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第1节 三相交变电流．特点：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13个周期。
三、电源与负载的连接方式 1．常用的两种连接方式三相四线制星形接法、三相三线制星形接法。
2．线电压和相电压(1)线电压：火线与火线之间的电压，一般为380 V 。
1.三相交流发电机内安装3组独立的互成120°角的线圈，能同时产生出三相独立的交变电流。
2．发电机的三相绕组通常采用三相四线制连接方式，若三相负载完全对称则中线电流为零，可取消中线采用三相三线制。
3．三相电源的星形接法中火线与中线之间的电压是相电压，火线与火线之间的电压是线电压，线电压与相电压之间的关系是U 线＝3U 相。
(2)相电压：火线与中线之间的电压，一般为220 V 。
(3)两者关系：在星形接法中U 线＝3U 相。
1．自主思考——判一判(1)三相交流发电机的三个线圈发出的三相交变电压，最大值、周期及达到最大值的时刻均相同。
(×)(2)三相交流发电机的三个线圈发出的三相交变电压，最大值、周期均相同，但达到最大值的时刻依次相隔13周期。
(√)(3)在三相交变电流中相电压和线电压一定相等。
(×) (4)若三个负载相同，则一般可用三相三线制星形接法。
(√) 2．合作探究——议一议(1)三相的“相”是什么意思？三相交流发电机和单相发电机有何相同点和不同点？ 提示：①相，就是电源组；三相，就是3个电源组。
②单相发电机只有一组线圈，只产生一相交变电动势。
三相交流发电机有三组互成120°的线圈，产生三相独立的交变电流，但是每组线圈产生交变电动势的原理跟单相发电机的原理相同，都是靠线圈和磁场发生相对运动，利用电磁感应现象产生交变电流。
(2)三相交变电源中每一相电源的电动势峰值E m 是否还是有效值的2倍？提示：是。
这是由于每个电动势都按照正弦规律变化。
所以三相交变电源中峰值和有效值的关系和正弦交变电流相同。
第1节 三相交变电流1.了解三相交流发电机的构造和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及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．, [学生用书P46])一、三相交流发电机1．定义：能同时生产出3相独立的交变电流的发电机． 2．主要组成：电枢线圈和磁极． 3．分类⎩⎪⎨⎪⎧（1）旋转磁极式——适用于较大输出功率（2）旋转电枢式——适用于较小输出功率(1)功率相同的三相交流发电机与单相交流发电机在制造上没有什么优点．( )(2)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.( )(3)三相交流发电机可分为旋转磁极式和旋转电枢式两类．( )提示：(1)× (2)√ (3)√二、三相交变电流的产生1．三相交流电的产生：三个相同的线圈固定在一个铁芯上，线圈平面互成120°角，铁芯匀速转动时，就相当于三个线圈在磁场里切割磁感线运动，就产生了三相交变电流．2．三相交流电的特点：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T3．1.三相交流发电机就是将三个电枢互成120°放到如图所示的磁场中，三个电枢线圈独立产生交变电流并能顺利向外供电．请回答以下几个问题：(1)三相交流发电机的工作原理是什么？(2)假如三相交流发电机的三个线圈中有一个发生故障(烧断)，另外两个线圈产生的感应电动势是否会发生变化？发生怎样的变化？提示：(1)由题图可知线圈在磁场中转动形成电流，故应是电磁感应现象．(2)三相交流发电机中的三个线圈独立工作，若有一个线圈损坏，另外两个线圈能够正常工作，且产生的交变电流最大值、有效值、瞬时值及周期、频率均不变．三、电源与负载的连接方式1．三相四线制：将发电机绕组的3个末端接在一起，引出一个公共接头，从3个绕组的始端引出3根导线叫做相线，又叫端线(照明电路中常称为火线)，从公共接头引出的导线叫做中性线，简称中线(或零线)．这种连接方式叫做三相四线制．2．三相三线制：如果三相负载完全对称，则通过中线的电流为零，此时取消中线也不影响三相电路的工作，三相四线制就变成了三相三线制．3．相电压和线电压(1)相电压：火线与中线之间的电压，一般为220 V.(2)线电压：火线与火线之间的电压，一般为380 V.(3)线电压与相电压之间的关系：U线＝3__U相．4．负载与电源的连接方式(1)三相四线制星形接法(如图所示)．(2)三相三线制星形接法(如图所示)．2．从村庄的变压器引出的输电线通常有几根线？是相线还是零线？提示：通常有四根，有三根相线，一根零线．三相交变电流的产生及特点[学生用书P47]1．三相交变电流的产生：如图所示，在匀强磁场中互成120°角分布着3个绕组AX 、BY 、CZ ，其中A 、B 、C 为绕组的始端，X 、Y 、Z 为绕组的末端，这3个绕组具有相同的匝数、绕向和速度．2．三相交变电流的特点(1)由于3个线圈相同，转速相同，所以在每个线圈中产生的感应电动势最大值和周期均相同，并且都按正(余)弦规律变化．