专题十五 三相正弦交流电路（课件）-山东省职教高考《电工技术基础与技能》（高教版） 专题复习讲练测

专题十五.三相正弦交流电路 《电工技术基础与技能》（高教版） 专题复习讲练测 1 01 考纲解读 02 知识点梳理 03 考题讲解 课内练习 04 05 归纳小结 CONTENTS 目录 常见考点： 电感和电容在交流电路中的作用及阻碍作用。 纯电感电路中电流与电压的相位关系和大小关系。 纯电容电路中电流与电压的相位关系和大小关系。 电阻、电感串联电路中端电压与电流的相位关系和大小关系。 电阻、电容串联电路中端电压与电流的相位关系和大小关系。 电阻、电感、电容串联电路中端电压与电流的相位关系和大小关系。 交流电路中功率的计算方法，包括功率因数的计算。 如何提高功率因数的方法和意义。 一.考纲解读 考试要求： 理解电感和电容在交流电路中的作用，包括阻碍作用以及对电流和电压的影响。 能够描述纯电感电路和纯电容电路中电流与电压的关系，包括相位关系和大小关系。 掌握电阻、电感、电容的串联电路中端电压与电流的相位关系和大小关系。 熟悉在电阻、电容的串联电路中端电压与电流的相位关系和大小关系。 能够分析电阻、电感、电容的串联电路中端电压与电流的相位关系和大小关系。 理解交流电路中功率的计算方法，包括考虑电流、电压的相位关系。 一.考纲解读 易考题型： 一.考纲解读 易考题型 选择题：三相正弦交流电路组成部分及其作用。 判断题：三相正弦交流电路特点。 2 简答题：三相正弦交流电路应用，及其调整。 3 1 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 一、在图 8-3 所示的电路里,当双刀双掷开关S分别接通直流电源和交流电源,若直流电压和交流电压的有效值相等,则指示灯的亮度相同,这表明电阻对直流电和对交流电的阻碍作用是相同的。用电感线圈L代替图 8-3 中的电阻R,并且让线园L的电阻值等于 R,如图8-4所示,再用双刀双掷开关S分别接通直流电源和交流电源,可以看到,接通直流电源时,指示灯的亮度与图 8-3 时相同;接通交流电源时,指示灯明显变暗,这表明电感线圈对直流电和对交流电的阻碍作用是不同的。对于直流电,起阻碍作用的只是线圈的电阻;对交流电,除了线圈的电阻外,电感也起阻碍作用。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二、如图 8-8 所示,把指示灯和电容器串联成一个电路,如果把它们接在直流电源上,灯不亮,说明直流电不能通过电容器。如果把它们接在交流电源上,灯就亮了,说明交流电能“通过”电容器。这是为什么呢?原来,电流实际上并没有通过电容器的电介质,只不过是在交流电压的作用下,当电源电压增高时,电容器充电,电荷向电容器的极板上集聚,形成充电电流:当电源电压降低时,电容器放电,电荷从电容器的极板上放出,形成放电电流。电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,就好似交流电“通过”了电容器。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 三、电容对交流电的阻碍作用： 电容对交流电的阻碍作用称为容抗,用符号X。表示,它的单位也是Ω(欧)。 容抗的大小与哪些因素有关呢?在图8-8所示的电路中,换用电容不同的电容器来做实验,可以看到,电容越大,指示灯越亮。这表明电容器的电容量越大,容抗越小。若仍用原来的电路,保持电源的电压有效值不变,而改变交流电的频率,重做实验,可以看到,频率越高,指示灯越亮。这表明交流电的频率越高,容抗越小。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 四、为什么电容器的容抗与它的电容和交流电的频率有关呢?这是因为电容越大,在同样电压下电容器容纳的电荷越多,因此,充电电流和放电电流就越大,容抗就越小。