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1、中国石油大学（华东）现代远程教育实验报告课程名称：电工电子学实验名称：三相交流电路实验形式：在线模拟+现场实践提交形式：在线提交实验报告学生姓名：学 号：年级专业层次：学习中心：提交时间：年月日一、实验目的1.学习三相交流电路中三相负载的连接。2.了解三相四线制中线的作用。3.掌握三相电路功率的测量方法。二、实验原理1. 对称三相电路中线、相电压和线、 相电流的关系，三相电路中，负载的连接分为星形连接和三角形连接两种。一般认为电源提供的是对称三相电压。（1）星形连接的负载如图 1 所示：图 1 星形连接的三相电路A、B、C 表示电源端， N 为电源的中性点（简称中点），N 为负载的中性点。无论
2、是三线制或四线制， 流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线电流：（下标 I 表示线的变量，下标 p 表示相的变量）在四线制情况下，中线电流等于三个线电流的相量之和，即端线之间的电位差（即线电压）和每一相负载的相电压之间有下列关系：当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，中线电流等于零，而线、相电压满足：（ 2）三角形连接的负载如图2 所示：其特点是相电压等于线电压：线电流和相电流之间的关系如下：当三相电路对称时， 线、相电压和线、相电流都对称， 此时线、相电流满足：2.不对称三相电路在三相三线制星形连接的电路中，若负载不对称， 电源中点和负载中点的电位不再相等， 称为中点位移
3、， 此时负载端各相电压将不对称，电流和线电压也不对称。在三相四线制星形连接的电路中，如果中线的阻抗足够小， 那么负载端各相电压基本对称， 线电压也基本对称， 从而可看出中线在负载不对称时起到了很重要的作用。但由于负载不对称， 因此电流是不对称的三相电流，这时的中线电流将不再为零。在三角形连接的电路中，如果负载不对称，负载的线、相电压仍然对称，但线、相电流不再对称。如果三相电路其中一相或两相开路也属于不对称情况。3.三相负载接线原则连接后加在每相负载上的电压应等于其额定值。三、实验设备1.实验电路板2.三相交流电源3.交流电压表或万用表4.交流电流表5.功率表6.单掷刀开关7.电流插头、插座四、
4、 实验内容及步骤1.三相负载星形联结按图 3-2 接线，图中每相负载采用三只白炽灯，电源线电压为220V 。图 3-2 三相负载星形联结(1) 测量三相四线制电源的线电压和相电压， 记入表 3-1( 注意线电压和相电压的关系 )。UUV/VUVW/VUWU/VUUN/VUVN/VUWN/V219218220127127127表 3-1(2) 按表 3-2 内容完成各项测量， 并观察实验中各白炽灯的亮度。 表中对称负载时为每相开亮三只灯； 不对称负载时为U 相开亮一只灯， V 相开亮两只灯， W 相开亮三只灯。测量值相电压相电流中线电流中点电压负载情况UUNVNWN UVWNUNN/V/VU /
5、VU /VI /AI /AI /AI /A对称有中线1241241240.2680.2660.2710负载无中线1251251230.2680.2670.2701不对称有中线1261251240.0960.1800.2710.158负载无中线167143780.1090.1920.22150表 3-22.三相负载三角形联结按图 3-3 连线。测量功率时可用一只功率表借助电流插头和插座实现一表两用，具体接法见图3-4 所示。接好实验电路后，按表3-3 内容完成各项测量，并观察实验中白炽灯的亮度。表中对称负载和不对称负载的开灯要求与表 3-2 中相同。图 3-3三相负载三角形联结图 3-4两瓦特表
6、法测功率测线电流 (A)相电流 (A)负载电压 (V)功率 (W)量值IIIIIUUUPPIUVUVVWWUUVWVWWU12负载情况对称负载0.6000.5930.5980.3480.3450.352213212215-111-109不对称负0.3130.5080.1240.2340.355220217216-89.8-63.40.428载表 3-3五、实验数据及分析1.根据实验数据，总结对称负载星形联结时相电压和线电压之间的数值关系，以及三角形联结时相电流和线电流之间的数值关系。(1). 星形连结：根据表 3-1 ，可得：星形联结情况下，不接负载时，各路之间的线电压和各分电源的相电压都分别
7、相同，即UUV=U VW =U WU =(218+219+220)/3=219V； U UN =U VN =U WN =127V( 本次实验中这三个电压为手动调节所得)。可以计算： 219/127=1.7244 3 ，即：线电IN 是由三个互成压为相电压的3 倍，与理论相符。根据表 3-2 ，可得：星形联结情况下，接对称负载时，线电压不变，仍为表3-1 中的数据；而相电压在有中线都为124V ，在无中线时分别为125V 、125V 、123V ，因此可认为它们是相同的。由此，得到的结论与上文相同，即：有中线时 ， 219/124=1.7661 3，线电压为相电压的 3倍；无中线时，(125+1
8、25+123)/3=124.3，219/124.3=1.7619 3 ，线电压为相电压的 3 倍。综上所述，在对称负载星形联结时， 不论是否接上负载 (这里指全部接上或全部不接 )、是否有中线，线电压都为相电压的3 倍。(2). 三角形联结2.根据表 3-2 的数据，按比例画出不对称负载星形联结三相四线制(有中线 )的电流向量图，并说明中线的作用。不对称负载星形联结三相四线制(有中线)电流向量图如左图所示，根据IU+IV+IW =IN，且根据对称关系三个相电流之间的夹角各为 120o，因而根据几何关系画出 IN。可见， IN 在数值的大小上和三个相电流并不成线性关系， 而在角度 (相位 )上也
9、没有直观的规律。这是因为120o的相电流合成的电流，是矢量的，与直流电路的电流有很多不同性质，因而要讲大小与方向结合计算才有意义。中线的作用：由左图可知，在不对称负载星形联结 (有中线 )电路中， 中线电流不为 0，因而如若去掉中线必会改变电路中电流的流向，导致各相负载电压不同 (即表 3-2 中不对称且无中线的情况 )，这时部分负载可能会由于电流过大而烧毁。因此中线起到了电路中作为各相电流的回路的作用，能够保证各相负载两端的电压相同(据表3-2 也可看出 )，就能够保证负载正常运行，不致损坏。因此中线在星形联结中是至关重要的，因而在通常的生产生活中的星形联结三相电路都是有中线的。3.根据表 3-3 的电压、电流数据计算对称、不对称负载三角形联结时的三相总功率，并与两瓦特表法的测量数据进行比较。根据本实验电路，可知负载电路均为电阻性，不对电流相位产生影响，因此功率因素为 1 ，由此，
