《電工基礎(chǔ)教案》第六章三相交流電路_圖文(精)

1、理論課授課教案課程名稱授課時(shí)間計(jì)劃課時(shí)1. 3.掌握 對(duì)稱三相負(fù) 載丫形連接 和連接時(shí)， 負(fù)載線電壓 和相電壓、 線電流和相 電流的關(guān) 系。1. 了解三 相交流電源 的產(chǎn)生和特點(diǎn)。2.握三相 四線制電源 的線電壓和 相電壓的關(guān) 系。4.掌握對(duì) 稱三相功率電工基礎(chǔ)三相交流電路2015年 月日授課班 級(jí)2015級(jí)電工班（漢）10課時(shí)實(shí)用課 時(shí)課時(shí)教學(xué)目的與要求1 第六章三相交流電路2的計(jì)算方 法。2.熟練分 析與計(jì)算三 相電路電 壓、電流、 功率等。多媒體投影設(shè) 教具備、電壓表、電流表等學(xué)生教材、參 考教材及網(wǎng)絡(luò) 圖文資料每次課前占用 約5分鐘時(shí)間章節(jié)名稱（課題教學(xué)時(shí)數(shù)第一次課教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1掌握

2、三 相電路線電 壓與相電 壓、線電流 與相電流的 相位關(guān)系。授課類型理論課教學(xué)方法講授參考資料復(fù)習(xí)提問(wèn)教學(xué)過(guò)程和內(nèi)容時(shí)間分配課時(shí)分配:6-1 三相交流電源 6-2 三相負(fù)載的連接方式實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn) 7 三相交流負(fù)載 的連接6-3 提高功率因數(shù)的意義和方法合計(jì)組織教學(xué)與復(fù)習(xí)回顧1師生相互問(wèn)好，組織學(xué)生坐端、坐好，進(jìn)行上課 狀態(tài)。2.點(diǎn)名考勤，掌握曠課、缺課學(xué)生情況及去向。3準(zhǔn)備多媒體投影，期間提示學(xué)生回顧上次課程的 重、難點(diǎn)內(nèi)容。4以集中提問(wèn)或個(gè)別提問(wèn)方式對(duì)上一節(jié)課的教學(xué)效 果進(jìn)行了解，同時(shí)復(fù)習(xí)。新課導(dǎo)入及展開(kāi)講授第一節(jié)三相交流電源一、三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生1對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)振幅相等、頻率相同，在相位上

3、彼此相差120的三個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為 對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)。對(duì)稱三相電動(dòng) 勢(shì)瞬時(shí)值的數(shù)學(xué)表達(dá)式為第一相(U相電動(dòng)勢(shì)：e仁Emsin( t第二相(V相電動(dòng)勢(shì)：e2 = Emsin( t 12010第三相（W相電動(dòng)勢(shì)：e3 = Emsin（ t 120顯然，有el e2 e3 = 0。波形圖與相量圖如圖10-1所示。圖10-1對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)波形圖與相量圖2相序三相電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值（振幅的先后次序叫做 相序。e1比e2超前120,e2比e3超前120,而e3又比e1超前120,稱這種相序稱為 正相序 或順相 序；反之，如果e1比e3超前120,e3比e2超前120,e2比e1超前120,稱這種相序?yàn)?負(fù)相序或逆

4、 相序。相序是一個(gè)十分重要的概念，為使電力系統(tǒng)能 夠安全可靠地運(yùn)行，通常統(tǒng)一規(guī)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一般 在配電盤上用黃色標(biāo)出U相，用綠色標(biāo)出V相，用 紅色標(biāo)出W相。2、三相電源的連接三相電源有星形（亦稱Y形接法和三角形（亦稱 形接法兩種。1.三相電源的星形（Y 形接法將三相發(fā)電機(jī)三相繞組的末端U2、V2、W2（相尾連接在一點(diǎn)，始端U1、V1、W1（相頭分別與負(fù)載 相連，這種連接方法叫做星形（Y形連接。如圖10-2所示。教學(xué)過(guò)程和內(nèi)容時(shí)間分配圖10-3相電壓與線電壓的相量圖圖10-2三相繞組的星形接法從三相電源三個(gè)相頭U1、VI、W1引出的三根導(dǎo)線叫作 端線或相線，俗稱火線，任意兩個(gè)火線 之間的電壓叫做