交流电的频率越高,充电和放电就进行得越快,因此,充电电流和放电电流就越大,容抗就越小。进一步的研究指出,电容器的容抗X。在电子技术中,从某一装置输出的电流常常既有交流成分,又有直流成分如果只需要把交流成分输送到下一级装置,只要在两级电路之间串联一个电容器,就可以使交流成分通过,而阻止直流成分通过。具有这种用途的电容器称为隔直电容器,隔直电容器的电容一般较大。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 五、从图 8-18 中可以看到,电路的端电压与各分电压构成电压三角形。端电压为直角三角形的斜边。直角边由两个分量组成，一个分量是与电流相位相同的分量,也就是电阻两端的电压U;另一个分量是与电流相位相差 90°的分量，也就是电容两端电压 Uc。 二.知识点梳理和重点概念复习 重点概念复习： 电感对交流电的阻碍作用：电感在交流电路中会产生感抗，导致电流和电压之间存在相位差。 纯电感电路：在纯电感电路中，电流落后于电压90度。 电容对交流电的阻碍作用：电容在交流电路中会产生容抗，也会导致电流和电压之间存在相位差。 纯电容电路：在纯电容电路中，电流超前于电压90度。 电阻、电感的串联电路：在电阻、电感的串联电路中，电流领先于电压一定相位角。 电容、电阻的串联电路：在电容、电阻的串联电路中，电流滞后于电压一定相位角。 电阻、电感、电容的串联电路：在复杂的电阻、电感、电容串联电路中，电流和电压之间的相位关系会根据各元件的参数而有所不同。 二.知识点梳理和重点概念复习 1.如果一个三相正弦电压系统中的相位电压和线电压均为220V，系统中的功率因数为0.8，则系统的总有功功率为多少？ A) 169.6W B) 820.8W C) 1453.6W D) 2755.2W 答案：C) 1453.6W 解析：总有功功率 = 3 × 线电压 × 相位电压 × 功率因数。 三.常考习题练习与讲解 选择题 2.三相正弦电流系统中，相位A的电流为5A，相位B的电流为4A，相位C的电流为3A，且相位间两两间隔120°，这时系统的总无功功率是多少？ A) 7.5Var B) 10Var C) 12.5Var D) 15Var 答案：D) 15Var 解析：总无功功率 = 3 × 线电流 × 相位电流 × 正弦60°。 三.常考习题练习与讲解 选择题 3.如果三相正弦电压系统中相位A的电压为120V，相位B的电压为208V，相位C的电压为240V，且相位A和相位B之间相位差为30°，那么相位C的相位差应为多少度？ A) 150° B) 210° C) 270° D) 330° 答案：B) 210° 解析：根据三相正弦电压的关系，相位C与相位A、B之间的相位差为210°。 三.常考习题练习与讲解 选择题 4.在一个三相正弦电流系统中，相位A的电流为5A，相位B的电流为4A，相位C的电流为3A，则系统的总视在功率为多少VA？ A) 60VA B) 100VA C) 140VA D) 180VA 答案：C) 140VA 解析：总视在功率等于3相位电流乘以线电流的和。 三.常考习题练习与讲解 选择题 5.在三相正弦交流电路中，电压和电流的相位差称为什么角度？ A) 45° B) 60° C) 90° D) 120° 答案：B) 60° 解析：在三相系统中，电压和电流之间的相位差通常为60°。 三.常考习题练习与讲解 选择题 6. 三相正弦电流系统中，如果各相电流有效值相同，设为I，相序依次为A、B、C，则三相总功率因数为多少？ A) 0.707 B) 0.866 C) 0.5 D) 1 答案：D) 1 解析：当各相电流相同且正弦波形相位差为120°时，系统总功率因数为1。 三.常考习题练习与讲解 选择题 7.在三相星形接线系统中，线电流与相电流的关系是： A) 线电流等于相电流 B) 线电流等于相电流的2倍 C) 线电流等于相电流的3倍 D) 线电流等于相电流的根号3倍 答案：D) 线电流等于相电流的根号3倍 解析：在三相星形接线系统中，线电流与相电流的关系为线电流 = √3 * 相电流。 