高二物理鲁科版选修3-2课件4.1三相交变电流(讲述式)

教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
LK ·物理 选修3-2
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
LK ·物理 选修3-2
教 学
第 1 节 三相交变电流
课
堂
教
互
法 分 析
教师用书独具演示
动 探 究
●课标要求
教
当
学
(一)知识与技能
方
堂 双
案 设
1．知道三相交变电流是如何产生的．
教
当
学
点．
方
式．(重点)
堂 双
案 设
3.知道三相交变电源与负载的连接 2.三相交变电动势、周期和电动势
基 达
计
方式，线电压与相电压的关系． 最大值的特点．(重点)
标
4.了解三相交变电流在生产、生活 3.三相交流电的连接方式．(难点)
中的广泛应用.
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理 选修3-2
教
课
基
设
达
计
A．I＝15 A，U＝440 V
标
B．I＝45 A，U＝380 V
课
前 自
C．I＝0，U＝440 V
课 时
主
导
D．I＝0，U＝380 V
图 4－1－3
作 业
学
菜单
LK ·物理 选修3-2
教
课
学
堂
教 法
【审题指导】
P、Q 两点间的电压为线电压，知道星形
互 动
分
析 接法中线电压与相电压的关系，即可解决此类问题．

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．
120°
相同 不同 正弦规律
三相三线制
380 V
220 V
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
①最大值、有效值；②周期.
(2)不同量：相位及达到最大值(或零值)的时刻.
B.在三相电源为星形接法中，相电压为380 V，线电压为220 V
C.在三相电源为三角形接法中，线电压为380 V，相电压为220 V
D.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
D
第4章——
第1讲
目标定位
三相交变电流
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 预习导学 2 课堂讲义 3 对点练习
梳理·识记·点拨
理解·深化·探究
巩固·应用·反馈
1.三相交流发电机
C
2.三个完全相同的负载R分别接在相同三相发电机的输电线上.设
图8甲、乙、丙中负载R两端的电压分别为U甲、U乙、U丙，则

高中物理鲁科选修课件三相 交变电流
汇报人：XX 20XX-01-16
目录
• 三相交变电流基本概念 • 三相电源与负载连接方式 • 三相负载平衡条件分析 • 三相交流电路功率计算与测量 • 三相异步电动机工作原理及特性 • 三相交变电流在日常生活和工业生产中应
用
01
三相交变电流基本概 念
交变电流定义与特点
异步电动机运行特性分析
转速特性
异步电动机的转速与电源频率、 磁极对数及转差率有关。当电源 频率和磁极对数一定时，转速随
转差率的增大而减小。
转矩特性
异步电动机的转矩与电源电压、 频率及转子电阻有关。在额定电 压和频率下，转矩随转子电阻的
增大而减小。
效率特性
异步电动机的效率与负载大小有 关。在轻载时，效率较低；随着 负载的增大，效率逐渐提高；但 当负载过大时，效率又会下降。
在对称三相负载中，各相负载的阻抗 大小相等，相位互差120度。
在平衡状态下，三相负载中的电流幅 值相等，相位互差120度。
三相电压对称
三相负载所接的三相电压幅值相等， 频率相同，相位互差120度。
非对称三相负载平衡条件
中性点电位偏移
在非对称三相负载中，由于各相 负载阻抗不相等，导致中性点电
位发生偏移。
微电网作为新能源发电并网 的一种重要形式，具有灵活 、高效、可靠等特点，未来 将得到更广泛的应用。
THANK YOU
异步电动机启动、调速和制动方法
启动方法
异步电动机的启动方法有直接启动、降压启动和软启动等。直接启动适用于小容量电动机 ，降压启动和软启动适用于大容量电动机。
调速方法
异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速和改变转差率调速等。其中，变频调速具有 调速范围宽、平滑性好等优点，应用最为广泛。

第1章 电磁感应
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导入 改变世界的线圈
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第1节 磁生电的探索
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导入 奇异的电火花
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第1节 感应电流的方向
第2节 感应电动势与电磁感应 定律
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第3节 电磁感应定律的应用
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第2章 楞次定律和自感现象
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导入 两种电源
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第1节 交变电流的特点
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第2节 自感
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第3节 自感现象的应用
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】源自 专题探究 电磁感应的实验与调 研
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第3章 交变电流
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鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】目录
0002页 0073页 0119页 0231页 0324页 0402页 0482页 0564页 0649页 0714页 0794页 0830页 0902页 1010页
第1章 电磁感应 第1节 磁生电的探索 第3节 电磁感应定律的应用 导入 奇异的电火花 第2节 自感 专题探究 电磁感应的实验与调研 导入 两种电源 第2节 交变电流是怎样产生的 第4章 远距离输电 第1节 三相交变电流 第3节 电能的远距离传输 第5章 传感器及其应用 第1节 揭开传感器的面纱 第3节 大显身手的传感器

