鲁科版 物理 选修3-2 4.1 三相交变电流

欢迎进入物理课堂 第1节三相交变电流 课标定位 学习目标 1 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 3 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 4 了解三相交变电流在生产 生活中的广泛应用 重点难点 1 三相交变电流的产生过程及其变化规律 2 三相交变电源与负载的连接方式 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第1节 课前自主学案 课前自主学案 一 三相交流发电机1 定义 能同时产生出 独立的 的发电机 2 主要组成 和 三相 交变电流 电枢线圈 磁极 磁极 电枢 匝数 绕向 120 最大值 周期 三 电源与负载的连接方式1 三相电源的星形接法 如图4 1 1所示 图4 1 1 1 相电压 与 之间的电压 如UA UB UC 2 线电压 与 之间的电压 如UAB UBC UCA 火线 中线 火线 火线 2 负载与电源的连接方式 1 三相四线制星形接法 如图4 1 2所示 图4 1 2 此接法一般用在负载 的场合 各相用电情况不相同时 中线中有 去掉中线 不对称 电流 不能 对称 3 三相三线制负载的三角形接法 如图4 1 4所示 图4 1 4三角形接法的负载的相电压和线电压 相等 核心要点突破 一 三相交变电流的产生及特点1 三相交流发电机的构造特点三相交流发电机内装有三个完全相同的线圈 三个线圈平面互成120 角放置在同一磁场中 小功率发电机可以采用旋转电枢式 大功率发电机采用旋转磁极式 2 三相交变电流的产生 以旋转磁极式发电机为例 当转子磁场匀速转动时 等效于定子线圈做切割磁感线运动 由于定子的三个线圈相同 三个线圈平面在空间互成120 角 故能产生三相交变电流 5 e t图象 三相交变电流的e t图象如图4 1 5所示 图4 1 5 特别提醒 1 三相交变电流的每一相电流的变化规律跟前面学过的正弦式交变电流完全相同 2 三相电流间的相位关系决定了表达式和图象的关系 3 三相交流发电机由于电枢的特殊连接关系 对外供电时电压 及电流 不是简单地相加或相减的关系 即时应用 即时突破 小试牛刀 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 相电压与线电压 1 零线与火线零线 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 火线 从每个绕组的始端引出的导线叫做端线 也叫相线 在照明电路里俗称火线 2 线电压与相电压相电压 在三相电路里 每个线圈两端 火线与中线之间 的电压叫相电压 用U相表示 线电压 在三相电路里 两线圈首端间 火线与火线之间 的电压叫线电压 用U线表示 在我国日常电路中 相电压是220V 线电压是380V 图4 1 6 2 电源绕组的三角形接法 接法 如图4 1 7所示 将一相绕组的末端与另一相绕组的始端依次相连 构成一封闭三角形 由绕组间彼此连接的各点引出三根导线作为连接负载之用 这样的接法称为三角形接法 显然 三角形接法属于三相三线制 且U线 U相 图4 1 7 3 三相负载的星形接法 对于三相不对称负载 如生活照明电路 中线有电流通过 必须采用三相四线制接法 如图4 1 8所示 图4 1 8 对于三相对称负载 如三相电动机 在星形接法时流过中线的电流为零 因而有无中线对电路毫无影响 负载的相电压仍然是对称的 故可以取消中线 就构成了三相三线制供电系统 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 如图4 1 9所示 A B C为三相交流发电机3组线圈的输出 上面连着1组对称的负载 发电机的输出电压为380 220V 图中负载采用的接法是 各相负载两端的电压是 图4 1 9 解析 由题目可获得的信息 1 发电机输出2种电压 相电压是220V 线电压是380V 2 发电机的3个绕组是星形接法 由于三相负载的一端都接于一点 故负载采用的是星形接法 在星形接法中负载两端的电压即相电压220V 故负载两端的电压为220V 答案 星形接法220V 课堂互动讲练 关于三相交变电流 下列说法不正确的是 A 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B 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C 三相交流发电机的三个线圈产生的电动势不同时达到最大值D 三相交流发电机线圈采用星形连接时 负载也必须采用星形连接 答案 D 方法总结 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线制 如图4 1 10所示电路 下列判断正确的是 图4 1 10 A 甲图是星形接法B 乙图是三角形接法C 丙图是三角形接法D 丁图是三角形接法 思路点拨 三角形接法的特点是三个负载首尾相接 每根火线都要与二相负载相连 星形接法的特点是每根火线都要有一公共端 火线只与一相负载相连 自主解答 由该图可判断甲 丁是三角形接法 乙 丙是星形接法 判断三相交变电流中电源或负载的连接方式 四线制一定是星形接法 三线制负载相同 可能是星形接法 也可能是三角形接法 星形接法一定有一公共端 三角形接法一定是首尾相接 答案 D 变式训练如图4 1 11所示 A B C是发电机的三个线圈 它们是 接法 三个灯泡的接法属于 接法 若电源的相电压是220V 则加在每个灯泡两端的电压是 V 两根火线间电压是 V 图4 1 11 解析 发电机的线圈 灯泡均为星形接法 每个灯泡两端的电压等于相电压 为220V 两根火线间的电压为线电压 等于380V 答案 星形星形220380 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全