1、第1节三相交变电流1.了解三相交流发电机的构造和三相交变电流的产生及特点2.知道三相交变电源与负载的连接方式及线电压与相电压的关系3.了解三相交变电流在生产、生活中的广泛应用,学生用书P46)一、三相交流发电机1定义：能同时生产出3相独立的交变电流的发电机2主要组成：电枢线圈和磁极3分类(1)功率相同的三相交流发电机与单相交流发电机在制造上没有什么优点()(2)三相交流发电机与单相交流发电机一样，主要组成部分是电枢线圈和磁极. ()(3)三相交流发电机可分为旋转磁极式和旋转电枢式两类()提示：(1)(2)(3)二、三相交变电流的产生1三相交流电的产生：三个相同的线圈固定在一个铁芯上，线圈平面互
2、成120角，铁芯匀速转动时，就相当于三个线圈在磁场里切割磁感线运动，就产生了三相交变电流2三相交流电的特点：三个交变电动势的最大值和周期都相同，但是它们达到最大值(或零值)的时刻不同，依次落后1.三相交流发电机就是将三个电枢互成120放到如图所示的磁场中，三个电枢线圈独立产生交变电流并能顺利向外供电请回答以下几个问题： (1)三相交流发电机的工作原理是什么？(2)假如三相交流发电机的三个线圈中有一个发生故障(烧断)，另外两个线圈产生的感应电动势是否会发生变化？发生怎样的变化？提示：(1)由题图可知线圈在磁场中转动形成电流，故应是电磁感应现象(2)三相交流发电机中的三个线圈独立工作，若有一个线圈
3、损坏，另外两个线圈能够正常工作，且产生的交变电流最大值、有效值、瞬时值及周期、频率均不变三、电源与负载的连接方式1三相四线制：将发电机绕组的3个末端接在一起，引出一个公共接头，从3个绕组的始端引出3根导线叫做相线，又叫端线(照明电路中常称为火线)，从公共接头引出的导线叫做中性线，简称中线(或零线)这种连接方式叫做三相四线制2三相三线制：如果三相负载完全对称，则通过中线的电流为零，此时取消中线也不影响三相电路的工作，三相四线制就变成了三相三线制3相电压和线电压(1)相电压：火线与中线之间的电压，一般为220 V.(2)线电压：火线与火线之间的电压，一般为380 V.(3)线电压与相电压之间的关系
4、：U线_U相4负载与电源的连接方式(1)三相四线制星形接法(如图所示)(2)三相三线制星形接法(如图所示)2从村庄的变压器引出的输电线通常有几根线？是相线还是零线？提示：通常有四根，有三根相线，一根零线三相交变电流的产生及特点学生用书P471三相交变电流的产生：如图所示，在匀强磁场中互成120角分布着3个绕组AX、BY、CZ，其中A、B、C为绕组的始端，X、Y、Z为绕组的末端，这3个绕组具有相同的匝数、绕向和速度2三相交变电流的特点(1)由于3个线圈相同，转速相同，所以在每个线圈中产生的感应电动势最大值和周期均相同，并且都按正(余)弦规律变化(2)由于3个线圈在空间互成120角，所以三个交流电
5、达到峰值(或零值)的时间依次落后.(3)公式描述：以AX绕组通过中性面时开始计时，AX、BY、CZ中产生的感应电动势分别是eAEmsin t，eBEmsin，eCEmsin.(4)图象描述： 命题视角1三相交变电流的产生原理(多选)下列关于三相交变电流的产生原理的说法正确的是()A发电机中3个绕组具有相同的匝数和绕向，互成60角B在转动过程中，每个绕组产生的感应电动势的最大值和周期都相同C在转动过程中，每个绕组产生的感应电动势的瞬时值都相同D发电机的三个绕组在转动过程中达到最大值的时间依次落后T解析发电机中的三个绕组具有相同的匝数和绕向，且互成120角，所以选项A错误；三个绕组具有的匝数相同，
6、则产生的感应电动势的最大值相同，周期相同，但由于它们互成120角，所以达到最大值的时间依次落后个周期，故选项B、D正确，C错误答案BD 命题视角2三相交变电流的特点(多选)有关三相交变电流，下列说法正确的是()A三相电压分别达到最大值的时刻不同B在三相四线制供电线路中，线电压是相电压的倍C3只标有“220 V100 W”的灯泡可按星形接法接入线电压为380 V的三相四线制供电线路中，此时可省去中线D家用的单相用电器可接入三相四线制电路中的任意两根导线之间解析三相电压分别达到最大值的时间间隔为T，故A正确；在三相四线制供电线路中，线电压是相电压的倍，故B错误；在三相四线制电路中，线电压为380
