《电工与电子技术及应用》三相正弦交流电路（1） （讲义）安徽省加工制造考点讲练测

编写说明：安徽省《加工制造类专业考点讲练测》专辑，是依据《安徽省普通高校对口招生考试加工制造类专业课考试纲要》编写的。紧密围绕加工制造类专业课考纲所涉及的三门高考课程的25个考点，精心编撰了58套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、概念回顾、概念强化题、高考真题或高考模拟题、课堂练习、课堂小结以及课后测验等九个环节。 本讲属于《加工制造类专业考点讲练测》的第38套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有安徽省《加工制造类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 安徽省《加工制造类考点讲练测》 【电工与电子技术及应用】 38.三相正弦交流电路 （1） 讲义 [考纲要求] 1.识记三相电源的基本概念 2.掌握三相电源的星形联接 3.识记三相交流电路的功率 4.理解三相交流电路功率的计算 [思维导图] [知识梳理] 一、三相对称交流电源的基本概念 1.概念:三相对称交流电源是指三个电动势最大值相等、频率相同、相位互差(或120°)的单相交流电源按规定的方式组合而成的电源。 2.三相对称交流电源的表示方法 (1)瞬时值表达式 对称三相电动势中，三个电动势达到最大值(或零)的先后次序称为相序。正相序(或顺相序)为 U— V—W—U。负相序(或逆相序)为 U—W—V—U. (3)波形图 (4) 矢量图 对应关系表达式 二、三相交流电源的星形联结 1.星形(Y)联结方式如图所示。 (1)中性点(或零点):三相绕组的末端相连接形成 的公共点称为中性点(或零点),用字母“N” 表示。 (2)中性线(或零线):从中性点N 引出的导线称 为中性线(或零线),这种供电系统是三相四线制，不引 出中性线的供电系统是三相三线制。 (3)端线(或相线):从绕组的三个首端U1、V1、W1 分别引出的三根导线称为端线(或相线),俗称火 线，用字母“L”表示。 2.相电压与线电压 (1)相电压：各相线与中性线之间的电压称为相电压，分别用Uu、Uv、Uw表示(通常用Up 表示相电压的 有效值)。三个相电压是对称的。相电压的方向：从绕组的始端指向末端。 (2)线电压：任意两根相线之间的电压称为线电 压，分别用Uuy、Uvw、Uwu表示(通常用UL表示线电压 的有效值)。三个线电压是对称的。线电压的方向由 三相电源的相序来确定，如Uuv就是从U1端指向V1 端 ，Uvw就是从V1 端指向W1 端 ，Uwu就是从W1 端指 向 U1 端。 (3)相电压与线电压的关系 ①大小：各线电压的有效值是各相电压有效值的 √3倍，即UL=√3Up。 ②相位：各线电压在相位上比各对应的相电压超 前30°。 ③数值：在低压供电系统中，相电压为220 V, 线 电压为380 V。 ④矢量图 三、三相交流电路的功率 1.三相交流电路同单相交流电路一样，也有有功功率(P) 、无功功率(Q) 和视在功率(S)之分，三相交流电路的总功率是指三相总的有功功率。 2.三相对称负载无论是星形联结还是三角形联结，其电路的总功率、无功功率和视在功率的计算公式都是相同的。 四、三相交流电路功率的计算 1.不对称三相负载 有功功率(总功率）：P=Pu+Pv+Pw 2.对称三相负载 [师生互动] 1.什么是三相对称交流电源？ 【答案】三相对称交流电源是指三个电动势最大值相等、频率相同、相位互差(或120°)的单相交流电源按规定的方式组合而成的电源。 2.解释什么是中性点、中性线、端线？ 【答案】(1)中性点(或零点):三相绕组的末端相连接形成 的公共点称为中性点(或零点),用字母“N” 表示。(2)中性线(或零线):从中性点N 引出的导线称 为中性线(或零线),这种供电系统是三相四线制，不引 出中性线的供电系统是三相三线制。(3)端线(或相线):从绕组的三个首端U1、V1、W1 分别引出的三根导线称为端线(或相线),俗称火 线，用字母“L”表示。 3.什么是相电压与线电压？ 【答案】(1)相电压：各相线与中性线之间的电压称为相电压，分别用Uu、Uv、Uw表示(通常用Up表示相电压 有效值)。三个相电压是对称的。(2)线电压：任意两根相线之间的电压称为线电压，分别用Uuy、Uvw、Uwu表示(通常用UL表示线电压 的有效值)。三个线电压是对称的。线电压的方向由三相电源的相序来确定。 4.相电压与线电压之间有什么关系？ 【答案】①大小：各线电压的有效值是各相电压有效值的 √3倍，即UL=√3Up。 ②相位：各线电压在相位上比各对应的相电压超 前30°。 ③数值：在低压供电系统中，相电压为220 V, 线 电压为380 V。 [概念强化] 1.（单项选择题）已知三相动力供电线路的电压是380 V, 则任意两根相 线之间的电压称为____,其有效值是______。（ ） A.相电压380 V B.相电压220 V C.线电压380 V D.线电压220 V 【答案】C 2.（单项选择题）关于一般三相交流发电机的三个线圈中的电动势，下列说法正确的是（ ）。 A.它们的最大值不同 B.它们同时达到最大值 C.它们的周期不同 D.它们达到最大值的时间依次落后1/3周期 【答案】D 3.