e＝Emcos60°＝3.14×0.5 V＝1.57 V. (3)转过 60°角过程中产生的平均感应电动势为
E ＝nΔΔΦt ＝nBSs16iTn60°
0.5×0.1×0.1× ＝100× 1 2π
3 2
V＝2.6 V.
6×2π
(4)电压表示数为外电路电压的有效值 3.14
U＝ERm＋/ r2·R＝4＋21×4 V＝1.78 V. (5)转动一周所做的功等于电流产生的热量 W＝Q＝(Em2)2·R＋1 r·T＝0.99 J. (6)16周期内通过电阻 R 的电荷量为
Im ，其 2
他交变电流的有效值根据有效值的定义计算，
求电功、电功率，确定保险丝的熔断电流，要
用到有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、
电压、电动势指有效值，交流电表的测量值是
有效值，交流用电设备上所标的额定电压、额
定电流是有效值．
例1 如图3－1所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.5 T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100 匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对 称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路 电阻R＝4 Ω，求： (1)转动过程中感应电动势的最大值；
电容器、电感器对交流电的影响
电阻对直流电和交流电的影响是相同的，电容器和 电感器对直流电和交流电的影响概括如下： 电容器：通交流、隔直流，通高频、阻低频； 电感器：通直流、阻交流，通低频、阻高频． 电容器对交流电的阻碍作用用容抗来表示 XC＝2π1fC，(定性了解)． 电感器对交流电的阻碍作用用感抗来表示 XL＝2πfL，(定性了解)．
本章优化总结
知识网络构建
本
章
优
专题归纳整合
化
总

B.I=45 A,U=380 V D.I=0,U=380 V
【解析】选D。负载使用的星形接法,相电压与线电压 的关系是U线= 3 U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, 所以中性线上的电流为0。
【核心归纳】 对三相三线制星形接法的理解: (1)负载特点:这种接法一般用在负载对称的场合,如 三相电动机。 (2)中线情况:中线中无电流,可以去掉。 (3)线相关系:U线= 3 U相。
③相邻两相间有相同的相位差。
(2)不同量:相位及达到最大值(或零值)的时刻。
【过关训练】 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
第4章 远距离输电 第1节 三相交变电流
一、三相交流发电机
1.三相交流电: 为了提高发电效率,通常在一个发电机中安装三组独立 的互成_1_2_0_°__角的线圈。一台发电机将同时生产出 _三__相__独__立__的交变电流,称为三相交变电流,俗称三相交 流电。
2.三相交流发电机:
定义 同时产生_三__相__独__立__的交变电流的发电机 组成 _电__枢__线__圈__和磁极
火线的电势高。
()
(4)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。
()
(5)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。
()
提示:(1)√。照明电路中火线与零线间的电压为 220 V。 (2)×。照明电路中电流大小和方向都是周期性变化的, 时而由火线流入、零线流出,时而由火线流出、零线流 入。开关接在火线上,断开开关使用电器脱离火线,避免 检修时接触火线触电。

线电流(火线上的电流)：
IA 、IB 、IC
星形接法特点
iA
A
* 相电流=线电流 N
iN
Z iAN
IIICBA

IIICBANNN
C B
Z
iC
iB
iCN Z
iBN
IN : 零线电流
Il Ip
IN IAN IBN ICN
*负载两端的电压等于电源的相电压
U AB
IA
A
U CA U BC
U AN IN
UCN IC U BN IB
Z
IAN
Z
N IBN
C ICN Z
B
IA

IAN
U AN Z
IB

IBN
U BN Z
IC
ICN
U CN Z
负载不对称时, 各相单独计算. 零线电流不为零
A
IA
N IN B IB
C
中线（零线）：N
(2) 三相电源星形接法的两组电压
e 相电压：火线对零线间的电压。
uAN eA uBN eB
c
uCN eC
e eC A
eB
uAN
uBN uCN
A
N B C
U CN
120
三个相电压是对称的
120 120
U BN
U AN
线电压：火线间的电压。
u AB uBC
三相交变电流及负载的连接
火线 零线
U相 U线
星形连接
在我国日常电路中：U相=220V，U线=380V
三相交变电流及负载的连接
U线
U相
三角形连接
U线= U相

