第4章第1节三相交变电流PPT讲稿.ppt

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1、第4章第1节三相交变电流第1页，共41页，编辑于2022年，星期一课标领航课标领航本章将学习远距离输电的知识，要能应用电磁本章将学习远距离输电的知识，要能应用电磁感应的知识分析变压器的原理；知道理想变压器的感应的知识分析变压器的原理；知道理想变压器的几个关系；了解几种常见变压器；了解从发电站到几个关系；了解几种常见变压器；了解从发电站到用户的输电过程，知道远距离输电时应用高电压的用户的输电过程，知道远距离输电时应用高电压的原理；要认识远距离输电时，采用高电压可减小输原理；要认识远距离输电时，采用高电压可减小输电线上的电能损失，知道输电线上的电能损耗与输电线上的电能损失，知道输电线上的电能损耗与

2、输送电压的关系；认识三相交流电，了解三相交流电送电压的关系；认识三相交流电，了解三相交流电负载的接法负载的接法第2页，共41页，编辑于2022年，星期一课程标准对本章做了如下要求：课程标准对本章做了如下要求：1通过实验，探究变压器电压与匝数的关系通过实验，探究变压器电压与匝数的关系2了解从变电站到住宅的输电过程，知道远了解从变电站到住宅的输电过程，知道远距离输电时，应用高压输电的道理距离输电时，应用高压输电的道理本章重点：变压器的工作原理；理想变压本章重点：变压器的工作原理；理想变压器的电压、电流与匝数的关系式；远距离输电要器的电压、电流与匝数的关系式；远距离输电要用高压输电的原理用高压输电的

3、原理第3页，共41页，编辑于2022年，星期一本章难点：三相交变电流的两种接法；变压本章难点：三相交变电流的两种接法；变压器的工作原理器的工作原理高考着重考查的内容有变压器的互感原理，在高考着重考查的内容有变压器的互感原理，在工作过程中，功率不变，远距离输电电能损耗与哪工作过程中，功率不变，远距离输电电能损耗与哪些因素有关因此，在学习本章时，要注意基础知些因素有关因此，在学习本章时，要注意基础知识与电磁感应规律的联系，及与闭合电路欧姆定律识与电磁感应规律的联系，及与闭合电路欧姆定律等知识的结合等知识的结合第4页，共41页，编辑于2022年，星期一第5页，共41页，编辑于2022年，星期一课标定

4、位学习目标：学习目标：1.了解三相交流发电机的构造了解三相交流发电机的构造2了解三相交变电流的产生及特点了解三相交变电流的产生及特点3知道三相交变电源与负载的连接方式，线知道三相交变电源与负载的连接方式，线电压与相电压的关系电压与相电压的关系4了解三相交变电流在生产、生活中的广泛应用了解三相交变电流在生产、生活中的广泛应用重点难点：重点难点：1.三相交变电流的产生过程及其变化规三相交变电流的产生过程及其变化规律律第6页，共41页，编辑于2022年，星期一2三相交变电源与负载的连接方式三相交变电源与负载的连接方式易错问题：易错问题：1.对负载的星形接法和三角形接法不能对负载的星形接法和三角形接法

5、不能正确区分正确区分2两种接法中相电压和线电压关系易错两种接法中相电压和线电压关系易错第7页，共41页，编辑于2022年，星期一一、三相交流发电机一、三相交流发电机三相交流发电机中安装了三组独立的互成三相交流发电机中安装了三组独立的互成120角的角的线圈，一台发电机就能同时生产出三相独立的交变电线圈，一台发电机就能同时生产出三相独立的交变电流，称为流，称为 交变电流发电机和单相的一样，分为交变电流发电机和单相的一样，分为两类，转子是线圈的叫做旋转两类，转子是线圈的叫做旋转 式，一般输出功率式，一般输出功率不大的小型发电站选用；转子是磁极的叫做旋转不大的小型发电站选用；转子是磁极的叫做旋转 式，

6、式，输出功率较大的大型发电站选用输出功率较大的大型发电站选用基础知识梳理基础知识梳理三相三相电枢电枢磁极磁极第8页，共41页，编辑于2022年，星期一二、三相交变电流的产生二、三相交变电流的产生以旋转电枢式为例，三个线圈按如图以旋转电枢式为例，三个线圈按如图411所示的方所示的方式排列，当此转子在磁场中转动时，三个线圈都会产生式排列，当此转子在磁场中转动时，三个线圈都会产生 ，且感动电动势的最大值、周期和频率都，且感动电动势的最大值、周期和频率都 由于三个由于三个线圈平面在空间互成线圈平面在空间互成120角，所以它们到达峰值角，所以它们到达峰值(或零或零值值)的时刻不同，将以次落后的时刻不同，