(2)由于3个线圈在空间互成120°角，所以三个交流电达到峰值(或零值)的时间依次落后T 3. (3)公式描述：以AX 绕组通过中性面时开始计时，AX 、BY 、CZ 中产生的感应电动势分别是e A ＝E m sin ωt ，e B ＝E m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωt －23π，e C ＝E m sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωt －43π. (4)图象描述：命题视角1 三相交变电流的产生原理(多选)下列关于三相交变电流的产生原理的说法正确的是( )A ．发电机中3个绕组具有相同的匝数和绕向，互成60°角B ．在转动过程中，每个绕组产生的感应电动势的最大值和周期都相同C ．在转动过程中，每个绕组产生的感应电动势的瞬时值都相同D ．发电机的三个绕组在转动过程中达到最大值的时间依次落后13T [解析] 发电机中的三个绕组具有相同的匝数和绕向，且互成120°角，所以选项A 错误；三个绕组具有的匝数相同，则产生的感应电动势的最大值相同，周期相同，但由于它们互成120°角，所以达到最大值的时间依次落后13个周期，故选项B 、D 正确，C 错误． [答案] BD命题视角2 三相交变电流的特点(多选)有关三相交变电流，下列说法正确的是( )A ．三相电压分别达到最大值的时刻不同B ．在三相四线制供电线路中，线电压是相电压的2倍C ．3只标有“220 V 100 W ”的灯泡可按星形接法接入线电压为380 V 的三相四线制供电线路中，此时可省去中线D ．家用的单相用电器可接入三相四线制电路中的任意两根导线之间[解析] 三相电压分别达到最大值的时间间隔为13T ，故A 正确；在三相四线制供电线路中，线电压是相电压的3倍，故B 错误；在三相四线制电路中，线电压为380 V ，则相电压为220 V ，故3只“220 V 100 W ”的灯泡可按星形接法接入，且负载对称可省去中线，故C 正确；三相四线制电路中任意两火线间的电压为380 V ，会烧坏用电器，故D 错误．[答案] AC电流与负载的连接方式[学生用书P47]1．连接方式及特点负载特点三相负载对称 三相负载不对称 中线情况中线中无电流，可以去掉无零线 中线中有电流，必须保留中线 连接方式三相三线制Y —Y 接法三相三线制△—△接法 三相四线制Y —Y 接法 线相关系 U 线＝3U 相 U 线＝U 相 U 线＝3U 相2.电源与负载的连接图(1)三相四线制星形接法．(2)三相三线制三角形接法．(3)三相三线制星形接法．3．相线、中线的区分：通常用黄、绿、红三色分别标记相序为A、B、C的相线，用黑色标记中线．某三相交流发电机的线圈采用星形接法，每个线圈产生的电动势的最大值为220 2 V，用它给三个完全相同的电炉供电，电炉的使用说明书上标有“220 V 2 000 W”字样，现在把三个电炉同时接到电源上，要求电炉工作时不会被烧坏，不计发电机线圈的内阻，则以下说法正确的是( )A．三个电炉应采用三角形接法B．三个电炉应采用星形接法C．三个电炉采用三角形接法和星形接法时都能正常工作D．若三个电炉采用星形接法，有中性线时每个电炉消耗的电功率为P1，中性线断路后每个电炉消耗的电功率为P2，则P1＞P2[解题探究] 星形接法和三角形接法分别有哪些特点？[解析] 由题意知，电源可以输出两种电压，U相＝220 V，U线＝380 V．如果电炉采用三角形接法，则每个电炉两端的电压等于380 V，大于电炉的额定电压，电炉被烧坏，而采用星形接法时，把电炉接在相线与中性线之间，电炉正常工作，选项B正确，A、C错误；因为三个电炉完全相同，采用星形接法，各相负载对称，这时可去除中性线，电炉仍然正常工作，每个电炉消耗的电功率不变，故选项D错误．[答案] B生产中的三相负载一般都是对称负载，即三相负载相同，采用星形接法时，中性线中没有电流，可以去掉中性线；如果三相负载不对称，则中性线中有电流，不能去掉．1.(多选)一台相电压为220 V的交流发电机，向L、M、N三处用户供应照明用电，用户电灯的额定功率都相同，额定电压都是220 V，线路如图所示，则( )A．三处用户的电路连接都是正确的B．用户M的电路连接是错误的C．用户M两端的电压高于L和N两端的电压D．在这个电路中相电压与线电压是一样大的解析：选AD.在三相三线制三角形接法中，相电压与线电压相等，都是220 V．因此，三处用户的电路连接都是正确的．A、D正确．线电压和相电压的关系[学生用书P48] 在三相电路的计算中，一要弄清连接方式，二要确定线电压与相电压的关系，电源的星形连接U线＝3U相，三角形连接U线＝U相，负载的星形接法I线＝I相，三角形接法，I线＝3I相．将实验室里的手摇三相交流发电机三个线圈接上两个交流电压表，如图所示，关于两个电压表的示数说法正确的是( )A．甲表的示数等于乙表的示数B．甲表的示数小于乙表的示数C．甲表的示数大于乙表的示数D．无法判断两表的示数大小[解析] 甲表测量的是相电压，乙表测量的是线电压，线电压是相电压的3倍，即U乙＝ 3 U甲，B正确．[答案] B2.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时，相电压为380 V，线电压为220 VC．