第十一章三相电路教案
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教 案 内 容 、过 程
教 法
时间分配
端之间都彼此相隔0120。
转子是具有一对磁极的电磁铁,其磁极表面的磁场按正弦规律分布。
磁极放在转子上,一般均由直流电通过励磁绕组产生一个很强的恒定磁场。
当转子由原动机拖动做匀速转动时,三相定子绕组依次切割磁力线,产生频率相同、幅值相等、相互之间相位差为0120的正弦电动势u e 、v e 、w e 。
电动势的参考方向选定为绕组的末端指向始端,如6-1c 所示。
综上所述,三相交流发电机产生的是三相对称电动势。
通过原理图分析三相交流电的产生
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教 案 内 容 、过 程
教 法 时间分配
三、三相正弦交流电动势的表示方法
sin u m e E t ω=
()sin 120v m e E t ω=-
()sin 120v m e E t ω=+
结合交流分析出三种表示方法
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小结5`
教 案 纸
0u v w E E E ++= 三相电动势(或电流、电压)到正幅值(或相应零值)的先后顺相序分:正序、负序和零序三种。
电动势在相位上u e 超前u e 120。
三相交流电路的课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握三相交流电路的基本概念、原理和分析方法,能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解三相交流电路的定义、特点和应用;(2)掌握三相电源、三相负载的连接方式及其特点;(3)熟悉三相电路的功率计算方法。
2.技能目标:(1)能够运用 Phasor 方法分析三相电路;(2)能够运用对称分量法分析三相电路中的不对称故障;(3)能够运用仪器仪表进行三相电路的实验测量和分析。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对电路学科的兴趣和好奇心;(2)培养学生勇于探索、积极思考的科学精神;(3)培养学生团队协作、沟通交流的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.三相交流电路的基本概念:三相电源、三相负载、相电压和线电压等;2.三相电路的连接方式及其特点:星形连接、三角形连接、Y-D 连接等;3.三相电路的功率计算:总有功功率、无功功率、视在功率及其计算方法;4.对称分量法:正序、负序、零序分量的概念及计算方法;5.Phasor 方法:相量图的绘制和分析方法。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解三相交流电路的基本概念、原理和分析方法;2.案例分析法:分析实际案例,让学生更好地理解三相电路的应用;3.实验法:安排实验环节,让学生亲自动手操作,锻炼实际操作能力;4.讨论法:学生分组讨论,培养学生的团队协作和沟通交流能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本节课将采用以下教学资源:1.教材:《电路分析基础》、《电气工程基础》等相关教材;2.参考书:提供相关的论文、书籍、网址等参考资料;3.多媒体资料:制作课件、动画、视频等,形象生动地展示三相电路的原理和应用;4.实验设备:提供三相电源、负载、测量仪器等实验设备,让学生进行实际操作和测量。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的方式,以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
第十一章三相电路一、教学基本要求1、掌握三相电路的概念及对称三相电路的计算方法2、了解不对称三相电路的概念3、会计算三相电路的功率二、教学重点与难点1. 教学重点: (1).三相电路的概念;(2). 星形连接、三角形连接下的线电压(电流)与相电压(电流)的关系(3). 对称三相电路归结为一相电路的计算方法(4). 三相电路的功率分析(5). 不对称三相电路的概念2.教学难点:(1).三相电路的计算及相量图的应用(2).三线三相制电路功率测量的二瓦特计法三、本章与其它章节的联系:三相电路可以看成是三个同频率正弦电源作用下的正弦电流电路,对它的计算,第九章正弦电流电路中所阐述的方法完全适用。
四、学时安排总学时:6五、教学内容§11.1三相电路三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差120°的正弦电动势作为供电电源的电路。
