专题十三 三相交流电源与三相负载的连接与三相电路的功率（教案）-浙江省职教高考《电工技术基础与技能》（高教版）专题复习讲练测

专题十三.三相交流电源与三相负载的连接与三相电路的功率（讲义）《电工技术基础与技能》高教版 专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解三相交流电源的产生原理和特点。 2. 掌握三相电源的星形连接和三角形连接方式，以及它们之间的电压关系和电流关系。 3. 理解负载的星形连接和三角形连接的特点，能够计算相电压、线电压、相电流和线电流之间的关系。 4. 理解功率因数的概念，掌握不同功率因数对电路的影响以及计算方法。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、三相交流电动势的产生 图 10-1(a)所示是一台最简单的三相交流发电机的示意图。三个相的电动势，它们的频率相同、最大值相等,只是初相不同。若以第一相电动势的初相为0°则第二相为-120°,第三相为 120°(或-240°),那么各相电动势的瞬时值表达式则为 这样的三个电动势称为对称三相电动势。它们的矢量图和波形图,如图10-1(b)、(c)所示。 二、三相电源的连接 （1）三相发电机的每一个绕组都是独立的电源，均可单独给负载供电，但这样供电需用六根导线。实际上,三相电源是按照一定的方式连接之后,再向负载供电的,通常采用星形联结。 （2）将发电机三相绕组的末端 U2、V2、W2 连接在一点始端 U1、V1、W1分别与负载相连,这种连接方法称为星形联结,如图10-2所示。图中三个末端相连接的点称为中性点或零点,用字母“N”表示,从中性点引出的一根线称为中性线或零线。从始端U1、V1、W1引出的三根线称为相线或端线,俗称火线。 （3）由三根相线和一根中性线所组成的输电方式称为三相四线制(通常在低压配电中采用);只由三根相线所组成的输电方式称为三相三线制(在高压输电工程中采用)。 三、三相对称负载 平时所见到的用电器统一称为负载,负载又分为单相负载和三相负载。单相负载是指只需单相电源供电的设备,如照明灯、电炉、电烙铁等。三相负载是指需要三相电源供电的负载,如三相异步电动机、大功率电炉等。在三相负载中,如果每相负载的电阻、电抗相等,这样的负载称为三相对称负载。 因为使用任何电气设备，都要求负载所承受的电压应符合额定电压的要求，所以,要采用一定的连接方法,来满足电气设备对电压的要求。在三相电路中负载的连接方法有两种:星形联结和三角形联结。 四、负载的星形联结 图10-4所示是三相四线制电路,其线电压为380 V相电压为220 V。负载如何连接,应视其额定电压而定。通常单相负载的额定电压是220V,因此,要接在相线和中性线之间。因为照明灯负载是大量使用的,不能集中在一相电路中应把它们平均地分配在各相电路之中，使各相负载尽量平衡，照明灯的这种接法称为负载的星形联结。 五、负载的三角形联结 将三相负载分别接在三相电源的两根相线之间的接法,称为三相负载的三角形联结,如图 10-8 所示。这时,不论负载是否对称,各相负载所承受的电压均为对称的电源线电压，即 从图 10-8 中可以看出三相负载成三角形联结时,相电流与线电流是不-样的。对于这种电路的每一相,可以按照单相交流电路的方法来计算相电流。若三相负载对称时，各相电流的大小相等，其值为 [真题练讲] 1.（2022年浙江省统一考试）在三相电路中，如果一个相位的负载功率增大，会导致该相位的功率因数发生什么变化？ a) 不变 b) 增大 c) 减小 d) 无法确定 解析：正确答案是c) 减小。当一个相位的负载功率增大时，会导致该相位的功率因数减小。 2.（2019年浙江省统一考试）三相电路中，如果一个相位的电流增大，会导致该相位的功率因数发生什么变化？ a) 不变 b) 增大 c) 减小 d) 无法确定 解析：正确答案是c) 减小。当一个相位的电流增大时，会导致该相位的功率因数减小。 3.（2019年山东省统一考试）在三相电路中，如果一个相位的功率因数增大，会导致该相位的电压发生什么变化？ a) 不变 b) 增大 c) 减小 d) 无法确定 解析：正确答案是b) 增大。