7、V，则相电压为220 V，故3只“220 V100 W”的灯泡可按星形接法接入，且负载对称可省去中线，故C正确；三相四线制电路中任意两火线间的电压为380 V，会烧坏用电器，故D错误答案AC电流与负载的连接方式学生用书P471连接方式及特点 负载特点三相负载对称三相负载不对称中线情况中线中无电流，可以去掉无零线中线中有电流，必须保留中线连接方式三相三线制YY接法三相三线制接法三相四线制YY接法线相关系U线U相U线U相U线U相2.电源与负载的连接图(1)三相四线制星形接法(2)三相三线制三角形接法(3)三相三线制星形接法3相线、中线的区分：通常用黄、绿、红三色分别标记相序为A、B、C的相线，用黑
8、色标记中线某三相交流发电机的线圈采用星形接法，每个线圈产生的电动势的最大值为220 V，用它给三个完全相同的电炉供电，电炉的使用说明书上标有“220 V2 000 W”字样，现在把三个电炉同时接到电源上，要求电炉工作时不会被烧坏，不计发电机线圈的内阻，则以下说法正确的是()A三个电炉应采用三角形接法B三个电炉应采用星形接法C三个电炉采用三角形接法和星形接法时都能正常工作D若三个电炉采用星形接法，有中性线时每个电炉消耗的电功率为P1，中性线断路后每个电炉消耗的电功率为P2，则P1P2解题探究 星形接法和三角形接法分别有哪些特点？解析由题意知，电源可以输出两种电压，U相220 V，U线380 V如
9、果电炉采用三角形接法，则每个电炉两端的电压等于380 V，大于电炉的额定电压，电炉被烧坏，而采用星形接法时，把电炉接在相线与中性线之间，电炉正常工作，选项B正确，A、C错误；因为三个电炉完全相同，采用星形接法，各相负载对称，这时可去除中性线，电炉仍然正常工作，每个电炉消耗的电功率不变，故选项D错误答案B生产中的三相负载一般都是对称负载，即三相负载相同，采用星形接法时，中性线中没有电流，可以去掉中性线；如果三相负载不对称，则中性线中有电流，不能去掉 1.(多选)一台相电压为220 V的交流发电机，向L、M、N三处用户供应照明用电，用户电灯的额定功率都相同，额定电压都是220 V，线路如图所示，则
10、()A三处用户的电路连接都是正确的B用户M的电路连接是错误的C用户M两端的电压高于L和N两端的电压D在这个电路中相电压与线电压是一样大的解析：选AD.在三相三线制三角形接法中，相电压与线电压相等，都是220 V因此，三处用户的电路连接都是正确的A、D正确线电压和相电压的关系学生用书P48在三相电路的计算中，一要弄清连接方式，二要确定线电压与相电压的关系，电源的星形连接U线U相，三角形连接U线U相，负载的星形接法I线I相，三角形接法，I线I相将实验室里的手摇三相交流发电机三个线圈接上两个交流电压表，如图所示，关于两个电压表的示数说法正确的是()A甲表的示数等于乙表的示数B甲表的示数小于乙表的示数
11、C甲表的示数大于乙表的示数D无法判断两表的示数大小解析甲表测量的是相电压，乙表测量的是线电压，线电压是相电压的倍，即U乙U甲，B正确答案B2.在三相交变电路中，下列说法正确的是 ()A相电压和线电压一定相等B在三相电源为星形接法时，相电压为380 V，线电压为220 VC在三相电源为三角形接法时，线电压为380 V，相电压为220 VD额定电压为380 V的按三角形接法连接的电动机，用相电压为220 V的星形接法连接的发电机供电，电动机仍可以正常工作解析：选D.三相交流电源若按三角形接法，相电压与线电压相等，但在星形接法中线电压为380 V，相电压为220 V，U线U相因此D项中电动机仍可以正
12、常工作随堂检测 学生用书P481(多选)在匀速转动的三相交流发电机中，关于三个线圈中产生的电动势，下列说法正确的是()A按相同规律变化，同时达到最大值和最小值B具有相同的有效值C具有相同的周期和频率D具有相同的最大值解析：选BCD.三相交流发电机中，三个线圈具有相同的有效值、周期、频率及最大值；但它们的相位相差为.故B、C、D正确，A错误2(多选)对于三相交流发电机的说法正确的是()A三个单相交流发电机就组成一个三相交流发电机B三相交流发电机中有三个互成120角的线圈，它们达到峰值的时刻依次落后个周期C三相交流发电机中的三个线圈是完全相同的，它们产生出三个瞬时值完全相同的交变电动势D三相交流发
