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三相电路功率的测量实验原理1.对于三相四线制供电的三相星形连接的负载(即Y0 接法),可用一个功率表测量各相的有功功率PU，PV，PW，则三相负载的总有功功率∑P=PU+PV+PW。
这就是一瓦特表法，如图1 所示。
若三相负载是对称的，则只要测量一相的功率，再乘以3 即可得到三相总的有功功率。
2.三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是星形接法还是三角形接法，都可以用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。
测量线路如图2 所示。
若负载为感性或容性，且当相位差Φ=60°时，线路中的一只功率表的指针将反偏(数字式功率表将出现负读数)，这时应将功率表电流线圈的两个接线端子调换(不可调换电压线圈接线端子)，其读数记为负值。
而三相总的有功功率∑P=P1+P2(此处是代数和)。
在图2 中，功率表W1 的电流线圈串联接入U 线，通过线电流IA，加在功率表w1 电压线圈的电压为Uuw;功率表W2 的电流线圈串联接入V 线，通过线电流IV，加在功率表w2 电压线圈的电压为UVW;在这样的连接方式下，我们来证明两个功率表的读数之代数和就是三相负载的总有功功率。
图1 一瓦特表法测量三相功率示意图图2 二瓦特表法测量三相功率示意图在三相电路中，若三相负载是星形连接，则各相负载的相电压在此用UU,UV,UW 表示。
若三相负载是三角形连接，可用一个等效的星形连接的负载来代替，则UU,UV,UW 表示代替以后二相电路的负载的相电压。
因为UUW=UU-UW，UVW=UV-UW所以IUUUW+IVUVW=IU(UU-UW)+IV(UV-UW)=IUUU+IVUV-(IU+IV)UW由于在这里讨论的是三相二线制电路，故有。
2.7 三相电路功率的测量一、 实验目的1．设计实验方案、实验接线图和数据记录表格等。
2．研究用一瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率的原理和方法。
3．研究测量对称三相电路的无功功率的原理和方法。
4．学习正确使用数字功率表。
二、 实验原理1．一瓦计法当三相负载完全对称时，我们只需测量其中任意一相的功率，然后乘以3就等于三相负载的总功率，即ϕϕϕϕcos 33I U P P ==如图2.7-1a 所示，一瓦计法适用于三相负载对称的情况，且负载为星形联结时要求中性点容易引出导线，三角形联结时其中一相要易于拆开。
a) b)图2.7-1 三相负载功率的测量接线图a) 对称负载一瓦计法 b) 测量三相负载功率的二瓦计法2．二瓦计法二瓦计法测量三相负载的功率时其接线如图2.7-1b 所示。
不论三相负载的连接方法如何，也不论负载是否对称，只要是三相三线制电路，可以证明此法均正确无误。
用此法时三相总功率等两个瓦特表测得的功率之和，即 21P P P +=两只瓦特表的读数单独来看不代表任何部分的功率，只有合起来才用意义。
实用中有专门用来测量三相三线制电路功率的二元瓦特表，该表测得的读数就是三相总功率。
3． 二瓦计法测量三相功率时应注意的问题1) 二瓦计法适用于对称或不对称的三相三线制电路，而对于三相四线制电路一般不适用。
2) 图2.7-1b 只是二瓦计法的一种接线方式，而一般接线原则为：（1）两只功率表的电流线圈分别串接入任意两条火线中，电流线圈的星号端必须接在电源侧。
（2）两只功率表的电压线圈的星号端必须各自接到电流线圈的星号端，而两只功率表的电压线圈的非对应端必须同时接到没有接入功率表电流线圈的第三条火线上。
3）在对称三相电路中，两只瓦特表的读数与负载的功率因数之间有如下的关系：（1）负载为纯电阻（即功率因数等于1）时，两只功率表的读数相等。
U V W N U V W（2）负载的功率因数大于0.5时，两只功率表的读数均为正。
第3章 三相交流电路习题参考答案一、 填空题： 1. 对称三相负载作Y 接，接在380V 的三相四线制电源上。
此时负载端的相电压等于 31倍的线电压；相电流等于 1 倍的线电流；中线电流等于 0 。
2. 有一对称三相负载成星形联接，每相阻抗均为22Ω，功率因数为0.8，又测出负载中的电流为10A ，那么三相电路的有功功率为 5280W ；无功功率为 3960var ；视在功率为 6600VA 。
假如负载为感性设备，则等效电阻是 17.6Ω ；等效电感量为 42mH 。
二、 判断题：1. 中线的作用就是使不对称Y 接负载的端电压保持对称。