5、 線電壓。Y形公共聯(lián)結(jié)點(diǎn)N叫作中 點(diǎn)，從中點(diǎn)引出的導(dǎo)線叫做 中線或零線。由三根相 線和一根中線組成的輸電方式叫做三相四線制（通常在低壓配電中采用。每相繞組始端與末端之間的電壓（即相線與中線之間的電壓叫做 相電壓，它們的瞬時(shí)值用u1、u2、u3來(lái)表示，顯然這三個(gè)相電壓也是對(duì)稱的。相 電壓大?。ㄓ行е稻鶠閁1 = U2 = U3 = UP任意兩相始端之間的電壓（即火線與火線之間的電壓叫做線電壓，它們的瞬時(shí)值用u12、u23、u31來(lái)表示。Y形接法的相量圖如圖10-3所示。顯然三個(gè)線電壓也是對(duì)稱的。大?。ㄓ行е稻鶠閁12 = U23 = U31 = UL = UP線電壓比相應(yīng)的相電壓超前30,如線電

6、壓u12比相電壓u1超前30，線電壓u23比相電壓u2超前30,線電壓u31比相電壓u3超前30。-vW12.三相電源的三角形（形接法將三相發(fā)電機(jī)的第二繞組始端V1與第一繞組的末端U2相連、第三繞組始端W1與第U1、VI、W1引出三根導(dǎo)線分別與負(fù)載相連，這種連接方法 叫做三角形（形連接。顯然這時(shí)線電壓等于相電 壓，即UL = Up、負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)如圖10-4所示。圖10-4三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)該接法有三根火線和一根零線，叫做三相四線制電路，在這種電路中三相電源也是必須是Y形接法，所以又叫做YY接法的三相電路。顯然不管 負(fù)載是否對(duì)稱（相等，電路中的線電壓UL都等于負(fù)載相電壓UYP

7、的倍， 即UL = UYP負(fù)載的相電流IYP等于線電流IYL, 即卩IYL= IYP當(dāng)三相負(fù)載 對(duì)稱時(shí)，即各相負(fù)載完全相同，相 電流和線電流也一定對(duì)稱（稱為YY形對(duì)稱三相電 路。即各相電流（或各線電流振幅相等、頻率相同、 相位彼此相差120,并且中線電流為零。所以中線教學(xué)過(guò)程和內(nèi)容第二節(jié)三相負(fù)載的連接時(shí)間分配第二次課可以去掉，即形成三相三線制電路，也就是說(shuō)對(duì)于 對(duì)稱負(fù)載來(lái)說(shuō)，不必關(guān)心電源的接法，只需關(guān)心負(fù) 載的接法?！纠?0-2】在負(fù)載作Y形聯(lián)接的對(duì)稱三相電 路中，已知每相負(fù)載均為|Z|= 20， 設(shè)線電壓UL = 380V， 試求： 各相電流（也就是線電 流。解：在對(duì)稱Y形負(fù)載中，相電壓2為

8、22。V$相電流（即線電流為1120二、負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)負(fù) 載 做形 聯(lián) 結(jié) 時(shí) 只 能 形 成 三 相 三 線 制 電 路 ,如 圖10-5所 示 。圖10-5三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)顯然不管負(fù)載是否對(duì)稱（相等，電路中負(fù)載相 電壓UP都等于線電壓UL，即卩UP = UL當(dāng)三相負(fù)載 對(duì)稱時(shí)，即各相負(fù)載完全相同，相電流和線電流也一定對(duì)稱。負(fù)載的相電流為教學(xué)過(guò)程和內(nèi)容時(shí)間分配F J第三次課線電流IL等于相電流IP的倍，即AL=血P【例10-3】在對(duì)稱三相電路中，負(fù)載作 形聯(lián) 接，已知每相負(fù)載均為|Z|= 50，設(shè)線電壓UL = 380 V,試求各相電流和線電流。解：在形負(fù)載中，相電壓等于線電壓，即UP