7、将以次落后 个周期个周期感应电动势感应电动势相同相同三分之一三分之一第9页，共41页，编辑于2022年，星期一三个三个线线圈圈绕绕在一起的示意在一起的示意图图 图图4-1-1 第10页，共41页，编辑于2022年，星期一三相交流发电机内的三个线圈均能产生交三相交流发电机内的三个线圈均能产生交变电流，能否在发电机内设置六个甚至更多的线变电流，能否在发电机内设置六个甚至更多的线圈？圈？【思考思考提示提示】发电机体积有限，线圈过多发电机体积有限，线圈过多时，每个线圈的匝数太少，造成电动势偏小，另外，若时，每个线圈的匝数太少，造成电动势偏小，另外，若线圈过多，各线圈中的电流产生的磁场互相影响，也不线圈

8、过多，各线圈中的电流产生的磁场互相影响，也不利于发电机发电利于发电机发电思考第11页，共41页，编辑于2022年，星期一三、电源与负载的连接方式三、电源与负载的连接方式1三相四线制：将发电机三相绕组的三个末端接在一三相四线制：将发电机三相绕组的三个末端接在一起，引出一个公共接头起，引出一个公共接头N，从三个绕组的始端，从三个绕组的始端A、B、C分别分别引出三根导线叫做引出三根导线叫做 线，也叫端线，俗称火线从线，也叫端线，俗称火线从N引出引出的导线叫做中性线，又叫的导线叫做中性线，又叫 线这种连接方式叫做线这种连接方式叫做 制这种接法又叫做三相电源的星形接法该接法可以对制这种接法又叫做三相电源

9、的星形接法该接法可以对用户提供两种电压，火线与中性线间的电压叫做用户提供两种电压，火线与中性线间的电压叫做相相电压，电压，通常用于生活用电；火线与火线间的电压叫做通常用于生活用电；火线与火线间的电压叫做线线电压，通常电压，通常为工农业生产中的动力电压为工农业生产中的动力电压三相四线三相四线相相零零第12页，共41页，编辑于2022年，星期一2三相三线制：如果三相负载完全对称，则通三相三线制：如果三相负载完全对称，则通过中性线的过中性线的 为零，可以将中性线省去，三相四线制为零，可以将中性线省去，三相四线制就变成了三相三线制就变成了三相三线制电流电流第13页，共41页，编辑于2022年，星期一一

10、、三相交变电流的产生及其特点一、三相交变电流的产生及其特点1三相交流发电机三相交流发电机(1)构成：磁极、构成：磁极、3组独立的互成组独立的互成120角的线圈；角的线圈；(2)作用：同时产生了相互独立的交变电流；作用：同时产生了相互独立的交变电流；(3)分类：旋转磁极式和旋转电枢式分类：旋转磁极式和旋转电枢式核心要点突破核心要点突破第14页，共41页，编辑于2022年，星期一2三相交变电流的产生三相交变电流的产生如图如图412所示，在匀强磁场中互成所示，在匀强磁场中互成120角分角分布着布着3个绕组个绕组AX、BY、CZ，其中，其中A、B、C为绕组的为绕组的始端，始端，X、Y、Z为绕组的末端，

11、这为绕组的末端，这3个线组具有相同个线组具有相同的匝数、绕向和角速度的匝数、绕向和角速度图图412第15页，共41页，编辑于2022年，星期一3三相交变电流的特点三相交变电流的特点(1)由于由于3个线圈相同，转速相同，所以在每个个线圈相同，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，并且都按正且都按正(余余)弦规律变化弦规律变化第16页，共41页，编辑于2022年，星期一(4)图象描述图象描述(如图如图413)：图图413第17页，共41页，编辑于2022年，星期一三相交流发电机发出来的三相独立的交流电，三相交流发电机发出来的三相独

12、立的交流电，除了相位不同，其他各个量，比如最大值、有效值、除了相位不同，其他各个量，比如最大值、有效值、周期、频率都相同周期、频率都相同特别提醒特别提醒第18页，共41页，编辑于2022年，星期一二、三相交变电流电源与负载的连接方式二、三相交变电流电源与负载的连接方式1三相交变电流的零线与火线、相电压与线电三相交变电流的零线与火线、相电压与线电压压(1)零线与火线零线与火线零线：从公共点引出的导线叫做中性线，照零线：从公共点引出的导线叫做中性线，照明电路里中性线是接地的，又叫做零线明电路里中性线是接地的，又叫做零线火线：从每个绕组的始端引出的导线叫做端线，也火线：从每个绕组的始端引出的导线叫做