当一个相位的功率因数增大时，会导致该相位的电压增大。 4.（2021年湖南省统一考试） 三相电路中，如果一个相位的电压增大，会导致该相位的功率因数发生什么变化？ a) 不变 b) 增大 c) 减小 d) 无法确定 解析：正确答案是b) 增大。当一个相位的电压增大时，会导致该相位的功率因数增大。 5.（2020年浙江省统一考试）在三相电路中，如果一个相位的功率因数减小，会导致该相位的电流发生什么变化？ a) 不变 b) 增大 c) 减小 d) 无法确定 解析：正确答案是b) 增大。当一个相位的功率因数减小时，会导致该相位的电流增大。 [限时练讲] 1.在三相电路中，三相功率之间的相位差是多少？ a) 0° b) 90° c) 120° d) 180° 解析：正确答案是a) 0°。在三相电路中，三相功率之间的相位差是0度。 2.如果三相电路中负载阻抗不平衡，会导致什么？ a) 电压不平衡 b) 电流不平衡 c) 功率不平衡 d) 以上都是 解析：正确答案是d) 以上都是。如果负载阻抗不平衡，会导致电压、电流和功率都不平衡。 3.在三相电路中，如果一个相位的负载阻抗增大，会导致什么？ a) 该相位的电流减小 b) 该相位的电流增大 c) 该相位的电压增大 d) 无法确定 解析：正确答案是a) 该相位的电流减小。如果一个相位的负载阻抗增大，会导致该相位的电流减小。 4.在三相电路中，三相电流之间的相位差是多少？ a) 0° b) 90° c) 120° d) 180° 解析：正确答案是c) 120°。在三相电路中，三相电流之间的相位差是120度。 5.当负载由星形联结变为三角形联结时，负载阻抗会发生什么变化？ a) 不变 b) 增大根号3倍 c) 减小根号3倍 d) 无法确定 解析：正确答案是c) 减小根号3倍。当负载由星形联结变为三角形联结时，负载阻抗会减小根号3倍。 6.在三相电路中，如果一个相位的负载功率增大，会导致什么？ a) 该相位的电流减小 b) 该相位的电流增大 c) 该相位的电压增大 d) 无法确定 解析：正确答案是b) 该相位的电流增大。如果一个相位的负载功率增大，会导致该相位的电流增大。 7.三相电路中，功率的平衡性是指什么？ a) 各相功率相等且相位相同 b) 各相功率相等但相位不同 c) 各相功率不等但相位相同 d) 无法确定 解析：正确答案是a) 各相功率相等且相位相同。功率的平衡性是指各相功率相等且相位相同。 8. 什么是不平衡三相电源？ 解析：不平衡三相电源是指各个相之间的电压幅值相等，但相位不同的三相电源。在不平衡系统中，各个相之间的电压和电流分布不均匀。 9. 总功率因数是如何计算的？ 解析：总功率因数是三个相功率因数之间的算术平均值。它是用来衡量整个三相电路的功率因数的综合表现。 10. 请解释一下三相电路的总功率计算公式。 解析：三相电路的总功率计算公式为 P = √3 * U * I * cosφ，其中 P 表示总功率，U 表示线电压，I 表示线电流，φ 表示功率因数的余弦值。 11. 什么是纯电阻性负载？ 解析：纯电阻性负载是指在电路中只包含电阻元件，不包含电感或电容元件的负载。在纯电阻性负载中，电压和电流同相，功率因数为1。 12. 什么是纯电感负载？ 解析：纯电感负载是指在电路中只包含电感元件，不包含电阻或电容元件的负载。在纯电感负载中，电压领先于电流90度，功率因数为0。 [学法建议] 重点复习知识点： 1. 三相交流电动势的产生：三相交流电动势是通过三个相互位移120度的正弦电压波形产生的，在正常情况下，它们具有相同的幅值和频率。 2. 三相电源的连接方式：三相电源可以通过星形连接或三角形连接方式进行连接，这两种连接方式有不同的特点和应用场景。 3. 负载的星形联结与三角形联结：在星形连接中，相电流和线电流之间的关系由负载的阻抗决定，而在三角形连接中，线电流始终等于相电流的平方根乘以√3。 4. 三相电路的功率：常三相电路的总功率为三相功率的和，可以根据不同连接方式和负载特性计算得出。 功率因数是衡量电路有用功率和视在功率之间关系的参数，影响着电路的效率和功率损耗。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$