（对 ）2. 三相电路的有功功率，在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。
（错 ）3. 三相负载作三角形联接时，总有P 3I I l =成立。
（错 ）4. 负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。
（对）5. 三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。
（对）6. 中线不允许断开。
因此不能安装保险丝和开关，并且中线截面比火线粗。
（错）三、选择题：1. 三相对称电路是指（ C ）A 、 三相电源对称的电路；B 、三相负载对称的电路；C 、三相电源和三相负载均对称的电路。
2. 三相四线制供电线路，已知作星形联接的三相负载中U 相为纯电阻，V 相为纯电感，W 相为纯电容，通过三相负载的电流均为10安培，则中线电流为（ C ）A 、30安；B 、10安；C 、7.32安。
3. 有“220V 、100W ”“220V 、25W ”白炽灯两盏，串联后接入220V 交流电源，其亮度情况是（ B ）A 、100W 灯泡最亮；B 、25W 灯泡最亮；C 、两只灯泡一样亮。
四、计算题3-1一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于U L =380V 的对称三相电源上，其线电流I L =2.2A ，cos φ=0.8，试求每相绕组的阻抗Z 。
解：先由题意画出电路图（如下图），以帮助我们思考。
三相电路的功率测量一、实验目的1.学习并验证用“二瓦计“法测量三相电路的有功功率2.学习并应用“三表跨相”法测量三相电路的无功功率二、实验原理与说明1.三相电路的有功功率的测量（1）三瓦计法：三相负载所吸收的有功功率等于各相负载有功功率之和。
在对称三相电路中，因各相负载所吸收有功功率相等，所以可以只用一只单相功率表测出一相负载的有功功率，再乘以3即可；在不对称三相电路中，因各相负载所吸收的有功功率不等，就必须测出三相各自的有功功率，再相加即可。
三瓦计法适用于三相四线制电路。
三瓦计法是将三只功率表的电流回路分别串入三条线中（A、B、C线），电压回路的“*”端接在电路回路的“*”端，非“*”端共同接在中线上。
三只功率表读数相加就等于待测的三相功率。
（2）二瓦计法：对于对称电路中的三线三相制电路，或者不对称三相电路中，因均是三相三线制电路，所以可以采用两只单相功率表来测量三相电路的总的有功功率。
接法如图13-1所示。
两只功率表的电路回路分别串入任意两条线中（图示为A、B线），电压回路的“*”端接在电路回路的“*”端，非“*”端共同接在第三相线上（图示为C线）。
两只功率表读数的代数和等于待测的三相功率。
图13-1 二表法测有功功率2.三相电路无功功率的测量（1）对称三相电路无功功率的测量（a ）一表跨相法：即将功率表的电流回路串入任一相线中（如A 线），电压回路的“*”端接在按正相序的下一相上（B 相），非“*”端接在下一相上（C 相），将功率表读数乘以3即得对称三相电路的无功功率Q 。
（b ）二表跨相法：接法同一表跨相法，只是接完一只表，另一只表的电流回路要接在另外两条中任一条相线中，其电压回路接法同一表跨想法。
将两只功率表的读数之和乘以3/2即得三相电路的无功功率Q 。
（c ）用测量有功功率的二瓦计法计算三相无功功率：按式子213()Q P P =-算出。
（2）不对称三相电路的无功功率测量三表跨相法：三只功率表的电流回路分别串入三个相线中（A 、B 、C 线），电压回路接法同一表跨相法。
三相电路的功率测量实验报告实验报告：三相电路的功率测量一、实验目的1. 学习和掌握三相电路的基本原理。
2. 掌握三相功率的测量方法。
3. 培养实际操作能力和数据处理能力。
二、实验原理三相电路是由三个单相电路组成的，它广泛应用于工业生产和日常生活中。
三相电路的功率是三个单相功率的总和，通常采用三相功率表进行测量。
三、实验步骤1. 搭建三相电路实验平台，包括电源、负载、测量仪表等。
2. 连接电源与负载，确保电路正常工作。
3. 调节电源电压和负载阻抗，记录实验数据。
4. 计算三相功率，并与单相功率进行比较。
5. 分析实验结果，总结规律。
四、实验结果与数据分析序号电压（V）电流（A）单相功率（W）三相功率（W）1 220 10 2200 66002 220 15 3300 99003 220 20 4400 132004 380 10 3800 114005 380 15 5700 171006 380 20 7600 23100根据实验数据，我们可以得到以下结论：1. 三相功率是三个单相功率的总和，即 P_total = P_a + P_b + P_c。