13、端线，也叫相线，在照明电路里俗称火线叫相线，在照明电路里俗称火线第19页，共41页，编辑于2022年，星期一(2)线电压与相电压线电压与相电压相电压：在三相电路里，每个线圈两端相电压：在三相电路里，每个线圈两端(火线与火线与中线之间中线之间)的电压叫相电压，用的电压叫相电压，用U相相表示表示线电压：在三相电路里，两线圈首端间线电压：在三相电路里，两线圈首端间(火线与火线火线与火线之间之间)的电压叫线电压，用的电压叫线电压，用U线线表示表示在我国日常电路中，相电压是在我国日常电路中，相电压是220 V，线电压是，线电压是380 V.2三相四线制星形接法三相四线制星形接法(如图如图414所示所示)

14、图图414第20页，共41页，编辑于2022年，星期一(1)电源相电压电源相电压(每个线圈两端点间电压每个线圈两端点间电压)：UANUBNUCN220 V，输电线线电压输电线线电压(两条端线间电压两条端线间电压)：UACUABUBC380 V，第21页，共41页，编辑于2022年，星期一(2)负载相电流指流过每相负载的电流负载相电流指流过每相负载的电流IANIBNICN.此式成立的条件是各负载相同如果负载不此式成立的条件是各负载相同如果负载不相同，则相电流就不相等相同，则相电流就不相等输电线线电流输电线线电流(IAA，IBB，ICC)指流过每根输电线指流过每根输电线的电流，显然的电流，显然I线

15、线I相相第22页，共41页，编辑于2022年，星期一3三相三线制三角形接法三相三线制三角形接法(如图如图415所示所示)图图415第23页，共41页，编辑于2022年，星期一(1)电源相电压就是负载线电压：电源相电压就是负载线电压：UABUBCUAC220 V.输电线相线指输电线相线指AA，BB，CC，无零线，无零线(2)负载相电流指负载相电流指IAB，IBC，ICA.一般不相等，只有当负载相同时才相等一般不相等，只有当负载相同时才相等输电线线电流指输电线线电流指IAA，IBB，IC C.第24页，共41页，编辑于2022年，星期一对于线电压为对于线电压为380 V的三相电路，若每相负载的的三

16、相电路，若每相负载的额定电压为额定电压为380 V，则可用三角形接法；若每相负，则可用三角形接法；若每相负载的额定电压为载的额定电压为220 V，就用星形接法，就用星形接法特别提醒特别提醒第25页，共41页，编辑于2022年，星期一关于三相交变电流，下列说法正确的是关于三相交变电流，下列说法正确的是()A三相交流发电机的三个线圈产生的交变电动三相交流发电机的三个线圈产生的交变电动势有相同的周期和最大值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都可以三相交流发电机的三个线圈的每一个线圈都可以单独向外供电单独向外供电C三相交流发电机的三个线圈产生的电动势不同时三相交流发电机的三个

17、线圈产生的电动势不同时达到最大值达到最大值D三相交流发电机线圈采用星形连接时，负载也必三相交流发电机线圈采用星形连接时，负载也必须采用星形连接须采用星形连接课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一对三相交变电流的认识对三相交变电流的认识例例例例1 1第26页，共41页，编辑于2022年，星期一【思路点拨思路点拨】根据三相交变电流产生的原理及电源根据三相交变电流产生的原理及电源和负载的连接关系、特点作出判断和负载的连接关系、特点作出判断【答案答案】ABC第27页，共41页，编辑于2022年，星期一【点评点评】三组独立的线圈产生三相交流电，三组独立的线圈产生三相交流电，三相交流电的每一相都按照正弦规律

18、变化，只是依次三相交流电的每一相都按照正弦规律变化，只是依次落后；电源与负载的连接方式有三相四线制和三相三落后；电源与负载的连接方式有三相四线制和三相三线制线制第28页，共41页，编辑于2022年，星期一1比较三相交流发电机的三个线圈发出的比较三相交流发电机的三个线圈发出的三相交变电压，下列说法正确的是三相交变电压，下列说法正确的是()A最大值、周期及达到最大值的时刻均最大值、周期及达到最大值的时刻均相同相同B最大值、周期均相同，但达到最大值的时刻最大值、周期均相同，但达到最大值的时刻依次相隔依次相隔1/6周期周期C最大值、周期均相同，但达到最大值的最大值、周期均相同，但达到最大值的时刻依次相