在三相电源为三角形接法时，线电压为380 V，相电压为220 VD ．额定电压为380 V 的按三角形接法连接的电动机，用相电压为220 V 的星形接法连接的发电机供电，电动机仍可以正常工作解析：选D.三相交流电源若按三角形接法，相电压与线电压相等，但在星形接法中线电压为380 V ，相电压为220 V ，U 线＝ 3 U 相．因此D 项中电动机仍可以正常工作．[随堂检测] [学生用书P48]1．(多选)在匀速转动的三相交流发电机中，关于三个线圈中产生的电动势，下列说法正确的是( )A ．按相同规律变化，同时达到最大值和最小值B ．具有相同的有效值C ．具有相同的周期和频率D ．具有相同的最大值解析：选BCD.三相交流发电机中，三个线圈具有相同的有效值、周期、频率及最大值；但它们的相位相差为23π.故B 、C 、D 正确，A 错误． 2．(多选)对于三相交流发电机的说法正确的是( )A ．三个单相交流发电机就组成一个三相交流发电机B ．三相交流发电机中有三个互成120°角的线圈，它们达到峰值的时刻依次落后13个周期C ．三相交流发电机中的三个线圈是完全相同的，它们产生出三个瞬时值完全相同的交变电动势D ．三相交流发电机中的三个线圈是完全相同的，它们产生出峰值和周期都相同的交变电动势解析：选BD.三相交流发电机中有三个线圈，相互成120°角，匀速转动时，感应电动势最大值和周期相同，只是达到峰值的时刻依次落后13个周期．所以选项B 、D 正确，A 、C 错误．3．如图所示为负载和发电机线圈间的连接线路图，关于它们的接法，正确的结论是( )A ．都是△形连接B ．都是Y 形连接C ．发电机线圈是△形连接，负载是Y 形连接D ．发电机线圈是Y 形连接，负载是△形连接解析：选B.由图知，发电机的三个线圈和负载的末端用一条导线连接起来，故都为星形接法，选项B 正确．4．如图所示，A 、B 、C 为三相交流电源，每个灯泡的额定电压均为220 V ，额定功率相同，则L 与L ′两灯的实际功率之比为(设灯泡电阻恒定)( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶3D ．3∶1解析：选D.由题意知线电压U 线＝220 V ，对负载采用三角形接法，负载两端的电压都等于线电压，因此L 灯两端电压U L ＝U 线＝220 V ．对负载采用星形接法来说，由于各相负载相同，每相负载的电压为线电压的13倍，因此L ′灯两端电压U L ′＝13U 线＝2203V.设每盏灯的电阻为R ，则L 灯的实际功率P L ＝U 2L R ＝（220 V ）2R ，L ′灯的实际功率P L ′＝U 2L ′R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2203 V 2R ，故P L ∶P L ′＝3∶1.5．(多选)如图所示，相线A 、B 、C 和中性线N 接在三相交流电源上，AB 间的线电压U ＝3802sin(100πt )V ，则( )A ．相线的电势总是高于中性线的电势B ．电流表示数为2202Rsin(100πt )A C ．B 、N 两端电压的有效值为220 VD ．通过R 的电流方向每秒钟改变100次解析：选CD.在三相交流电路中，相线与中性线间的电势差按正弦规律变化，所以相线的电势并非总是高于中性线的电势，选项A 错误；电流表示数指的是有效值而不是瞬时值，选项B 错误；B 、N 两端的电压即为相电压，由线电压的最大值为380 2 V ，有效值为380 V ，可知相电压应为220 V ，选项C 正确；因为交流电频率f ＝ω2π＝100π2πHz ＝50 Hz ，可见电流方向每秒钟改变100次，选项D 正确．[课时作业] [学生用书P95(单独成册)]一、单项选择题1．一台三相电炉，铭牌上标有“220/380，△/Y ”的字样，由此可见 ( )A ．电炉每一相电热元件的额定电压是220 VB ．电炉每一相电热元件的额定电压是380 VC ．供电线路线电压是380 V ，电炉的三相负载应采用三角形连接D ．供电线路线电压是220 V ，电炉的三相负载应采用星形连接解析：选A.铭牌上“220/380，△/Y ”的意义是供电线路都是星形接法，线电压应为380 V ；供电线路都是三角形接法，线电压是220 V ，故应选A.2．关于三相交流电源与负载的连接方式，下列说法不正确的是( )A ．负载采用何种连接方式取决于负载的额定电压B ．发电机采用星形接法，负载就必须采用星形接法C ．三相对称负载可以接成三角形，也可以接成星形D ．三相四线制和三相三线制的星形接法中U 相＝U 线3＝220 V 解析：选B.负载采用何种接法应取决于负载的额定电压，A 对．三相负载对称时可以按星形或三角形连接，C 对．星形接法中U 线＝3U 相，D 对．发电机采用星形接法时，负载有星形、三角形两种接法，B 错．3．发电机三相绕组采用星形接法时，下列关于中性线的说法正确的是( )A ．中性线不能去掉B ．当三相负载不对称时，中性线中无电流C ．中性线中一定没有电流D ．当三相负载对称时，中性线中无电流解析：选D.三相四线制星形接法中，若三相负载对称，则中性线中无电流，可以去掉，形成三相三线制接法；若三相负载不对称，各相用电情况不一定相同，中性线中有电流通过，不能去掉．