《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》第四章正弦交流電在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中使用廣泛，交流電路的知識是電子專業(yè)學生應該學習和掌握的重要內(nèi)容之一，也是學習后續(xù)專業(yè)課程（變壓器、電動機以及各種低壓電器和控制線路）的重要基礎(chǔ)。單相正弦交流電路01正弦交流電的概念第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路

直流電流總是由電源正極流出，流回到負極，電路中電流的大小和方向是不變的，其波形如圖（a）所示，交流電沒有正負極，波形如圖（b),(c),(d),所示。正弦交流電是指大小和方向都隨時間按正弦函數(shù)規(guī)律做周期性變化的電壓或電流，波形如（d）所示。02正弦量的表達式和正弦交流電的三要素第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路一、正弦量的表達式圖中線圈的長度是L，線圈的BC和AD邊不切割磁感線就不產(chǎn)生感應電動勢。設(shè)線圈起始時刻所在位置與中性面OO’的夾角為初相位Φ0，當線圈轉(zhuǎn)到中性面的夾角為α(ωt+Φ0)位置時，線圈AB邊就會產(chǎn)生感應電動勢。交流電的瞬時值表達式圖表所示。02正弦量的表達式和正弦交流電的三要素第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路

交流電的大小和方向都在隨時間而變，研究功率時，最大值和瞬時值不方便，為此我們引入有效值這個概念。交流電的有效值是以電流的熱效應的實際效果為基礎(chǔ)來考慮的。在相同的時間內(nèi)，一個直流電流和一個交流電流通過大小相等的電阻R，若電阻上的發(fā)熱量相等，這個直流電的數(shù)值即稱為該交流電的有效值。正弦量的有效值分別用E、U、I表示。下圖為驗證交流電的有效值實驗圖，用交流信號發(fā)生器充當交流電源，給電阻絲通電加熱；同時，用一組直流電源給相同的電阻絲加熱，如果在相同時間內(nèi)，電阻絲的發(fā)熱量（通過杯中水溫來反映）相同，則該交流信號發(fā)生器產(chǎn)生的交流電壓的有效值等于該直流電源電壓值。02正弦量的表達式和正弦交流電的三要素第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路最大值和有效值之間的關(guān)系：02正弦量的表達式和正弦交流電的三要素第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路02正弦量的表達式和正弦交流電的三要素第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路二、相位、初相位和相位差

相位就是正弦交流電在時間t內(nèi)變化的電角度，用字母a表示，單位為弧度（或度）。初相位就是t＝0時刻的相位，用Φ0表示，單位與相位相同。相位差就是同頻率的正弦交流電的相位之差（也等于初相位之差）。相位差存在以下幾種情況：1、同相02正弦量的表達式和正弦交流電的三要素第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路2、反相3、正交02正弦量的表達式和正弦交流電的三要素第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路4、超前或滯后02正弦量的表達式和正弦交流電的三要素第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路三、正弦交流電的三要素

最大值（或幅值）、角頻率（周期、頻率）、初相位這三個物理量是表征正弦交流電的三個重要物理量，稱為正弦交流電的三要素。最大值角頻率初相位周期、頻率與角頻率三者的關(guān)系如下所示：02正弦量的表達式和正弦交流電的三要素第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路03正弦交流電的波形圖第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路在平面直角坐標系中，時間t或電角度ωt為橫坐標，對應的交流電流i、電壓u、電動勢e為縱坐標，作出i，u，e隨時間變化的曲線，該曲線稱為正弦量的圖像或波形圖。可以通過五點作圖法來作正弦量的波形圖，具體步驟如下：第一步：作出合適的坐標，并分別在縱坐標和橫坐標上標出合適的比例線段；第二步：在縱坐標上標出所作正弦量的最大值和最小值；第三步：用五點作圖法在直角坐標上描出五點的準確位置03正弦交流電的波形圖第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路

第四步：在直角坐標系中用光滑的曲線將五點連接起來；

第五步：五點作圖法作出了一個周期的波形圖。

若要作多個周期的波形，可依據(jù)此波形畫就行了03正弦交流電的波形圖第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路03正弦交流電的波形圖第一節(jié)正弦交流電的基本物理量及測量單相正弦交流電路01正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示法第二節(jié)旋轉(zhuǎn)矢量單相正弦交流電路