13、电机中的三个线圈是完全相同的，它们产生出峰值和周期都相同的交变电动势解析：选BD.三相交流发电机中有三个线圈，相互成120角，匀速转动时，感应电动势最大值和周期相同，只是达到峰值的时刻依次落后个周期所以选项B、D正确，A、C错误3如图所示为负载和发电机线圈间的连接线路图，关于它们的接法，正确的结论是()A都是形连接B都是Y形连接C发电机线圈是形连接，负载是Y形连接D发电机线圈是Y形连接，负载是形连接解析：选B.由图知，发电机的三个线圈和负载的末端用一条导线连接起来，故都为星形接法，选项B正确4如图所示，A、B、C为三相交流电源，每个灯泡的额定电压均为220 V，额定功率相同，则L与L两灯的实际
14、功率之比为(设灯泡电阻恒定)()A12B21C13 D31解析：选D.由题意知线电压U线220 V，对负载采用三角形接法，负载两端的电压都等于线电压，因此L灯两端电压ULU线220 V对负载采用星形接法来说，由于各相负载相同，每相负载的电压为线电压的倍，因此L灯两端电压ULU线V.设每盏灯的电阻为R，则L灯的实际功率PL，L灯的实际功率PL，故PLPL31.5(多选)如图所示，相线A、B、C和中性线N接在三相交流电源上，AB间的线电压U380sin(100t)V，则()A相线的电势总是高于中性线的电势B电流表示数为sin(100t)ACB、N两端电压的有效值为220 VD通过R的电流方向每秒钟
15、改变100次解析：选CD.在三相交流电路中，相线与中性线间的电势差按正弦规律变化，所以相线的电势并非总是高于中性线的电势，选项A错误；电流表示数指的是有效值而不是瞬时值，选项B错误；B、N两端的电压即为相电压，由线电压的最大值为380 V，有效值为380 V，可知相电压应为220 V，选项C正确；因为交流电频率f Hz50 Hz，可见电流方向每秒钟改变100次，选项D正确课时作业 学生用书P95(单独成册)一、单项选择题1一台三相电炉，铭牌上标有“220/380，/Y”的字样，由此可见 ()A电炉每一相电热元件的额定电压是220 VB电炉每一相电热元件的额定电压是380 VC供电线路线电压是3
16、80 V，电炉的三相负载应采用三角形连接D供电线路线电压是220 V，电炉的三相负载应采用星形连接解析：选A.铭牌上“220/380，/Y”的意义是供电线路都是星形接法，线电压应为380 V；供电线路都是三角形接法，线电压是220 V，故应选A.2关于三相交流电源与负载的连接方式，下列说法不正确的是()A负载采用何种连接方式取决于负载的额定电压B发电机采用星形接法，负载就必须采用星形接法C三相对称负载可以接成三角形，也可以接成星形D三相四线制和三相三线制的星形接法中U相220 V解析：选B.负载采用何种接法应取决于负载的额定电压，A对三相负载对称时可以按星形或三角形连接，C对星形接法中U线U相
17、，D对发电机采用星形接法时，负载有星形、三角形两种接法，B错3发电机三相绕组采用星形接法时，下列关于中性线的说法正确的是()A中性线不能去掉B当三相负载不对称时，中性线中无电流C中性线中一定没有电流D当三相负载对称时，中性线中无电流解析：选D.三相四线制星形接法中，若三相负载对称，则中性线中无电流，可以去掉，形成三相三线制接法；若三相负载不对称，各相用电情况不一定相同，中性线中有电流通过，不能去掉故选项D正确，A、B、C错误4三相交流发电机的三个线圈中A相的电压为U311sin(100t)V，那么()A三个线圈中交变电流的频率都为100 HzB在t0时，其他两个线圈的输出电压也为零C若按星形接
18、法，任意两端线间的电压最大值为380 VD若按三角形接法，任意两端线间的电压为220 V解析：选D.三相交流发电机每个线圈产生的感应电动势的频率、电压有效值(或最大值)均相同，但由于在步调上不一致，所以某一时刻输出电压的瞬时值不同；又f Hz50 Hz；当三个线圈按星形接法时，线电压U线U相 V381 V，其最大值U线mU线539 V；当三个线圈按三角形接法时，U线U相V220 V故选项D正确5.三相电源的连接如图所示，电路中的三个交流电压表的示数U1、U2、U3间的关系是()AU1U21BU1U311CU2U311DU2U31解析：选B.该接法是星形接法，采用三相四线制对外供电，三只交流电压
