《三相交流电路》实验报告

  线电流：导线上的电流。 相电流：每一相上电流，星形负载时即为流过每一相负载的电流。 三相交流电路中负载星形连接时 对负载侧： 线 相电压 线、说明在三相四线制供电系统中，中线的作用是什么？ 答：首先，相四线是三根相线,一根 PE 线，即“中线”.一般的情况下,三相负载平 衡时不需要 N 线的.PE 用于接机壳,当设备发生对机壳漏电时,地线将机壳与大地 接起来,避免触电. 第二，中线肯定不能接保险丝。三相中负载平衡时中线没有电流通过，但负 载不平衡时，中线上的电流是很大的，就是可能使三相相电压失衡，损坏用 电设备。

  当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，中线电流等于零，而 线）三角形连接的负载如图 2 所示：

  当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，此时线.不对称三相电路 在三相三线制星形连接的电路中，若负载不对称，电源中点和负载中点的电 位不再相等，称为中点位移，此时负载端各相电压将不对称，电流和线电压也不 对称。 在三相四线制星形连接的电路中，如果中线的阻抗足够小，那么负载端各相 电压基本对称，线电压也基本对称，从而可看出中线在负载不对称时起到了很重 要的作用。但由于负载不对称，因此电流是不对称的三相电流，这时的中线电流 将不再为零。 在三角形连接的电路中，如果负载不对称，负载的线、相电压仍然对称，但 线、相电流不再对称。 如果三相电路其中一相或两相开路也属于不对称情况。 3.三相负载接线原则 连接后加在每相负载上的电压应等于其额定值。

  219/127=1.7244≈ 3 ，即：线 倍，与理论相符。 根据表 3-2，可得：星形联结情况下，接对称负载时，线 中的数据；而相电压在有中线V，因此可认为它们是相同的。由此，得到的结论与上文相同，即：有中线 ， 线 电 压 为 相 电 压 的 3 倍 ； 无 中 线.3=1.7619≈ 3 ，线 倍。

  1.学习三相交流电路中三相负载的连接。 2.了解三相四线.掌握三相电路功率的测量方法。

  1. 对称三相电路中线、相电压和线、相电流的关系，三相电路中，负载的连 接分为星形连接和三角形连接两种。一般认为电源提供的是对称三相电压。

  另外，显然有：不对称负载功率对称负载功率，是因为在本实验中，对 称负载共开了 9 盏灯，而不对称负载只开了 6 盏，而又因为在三角形联结中各负 载所得的电压相同(这在表 3-3 中也可看出)，因此每盏灯所耗功率接近，导致对 称负载功率大于不对称负载。这完全是由实验设计决定，而与对称与否无关。

  全部不接)、是否有中线 的数据，按比例画出不对称负载星形联结三相四线制(有中线)

  不对称负载星形联结三相四线制(有中 线)电流向量图如左图所示，根据 IUIVIW=IN，且根据对称关系三个相电流之 间的夹角各为 120º，因而根据几何关系画 出 IN。可见，IN 在数值的大小上和三个相电 流并不成线性关系，而在角度(相位)上也没 有直观的规律。这是因为 IN 是由三个互成 120º的相电流合成的电流，是矢量的，与 直流电路的电流有很多不同性质，因而要 讲大小与方向结合计算才有意义。

  表两用，具体接法见图 3-4 所示。接好实验电路后，按表 3-3 内容完成各项

  中线的作用：由左图可知，在不对称 负载星形联结(有中线)电路中，中线，因而如若去掉中线必会改变电路中电 流的流向，导致各相负载电压不同(即表 3-2 中不对称且无中线的情况)，这时部分负载 可能会由于电流过大而烧毁。因此中线起 到了电路中作为各相电流的回路的作用， 能确保各相负载两端的电压相同(据表 3-2 也可看出)，就能确保负载正常运行， 不致损坏。因此中线在星形联结中是至关 重要的，因而在通常的生产生活中的星形 联结三相电路都是有中线的。

  课程名称：电工电子学 实验名称：三相交流电路 实验形式：在线;现场实践 提交形式：在线提交实验报告 学生姓名： 学 号： 年级专业层次： 15 级函授（秋） 学习中心： 胜利油田纯梁教学服务站

