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1、 在RLC串联电路中R=l ，L=l00mH，电 容C=0.1F，外加电压有效值U=l mV。 试求：(1)电路的谐振频率1592（Hz）； (2)谐振时的电流1mA；(3) 电容器两端的 电压1（V）。三相正弦交流电源实例引入：教学楼照明系统电路图1 三相交流电路示意图上一页下一页返 回家用电器用的都是220V的单相交流电，而工厂车间、实验室等动力用电却几乎都是380V的三相交流电，这是为什么呢？上一页下一页返 回 用电设备的符合和电压不一定成什么比例，功 率是电压和电流的乘积。但是发热是和电流的 平方成正比的，因此为了减少线路的损耗，输 电线路都采用高或者超高电压输电。家庭用电 在保证效率
2、的同时应当考虑安全，因此电压比 较低，但是过低会增加线路发热损耗。日本采 用家庭用电100伏，肯定更加安全一些。 工厂 和实验室的照明线路也是采用单相220伏的电 压和家庭用电一样，动力电（驱动电动机或大 型设备）一般采用三相380-440伏电压。除了电 压高可以适当减小线圈和线路的截面积（粗细 ）外，要利用三相电形成的旋转磁场来推动电 动机转动。三相交流电路概述：概述： 目前电力工程上普遍采用三相制供电三相制供电。由三个幅值相等、频率相同（我们国家电网频率为 50HZ)彼此之间相位互差120o的正弦电压所组成的供 电系统。前面讲的交流电路，实际是三相电路的一相，因 而称单相交流电路单相交流电
3、路。另一方面，三相电路也可看作按一定规律组成的复 杂交流电路，因而前面讨论的交流电路的一般规律和 计算方法，在此仍然适用。使用三相交流电供电的原因：使用三相交流电供电的原因： ： 发电方面：发电方面：三相交流发电机比相同尺寸的单相交流三相交流发电机比相同尺寸的单相交流 发电机容量大。发电机容量大。输电方面：输电方面：如果以同样的电压将同样大小的功率输如果以同样的电压将同样大小的功率输 送同样的距离，三相输电比单相输电节省材料。送同样的距离，三相输电比单相输电节省材料。用电方面：用电方面：满足单相、三相的使用需要，三相交流满足单相、三相的使用需要，三相交流 发电机比单相交流发电机结构简单，性能好
4、，便于发电机比单相交流发电机结构简单，性能好，便于 维护。维护。因此我因此我们们们们需要学需要学习习习习三相正弦交流三相正弦交流电电电电！复习：复习：单相正弦交流电单相正弦交流电单相正弦交流电的三要素单相正弦交流电的三要素: :因为只有一个初相位所以叫做单相正弦交流电因为只有一个初相位所以叫做单相正弦交流电幅度 （角）频率初相位tiIm表达式为表达式为 ：幅度角频频 率初相位思考:如果有三个初 相位叫什么呢？三相正弦交流电一一. .三相正弦交流电的产生三相正弦交流电的产生1 1、三相交流发电机产生三相交流电源、三相交流发电机产生三相交流电源三相交流发电机三相交流发电机主要组成部分：主要组成部分
5、： 电枢电枢（是固定的，亦称定子定子）：定子铁心内圆周表面有槽，放入三相电枢绕组。磁极磁极（是转动的，亦称转子转子）三相交流电动势的产生U1U2V2W1V1W2SN定子转子定子中放三个线圈：U1 U2 V1 V2 W1 W2首端末端三线圈空间位置 各差120o转子装有磁极并以 的速度旋转。三个 线圈中便产生三个单相电动势。2、三相对称电动势组成三相交流电源三相电动势的特征： 最大值相等，频率相同，相位互差120以eU为参考正弦量三相电源的解析式关系 ：若用三个电压源UU UV UW分别表示三相交流发电机三个绕组的电压，并设其方向由始端指向 末端，则有：三相电源的波形图关系：u 三相电源的相量图
6、关系：120120120对称三相电源的特点：对称三相电源的特点：1201201203.相量表示法 :根据解析表达式可以写出三个电压的相量表达式根据解析表达式可以写出三个电压的相量表达式基线线120120 120120120120 三相电源中，每相电压依次达到同一值的先后三相电源中，每相电压依次达到同一值的先后 次序称为三相电源的次序称为三相电源的相序相序。 若相序为若相序为U-V-WU-V-W，则称为正相序；，则称为正相序；若相序为若相序为W-V-UW-V-U，则称为逆相序；，则称为逆相序； U U相一经确定，那么比相一经确定，那么比U U相之后相之后1201200 0的就是的就是V V相相
7、，比，比V V相之后相之后1201200 0的就是的就是WW相。相。 工业上通常三相母线上涂以黄、绿、红区分工业上通常三相母线上涂以黄、绿、红区分 U U、V V、WW。3 3、三相电源的、三相电源的相序相序二、 三相交流电源的连接（星形、三角形）（一）星形接法UWVN三相四线 制供电火线（相线）:U V W中线（零线）：N（中线）（火线）（火线）（火线）U1U2V2WVW2NUV1W1-+- -无中线时称为三相三线制星形连接星形连接由三根相线和一根中性线组成的输电方式叫做三相四线由三根相线和一根中性线组成的输电方式叫做三相四线 制制( (通常在低压配电中采用通常在低压配电中采用) )。每相绕
8、组始端与末端之间的电 压(即相线与中线之间的电压) 叫做相电压，它们的瞬时值用 U1、U2、U3 来表示，显然这三 个相电压也是对称的。相电压 大小(有效值)均为U1 = U2 = U3 = UP 任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压) 叫做线电压，它们的瞬时值用 u12、u23、u31 来表示 。接法的相量图如图 所示。 显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为线电压比相应的相电压超前线电压比相应的相电压超前 3030 ，如线电压，如线电压 u12 u12 比比 相电压相电压 u1 u1 超前超前 3030 ，线电压，线电压 u2 3 u2 3 比相电压比相电压 u2 u2 超