19、表，其中V1、V3测量的是相电压，V2测量的是线电压，选项B正确6如图所示，ABC为一个三相电源的供电线，三个对称负载接成三相三线制三角形电路，如供电电压稳定，当负载改为星形接法时()A负载的电压增加到原来的倍B负载的电流减小到原来的C负载的功率增加到原来的3倍D负载的功率减小到原来的解析：选B.三相三线制三角形接法中每相负载的相电压等于线电压，星形接法当中U线U相，由三相三线制三角形接法改为星形接法时，线电压不变，所以相电压变为原来的，负载的电流减小到原来的，由P可知，负载的功率减小到原来的，B对，A、C、D错二、多项选择题7关于三相交变电流，下列说法正确的是()A三相交流发电机的三个线圈产
20、生的交变电动势有相同的周期和最大值B三相交流发电机的三个线圈的每一个线圈不可以单独向外供电C三相交流发电机的三个线圈产生的电动势同时达到最大值D三相交流发电机的三个线圈产生电动势最大值的时间依次相差三分之一个周期解析：选AD.产生三相交变电动势的三个线圈是相互独立的，每一个都相当于一个独立的电源，可以单独供电，只是它们到达最大值的时间依次相差三分之一个周期，选项A、D正确，B、C错误8动力供电线路中，采用三相四线制供电，交流电的频率为50 Hz，两根相线之间的电压为380 V，则()A相电压为220 VB线电压最大值为380 VC线电压为相电压的倍D交流电周期为0.02 s解析：选ACD.在三
21、相四线制中，如果线电压为380 V(有效值)，则相电压一定为220 V，线电压为相电压的倍，所以A、C正确，B错误；由于f50 Hz，所以周期为0.02 s，故D正确9如图为三相四线制供电线路，L1、L2和L3是完全相同的三盏灯，都正常发光，那么()A若OO断路，则三盏灯熄灭B若OO断路，三盏灯仍正常发光C若OO和AA同时断路，则L2、L3将变暗D若OO断路、灯L1短路，则L2、L3将烧坏解析：选BCD.由于三相负载相同，所以即使OO断路，三灯也能正常发光，A错，B对；对于选项C，加在L2、L3上的电压均为190 V，所以灯将变暗，C对；对于选项D，加在L2、L3上的电压均为380 V，所以灯
22、将烧坏，D对10如图所示，发电机每个绕组两端的电压(相电压)为220 V，三个负载电阻均为100 .下列说法中正确的是()A发电机绕组采用“Y”接法，负载采用“”接法B每个负载电阻两端的电压为220 VC每个负载电阻两端的电压为380 VD通过每个负载的电流为3.8 A解析：选ACD.对发电机而言，由于采用星形接法，所以如果相电压为220 V，那么线电压就是380 V，所以每个负载两端的电压为380 V，通过每个负载的电流为3.8 A.三、非选择题11把三组额定电压均为220 V，额定功率分别为P11 000 W、P2500 W、P32 000 W的白炽灯按如图所示方式接入线电压为380 V的
23、三相电路中(1)求流过每相负载的电流强度；(2)A相负载断开或短路时，对B、C两相负载有何影响解析：(1)三个灯两端的电压U V220 V由PUI得三灯中的电流分别为I14.55 A，I22.27 A，I39.09 A.(2)由于有中性线，所以A相负载断开或短路时，对B、C两相负载无影响答案：(1)4.55 A2.27 A9.09 A(2)电压不变，仍正常工作12在线电压为380 V的三相交流电路中，如图所示，接有三只电阻均为484 的电灯问：(1)这三只电灯属何种接法？每只灯的电压、电流、功率各是多少？(2)若L1灯的保险丝熔断，则其余两灯的电压、电流、功率又各是多少？(3)若L1灯短路，则其余两灯的情况怎样？解析：(1)属于星形接法，每只灯上的电压为相电压，即U220 V，根据欧姆定律和功率公式得：I A0.45 A，P W100 W.(2)若L1灯保险丝熔断，即断开了一相，此时属于线电压加在BC两端，这两只灯每只灯上的电压为U2190 V，电流、功率分别是I2 A0.4 A，P2 W74.6 W.(3)若L1灯短路，则O点与A等电势，L2、L3两灯两端的电压均为线电压380 V，均被烧毁答案：(1)星形接法均为220 V均为0.45 A均为100 W(2)均为190 V均为0.4 A均为74.6 W(3)均被烧毁