9、=UL，則相電流線電流.二心 6 廠飛【例10-4】三相發(fā)電機(jī)是星形接法，負(fù)載也 是星形接法，發(fā)電機(jī)的相電壓Up = 1000 V, 每相負(fù)載電阻均為R = 50 k，XL = 25 k。試 求：（1相電流；（2線電流；（3線電壓。解:(2線電流IL = IP = 17.9 mA(3線電壓UL = UP = 1732 V第三節(jié)三相電路的功率三相負(fù)載的有功功率等于各相功率之和，即P = P1 P2 P3在對(duì)稱三相電路中，無(wú)論負(fù)載是星形聯(lián)結(jié)還是 三角形聯(lián)結(jié)，由于各相負(fù)載相同、各相電壓大小相 等、各相電流也相等，所以三相功率為P = 3Dp/p cos e=竝cos舉其中 為對(duì)稱負(fù)載的阻抗角，也是負(fù)

10、載相電壓與相電 流之間的相位差。三相電路的視在功率為三相電路的無(wú)功功率為Qsin刖二寸3（厶sin三相電路的功率因數(shù)為PA = = cos（1相電流【例10-5】有一對(duì)稱三相負(fù)載，每相電阻為R =6，電抗X = 8,三相電源的線電壓為UL = 380 V。求：(1負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)時(shí)的功 率PY；(2負(fù)載做三角形聯(lián)結(jié)時(shí)的功率P。解：每相阻抗均為R上-tos卩=| 士= 0-6數(shù)(1負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)時(shí)：UL“5 = 220 V相電壓線電流等于相電流負(fù)載的功率 :=沐；I和”二：,展:(2負(fù)載做三角形聯(lián)結(jié)時(shí)：相電壓等于線電壓UP = UL= 380 V，(a =教學(xué)過(guò)程和內(nèi)容時(shí)間分配第四次課口，功率因相

11、電流線電流IL= IP= 66 A負(fù)載的功率人二石幾人畑廠26 kW為PY的3倍。第四節(jié)安全用電一、電流對(duì)人體的作用人體因觸及高電壓的帶電體而承受過(guò)大的電 流，以致引起死亡或局部受傷的現(xiàn)象稱為觸電。觸電對(duì)人體的傷害程度，與流過(guò)人體電 流的頻率、大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短、電流流 過(guò)人體的途徑、以及觸電者本人的情況有 關(guān)。觸電事故表明，頻率為50 100 Hz的電流最 危險(xiǎn)，通過(guò)人體的電流超過(guò)50 mA(工頻時(shí)， 就會(huì)產(chǎn)生呼吸困難、肌肉痙攣、中樞神經(jīng)遭 受損害從而使心臟停止跳動(dòng)以至死亡；電流 流過(guò)大腦或心臟時(shí)，最容易造成死亡事故。觸電傷人的主要因素是電流，但電流值又決 定于作用到人體上的電壓和人體的電

12、阻值。通常人體的電阻為800至幾萬(wàn)歐不等。通常 規(guī)定36 V以下的電壓為安全電壓，對(duì)人體安 全不構(gòu)成威脅。常見(jiàn)的觸電方式有 單相觸電和兩相觸電。人 體同時(shí)接觸兩根相線，形成兩相觸電，這時(shí) 人體受380 V的線電壓作用，最為危險(xiǎn)。單 相觸電是人體在地面上，而觸及一根相線， 電流通過(guò)人體流入大地造成觸電。此外，某 些電氣設(shè)備由于導(dǎo)電絕緣破損而漏電時(shí)，人 體觸及外殼也會(huì)發(fā)生觸電事故。二、常用的安全措施為防止發(fā)生觸電事故，除應(yīng)注意開(kāi)關(guān)必須安裝 在火線上以及合理選擇導(dǎo)線與熔絲外，還必須采取 以下防護(hù)措施。(1正確安裝用電設(shè)備電氣設(shè)備要根據(jù)說(shuō)明和 要求正確安裝，不可馬虎。帶電部分必須有防護(hù)罩或放到不易接觸

