要的是要保證每相負載兩端的電壓等於電源的相電壓。
中性線的作用就在於使星形聯結的不對稱負載的相電壓對稱。為了保證負載的相電壓對稱，就不應讓中性線斷開。因此，中性線內不准接入熔斷器和閘刀開關。
二、三相負載的三角形（△）聯結
1、連線方式
把三相負載分別接到三相交流電源的每兩根相線之間，負載的這種連線方法叫做三角形聯結，用符號「△」表示。如圖2所示。
三角形聯結中，相電壓與線電壓相等。
式6-8)
2、電路計算
a．相電流
對稱三相電源作用下，對稱負載的各相電流也使對稱的，
各相電流間的相位差仍為。
b．線電流
當對稱三相負載作三角形聯結時，線電流的大小為相電流的倍，
式6－9)
其相位關係如圖3所示
iii.例題講解，鞏固練習
略（見教材§6-2例題1、例題2）
iv.小結
1、對稱負載y形聯結
在三相四線制電路，線電壓ul是負載相電壓uyp的倍，即
a．相電流各相電流大小相等，且相位差為。
b．線電流線電流等於相電流。
2、對稱負載△形聯結
負載做 △ 形聯結時只能形成三相三線制電路。顯然不管負載是否對稱(相等)，電路中負載相電壓up都等於線電壓ul，即
up = ul
a．相電流各相相電流大小相等，即，且相位差為。
b．線電流線電流的大小為相電流的倍，即，線電流滯後對應相電流。
3、中性線的作用。
v. 作業
略。6.3 三相電路的功率
一、教學目標
1、 掌握三相功率的計算。
二、教學重點、難點分析
重點：對稱三相交流電路功率的計算。
難點：同重點。
三、教具
電化教學裝置。
四、教學方法
講授法，多**課件。
五、教學過程
ⅰ.複習鞏固
複習上節知識，通過講解課後習題，複習「三相負載分別作y聯結、△聯結時的相電壓、相電流、線電壓、線電流的關係」。
ii.新課
三相交流電路中，每一相負載所消耗的功率，可以應用單相正弦交流電路中學過的方法計算。
已知各相電壓、相電流及功率因數λ（）的值，則負載消耗總功率為
所以，對稱三相交流電路中負載所消耗的總功率可以寫成
式6－10)
式中 up——負載的相電壓，單位是伏[特]，符號為v；
ip——流過負載的相電流，單位是安[培]，符號為a；
相電壓與相電流之間的相位差，單位是弧度，符號為rad;
p——三相負載總的有功功率，單位是瓦[特]，符號為w。
由上式可知，對稱三相電路總有功功率為一相有功功率的三倍。
實際工作中，測量線電壓、線電流較為方便，三相電路總功率常用下式計算
式6－11）
注意：1、 對稱負載為星形活三角形聯結式，線電壓是相同的，相電流是不相等的。三角形聯結時的線電流為星形聯結時線電流的3倍。
2、 仍然是相電壓與相電流之間的相位差，而不是線電壓與線電流之間的相位差。也就是說，功率因數是指每相負載的功率因數。
3、 同單相交流電路一樣，三相負載中既有耗能元件，又有儲能元件。三相電路的無功功率為式6－12）
視在功率為式6－13）
三者間的關係為式6－14）
iii.例題講解，鞏固練習
【例題】有一對稱三相負載，每相電阻為r = 6 ，電抗x = 8 ，三相電源的線電壓為ul = 380 v。求：(1) 負載做星形聯結時的功率py；(2) 負載做三角形聯結時的功率p。
第3章三相交流電路
一 目的和要求 1 掌握相電壓 電流 與線電壓 電流 在對稱三相電路中的關係 2 掌握負載在對稱電路中的連線使用。二 重點 掌握相電壓 電流 與線電壓 電流 在對稱三相電路中的關係。三 難點 無四 教學方式 多 或膠片投影或傳統方法。五 教學內容 2.8三相電路 1 三相制 由3個同f而不同的電壓作...
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
6.1 三相交流電源 一 教學目標 1 了解三相交流電的產生。2 理解三相正弦量 相序的概念。3 了解中性線的概念。二 教學重點 難點分析 重點 1 三相電路中相電壓 線電壓的關係。難點 同重點。三 教具 正弦交流電的產生示教模型 三相交流發電機模型 靈敏電流計 交流電壓表 三相電路示教板 電池 小...