故选项D 正确，A 、B 、C 错误．4．三相交流发电机的三个线圈中A 相的电压为U ＝311sin(100πt )V ，那么( )A ．三个线圈中交变电流的频率都为100 HzB ．在t ＝0时，其他两个线圈的输出电压也为零C ．若按星形接法，任意两端线间的电压最大值为380 VD ．若按三角形接法，任意两端线间的电压为220 V解析：选D.三相交流发电机每个线圈产生的感应电动势的频率、电压有效值(或最大值)均相同，但由于在步调上不一致，所以某一时刻输出电压的瞬时值不同；又f ＝1T ＝100π2πHz ＝50 Hz ；当三个线圈按星形接法时，线电压U 线＝3U 相＝3×3112V ≈381 V ，其最大值U 线m ＝2U 线≈539 V ；当三个线圈按三角形接法时，U 线＝U 相＝3112V ≈220 V ．故选项D 正确． 5.三相电源的连接如图所示，电路中的三个交流电压表的示数U 1、U 2、U 3间的关系是( )A ．U 1∶U 2＝1∶ 2B ．U 1∶U 3＝1∶1C ．U 2∶U 3＝1∶1D ．U 2∶U 3＝1∶ 3解析：选B.该接法是星形接法，采用三相四线制对外供电，三只交流电压表，其中V 1、V 3测量的是相电压，V 2测量的是线电压，选项B 正确．6．如图所示，ABC 为一个三相电源的供电线，三个对称负载接成三相三线制三角形电路，如供电电压稳定，当负载改为星形接法时( )A．负载的电压增加到原来的3倍B．负载的电流减小到原来的1 3C．负载的功率增加到原来的3倍D．负载的功率减小到原来的1 3解析：选B.三相三线制三角形接法中每相负载的相电压等于线电压，星形接法当中U线＝3U相，由三相三线制三角形接法改为星形接法时，线电压不变，所以相电压变为原来的1 3，负载的电流减小到原来的13，由P＝U2R可知，负载的功率减小到原来的13，B对，A、C、D错．二、多项选择题7．关于三相交变电流，下列说法正确的是( )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不可以单独向外供电C．三相交流发电机的三个线圈产生的电动势同时达到最大值D．三相交流发电机的三个线圈产生电动势最大值的时间依次相差三分之一个周期解析：选AD.产生三相交变电动势的三个线圈是相互独立的，每一个都相当于一个独立的电源，可以单独供电，只是它们到达最大值的时间依次相差三分之一个周期，选项A、D 正确，B、C错误．8．动力供电线路中，采用三相四线制供电，交流电的频率为50 Hz，两根相线之间的电压为380 V，则( )A．相电压为220 VB．线电压最大值为380 VC．线电压为相电压的3倍D．交流电周期为0.02 s解析：选ACD.在三相四线制中，如果线电压为380 V(有效值)，则相电压一定为220 V，线电压为相电压的3倍，所以A、C正确，B错误；由于f＝50 Hz，所以周期为0.02 s，故D正确．9．如图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( )A．若OO′断路，则三盏灯熄灭B．若OO′断路，三盏灯仍正常发光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将烧坏解析：选BCD.由于三相负载相同，所以即使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，所以灯将变暗，C对；对于选项D，加在L2、L3上的电压均为380 V，所以灯将烧坏，D对．10．如图所示，发电机每个绕组两端的电压(相电压)为220 V，三个负载电阻均为100 Ω.下列说法中正确的是( )A．发电机绕组采用“Y”接法，负载采用“△”接法B．每个负载电阻两端的电压为220 VC．每个负载电阻两端的电压为380 VD．通过每个负载的电流为3.8 A解析：选ACD.对发电机而言，由于采用星形接法，所以如果相电压为220 V，那么线电压就是380 V，所以每个负载两端的电压为380 V，通过每个负载的电流为3.8 A.三、非选择题11．把三组额定电压均为220 V，额定功率分别为P1＝1 000 W、P2＝500 W、P3＝2 000 W的白炽灯按如图所示方式接入线电压为380 V的三相电路中．(1)求流过每相负载的电流强度；(2)A相负载断开或短路时，对B、C两相负载有何影响．解析：(1)三个灯两端的电压U ＝U 线3＝3803V ＝220 V 由P ＝UI 得三灯中的电流分别为I 1≈4.55 A ，I 2≈2.27 A ，I 3≈9.09 A. (2)由于有中性线，所以A 相负载断开或短路时，对B 、C 两相负载无影响． 答案：(1)4.55 A 2.27 A 9.09 A(2)电压不变，仍正常工作12．在线电压为380 V 的三相交流电路中，如图所示，接有三只电阻均为484 Ω的电灯．问：(1)这三只电灯属何种接法？每只灯的电压、电流、功率各是多少？(2)若L 1灯的保险丝熔断，则其余两灯的电压、电流、功率又各是多少？ (3)若L 1灯短路，则其余两灯的情况怎样？解析：(1)属于星形接法，每只灯上的电压为相电压，即U ＝220 V ，根据欧姆定律和功率公式得：I ＝U R ＝220484 A ≈0.45 A ，P ＝U 2R ＝2202484W ＝100 W. (2)若L 1灯保险丝熔断，即断开了一相，此时属于线电压加在BC 两端，这两只灯每只灯上的电压为U 2＝190 V ，电流、功率分别是I 2＝U 2R ＝190484A ≈0.4 A ， P 2＝U 22R ＝1902484 W ≈74.6 W. (3)若L 1灯短路，则O 点与A 等电势，L 2、L 3两灯两端的电压均为线电压380 V ，均被烧毁．答案：(1)星形接法 均为220 V 均为0.45 A 均为100 W (2)均为190 V 均为0.4A 均为74.6 W (3)均被烧毁。