13、到的高處，以防觸 電。(2電氣設(shè)備的保護(hù)接地把電氣設(shè)備的金屬外 殼用導(dǎo)線和埋在地中的接地裝置連接起來(lái)， 叫做保護(hù)接地，適用于中性點(diǎn)不接地的低壓 系統(tǒng)中。電氣設(shè)備采用保護(hù)接地以后，即使 外殼因絕緣不好而帶電，這時(shí)工作人員碰到 機(jī)殼就相當(dāng)于人體和接地電阻并聯(lián)，而人體 的電阻遠(yuǎn)比接地電阻大，因此流過(guò)人體的電 流就很微小，保證了人身安全。(3電氣設(shè)備的保護(hù)接零保護(hù)接零就是在電源 中性點(diǎn)接地的三相四線制中，把電氣設(shè)備的 金屬外殼與中性線連接起來(lái)。這時(shí)，如果電 氣設(shè)備的絕緣損壞而碰殼，由于中性線的電 阻很小，所以短路電流很大，立即使電路中 的熔絲燒斷，切斷電源，從而消除觸電危 險(xiǎn)。(4使用漏電保護(hù)裝置漏電

14、保護(hù)裝置的作用主要是防止由漏電引起的觸電事故和單相觸電事故；其次是防止由漏電引起火災(zāi)事故以及監(jiān)視或切除一 相接地故障。有的漏電保教學(xué)過(guò)程和內(nèi)容時(shí)間分配護(hù)裝置還能切除三相電動(dòng)機(jī)的斷相運(yùn)行故 障。本章小結(jié)本章介紹了電路的基本概念，內(nèi)容包括:、三相電源振幅相等、頻率相同，在相位上彼此相差120的三個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)。對(duì)稱三相電動(dòng) 勢(shì)瞬時(shí)值的數(shù)學(xué)表達(dá)式為第一相(U相電動(dòng)勢(shì)：el = Emsin( t第二相(V相電動(dòng)勢(shì)：e2 = Emsin( t 120第三相（W相電動(dòng)勢(shì)：e3 = Emsin（ t 120三相電源中的繞組有星形（亦稱Y形接法和三 角形（亦稱形接法兩種。小結(jié)用4課時(shí) 用多媒體結(jié)合

15、 實(shí)物及操作演 示方法進(jìn)行教 學(xué)二、三相負(fù)載1.三相負(fù)載的Y形接法在三相四線制電路，線電壓UL是負(fù)載相電壓UYP的*倍，即uL=他種負(fù)載的相電流IYP等于線電流IYL,即卩IYL= IYP當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，即各相電流（或各線電流振 幅相等、頻率相同、相位彼此相差120，并且中線電流為零。所以中線可以去掉，即形成三相三線制 電路。2三相負(fù)載的形接法負(fù)載做形聯(lián)結(jié)時(shí)只能形成三相三線制電路。 顯然不管負(fù)載是否對(duì)稱（相等，電路中負(fù)載相電壓UP都等于線電壓UL, 即卩UP = UL當(dāng)三相負(fù)載 對(duì)稱時(shí)，相電流和線電流也一定對(duì) 稱。負(fù)載的相電流為;一如線電流IL等于相電流IP的，倍，即IL= IP三、三相功率

16、三相負(fù)載的有功功率等于各相功率之和，即P = P1 P2 P3在對(duì)稱三相電路中，無(wú)論負(fù)載是星形聯(lián)結(jié)還是三角形聯(lián)結(jié)，由于各相負(fù)載相同、各相電壓大小相 等、各相電流也相等，所以三相功率為P = 3p/p cos護(hù)=* 3仇 /,cos &其中 為對(duì)稱負(fù)載的阻抗角，也是負(fù)載相電壓與相電 流之間的相位差。四、安全用電1觸電方式人體因觸及高電壓的帶電體而承受過(guò)大的電 流，以致引起死亡或局部受傷的現(xiàn)象稱為觸電。觸電對(duì)人體的傷害程度，與流過(guò)人體電 流的頻率、大小、通電時(shí)間的長(zhǎng)短、電流流 過(guò)人體的途徑、以及觸電者本人的情況有 關(guān)。通常規(guī)定36 V以下的電壓為 安全電壓。常見(jiàn)的觸電方式有 單相觸電和兩相觸電。人 體同時(shí)接觸兩根相線，形成兩相觸電，這時(shí) 人體受380 V的線電壓作用，最為危險(xiǎn)。單 相觸電是人體在地面上，而觸及一根相線， 電流通過(guò)人體流入大地造成觸電。此外，某 些電氣設(shè)備由于導(dǎo)電絕緣破損而漏電時(shí)，人 體觸及外殼也會(huì)發(fā)生觸