2018版高中物理第4章远距离输电4.1三相交变电流学案鲁科版选修.docx

第1讲三相交变电流目标定位1.了解三相交流发电机的构造，了解三相交变电流的产生及特点.2.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.3.了解三相交变电流在生产、生活中的广泛应用1三相交流发电机三相交流发电机的主要组成部分是电枢线圈和磁极三相交流发电机可分为旋转磁极式和旋转电枢式两类2三相交变电流的产生三个相同的线圈固定在一个铁芯上，线圈平面互成120角，铁芯匀速转动，即三个线圈在磁场里切割磁感线运动，就产生三相交变电流三个交变电动势的最大值和周期都相同，但是它们达到最大值(或零值)的时刻不同，依次落后周期，三个线圈中产生的感应电动势都按正弦规律做周期性变化3电源与负载的连接方式(1)在三相四线制中，如果三相负载完全相同，则通过中线的电流为零，此时可以取消中线，三相四线制就变成了三相三线制(2)在低压三相电源的星形接法中，负载的线电压是380_V，相电压是220_V，线电压与相电压之间的关系是U线U相.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，大功率发电机可采用旋转磁极式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3三相电流的异同(1)相同量最大值、有效值；周期(2)不同量：相位及达到最大值(或零值)的时刻4瞬时值表达式三个绕组(AX、BY、CZ)中产生的感应电动势可用函数分别表示为eAEmsint，eBEmsin，eCEmsin.5et图象三相交变电流的et图象如图1所示图1例1下列关于三相交流发电机的说法正确的是()A三相交流发电机与单相交流发电机一样，主要组成部分是电枢线圈和磁极B三相交流发电机可分为旋转磁极式和旋转电枢式两类C三相交流发电机发出三相交变电流，但只能使用其中一相交变电流D三相交流发电机也可以当作三个单相交流发电机，分别单独向外传送三组单相交变电流答案ABD解析由三相交流发电机的原理和分类可知选项A、B正确，三相交流发电机能同时产生三相独立的交变电流，每一相交变电流均可单独使用，选项C错误，D正确二、电源与负载的连接方式发电机和三相负载都有两种连接方式：星形连接和三角形连接1发电机的连接(1)星形连接是从三个线圈始端A、B、C各引出一根导线叫相线(照明电路中叫火线)，三个线圈末端X、Y、Z连接在一起，引出一根导线叫做中性线(照明电路叫零线)每个线圈两端的电压叫相电压，两根相线之间的电压叫线电压，U线U相，如图2所示我国照明电路中U相220V，U线380V.(2)三角形接法是把三个线圈的始端和末端依次接连，如图3所示的三角形接法中U相U线图2图32三相交流电中三相负载的连接方式(1)如图4所示的连接方式叫做三相负载的星形连接(2)如图5所示的连接方式叫做三相负载的三角形连接图4图5例2如图6所示电路，下列判断正确的是()图6A(甲)图是星形接法B(乙)图是星形接法C(丙)图是三角形接法D(丁)图是三角形接法答案BD解析由题图可判断(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；三线制负载一定要相同，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针对训练如图7为三相四线制供电线路，L1、L2和L3是完全相同的三盏灯，都正常发光，那么()图7A若OO断路，则三灯熄灭B若OO断路，则三灯仍正常发光C若OO和AA同时断路，则L2、L3将变暗D若OO断路、灯L1短路，则L2、L3将烧坏答案BCD解析由于三相负载相同，因此即使OO断路，三灯也能正常发光，A错，B对；对于选项C，加在L2、L3上的电压均为190 V，因此灯将变暗，C对；对于选项D，加在L2、L3上的电压均为380 V，因此灯将烧坏，D对三相交变电流的产生及特点1比较三相交流发电机的三个线圈输出的三相交流电压，下列说法正确的是()A最大值，周期及达到最大值的时刻相同B最大值，周期均相同，达到最大值时刻相差C最大值，周期均相同，达到最大值时刻相差D最大值，周期及达到最大值的时刻均不相同答案C2如图8所示，将三相对称负载以星形(Y)方式接入对称三相四线制电源，若将中线断开，则()图8A三相负载仍能正常工作B三相负载中的电流均为零C有的负载端电压过高，有的负载端电压过低D两相负载正常工作，另一相负载不能正常工作电源与负载的连接方式3在三相交变电路中，下列说法正确的是()A相电压和线电压一定相等B在三相电源为星形接法中，相电压为380V，线电压为220VC在三相电源为三角形接法中，线电压为380V，相电压为220VD额定电压为380V的按三角形接法连接的电动机，用相电压为220V的星形接法连接的发电机供电，电动机仍可以正常工作答案D4有关三相交变电流，下列说法正确的是()A线电压等于相电压的倍B在三相四线制供电线路中，线电压是相电压的倍C家用单相用电器可接入三相四线制电路中的任意两条导线之间D三只标有“220V,100W”的灯泡按星形连接接入线电压为380V的三相四线制电路时，中性线可省去答案D