第4章 第1節(jié) 三相交變電流

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1、第4章第1節(jié)三相交變電流 第1節(jié)三相交變電流 學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識脈絡(luò) 1?了解三相交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與類型. 2 ?了解三相交變電流的產(chǎn)生過程及其 變化規(guī)律. 3 ?了解三相交變電源與負(fù)載的連接方 式,線電壓與相電壓的關(guān)系.(重點(diǎn)、難 點(diǎn)) 4?了解三相交變電流在生產(chǎn)、生活中 的廣泛應(yīng)用 三相交 變電流三相交變 電流的產(chǎn)生發(fā)電機(jī)構(gòu)造發(fā)電原理變化 規(guī)律電源與負(fù)載 的連接方式星形接法三角形接法 三相交變電流 [先填空] 1. 三相交流發(fā)電機(jī) ⑴發(fā)電機(jī)組成、分類 概念 同時(shí)產(chǎn)生出三相獨(dú)立的交變電流的發(fā)電機(jī) 組成 電樞線圈和磁極 分類 旋轉(zhuǎn)磁極式 旋轉(zhuǎn)電樞式

2、 輸出功率大 輸出功率小 (2)繞組特點(diǎn) 三個繞組具有相同的匝數(shù)、繞向,互成120°角. 2. 三相交變電流的產(chǎn)生 (1) 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī) 圖4-1-1 (2) 三相交流電的產(chǎn)生原理 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)的三個線圈按如圖4—1一1所示的方式排列,當(dāng)此轉(zhuǎn)子 在磁場中轉(zhuǎn)動時(shí),三個線圈都會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,且感應(yīng)電動勢的最大值、周 期和頻率都相同?由于三個線圈平面在空間互成120。角,所以它們到達(dá)峰值(或 零值)的時(shí)刻不同,將依次落后三分之二個周期. ⑶圖象 圖4-1-2 3?電源與負(fù)載的連接方式 ⑴常用的兩種連接方式:三相四線制星形接法、三相三線制星形接法. (2)線電壓

3、和相電壓 ① 線電壓:火線與火線之間的電壓,一般為380 V. ② 相電壓:火線與中線之間的電壓,一般為220 V. ③ 兩者關(guān)系:在星形接法中U線巳就相. [再判斷] 1 ?三相交流發(fā)電機(jī)的三個線圈的每一個線圈都可以單獨(dú)向外供電.(V) 2?三相交流發(fā)電機(jī)的三個線圈產(chǎn)生的電動勢不同時(shí)到達(dá)最大值.(V) 3?三相交流發(fā)電機(jī)線圈釆用星形接法時(shí),負(fù)載也必須釆用星形連接.(X) [后思考] 你知道你們家鄉(xiāng)的照明電壓是多少嗎?它是什么電壓? 【提示】 生活中的照明電壓是220 V,它是相電壓. [合作探討] 在日常生活中,我們能看到電視機(jī)、洗衣機(jī)等用電器的電源插頭有三只引 腳,

4、而錄音機(jī)、影碟機(jī)等用電器的電源插頭只有兩只引腳. 探討1:這些用電器用的是三相交變電流還是單相交變電流? 【提示】三相電廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)居民用電在多數(shù)情況下都是單相的■與 此相應(yīng),三相插頭和插座多用于工業(yè),而單相插頭和插座那么多用于一般家庭、 學(xué)校和事業(yè)單位■但為平安起見,一般家用或辦公用電器的外殼上都接地線,以 保證萬一發(fā)生漏電時(shí),不會導(dǎo)致接觸電器的人體遭受電擊■這樣的電器,其電源 插頭都做成三只引腳,如電冰箱、洗衣機(jī)、電熨斗等■其中一個較粗或較長的引 腳是專門用于接地的,而另外兩只腳那么用于和單相電源的火線與零線接通■因 此,與之配套的插座也一律是三孔的. 探討2:三相的“相〃是什么

5、意思? 【提示】 相,就是電源組;三相,就是3個電源組. 探討3:三相交流發(fā)電機(jī)和單相發(fā)電機(jī)有何相同點(diǎn)和不同點(diǎn)? 【提示】單相發(fā)電機(jī)只有一組線圈,只產(chǎn)生一相交變電動勢■三相交流發(fā) 電機(jī)有三組互成120°的線圈,產(chǎn)生三相獨(dú)立的交變電流,每組線圈產(chǎn)生交變電 動勢的原理跟單相發(fā)電機(jī)的原理相同,都是靠線圈和磁場發(fā)生相對運(yùn)動,利用電 磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生交變電流. [核心點(diǎn)擊] 1. 三相交變電流的產(chǎn)生 三相交流發(fā)電機(jī)內(nèi)裝有三個完全相同的線圈,三個線圈平面互成120。角放 置在同一磁場中?以旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)為例,當(dāng)轉(zhuǎn)子磁場勻速轉(zhuǎn)動時(shí),等效于 定子線圈做切割磁感線運(yùn)動,由于定子的三個線圈相同,三個線