  (2)按表 3-2 内容完成各项测量，并观察实验中各白炽灯的亮度。表中对

  称负载时为每相开亮三只灯；不对称负载时为 U 相开亮一只灯，V 相开亮两

  1、请问三相负载按星形或三角形连接，它们的线电压与相电压、线电流与相电 流有何关系？ 答：线电压：两相之间的电压（实际也就是两条相线之前的电压）

  相电压：一相对地的电压（实际也就是相线与地之间的电压，中性线接地系 统也就是相线与中性线间的电压，普通民用三相四线制线电网中即为火线和零线 间的电压）

  1.根据实验数据，总结对称负载星形联结时相电压和线电压之间的数值关 系，以及三角形联结时相电流和线电流之间的数值关系。

  1.实验电路板 2.三相交流电源 3.交流电压表或万用表 4.交流电流表 5.功率表 6.单掷刀开关

  四、实验内容及步骤 1.三相负载星形联结 按图 3-2 接线，图中每相负载采用三只白炽灯，电源线 三相负载星形联结

  本次实验是三相交流电路相关的实验，通过本次实验，我们学习了三相交流 电路中三相负载的连接方法，了解了三相四线制中线的作用，并掌握三相电路中 功率的测量方法。这与我们书上学到的理论知识有很好的关联性，在实验过程中 将理论结合于实践，使我们更好地掌握所学的知识。

  由于此次实验内容比较多，接线等操作也较为复杂，因此实验过程中要十分 仔细。在严格按照实验册上所给电路连好线后，一定要再检查一遍电路再开电源， 以免连接出错损坏仪器。由于本次实验采用上百伏的电压，因此实验过程中务必 要注意安全，必须待电路检查无误后再开电源，若发生问题要先关闭电源再动 手更改连线。另外，由于本次实验用到了较多灯泡，在拿取灯泡时需小心，以免 跌碎。

  另外，本次实验需要记录的数据也比较多，然而在后续的实验数据处理中并 未完全用到。这一些数据能够适用于进行其他要求之外的分析，从而得出更多的结论； 或者，也可用于相互验证，因为有些数据是有相关性的，比如三角形联结中的线 电流和相电流，可以由相电流互成 120 º推出线电流的大小和方向。但也因为有 这一些数据，可以比较计算值与测量值的异同，从而得到更进一步的分析，更深入 地了解三相交流电路。

  图 1 星形连接的三相电路 A、B、C 表示电源端，N 为电源的中性点（简称中点），N 为负载的中性点。 无论是三线制或四线制，流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线

  在四线制情况下，中线电流等于三个线电流的相量之和，即 端线之间的电位差（即线电压）和每一相负载的相电压之间有下列关系：

  (注：功率表的正负不影响功率的测量，因此将其当作正值计算。) 通过上述计算，可见用二功率表测量法测出的功率与分别测量各负载电流电 压而计算得出的功率非常接近，相差仅约 1%，因此能认为这两种方法测得的 数据都是比较可靠的。这也表明该电路中只有负载端的负载在耗能，而电路的其 他部分(如导线)基本上没有能量损耗。 但通过上述数据也可发现，两组测量值都略小于计算值，分析有如下可能原 因：(1).电路中有几率存在多种因素导致功率因素小于 1，功率表在测量时已将功 率因素计算在内，而计算值是将功率因素当作 1 来算的，因此测量值会略小于计 算值。(2).存在某种系统误差，导致测量结果有一定的趋向性，但可能会引起这种 误差的因素有很多，比如仪表内部因素、电路连接因素等，难以确定具体由何种 因素导致。(3).存在随机误差，导致两组测量值恰好都小于计算值，但这种可能 性不大。

  3.根据表 3-3 的电压、电流数据计算对称、不对称负载三角形联结时的三相 总功率，并与两瓦特表法的测量数据来进行比较。

  根据本实验电路，可知负载电路均为电阻性，不对电流相位产生一定的影响，因此 功率因素为 1，由此，可得：P= IUV×UUV＋IVW×UVW＋IWU×UWU 因而据表 3-3 得：