第1节 三相交变电流一、三相交流发电机 1．发电机组成、分类2．绕组特点三个绕组具有相同的匝数、绕向，互成120°角。
二、三相交变电流的产生1．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，铁芯匀速转动时，就相当于三个线圈在磁场里切割磁感线，就产生三相交变电流。
2．特点：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13个周期。
三、电源与负载的连接方式 1．常用的两种连接方式三相四线制星形接法、三相三线制星形接法。
2．线电压和相电压(1)线电压：火线与火线之间的电压，一般为380 V 。
(2)相电压：火线与中线之间的电压，一般为220 V 。
1.三相交流发电机内安装3组独立的互成120°角的线圈，能同时产生出三相独立的交变电流。
2．发电机的三相绕组通常采用三相四线制连接方式，若三相负载完全对称则中线电流为零，可取消中线采用三相三线制。
3．三相电源的星形接法中火线与中线之间的电压是相电压，火线与火线之间的电压是线电压，线电压与相电压之间的关系是U 线＝3U 相。
1．自主思考——判一判(1)三相交流发电机的三个线圈发出的三相交变电压，最大值、周期及达到最大值的时刻均相同。
(×) (2)三相交流发电机的三个线圈发出的三相交变电压，最大值、周期均相同，但达到最大值的时刻依次相隔13周期。
(√)(3)在三相交变电流中相电压和线电压一定相等。
(×) (4)若三个负载相同，则一般可用三相三线制星形接法。
(√) 2．合作探究——议一议(1)三相的“相”是什么意思？三相交流发电机和单相发电机有何相同点和不同点？ 提示：①相，就是电源组；三相，就是3个电源组。
②单相发电机只有一组线圈，只产生一相交变电动势。
三相交流发电机有三组互成120°的线圈，产生三相独立的交变电流，但是每组线圈产生交变电动势的原理跟单相发电机的原理相同，都是靠线圈和磁场发生相对运动，利用电磁感应现象产生交变电流。
第1节 三相交变电流(1)发电机组成、分类(2)三个绕组具有相同的匝数、绕向，互成120°角．2．三相交变电流的产生(1)旋转磁极式发电机图411(2)三相交流电的产生原理旋转磁极式发电机的三个线圈按如图411所示的方式排列，当此转子在磁场中转动时，三个线圈都会产生感应电动势，且感应电动势的最大值、周期和频率都相同．由于三个线圈平面在空间互成120°角，所以它们到达峰值(或零值)的时刻不同，将依次落后三分之一个周期．(3)图象图4123．电源与负载的连接方式(1)常用的两种连接方式：三相四线制星形接法、三相三线制星形接法．(2)线电压和相电压①线电压：火线与火线之间的电压，一般为380 V.②相电压：火线与中线之间的电压，一般为220 V.③两者关系：在星形接法中U 线1．三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．(√)2．三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．(√)3．三相交流发电机线圈采用星形接法时，负载也必须采用星形连接．(×)你知道你们家乡的照明电压是多少吗？它是什么电压？【提示】 生活中的照明电压是220 V ，它是相电压．在日常生活中，我们能看到电视机、洗衣机等用电器的电源插头有三只引脚，而录音机、影碟机等用电器的电源插头只有两只引脚．探讨1：这些用电器用的是三相交变电流还是单相交变电流？【提示】 三相电广泛用于工业生产，居民用电在多数情况下都是单相的．与此相应，三相插头和插座多用于工业，而单相插头和插座则多用于一般家庭、学校和事业单位．但为安全起见，一般家用或办公用电器的外壳上都接地线，以保证万一发生漏电时，不会导致接触电器的人体遭受电击．这样的电器，其电源插头都做成三只引脚，如电冰箱、洗衣机、电熨斗等．其中一个较粗或较长的引脚是专门用于接地的，而另外两只脚则用于和单相电源的火线与零线接通．因此，与之配套的插座也一律是三孔的．探讨2：三相的“相”是什么意思？【提示】 相，就是电源组；三相，就是3个电源组．探讨3：三相交流发电机和单相发电机有何相同点和不同点？【提示】 单相发电机只有一组线圈，只产生一相交变电动势．三相交流发电机有三组互成120°的线圈，产生三相独立的交变电流，每组线圈产生交变电动势的原理跟单相发电机的原理相同，都是靠线圈和磁场发生相对运动，利用电磁感应现象产生交变电流．1．三相交变电流的产生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．