6、圈平面在空間 互成120。角.故能產(chǎn)生三相交變電流. 2. 三相電流的異同 (1)相同點(diǎn): ① 同為正弦式交流電,E =\'2E 最大 有效. ② 具有相同的周期. ③ 具有相同的峰值和有效值. ④ 相鄰兩相間有相同的相位差. 1 ⑵不同點(diǎn):它們到達(dá)最大值(或零值)的時(shí)刻不同,依次落后3個周期. 3. 瞬時(shí)值表達(dá)式 三個繞組(AX.BY.CZ)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢可用函數(shù)分別表示為eA=Em sin 血,eB=Em sin伽—乎),eC=Em sin(et—警). 4. 圖象描述 圖4-1-3 5. 電源與負(fù)載的幾種連接方式及特點(diǎn) 負(fù)載 特點(diǎn) 三相負(fù)載對稱 三

7、相負(fù)載不對稱 有無 中線中有電流,必須 中線中無電流,可以去掉 中線 保存中線 三相三線制星形接法 三相三線制三角形接 連接 法 三相四線制星形接法 方式 線相 u =J3u 線 V 相 U =U 線 相 U =例 線 U 相 關(guān)系 I =I 線 相 I =回 線 相 I =1 線 相 1以下關(guān)于三相交變電流的產(chǎn)生原理的說法中正確的選項(xiàng)是() A?發(fā)電機(jī)中3個繞組具有相同的匝數(shù)和繞向,互成60° B?在轉(zhuǎn)動過程中,每個繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值和周期都相同 C?在轉(zhuǎn)動過程中,某時(shí)刻每個繞

8、組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值相同 D.在轉(zhuǎn)動過程中,每個繞組獨(dú)立產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值、最大值、周 期都不相同 【解析】 三個繞組匝數(shù)相同,繞向相同,互成120。,所以每個繞組產(chǎn)生 的電動勢最大值相同,周期頻率相同,但瞬時(shí)值不同,到達(dá)最大值的時(shí)間依次落 后 T/3,B 對,A、C、D 錯. 【答案】B 2 ?以下關(guān)于三相交流發(fā)電機(jī)的說法中,正確的選項(xiàng)是() A?三個線圈都不可以單獨(dú)向外供電 B?三個線圈發(fā)出交流電的有效值的時(shí)間依次相差T/3 C?三個線圈發(fā)出交流電的瞬時(shí)值的時(shí)間依次相差T/3 D?三個線圈發(fā)出交流電的最大值的時(shí)間依次相差T/3 【解析】產(chǎn)生三相交變電流的三個線

9、圈是相互獨(dú)立的,每一個都相當(dāng)于一 個獨(dú)立的電源可以單獨(dú)供電,只是它們到達(dá)最大值的時(shí)間依次相差三分之一周 期,故A錯誤,D正確;三個線圈發(fā)出交流電的有效值任何時(shí)刻都相同,B錯 誤;由三相交變電動勢的圖象(如圖)可知:選項(xiàng)C錯誤. 【答案】D 3. 在三相交流電源上按星形接法連接相同的負(fù)載1、2、3,如圖4-1-4 所示,価'是中性線?負(fù)載1上的電壓為220 V,電流為15 A ?現(xiàn)以I表示中 性線上的電流,U表示P、Q兩點(diǎn)間的電壓,那么( ) 【導(dǎo)學(xué)號:05002088】 A? I=15 A, U=440 V B? I=45 A, U=380 V C? I=0, U=440 V D? I=0, U=380 V 圖 4-1—4 【解析】 負(fù)載使用的星形接法,相電壓與線電壓的關(guān)系是U線二羽U相, 因?yàn)橄嚯妷簽?20 V,所以線電壓為380 V,P、Q間的電壓為線電壓;由于三相 負(fù)載對稱,所以中性線上電流為0. 【答案】D 區(qū)分星形接法與三角形接法 區(qū)分星形接法還是三角形接法的關(guān)鍵是看每相負(fù)載兩端分別與什么線連接, 假設(shè)三相負(fù)載連接于一點(diǎn),負(fù)載的另一端分別與三根相線相連,那么屬于星形連 接,假設(shè)三相負(fù)載每相兩端都分別連接兩根相線,那么屬于三角形接法.

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