三.常考习题练习与讲解 选择题 8.在三相正弦交流电路中，如果相位顺序为ABC，那么相位顺序为CBA的三相电路有什么特点？ A）相位顺序不影响电路特性 B）电路可能无法正常工作 C）电压和电流波形不受影响 D）功率因数发生变化 答案：B）电路可能无法正常工作 解析：三相电路的相位顺序影响电路的正常运行，若顺序错误，可能导致设备不能正常工作。 三.常考习题练习与讲解 选择题 1.在三相正弦交流电路中，如果相序为ABC，则相序为___。 答案：正常 解析：在正常相序中，相序为ABC。 2.三相正弦交流电路中，电压的相位顺序是按照___ 规律排列的。 答案：顺时针 解析：三相正弦交流电路中，电压的相位顺序按照顺时针方向排列。 三.常考习题练习与讲解 填空题 3.三相正弦交流电路中，如果三个相位的电压值分别为240V、240V、240V，则线电压为___ V。 答案：415 解析：线电压等于相位电压乘以根号3，因此线电压为240V乘以根号3，约等于415V。 4.三相正弦交流电路中，当负载为纯电阻负载时，功率因数为___。 答案：1 解析：纯电阻负载时，功率因数为1，表示电流和电压处于同相位。 三.常考习题练习与讲解 填空题 5.三相正弦交流电路中，若负载为纯电容负载，功率因数角为___ 度。 答案：-90 解析：纯电容负载时，功率因数角为-90度，即负载完全是电容，无电阻和电感元件。 6.三相正弦交流电路中，视在功率等于___ 乘以___ 。 答案：电压，电流 解析：视在功率等于电压乘以电流，即S=VI。 三.常考习题练习与讲解 填空题 7.三相正弦交流电路中，如果线电压为415V，则相电压为___ V。 答案：240 解析：相电压等于线电压除以根号3，因此相电压为415V除以根号3，约等于240V。 8.在三相正弦交流电路中，三个相位之间的相位差为___ 度。 答案：120 解析：三相正弦交流电路中，每个相位之间相位差都为120度，形成平衡系统。 三.常考习题练习与讲解 填空题 9.三相正弦交流电路中，如果线电压为415V，相序为ACB，则该系统为___ 相序。 答案：逆相序 解析：根据相序ACB，判断系统为逆相序。 10.三相正弦交流电路中，功率三角形的三条边分别代表___、___ 和 ___。 答案：有功功率、无功功率、视在功率 解析：功率三角形中，三条边分别表示有功功率、无功功率和视在功率。 三.常考习题练习与讲解 填空题 1.功率因数是指电路中有功功率与视在功率之比，其范围通常在0到1之间。（ ） 答案: 正确 解析: 功率因数描述了电路中有用功率与总功率之间的关系，范围通常在0到1之间，数值越接近1表示功率因数越高，电路越有效率。 2.在三相电路中，负载不平衡可能导致电流流过中性线，进而引起中性线过载（ ） 答案: 正确 解析: 负载不平衡会导致各相电流不相等，从而使得中性线承载的电流不为零，可能引起中性线过载，甚至引发安全隐患。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3.三相电路中，如果一个负载突然断开，其他负载仍能保持正常工作。（ ） 答案: 可能正确 解析: 三相电路中的负载通常是并联连接的，如果一个负载突然断开，其他负载可能仍能继续正常工作，但这取决于系统的设计和负载的性质。 4. 三相电路中，相电压之间的相位差是360度。（ ） 答案: 错误 解析: 在三相电路中，相电压之间的相位差通常为120度，这是因为三个相之间相位均匀分布在一个周期内。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.三相电路中，星型连接方式比三角形连接方式更适合长距离输电。（ ） 答案: 正确 解析: 星型连接方式相对于三角形连接方式具有较好的电压稳定性和对电力负载的适应能力，因此更适合长距离输电线路。 6.三相电路中，负载的不平衡会导致系统的功率因数降低。