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．2．三相电流的异同(1)相同点：①同为正弦式交流电，E 最大＝2E 有效．②具有相同的周期．③具有相同的峰值和有效值．④相邻两相间有相同的相位差．(2)不同点：它们达到最大值(或零值)的时刻不同，依次落后13个周期． 3．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e A ＝E m sin ωt ，e B ＝E m sin(ωt －2π3)，e C ＝E m sin(ωt －4π3)． 4．图象描述图4135．电源与负载的几种连接方式及特点 负载特点三相负载对称 三相负载不对称 有无中线 中线中无电流，可以去掉中线中有电流，必须保留中线 连接方式三相三线制星形接法三相三线制三角形接法 三相四线制星形接法 线相关系 U 线＝3U 相I 线＝I 相 U 线＝U 相 I 线＝3I 相 U 线＝3U 相 I 线＝I 相A ．发电机中3个绕组具有相同的匝数和绕向，互成60°B ．在转动过程中，每个绕组产生的感应电动势的最大值和周期都相同C ．在转动过程中，某时刻每个绕组产生的感应电动势的瞬时值相同D ．在转动过程中，每个绕组独立产生的感应电动势的瞬时值、最大值、周期都不相同【解析】 三个绕组匝数相同，绕向相同，互成120°，所以每个绕组产生的电动势最大值相同，周期频率相同，但瞬时值不同，到达最大值的时间依次落后T /3，B 对，A 、C 、D 错．【答案】 B2．下列关于三相交流发电机的说法中，正确的是( )A ．三个线圈都不可以单独向外供电B ．三个线圈发出交流电的有效值的时间依次相差T /3C ．三个线圈发出交流电的瞬时值的时间依次相差T /3D ．三个线圈发出交流电的最大值的时间依次相差T /3【解析】 产生三相交变电流的三个线圈是相互独立的，每一个都相当于一个独立的电源可以单独供电，只是它们到达最大值的时间依次相差三分之一周期，故A 错，D 正确；三个线圈发出交流电的有效值任何时刻都相同，B 错；由三相交变电动势的图象(如图)可知：选项C 错误．【答案】 D3.在三相交流电源上按星形接法连接相同的负载1、2、3，如图414所示，NN ′是中性线．已知负载1上的电压为220 V，电流为15 A．现以I表示中性线上的电流，U表示P、Q两点间的电压，则( )图414A．I＝15 A，U＝440 VB．I＝45 A，U＝380 VC．I＝0，U＝440 VD．I＝0，U＝380 V【解析】负载使用的星形接法，相电压与线电压的关系是U线＝3U相，因为相电压为220 V，所以线电压为380 V，P、Q间的电压为线电压；由于三相负载对称，所以中性线上电流为0.【答案】 D区分星形接法与三角形接法的方法区分星形接法还是三角形接法的关键是看每相负载两端分别与什么线连接，若三相负载连接于一点，负载的另一端分别与三根相线相连，则属于星形连接，若三相负载每相两端都分别连接两根相线，则属于三角形接法．学业分层测评(十)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)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【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．【答案】ABD2．(多选)电源插座有两孔插座和三孔插座，空调机、冰箱、微波炉等家用电器用三孔插座，录音机、电视机等电器用两孔插座，则以下说法正确的是( )A．两孔插座的电压是相电压B．三孔插座上任意两个插孔间的供电电压均为380 VC．不管是两孔插座还是三孔插座，供电电压均为220 VD．以上都不对【解析】两种插座的供电压均为相电压且U相＝220 V，三孔插座只不过有一个地线插孔，并不与供电电路相接，目的是为了保护人身安全，故选项A 、C 正确．【答案】 AC3．关于三相交流电源的负载的连接方式，下列说法不正确的是( )A ．负载采用何种连接方式取决于负载的额定电压B ．发电机采用星形连接，负载就必须采用星形连接C ．三相对称负载可以接成三角形，也可以接成星形D ．三相四线制和三相三线制的星形接法中U 相＝U 线3＝220 V 【解析】 负载采用何种接法应取决于负载的额定电压，A 对．三相对称负载可以按星形或三角形连接，C 对．星形接法中U 线＝3U 相，D 对．发电机采用星形接法时，负载有星形、三角形两种接法，B 错．【答案】 B4．(多选)(2013·济南检测)三相交流发电机的三个线圈中A 相的电压为U ＝311sin(100πt ) V ，那么( )A ．三个线圈产生的交变电流的频率都为50 HzB ．在t ＝0时，其他两个线圈的输出电压也为零C ．若按星形接法，任意两端线间电压的最大值为380 VD ．若按三角形接法，任意两端线间的电压为220 V【解析】 三相交流发电机每个线圈的频率、电压有效值(或最大值)均相同，但由于在步调上不一致，所以某一时刻电压的瞬时值不同．当三个线圈按星形接法时，线电压U 线＝3U 相＝3×3112V ≈380 V ，其最大值U 线m ＝2U 线≈539 V ；当三个线圈按三角形接法时，U 线＝U 相＝3112V ＝220 V. 