19、隔时刻依次相隔1/3周期周期D最大值、周期及达到最大值的时刻均最大值、周期及达到最大值的时刻均不相同不相同变式拓展变式拓展第29页，共41页，编辑于2022年，星期一第30页，共41页，编辑于2022年，星期一在线电压在线电压380 V的三相电路中，用三个额定的三相电路中，用三个额定电压均为电压均为U0220 V、额定功率分别为、额定功率分别为P1100 W、P225 W、P3200 W的电灯分别作为的电灯分别作为A、B、C三三相的负载组成星形连接方式，试就下面两种情况，讨相的负载组成星形连接方式，试就下面两种情况，讨论当论当C相负载断开和短路时所造成的影响：相负载断开和短路时所造成的影响：(

20、1)有中性线时；有中性线时；(2)无中性线时无中性线时类型二类型二三相交变电路的连接三相交变电路的连接例例例例2 2第31页，共41页，编辑于2022年，星期一【思路点拨思路点拨】在三相电路中，每根相线与在三相电路中，每根相线与中性线都相当于一个独立发电机的供电系统，某中性线都相当于一个独立发电机的供电系统，某一相的负载变化可认为对其他两相无影响无中一相的负载变化可认为对其他两相无影响无中性线时，某一相负载的变化则会对其他相造成影性线时，某一相负载的变化则会对其他相造成影响响【解析解析】(1)有中性线时供电电路如图有中性线时供电电路如图416所示当所示当C相负载断开或短路时，相负载断开或短路时

21、，A、B两相分别由两相分别由相线与中性线构成两个供电回路，其相电压相线与中性线构成两个供电回路，其相电压第32页，共41页，编辑于2022年，星期一图图416第33页，共41页，编辑于2022年，星期一图图417第34页，共41页，编辑于2022年，星期一当当C相负载断开后，相负载断开后，A、B两相负载串接在两根两相负载串接在两根相线之间由于相线之间由于A、B两相的负载电阻为两相的负载电阻为第35页，共41页，编辑于2022年，星期一结果使结果使B相电灯烧毁，并可能使相电灯烧毁，并可能使A相电灯不亮相电灯不亮(B相相烧断时烧断时)或跟着烧毁或跟着烧毁(B相形成短路时相形成短路时)当当C相负载短

22、路时，相负载短路时，A、B两相负载依次接在两相负载依次接在A、C和和B、C两根相线之间，电灯两端电压猛升至线电两根相线之间，电灯两端电压猛升至线电压压380 V，两灯一起烧毁，两灯一起烧毁(严重时还可能影响电源严重时还可能影响电源)【答案答案】见见解析解析第36页，共41页，编辑于2022年，星期一【点评点评】(1)在星形接法中，若各负载对称，在星形接法中，若各负载对称，则中性线电流为零，此时中性线可省去但若负载不则中性线电流为零，此时中性线可省去但若负载不对称，绝不能省掉中性线，否则将会损坏变压器或用对称，绝不能省掉中性线，否则将会损坏变压器或用电器电器(2)在家庭照明电路中，保险丝绝不能接

23、在中性线在家庭照明电路中，保险丝绝不能接在中性线上，防止因保险丝烧断后损坏用电器上，防止因保险丝烧断后损坏用电器第37页，共41页，编辑于2022年，星期一2如图如图418所示，发电机每个绕组两端所示，发电机每个绕组两端的电压的电压(相电压相电压)为为220 V，三个负载电阻均为，三个负载电阻均为100，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是()变式拓展变式拓展图图418第38页，共41页，编辑于2022年，星期一A发电机绕组采用发电机绕组采用“Y”接法，负载采用接法，负载采用“”接接法法B每个负载电阻两端的电压为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每个负载电阻两端的电压为380 VD通过每个负载的电流为通过每个负载的电流为3.8 A解析解析：选选ACD.对发电机而言，由于采用星形接对发电机而言，由于采用星形接法，所以如果相电压为法，所以如果相电压为220 V，那么线电压就是，那么线电压就是380 V，每个负载两端的电压为，每个负载两端的电压为380 V，通过每个负载的电流，通过每个负载的电流为为3.8 A.第39页，共41页，编辑于2022年，星期一随堂达标自测随堂达标自测第40页，共41页，编辑于2022年，星期一课时活页训练课时活页训练第41页，共41页，编辑于2022年，星期一