2. 当电压和电流值相同时，三相功率是单相功率的3倍。
3. 随着电压和电流的增大，三相功率也相应增大。
4. 在实际应用中，应充分考虑三相负载的平衡问题，以避免因某相过载而引起的设备损坏或安全事故。
五、实验总结与建议通过本次实验，我们深入了解了三相电路的原理和功率测量方法。
在实际应用中，应注意以下几点：1. 在搭建三相电路时，应确保电源和负载的平衡，避免某相过载。
2. 在测量三相功率时，应使用准确可靠的测量仪表，以确保数据的准确性。
3. 在分析实验结果时，应注意数据的规律性和变化趋势，以便更好地理解三相电路的工作原理。
第十一章 三相电路一 重点和难点1 三相对称的概念2 三相对称电路单相求解的方法3 三相对称电路功率的求解 星形联接：线电压与相电压的关系：.............(11120)330330330AB A B A A BC B CB CAC A CU U U U U U U U U U U U U =-=-∠-=∠=-=∠=-=∠①相电压对称，线电压也对称； ②3P LU U =；③线电压超前对应相电压30 ④线电流与相电流的关系：三角形联接：必须注意，如果任何一相定子绕组接法相反，三个相电压之和将不为零，在三角形联接的闭合回路中将产生根大的环行电流，造成严重恶果。
线电流与相电流的关系：''''''''''''...''...''...''330330330A B C A A B A B C A B B C B C A B C C A C I I I I I I I I I I I I •••=-=∠-=-=∠-=-=∠-①相电流对称，线电流也对称； ②3L P I I =；③线电流滞后对应相电流30 ④线电压与相电压的关系：P L U U =平均功率cos cos cos 3cos A B CAP AP ZA BP BP ZB CP CP ZC AP BP CPP AP BP CPPZA ZB ZCZP P ZP P P P U I U I U I U U U U I I I I P U I ϕϕϕϕϕϕϕϕ=++=++=======∴对称时： []23,3333cos ()3Re l P l Pl P l P P P l ll l Z Z P U U I I U U I I U I U I P U I P I Z ϕϕ=======星形：，三角形：故 为每相阻抗的阻抗角无功功率 对称时：[]23sin 3sin 3Im P P Z l l Z p Q U I U I I Z ϕϕ===视在功率 对称时：2233P P l l S P Q U I U I =+==三相功率的测量：（两瓦特表法）i A + i B + i C =0()()()()1()cos()cos()A AB BC C A A B B C A B A C A B C B TAC A BC B AC BC BAu u i i p t u i u i u i u i u i u i i u u i u u i P p t dt U I U I Tψψψψ=++=++--=-+-==-+-⎰可见等式右端两次分别对应两个瓦特表的读数。
三相交流电路习题及参考答案一、 填空题： 1. 对称三相负载作Y 接，接在380V 的三相四线制电源上。
此时负载端的相电压等于 31倍的线电压；相电流等于 1 倍的线电流；中线电流等于 0 。
2. 有一对称三相负载成星形联接，每相阻抗均为22Ω，功率因数为0.8，又测出负载中的电流为10A ，那么三相电路的有功功率为 5280W ；无功功率为 3960var ；视在功率为 6600VA 。
假如负载为感性设备，则等效电阻是 17.6Ω ；等效电感量为 42mH 。
二、 判断题：1. 中线的作用就是使不对称Y 接负载的端电压保持对称。
（对 ）2. 三相电路的有功功率，在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。
（错 ）3. 三相负载作三角形联接时，总有P 3I I l =成立。
（错 ）4. 负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。
（对）5. 三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。
（对）6. 中线不允许断开。
因此不能安装保险丝和开关，并且中线截面比火线粗。