【答案】 AD5．(多选)三相电源的连接如图415所示，电路中的三个交流电压表的示数U 1、U 2、U 3间的关系是( )图415A ．U 1∶U 2＝1∶ 2B ．U 1∶U 3＝1∶1C ．U 2∶U 3＝1∶1D ．U 2∶U 3＝3∶1【解析】 该接法是星形接法，采用三相四线制对外供电，三只交流电压表，其中V 1、V 3测量的是相电压，V 2测量的是线电压，选项B 、D 正确．【答案】BD6．(多选)如图416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( )【导学号：】图416A．若OO′断路，则三灯熄灭B．若OO′断路，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【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．【答案】BCD7．(多选)(2014·延安高二检测)一台相电压为220 V的交流发电机，向L、M、N三处用户供应照明用电，用户电灯的额定功率都相同，额定电压都是220 V，线路如图417所示，则( )图417A．三处用户的电路连接都是正确的B．用户M的电路连接是错误的C．用户M两端的电压高于L和N两端的电压D．在这个电路中相电压与线电压是一样大的【解析】在三相三线制三角形接法中，相电压与线电压相等，都是220 V．因此，三处用户的电路连接都是正确的．A、D正确．【答案】AD8.如图418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( )【导学号：】图418A．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【解析】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，每相的相电压均为220 V，有电流，而且在这种情形下，中线无电流可以省去，故选项应为A.【答案】 A[能力提升]9.图419中A 、B 、C 是三相交流电源的三根相线，O 是中性线，电源的相电压为220 V ，L 1、L 2、L 3是三个“220 V 60 W ”的灯泡．开关S 1断开，S 2、S 3闭合．由于某种原因，电源的中性线在图中O 处断了，那么L 2和L 3两灯泡将( )图419A ．立刻熄灭B ．变得比原来亮一些C ．变得比原来暗一些D ．保持亮度不变【解析】 由题图分析可知，实际照明电路是按星形接法连接的，每根相线与中性线间的电压为220 V ，满足灯泡的额定电压，灯泡均正常发光．当中性线在O 处断了，且S 1断开时，灯泡L 2和L 3串联于BC 两相线之间，串联两灯泡的总电压为线电压380 V ，由于相同灯泡的串联分压作用，各灯泡两端的实际电压均为190 V ，低于灯泡的额定电压，所以灯泡L 2和L 3变得比原来暗些，选项C 正确．【答案】 C10．(2014·昌江质检)如图4110所示，相线A 、B 、C 和中性线N 接在三相交流电源上，A 相的线电压u ＝3802sin(100πt ) V ，则( )图4110A ．相线的电势总是高于中性线的电势B ．电流表的示数为2202Rsin(100πt ) A C ．B 、N 两端电压有效值为380 VD ．通过R 的电流方向每秒钟改变100次【解析】 在三相交流电路中，相线与中性线间的电势差按正弦规律变化，所以相线电势并非总是高于中性线，A 错误；电流表示数代表的是有效值而不是瞬时值，B 错误；B 、N 两端的电压即为相电压，由线电压的最大值为380 2 V ，有效值为380 V ，可知相电压应为220 V ，C 错误；因为交流电频率f ＝ω2π＝100π2πHz ＝50 Hz ，可见电流方向每秒改变100次，D 正确．【答案】 D11．如图4111是三相四线制的供电线路，O 为中性线，相电压为220 V ，两灯泡L 1和L 2按图示接入电路．图4111(1)若L 1和L 2的规格都是“220 V 60 W ”，则它们是否正常发光？如果因某种原因在中性线的O ′处断路，求各灯两端的电压和通过的电流．(2)若L 1和L 2的规格分别是“220 V 60 W ”和“220 V 15 W ”，则又怎样？【导学号：】【解析】 (1)在三相四线制供电线路中，相电压是指相线与中性线之间的电压，线电压是指两根相线之间的电压，U 线＝3U 相＝3×220 V ＝380 V ．两灯都是接在相线和中性线之间，所加的电压跟额定电压相同，所以都能正常发光．中性线在O ′处断路后，L 1和L 2串联后接入A 、B 两条相线之间，总电压为380 V ．由于两灯泡规格相同，所以加在每个灯泡两端的电压都是190 V ，通过的电流都是：I ＝U R ＝190/⎝ ⎛⎭⎪⎫220260 A ≈0.24 A. (2)中性线没有断路时，两灯加的电压都等于额定电压，两灯仍正常发光，中性线在O ′处断路后，由于两灯电阻之比R 1∶R 2＝1∶4，所以两灯两端的电压分别为U 1＝15U 线＝76 V ，U 2＝45U 线＝304 V ，由于L 2两端的电压超出了它的额定电压，所以L 2将被烧断灯丝，其结果是L 2被损坏，L 1因L 2的断路而不能发光．