9、前超前 3030 ，线电压，线电压 u31 u31 比相电压比相电压 u3 u3 超前超前 3030 。在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为三相电源星形接法的两组电压相电压：火线对零线间的电压。120120120ACBNvuwu线电压：火线间的电压。WUVN注意规定的 正方向线电压和相电压的关系30同理：线电压与相电压的通用关系表达式：-为相电压 -为线电压在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为二二. .三角形联接三角形联接: :将三个将三个绕组绕组绕组绕组 按一定按一定规规规规律首尾相接律首尾相接连连连连接在一起，正极端接在一起，正极端 引出端引出端线线线线三角形连接三角形
10、连接三角形连接三角形连接三角三角形形连接连接这这这这种没有中性种没有中性线线线线、只有三根相、只有三根相线线线线的的输电输电输电输电 方式叫做三相方式叫做三相 三三线线线线制。制。显然对于三角形连接来说，线 电压等于相电压U1 = U2 = U3 = UP 特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中性线)，这时所说的三相电压大小均指线电压 UL ；而民用电源则需要引出中性线，所说的电压大小均指相电压 UP 。 值得注意的是，三相电源接成三角形时，如果连接正确电源内部三角形连接回路电压的和为零，回路中的电流为零；假如连接不正确，其 中有一相接反，三
11、相电压之和不为零, 这时的回路电压的大小是相电压的2倍，回路中产生足以造成损坏三相绕组的短路电流，所以在三相电源接成三角形时要注意。 短路+E三个电源串接能否造成短路？直流电源行吗？UXYZVW问题讨论+-EEE直流电源串接不行， 三相交流电源可以，为什么？AXYZBCEm三相交流电源中三个 电源可以串接的原因 在于：三个电源的电压任 何瞬间相加均为零。已知发电机三相绕组产生的电动势大小E = 220 V，试求：(1) 三相电源为 Y 联结时的相电压 UP 与线电压 UL；(2) 三相电源为 联结时的相电压 UP 与线电压 UL 。 解：(1) 三相电源 Y 联结：相电压 UP = E = 2
12、20 V，线电压(2) 三相电源 联结：相电压 UP = E = 220 V，线电压UL = UP = 220 V（二）三角形接法UUXYWVZVW特点：线电压=相电压星形接法ACBNZZZ4.2 三相负载及三相电路的计算三角形接法ACBZZZ负载也有两种接法:UWVNZZ Z相电流(负载上的电流)：4.2.1 星形接法及计算线电流(火线上的电流)：UWVNZZ Z星形接法特点相电流=线电流* : 零线电流*线电压=相电压, 线电压领先于相电压30。UW VNZZ ZUWVNZUZV ZW负载星形接法时的一般计算方法解题思路：一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求 电流。（1）负载不对称时，
13、各相单独计算。如：已知：三相负载 R、L、C以及 三相线电压：求：各相、各线及中线电流CRABN L C解：1. WRUVN LC相 电 压线 电 压2. 相电流：WRUVN L C令：3. 中线电流4. 各电流相量关系（2）负载对称时，只需计算一相。如：则：据此可直接得出另两相电流：（中线电流为0）（3）负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相有效值即可。负载对称时问题及讨论零线是否 可以取消 ？答：三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制。UWVZZZ三相三线制供电时各相电流的计算 UNNWV求：各相电流已知：每盏灯的额定值为:220V、 100W应用实例-照明电路ACB.一层楼二层
14、楼三层楼N正确接法:每层楼的灯相 互并联,然后分别接至各相电 压上。设电源 电压为：则每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。照明电路的一般画法零线上不能加 刀闸和保险ABCN. . . . . .一 层二 层三 层讨论讨论照明电路能否采用三相三线制 供电方式？ACB.一层楼二层楼三层楼N不加零线 会不会出 现问题?设线电压为380V。 A相断开后，B、C 两相 串连，电压UBC （380V） 加在B、C负载上。如果两相负载对称，则每相负 载上的电压为190V。问题1：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通,情况如何? ACB.一层楼二层楼三层楼分析：结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。问题2：
15、若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的 1/4 ）结果如何？结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。ACBR2R3分析关于零线的结论负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。3.2.2 三相负载的三角形联结UWV特点：线电压=相电压各电流的计算 UWVZUV ZVWZWU相电流线电流（2）负载对称时（ZUV=ZVW=ZWU=Z ），各相电流有效值相等，相位互差120 。有效值为：UWVZUVZVWZWU（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。同理：设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系 UVW负载对称时三角形接法的特点UWV注意电路 中规定的 正方向负载对称时：3.3 三相电路的功率三相总有功功率： 由负载 性质决定星形接法时：三角形接法时 ：三相电路的功率有功功率：无功功率：视在功率：在三相负载对称的条件下：单相功率的测量 - 电动式瓦特计i1i2u在交流电路中其中， 为 间