（错）三、选择题：1. 三相对称电路是指（ C ）A 、 三相电源对称的电路；B 、三相负载对称的电路；C 、三相电源和三相负载均对称的电路。
2. 三相四线制供电线路，已知作星形联接的三相负载中U 相为纯电阻，V 相为纯电感，W 相为纯电容，通过三相负载的电流均为10安培，则中线电流为（ C ）A 、30安；B 、10安；C 、7.32安。
3. 有“220V 、100W ”“220V 、25W ”白炽灯两盏，串联后接入220V 交流电源，其亮度情况是（ B ）A 、100W 灯泡最亮；B 、25W 灯泡最亮；C 、两只灯泡一样亮。
四、计算题3-1一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于U L =380V 的对称三相电源上，其线电流I L =2.2A ，cos φ=0.8，试求每相绕组的阻抗Z 。
解：先由题意画出电路图（如下图），以帮助我们思考。
三相交流电路实验报告思考题答案实验目的：
本实验旨在让学生们更好地掌握三相交流电路的相关知识，并通过实验操作和思考题目的解答，深化对该领域知识的理解与应用能力。
实验内容：
本次实验涵盖了三相电源的接线、三相电动机的运转、三相电子负载的计算、三相功率的计算等内容。
具体实验步骤如下：
1.将三相电源连接到三相电动机上，观察电动机的运转情况，并通过实验仪器测量和计算其电流电压值。
2.将三相电子负载连接到三相电源上，测量电流、电压、频率等参数，并通过计算得到电子负载的功率参数。
3.计算连续三相功率、负载功率因数、三相母线电流等相关参数，并对计算结果进行分析和解释。
4.回答思考题目，将实验结果应用到具体的实际工程项目场景下，深化对实验内容的理解和应用。
实验结果：
通过实验操作和计算，得到了三相电源、三相电动机、三相电子负载等部分的相关电流、电压、功率等参数，同时得出了三相母线电流、负载功率因数、连续三相功率等重要参数，并将其应用到具体场景下进行了深入分析。
思考题解答：
1.三相交流电路在自然条件下的接线方式
三相交流电路在自然条件下的接线方式使用星形接法和三角形接法两种方式实现。
2.三相电源的线电压与相电压的关系
三相电源的线电压与相电压的关系是通过绕组的接线方式来实
现的，也受到电源输出的电压和负载的影响。
3.三相电动机与单相电动机的区别
三相电动机与单相电动机的区别在于三相电动机的运转较为平稳、可靠，同时能够支持较高的功率输出、速度稳定性较好等优点。
综上所述，本次实验是一次较为深入的三相交流电路相关实验，通过实验操作和思考题目的解答，进一步加深了学生们对该领域
知识的理解和掌握。
虚拟实验1. 在中，如何使读数及其波形定格？答：是读数及其波形定格有两种方法。
一是在接通电源进行仿真前进行一下设置：“analysis ”→“Analysis Options ”→“Instruments ”→选定“Pause after each screen ”；另一是在接通电源进行仿真后按下“Pause ”按钮。
2. 在中，如何使示波器中已经定格的波形上下左右移动？答：在示波器界面上调整“X position ”的数值即可使已定格的波形左右移动，调整“Y position ”的数值即可使已定格的波形上下移动。
伏安特性的测绘1. 图2中，R 的作用是什么？如果取消R ，会有什么后果？答：图2中，电阻R 为限流电阻，其作用是保护二极管。
二极管加正向电压超过其导通电压时相当于导线，如果取消电阻Ｒ，接通电源时当加在二极管两端的正向电压超过二极管的导通电压时，流过二极管的电流就会很大，可能会击穿二极管。
２．记下二极管、稳压二极管的型号、符号，理解其含义。
答：本实验中使用的半导体二极管型号为2CP15。
“２”表示二极管、“Ｃ”表示二极管为硅材料二极管、“Ｐ”表示二极管为普通二极管、“１５”是二极管的出厂编号。
其符号如右图所示。
本实验使用的稳压二极管型号为2CW51。
“２”表示二极管、“Ｃ”表示二极管为硅材料二极管、“Ｗ”表示二极管为稳压二极管、“５１”是二极管的出厂编号。
其符号如右图所示。
3．试说明磁电系测量机构的转动力矩是如何产生的？磁电系测量机构的偏转角与被测电流是否成正比？答：磁电系测量机构是机械电表的一部分。
固定部分的永久磁铁和放于磁极间的圆柱形铁芯可在空间形成辐射的匀强磁场。
产生力矩的线圈置于匀强磁场中，当无电流通过线圈时，线圈由于弹力的作用可使机械表的指针置于最左端处。
当有电流通过线圈时，通电线圈在磁场中受到安培力的作用，从而产生转动力矩。
通电导体在磁场中受到的安培力大小与流过导体的电流成正比，故磁电系测量机构的通电线圈在磁场中产生的转动力矩与流过线圈的电流成正比，即磁电系测量机构的偏转角与被测电流成正比。
