实验三三相交流电路的研究1次电子教案.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。实验三三相交流电路的研究1次-实验三三相交流电路的研究一、 实验目的1、 掌握三相负载“Y”形联接、“”形联接的方法。2、 验证两种不同接法下线电压、相电压，线电流、相电流之间的关系。二、 充分理解三相四线供电系统中零线的作用实验内容1、 三相负载“Y”形联接：三相四线制（有中性线），三相三线制（无中性线）；验证这两种接法下线电压、相电压，线电流、相电流之间的关系。三、 三相负载“”形联接：验证这种接法下线电流、相电流，线电压、相电压之间的关系。实验元器件、仪器与设备1、 智能化电与电子技术实验台；四、

2、 数字式万用表；实验原理1、 三相电源2、 三相电源通常通过三相四线制供电，它有三根火线和一根中性线，每一根火线与中性线之间的电压被称为相电压UP；火线与火线之间由于存在1200的相位差，使得它们之间的电压差（线电压UL）比相电压UP大倍。这种供电方式可以提供两种电压值不同的电压供实际需要使用。图6-1为UP=220V时各电压之间的大小及相位关系图，线电压之间以及相电压之间都保持三相对称电动势关系，且与负载情况无关。火线L2L3中性线L1N图6-1三相电源各电压间的大小相位关系三相负载“Y”形联接“Y”形联接（见图6-2）通常根据其三相上的负载是否对称，分别采用三相三线和三相四线接法，其变化在

3、于是否采用中性线。无论哪种接法，其特点在于流过负载的相电流等于火线上的线电流；同时，合理的连接将保证每个负载上得到的是电源的相电压，错误的连接（通常为对中性线的错误取消）将导致每个父子阿的电压可能都不相等。图6-2三相负载“Y”联接l 三相对称负载“Y”形联接：，此时，流过三个负载的电流大小相同，但相位差都是1200，所以，因此这种情况下，由于流过的电流为零，中性线是多余的。l 三相非对称负载“Y”形联接：三相四线制用于负载不对称的情况下，它比三相三线制多一根中性线，其目的就是保证每一个负载都得到同样大小的负载相电压。此时，流过三个负载的电流大小、相位差都是不相同，所以，因此这种情况下，由于有

4、流过的电流，中性线是必需的。如果负载不对称又没有中性线，则利用节点电压法的公式：3、 可知点的电位大小和初相位不为零，会导致每个负载得到的实际电压大小不相等，有的甚至会大大超过其额定电压，这种情况下是非常危险的！三相负载“”形联接“”接法，是将三个负载分别接在三根火线上，其特点是每个负载得到的都是电源的线电压，因此这种接法为三相三线制。见图6-3。图6-3三相负载“”接法l 三相负载对称此时，三相负载的相电流是对称的，同时各线电流也是对称的，并且大小必相电流大1.732倍、相位滞后300。l 三相负载不对称4、 此时，三相负载的相电流不对称，电源的线电流也不对称！实验注意事项l 本实验采用三相

5、交流市电，线电压为380v。实验中特别注意人身安全，不要触及导电部位，防止意外发生！l 每次接线完毕，同组同学必须自检一遍，然后又指导教师检查后，方可通电。必须严格遵守“先接线、后检查、再通电；线断电，后拆线。”的实验操作原则。l “Y”形负载作短路实验前，必须端开中性线，以免发生短路事故。l 为防止三相负载不对称而又无中性线时负载的相电压过高而损坏灯泡，本实验采用“三相线电压220v电源”通过实验台左边自耦调压器来实现。-五、 实验预习复习教材“2.8三相电路”中的相关内容；计算图6-4电路在以下情况下的电流或电压的表达式，设，且R为实数。图6-4负载不对称的“Y”电路求有中性线时，、。求无

6、中性线，且V相断电时，和。求无中性线，且V相短路时，和。如果电源线电压UL=220V，则相电压UP=？六、 实验内容步骤1、 实验器件及电路介绍本实验采用的三相电源是由实验台的自耦调压器调压输出的线电压为220v的电源，其三相在实验台上的标志依次为：“U、V、W、N”三相四线制各线。负载均为220v/25W的白炽灯。三相灯负载实验电路图片2、 三相负载“Y”形联接1） 按图6-5线路接线，并将调压器的旋柄置于三相电压输出“0V”位置，经教师检查后，反可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V。在调压过程中，用交流电压表实时监测线电压的输出。图6-5负载“Y”连接的三

7、相实验电路三相四线制“Y”联接（有中性线）按表6-1的要求，测量有中性线时，三相负载分别在负载对称和不对称情况下，各项电流、线电流、相电压、线电压和中性线电流之值，并观察各组灯亮暗程度是否一致。表6-1三相四线制“Y”形联接负载情况开灯盏数线电流A线电压V相电压V中性点NUVWI1I2I3Ul2U1INUNN对称333不对称123V相断开1断开火线232） 三相三线制“Y”联接（无中性线）先断电，然后将中性线拆除，检查后通电。按表6-2测量三相负载分别在负载对称和不对称情况下，各项电流、线电流、相电压、线电压和中性线电流之值，并观察各组灯亮暗程度是否一致，特别注意比较中性线不存在时，与上一实验

8、效果。表6-2三相三线制“Y”形联接（无中性线）负载情况开灯盏数线电流A相电压V中性点NUVWI1I2I3U1NU2NU3NUNN对称333不对称123V相断开123B相短路123联系实际：3、 假设本实验线路是一个三层楼的供电系统模型，A、B、C分别对应一楼、二楼、三楼请同学在实验过程中思考一下，在没有中性线时，发生类似“负载不对称”、“B相断开”和“B相短路”故障时，每层楼正在使用的家用电器的后果！三相负载“”形联接断开实验台电源，按图6-6改接电路，自检后，报请教师检查。通电、调节调压器的输出线电压为220v，按表6-3的内容进行实验。图6-6负载“”连接的三相实验电路表6-3三相三线制“”联接负载情况开灯盏数线电流A相电流AABCIAIBICIABIBCICA对称333不对称123断开B相火线111七、 实验数据整理及思考题整理实验数据，验证对称负载不同联接下，三相电路中存在的倍关系。1、 分别计算上述所有实验在不同情况下的三相总有功功率P（）。单位：W负载对称负载不对称B相断开B相短路表6-1表6-2表6-32、 三相负载根据什么条件接成“Y”或“”形？什么时候可以不用中性线？用实验数据和观察到的现象，总结三相四线制供电系统中中性线的作用。实验建议和心得体会西南林学院学生实验报告学生姓名：专业：学号：实验名称：内容：指导教师：日期：年月日课程名称：成绩：