三相电力系统由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。
三相电路具有如下优点:(1)发电方面:比单项电源可提高功率50%;(2)输电方面:比单项输电节省钢材25%;(3)配电方面:三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载;(4)运电设备:具有结构简单、成本低、运行可靠、维护方便等优点。
以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电力系统采用的主要供电方式。
研究三相电路要注意其特殊性,即:(1)特殊的电源;(2)特殊的负载;(3)特殊的连接;(4)特殊的求解方式。
1. 对称三相电源通常由三相同步发电机产生对称三相电源。
如图11.1所示,其中三相绕组在空间互差120°,当转子以均匀角速度ω转动时,在三相绕组中产生感应电压,从而形成图11.2 所示的对称三相电源。
其中A、B、C三端称为始端,X、Y、Z三端称为末端。
图 11.1 图 11.2三相电源的瞬时值表达式为:为参考正弦量,三相电压波形图如图 11.3 所示。
式中以 A 相电压 uA图 11.3 图 11.4三相电源的相量表示为可以用图 11.4 所示的相量图表示。
三相交流电路教案一、教学目标1. 让学生了解三相交流电路的基本概念和特点。
2. 使学生掌握三相交流电路的功率计算方法。
3. 培养学生运用三相交流电路知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 三相交流电路的定义及特点2. 三相交流电路的相位关系3. 三相交流电路的功率计算4. 三相交流电路的应用实例5. 三相交流电路的故障分析与维修三、教学方法1. 采用讲授法,讲解三相交流电路的基本概念、特点和功率计算方法。
2. 利用示意图和实物模型,展示三相交流电路的相位关系和应用实例。
3. 开展小组讨论,分析三相交流电路的故障原因及维修方法。
4. 布置课后练习,巩固所学知识。
四、教学准备1. 教学课件和教案2. 三相交流电路示意图和实物模型3. 课后练习题五、教学过程1. 导入新课:介绍三相交流电路的概念和特点。
2. 讲解:讲解三相交流电路的相位关系、功率计算方法。
3. 展示:利用示意图和实物模型,展示三相交流电路的相位关系和应用实例。
4. 讨论:分组讨论三相交流电路的故障原因及维修方法。
5. 总结:回顾本节课所学内容,强调重点知识点。
6. 布置课后练习:巩固所学知识。
教学反思:本节课通过讲解、展示和讨论等方式,使学生了解了三相交流电路的基本概念、特点和功率计算方法,并能运用所学知识分析解决实际问题。
在教学过程中,要注意引导学生主动参与讨论,提高学生的动手能力和团队协作能力。
加强对学生的个别辅导,提高他们的学习效果。
六、教学评估1. 课后作业:检查学生对三相交流电路的基本概念、功率计算方法和故障分析的理解程度。
2. 课堂问答:评估学生对三相交流电路知识的掌握情况。
3. 小组讨论:观察学生在团队合作中的表现,以及对故障分析的实际操作能力。
七、教学拓展1. 介绍三相交流电路在现代电力系统中的应用。
2. 探讨三相交流电路的优化设计和节能措施。
3. 简介智能电网中的三相交流电路监测与控制技术。
八、教学互动1. 提问环节:鼓励学生提出关于三相交流电路的问题,促进师生互动。
第十一章三相电路
一、教学基本要求
1、掌握三相电路的概念及对称三相电路的计算方法
2、了解不对称三相电路的概念
3、会计算三相电路的功率
二、教学重点与难点
1. 教学重点:
(1). 三相电路的概念
(2). 星形连接、三角形连接下的线电压(电流)与相电压(电流)的关系
(3). 对称三相电路归结为一相电路的计算方法
(4). 三相电路的功率分析
(5). 不对称三相电路的概念
2.教学难点:
(1). 三相电路的计算及相量图的应用
(2). 三线三相制电路功率测量的二瓦特计法
三、本章与其它章节的联系:
三相电路可以看成是三个同频率正弦电源作用下的正弦电流电路,对它的计算,第九章正弦电流电路中所阐述的方法完全适用。
四、教学内容
§11.1 三相电路
§11.2 线电压(电流)与相电压(电流)的关系
§11.3 对称三相电路的计算
§11.1 三相电路
三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差120°的正弦电动势作为供电电源的电路。
三相电力系统由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。