结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。
二、三相交流电源的连接
总结中线的作用
负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超 过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如， 照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制 供电，而且必须保证零线可靠。
二、三相交流电源的连接
3.负载也有两种接法: 三角形连接
U线 U相
U线= U相
二、三相交流电源的连接
问题及讨论
负载对称时
(ZA ZB ZC Z )
零线是否可以取 消？
I N IA I B IC 0
答：三相完全对称时，零线可以取消。成为三相三线制。
eC
eA
A
eC eB
B
星形接法， U 线＝ 3U 相， 每个负载上为相电压， UPN′＝220 V， PQ 间为线电压， UPQ＝ 3UPN′＝380 V， 由于三相负载相同，中性线上电流为 0
一层楼
...
二层楼
B C
三层楼
结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。
二、三相交流电源的连接
情况2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等（设二 楼灯的数量为三层的1/4 ）结果如何？
分析
A R3 B C R2
1 U R3 380 76 V 5 4 U R2 380 304 V 5
因此，中线的作用是：使星形连接的不对称负载的相电压对称。为了确
保中线在运行中不断开，中线（指干线）上不允许接保险丝也不允许接
刀闸。
二、三相交流电源的连接
讨论
1. 当负载额定电压等于电源线电压时，应如何连接？ 答：应三角形连接。

答案:ABC
探究一
探究二
反思
三相交变电流的产生原理和单相交变电流的产生原理是一样的,都是利用了电 磁感应现象,只是三相交变电流是由三个线圈产生的。由于位置关系,它们达到最 大值的时刻是不同的。
探究一
探究二
探究二电源与负载的连接方式
问题导引 如图所示为负载和发电机线圈间的连接,试分析这是什么接法,为什么?
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 解析:三相交流发电机的三个线圈产生的电动势具有相同的周期和最大值,但相 位并不同,即不同时达到最大值,每个线圈都可以单独向外供电,发电线圈采用星形 接法时,负载既可采用星形接法,也可以采用三角形接法,选项A、B、C正确。
第4章
远距离输电
第1节
三相交变电流
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 与负载的连接方式及 线电压与相电压的关 系。
思维脉络
1
2
3
1.三相交流发电机 (1)三相交变电流:能同时生产出三相独立的交变电流。
组成: 电枢线圈和磁极 旋转磁极式 按转动部分 (2)三相交流发电机 种类 按能量转化 旋转电枢式 水轮发电机 汽轮发电机
提示这是三相四线制接法。由图知发电机的三个线圈和负载的末端用一条导 线连接。
探究一
探究二
名师精讲 1.三相四线制星形接法 三相四线制星形接法(符号是Y),如图所示。
(1)电源相电压:每个线圈两端点间的电压相等,UAN=UBN=UCN。 输电线线电压:两条火线间电压相等,UAC=UAB=UBC。对于星形连接,U线= (2)负载相电流指流过每相负载的电流。 当各负载相同时,IA'N'=IB'N'=IC'N',如果负载不相同,则相电流就不相等。输电线线 电流(IAA'、IBB'、ICC')指流过每根输电线的电流,显然I线=I相。

一、三相交流发电机 1．发电机组成、分类
概念 组成 分类
三相独立 的交变电流的发电机 同时产生出_________ 电枢线圈 和磁极 _________ 旋转磁极式 旋转电枢式 输出功率大 输出功率小
2．绕组特点
120° 三个绕组具有相同的匝数、 绕向 ，互成_____ 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
2．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： eA＝Emsin ωt，
eB＝Emsin eC＝Emsin
2π ωt－ 3 ， 4π ωt－ 3 。
3．et图像 三相交变电流的et图像如图411所示。
提示：①由电厂(变电所)到单位或村庄的输电线通常有三根，都是相线。 ②从单位的变压器引出的输电线通常有四根，有三根相线，一根零线。 ③到每个家庭的输电线通常有二根(也有四根的)，一根相线和一根零线。
三相交变电流原理的考查
1．三相电流的异同点 (1)相同量 ①最大值、有效值； ②周期或频率。 (2)不同量：相位及达到最大值(或零值)的时刻。
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，选项A错误；三个绕组由于匝数相同，所以产 生的电动势的最大值相同，周期相同，但由于它们互成 1 120°角，所以达到最大值的时间依次落后 3 个周期，故选 项D正确，B、C错误。 答案：D
2．(多选)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中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到达最大值 D．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接法 解析：三相交变电动势的周期和最大值都相同，三相交流发电