可见，在三相四线制的供电线路中，在中性线上是不能安装保险丝的．【答案】 见解析．12．如图4112所示，三相四线制供电电路中，电源电压为220 V ．三相负载都是纯电阻，R A ＝R B ＝10 Ω，R C ＝20 Ω，问：【导学号：】图4112(1)中性线能否省去？(2)若中性线OO ′断路，R A 发生短路，R B 、R C 两端电压及其中电流为多大？(3)若中性线OO ′断路，R A 也断路，R B 、R C 两端电压和其中电流又是多大？【解析】 (1)由于三相负载不对称，中性线不能省去，中性线起到平衡负载的作用．(2)若中性线OO ′断路，R A 发生短路，B 、C 两电阻两端的电压均为线电压380 V ，电流分别为 I B ＝U 线R B ＝38010 A ＝38 A ，I C ＝U 线R C ＝38020A ＝19 A. (3)若中性线OO ′断路，R A 也断路，B 、C 两电阻串联，两端电压为线电压380 V ，根据欧姆定律先计算电流：I B ＝I C ＝U 线R B ＋R C ＝38010＋20A ＝12.7 A ，则两只电阻两端的电压分别为UB ＝I B R B ＝12.7×10 V ＝127 V ，UC ＝I C R C ＝12.7×20 V ＝254 V.【答案】(1)不能省(2)电压均为380 V 38 A 19 A (3)127 V 254 V 电流均为12.7 A。
三相变压器的诞生1888年，俄国科学家多利沃—多布罗夫斯基提出三相电流可以产生旋转磁场，并发明三相同步发电机和三相鼠笼式电动机。
1889年，他为解决三相电流的传输及供电问题，开始研究三相变压器。
与当时的单相变压器相比，多利沃—多布罗夫斯基三相变压器的原边、副边线圈并无太大差别，主要区别是在铁心布置方面.当年，他申请第1个三相变压器铁心的专利，3个心柱在周向垂直对称布置，上、下与两个轭环相连。
这种结构类似欧洲中世纪的修道院，故称为“Tempeltype（寺院式)”，如图1（a)所示。
“寺院式"结构后来又发展出图1（b)和图1（c)式。
1891年，西门子公司又首先采用了框式铁心,见图1（d）。
图1 三相变压器铁心世界上第一台三相变压器出现于1891年。
当年8月，世界博览会在德国法兰克福(Frankfurt）召开，会议组织者为了展示交流电的输送和应用，在175km外的德国劳芬(Lauffen)的波特兰（Portland)水泥厂内装设了一套三相水轮发电机组(210kVA，150r/min，40Hz,相电压55V）,向博览会上的1000盏电灯和一台100马力的三相感应电动机供电。
为此，德国通用电气公司(AEG）和瑞士奥立康(Oerlikon)厂分别为劳芬-法兰克福工程提供了4台和2台三相变压器。
在劳芬，AEG公司提供了2台三相升压变压器(每台100kVA，变比为1∶160,Y—Y接)，Oerlikon工厂提供了一台升压变压器(150kVA，变比为1∶155）；在法兰克福的两座降压变电所，则分别装有2台AEG公司生产的三相降压变压器(变比为123∶1)向电动机供电，以及一台Oerlikon工厂生产的三相降压变压器(变比为116∶1)向1000盏电灯供电。
实测变压器的最高效率已达到96％。
图2为AEG公司制造的三相变压器.图2 AEG公司三相变压器（1891年）尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
三相变压器的诞生
1888年，俄国科学家多利沃—多布罗夫斯基提出三相电流可以产生旋转磁场，并发明三相同步发电机和三相鼠笼式电动机。
1889年，他为解决三相电流的传输及供电问题，开始研究三相变压器。
与当时的单相变压器相比，多利沃—多布罗夫斯基三相变压器的原边、副边线圈并无太大差别，主要区别是在铁心布置方面。
当年，他申请第1个三相变压器铁心的专利，3个心柱在周向垂直对称布置，上、下与两个轭环相连。
这种结构类似欧洲中世纪的修道院，故称为“Tempeltype(寺院式)”，如图1(a)所示。
“寺院式”结构后来又发展出图1(b)和图1(c)式。
1891年，西门子公司又首先采用了框式铁心，见图1(d)。
图1 三相变压器铁心
世界上第一台三相变压器出现于1891年。
当年8月，世界博览会在德国法兰克福(Frankfurt)召开，会议组织者为了展示交流电的输送和应用，在175km外的德国劳芬(Lauffen)的波特兰(Portland)水泥厂内装设了一套三相水轮发电机组(210kVA，150r/min，40Hz，相电压55V)，向博览会上的1000盏电灯和一台100马力的三相感应电动机供电。
为此，德国通用电气公司(AEG)和瑞士奥立康(Oerlikon)厂分别为劳芬-法兰克福工程提供了4台和2台三相变压器。
在劳芬，AEG公司提供了2台三相升压变压器(每台100kVA，变比为1∶160，Y-Y 接)，Oerlikon工厂提供了一台升压变压器(150kVA，变比为1∶155)；在法兰克福的两座降压变电所，则分别装有2台AEG公司生产的三相降压变压器(变比为123∶1)向电动机供电，以及一台Oerlikon工厂生产的三相降压变压器(变比为116∶1)向1000盏电灯供电。
实测变压器的最高效率已达到96%。
图2为AEG公司制造的三相变压器。
图2 AEG公司三相变压器(1891年)。