（单项选择题）某星形联结的低压供电系统的线电压是220 V, 则 其相电压为（ ） A.380 V B.311 V C.220 V D.127 V 【答案】D 4.（填空题）三相四线制是由____________和____________所组成的供 电体系，可提供两种电压，即______ 和______;它们之间有效值的数值关系是U₁=______Up, 相位关系是UL______Up 30°(填“超前”或“滞后”)。 【答案】三根相线 一根中性线 相电压 线电压(不分先后顺序) √3 超前 5.（填空题）设，则Uyp=____________，,Uwp=____________。 【答案】 6.（简述与计算题）对称三相交流电诹采用星形联结向三相对称负载供电，若已知相的相电压30)V,求另外两相的相电压及三相的线电压的解析式。 【答案】 V V V V V [高考模拟] 1.（单项选择题）某三相对称电源的线电压为380 V,则其线电压的最大 值为（ ）V。 B,380 D. 【答案】A 2.（单项选择题）下列各组电压中，符合三相对称电压的是（ ） 【答案】C 3.（单项选择题）在三相对称正序电源中，若U相相电压的初相角为120°,则U相线电压的初相角为（ ） A.150° B.-450° C.450° D.-150° 【答案】A 4.（单项选择题）在三相四线制的供电系统中，用万用表测量任意两根电源线之间的电压以确定中性线，测量结果为U₂=U14=380V,U13=220V,则（ ）号线为中性线。 A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】C 5.（单项选择题）若三相对称负载分 别采用三角形联结和星形联结方式供电，则（ ）。 A.P△≤PY B.P△=Py C.PA<Py D.PA>Py 【答案】D 6.（单项选择题）在线电压为380 V的三相四线制电路中，已知U相中有20盏灯并联，V相中有30盏灯并联，W相中有40盏灯并联，白炽灯的额定电压均为220 V, 功率均为100 W, 则电源供给的功率是（ ）。 A.18 kw B.9kw C.27kw D.12kw 【答案】B 7.（单项选择题）已知三相对称负载在线电压为380 V 的三相电源的 作用下，通过的线电流为17.2 A, 输 入功率为7.5kW,则负载的功率因数为（ ）。 A. 0.86 B.0.92 C.0.66 D.0.43 【答案】C 8.（单项选择题）某三角形联结的三相异步电动机，现接到线电压为 380V的三相电源中，当电动机耗用的电功率为6.55kW时，它的功率因数为0.79,则电动机的相电流为（ ）。 A.7.3A B.12.6A C.4.2 A D.21.8A 【答案】A 9.（单项选择题）三相异步电动机的三角形联结改为星形联结时，其功 率为 原 来的（ ）倍。 A.0.5 B.1 C.1/3 D.3 【答案】C 10.（填空题）在三相对称交流电源电压不变的情况下，若将三相 对称负载由星形联结方式改为三角形联结方式，则其各相的相电流增大到原来的________倍。 【答案】 11.（填空题）.某三相对称负载在线电压为220 V的三相电源的作用下，测得其线电流IL=20.8A,三相电功率P=5.5kW,则负载的功率因数为________ 【答案】0.69 12.（填空题）功率因数cosφ中的φ指的是负载的________和________之间的相位差。 【答案】相电压 相电流 13.（简述与计算题）三相交流电动机的定子绕组可看作三相对称例负载,正常运行在三角形联结的电动机常采用星形联结起动，以达到降低起动电流的目的。若三相电动机每相绕组的电阻为12Ω,感抗为16Ω,电源线电压为380V,试比较两种联结方式下的相电流、线电流及消耗的三相功率。 【答案】(1)当绕组作星形联结时， 相电压VV 相电流和线电流 A=11 A 功率因数 功率COs W= 4356 W (2)当绕组作三角形联结时，每相绕组得到的都是电源的线电压，即 V 相电流 A A 线电流： A=33 A 功率因数 功率 0.6 W=13 068 W 比较：同样的负载，同一电源供电时， [课堂练习] 1.（单项选择题）对三相对称电动势的说法正确的是（ ） A.它们同时到达最大值 B.它们到达最大值的时间依次落后周期 C.它们的周期相同，相位也相同 D.它们因为空间位置不同，所以最大值不同 【答案】B 2.（单项选择题）对称三相四线制线路，若端线上的一根保险丝熔断，则保险丝两端的电压为（ ） A.线电压 B.相电压 C.线电压十相电压 D.由负载决定 【答案】B 3.（单项选择题）关于三相四线制供电系统中，下列说法正确的是（ ） A.线电压为 220V，相电压380V B.线电压为380V，相电压36V C.线电压为 380V，相电压 220V D.线电压在相位上比对应相电压滞后 30° 【答案】C 4.（单项选择题）（ ） 数关系 . C. 【答案】A 5.（简述与计算题）如图所示的电路中，三相对称负载与对称三相电源相连接，每相负载的电阻为40 Ω,感抗为30Ω,电源线电压为380V,求负载的相电流、线电流、中性线电流以及三相有功功率。 【答案】 星形联结时： 相电流和线电流： 由于该负载为三相对称负载，故中性线电流 W=2 323,2 W [课堂小结] 三相交流电 1、 三相对称交流电源的基本概念 2、 三相交流电源的星形联结 3、 三相交流电路的功率 4、 三相交流电路功率的计算 学科网（北京）股份有限公司 $$