三相电路具有如下优点:(1)发电方面:比单项电源可提高功率50%;(2)输电方面:比单项输电节省钢材25%;(3)配电方面:三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载;(4)运电设备:具有结构简单、成本低、运行可靠、维护方便等优点。
以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电力系统采用的主要供电方式。
研究三相电路要注意其特
殊性,即:
(1)特殊的电源;(2)特殊的负载;(3)特殊的连接;(4)特殊的求解方式。
一、对称三相电源
对称三相电源是由3个等幅值、同频率、初相依次相差120°的正弦电压源连接成星形或三角形组成的电源。
星形接法中,电压源的参考方向是以中点处为负;
三角形接法中,电压源的连接是顺次相接形成一个回路,如果接错,将可能形成很大的环形电流。
3 个电源依次称为A相、B相和C相,它们的电压为:
三相交流电源中三个电源可以串接的原因在于:三个电源的电压任何瞬间相加均为零。
它们对应的相量形式为
是工程上为了方便而引入的单位相量算子。
二、三相电压的相序
上述三相电压的相序(次序)A、B、C称为正序或顺序。
与此相反,如B相超前A相120°,C相超前B相120°,这种相序称为反序或逆序。
电力系统一般采用正序。
三、三相电路的基本概念
1、端线:
从3个电压源正极性端子A、B、C向外引出的导线。
2、中线:
从中(性)点N引出的导线。
3、线电压:
端线之间的电压。
4、相电压
电源每一相的电压,或负载阻抗的电压。
5、线电流
端线中的电流。
6、相电流
各相电源中的电流或负载阻抗的电流。
四、电源和负载的连接
1、负载的连接方式
负载也可以连接成星形或三角形。
当三相阻抗相等时,就称为对称三相负载。
2、三相电路
从对称三相电源的3个端子引出具有相同阻抗的3条端线(或输电线),把一些对称三相负载连接在端线上就形成了对称三相电路。
实际三相电路中,三相电源是对称的,3条端线阻抗是相等的,但负载则不一定是对称的。
3、三相电路的连接方式
三相电源为星形电源,负载为星形负载,称为Y-Y连接方式;
三相电源为星形电源,负载为三角形负载,称为Y-△连接方式;
此外还有△- Y连接方式和△-△连接方式。
Y-Y连接方式
Z l是端线的阻抗。
有中线时,称为三相四线制,也称为Y0接法
Y-△连接方式
§11.2 线电压(电流)与相电压(电流)的关系
三相电源的线电压和相电压、线电流和相电流之间的关系都与连接方式有关。
对于三相负载也是如此。
一、线电压与相电压的关系
1、星形连接
对于对称星形电源,依次设其线电压为
相电压为
电压相量图
线电压与对称相电压之间的关系可以用图示电压正三角形说明,相电压对称时,线电压也一定依序对称,线电压是相电压的3倍,依次超前相应相电压的相位为30°。
实际计算时,只要算出一相就可以依序写出其余两相。
2、三角形电源
3、对称星形负载和三角形负载
以上有关线电压和相电压的关系同样适用。
二、线电流和相电流的关系
1、星形连接
线电流显然等于相电流。
2、三角形连接
电流相量图
线电流与对称的三角形负载相电流之间的关系可以用图示电流正三角形说明,相电流对称时,线电流也一定对称,线电流是相电流的3倍,依次滞后相应相电流的相位为30°。
实际计算时,只要算出一相就可以依序写出其余两相。
电源和负载的连接方式
Y-Y Y-△△-Y △-△
三相电路中的额定电压是指电路的线电压。
三相电源380V/220V 对应连接方式为Y/△,
1、现有白炽灯U N=220V
负载连接成Y接,电路应连接成Y-Y
负载连接成△接,电路应连接成△-△
2、如白炽灯U N=127V
电路应连接为△-Y
3、如白炽灯U N=380V
电路应连接为Y-△
§11.3 对称三相电路的计算
三相电路实际上是正弦电流电路的一种特殊类型。
因此,前面对正弦电流电路的分析方法对三相电路完全适用。
根据三相电路的一些特点,可以简化对称三相电路分析计算。
一、对称三相四线制电路
以N为参考结点
三相电路归结为一相的计算方法
由于U N’N=0,各相电流独立,彼此无关;又由于三相电源、三相负载对称,所以相电流构成对称组。
因此,只要分析计算三相中的任一相,而其他两相的电压、电流就能按对称顺序写出。
注意:在一相计算电路中,连接N 、N’的是短路线,与中线阻抗Z N无关。
二、其他连接方式的对称三相电路可以根据星形和三角形的等效互换。
Z△=3Z Y
化成对称的Y-Y三相电路,然后用归结为一相的计算方法。
例:对称三相电路,Z=(19.2+j14.4)Ω,Z l=(3+j4) Ω ,对称线电压U AB=380V。
求负载端的线电压和线电流。
解: 该电路可以变换为对称的Y-Y电路
负载端三角形变换为星形
根据负载端的线电压可以求得负载中的相电流,
也可以根据对称三角形连接,线电流和相电流的关系来计算。