（ ） 答案: 正确 解析: 负载不平衡会导致系统中的无功功率增加，从而降低功率因数，影响电路的效率和稳定性。 三.常考习题练习与讲解 判断题 7.在三相电路中，相电流和线电流的相位差为30度。（ ） 答案: 错误 解析: 在三相电路中，相电流和线电流的相位差通常为30度，这是由于相电流与线电流之间存在根号3的关系。 8. 三相电路中，当负载对称时，各相的功率相等。（ ） 答案: 正确 解析: 在负载对称的情况下，各相的功率相等，这是因为各相之间的电压和电流都是均衡分布的。 三.常考习题练习与讲解 判断题 9.三相电路中，相电流的频率等于线电流的频率。（ ） 答案: 正确 解析: 在三相电路中，各相之间的电流频率是相同的，都等于系统的供电频率，通常是50Hz或60Hz。 10.三相电路中，电流的相位差会影响电路的功率输出。（ ） 答案: 正确 解析: 电流的相位差影响电路中的功率因数，从而影响功率输出的大小和稳定性。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1.三相正弦交流电路中，什么是平衡和不平衡负载？它们之间有什么区别？ 答案：平衡负载是指三相电路中各相的负载相等且相位相同，而不平衡负载则是指各相的负载不相等或相位不同。区别在于平衡负载下电流和电压的波形对称，而不平衡负载下会引起电流和电压的波形失衡。 四.课内练习与讲解 2.解释三相正弦交流电路中的星型连接和三角形连接的区别及优缺点。 答案：星型连接是指三相负载各相分别接在三相供电点附近，而三角形连接是指三相负载各相两两相连，形成一个闭合的三角形电路。星型连接便于检测和控制各相电流和电压，而三角形连接则可以提供较高的功率传输效率。但星型连接需要额外的中性线，而三角形连接则较为节省线路。 四.课内练习与讲解 3.三相正弦交流电路中的功率平衡是指什么？为什么重要？ 答案：功率平衡指三相电路中各相的有功功率之和为零，即三相总功率平衡。这一般要求电压和当前在各个相位是相同的。功率平衡对于确保电网稳定运行和设备正常工作至关重要，因为不平衡的功率分配可能导致设备过载、电网压力不稳定等问题。 四.课内练习与讲解 4.三相正弦交流电路中，同步电动机是如何工作的？它与三相电源之间的关系是什么？ 答案：同步电动机利用三相交流电源的旋转磁场和定子上的转子磁极相互作用来实现运转。通过与供电的三相电源频率和相位角保持同步，同步电动机可以保持稳定运行。三相电源提供旋转磁场，同时同步电动机在理想情况下也产生旋转磁场，二者之间相互作用使电机转动。 四.课内练习与讲解 5.三相正弦交流电路中，为什么需要使用变压器？变压器在三相电路中的作用是什么？ 答案：变压器用于改变三相电路中的电压和电流大小，以适应不同负载的要求。在三相电路中，变压器可以实现电压的升降压，同时也可以实现隔离保护和功率传输的调节。变压器在三相电路中起到调节电路参数和适配负载的作用。 四.课内练习与讲解 在三相正弦交流电路中，我们学习了许多重要的知识点：基础概念：三相正弦交流电路中，每相的电压波形之间的相位差是120度。每个相的频率相同，但相位不同。电感、电容和电阻的作用：电感对交流电的阻碍作用会导致电流和电压之间存在相位差。电容对交流电的阻碍作用同样会导致电流和电压之间存在相位差。串联电路：在电阻、电感的串联电路中，端电压与电流的相位关系以及大小系都是重要类似地，在电阻、电容的串联电路中也要考虑这些关系。功率和功率因数。 五.课程小结 五.课程小结 重点复习知识点 1.电路的端电压与各分电压构成电压三角形。端电压为直角三角形的斜边。直角边由两个分量组成，一个分量是与电流相位相同的分量,也就是电阻两端的电压U;另一个分量是与电流相位相差 90°的分量，也就是电容两端电压 Uc。 2.在直流电路中,电功率等于电压和电流的乘积(P=U)。而在交流电路中电压和电流是不断变化的,因此,将电压时值"和电流瞬时值i的乘积称为瞬时功率,用p表示。 感谢观看 $$