正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量是一個時間矢量，不同于空間矢量，它只是用來表示一個隨時間做正弦變化的電學量，是一種分析與計算交流電的工具，但空間矢量的各種合成法則同樣適用于旋轉(zhuǎn)矢量的合成。利用矢量圖可很方便地求出兩個同頻率正弦量的和或差（它的運算遵循平行四邊形法則）。旋轉(zhuǎn)矢量圖具有簡單形象直觀等特點。如何用旋轉(zhuǎn)矢量法來表示正弦量呢？我們可以用振幅相量或有效值相量表示，通常用有效值相量表示，其具體做法步驟如下：01正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示法第二節(jié)旋轉(zhuǎn)矢量單相正弦交流電路第一步：作基準線ox軸；（虛線表示）第二步：確定有向線段的比例單位；第三步：從原點出發(fā)，作有向線段，它們與基準線的夾角等于初相位；第四步：在有向線段上截取與解析式中國最大值或有效值等長的線段，并在末端加上箭頭。01正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示法第二節(jié)旋轉(zhuǎn)矢量單相正弦交流電路02正弦量解析式、波形圖、矢量圖的相互轉(zhuǎn)換第二節(jié)旋轉(zhuǎn)矢量單相正弦交流電路為了進一步了解正弦量，可以將正弦量的解析式、波形圖、矢量圖三者進行相互轉(zhuǎn)換。一般情況下解析式和波形圖可互換，解析式和波形圖可換成矢量圖，但矢量圖不能直接換成解析式和波形圖，還需要知道該正弦量的頻率（角頻率或周期）才行。下面用例題4-6來說明它們的互換性。02正弦量解析式、波形圖、矢量圖的相互轉(zhuǎn)換第二節(jié)旋轉(zhuǎn)矢量單相正弦交流電路01純電阻電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路

由純電阻性元件組成的電路稱為純電阻電路。例如白熾燈、電烙鐵、電褽斗等。如圖所示為幾種常見的純電阻電器。注意：電動機、電風扇等，因為含有電感因素，所以不是純電阻電路。01純電阻電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路一、電阻元件上電壓與電流的關(guān)系如圖所示為一個純電阻電阻，那它有什么特性呢？用示波器觀察電阻上電壓與電流的關(guān)系。在純電阻電路中，電流和電壓的瞬時值、最大值、有效值均滿足歐姆定律。01純電阻電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路

純電阻電路的電流與電壓頻率相同，相位也相同。如圖所示為純電阻電路的電流電壓的波形圖和相量圖。01純電阻電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路二、純電阻電路的功率

電能通過做功而轉(zhuǎn)化為熱能、光能、機械能或化嚴能等的那一部分功率，稱為有功功率（又稱平均功率）。因電阻是耗能元件，交流電通過電阻時要產(chǎn)生熱量，消耗一定的功率，所以是有功功率。交流電的瞬時功率p不是一個恒定值，它等于電流和電壓瞬時值的乘積。如圖所示：

01純電阻電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路從以上的討論中可歸納出純電阻電路有如下特點：?電流和電壓的瞬時值最大值有效值都遵循歐姆定律；?電流與電壓頻率相同，相位也相同；?電阻是耗能元件，電路所消耗的功率全部為有功功率，滿足直流功率運算關(guān)系02純電感電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路

與純電阻正弦交流電路相似，由純電感性元件構(gòu)成的電路稱為純電感電路。如圖所示為一些常見的電感元件。實際的電感線圈都有一定的電阻值，但只要其電阻值小到可以忽略不計，就可以將其近似地視為純電感。02純電感電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路一、電感元件上電壓與電流的關(guān)系

純電感電路又有些什么特點呢？用示波器觀察電感上電壓與電流的關(guān)系。通過觀察波形的相位，得出電流與電壓的表達式為：02純電感電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路

二、純電感電路的功率根據(jù)功率的定義，純電感電路的瞬時功率寸千電流瞬時值和

電壓瞬時值之積，即

電感是儲能元件，有功功率為零，所占用的功率為無功功率，在數(shù)值上寸千電感兩端電壓有效值與電感線圈中的電流有效值之積，其公式為：

02純電感電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路

02純電感電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路

電感對交流電的阻礙作用與電阻有相似之從，但又有很大的區(qū)別，見表4-3。電感元件的特性為：通直流，阻交流；通低頻，阻高頻。02純電感電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路03純電容電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路一、電容元件上電壓與電流的關(guān)系在電容器的漏電電阻和分布電感與電容量相比可忽略不計時，電容器與交流電源連接所組成的電路稱為純電容電路。純電容電路又有哪些特點呢？用示波器觀察電容上電壓與電流的關(guān)系。通過觀察波形的相位，得出電流與電壓的表達式為：03純電容電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路

二、純電容電路的功率

根據(jù)功率的定義，純電容電路的瞬時功率寸千電流瞬時值和電壓瞬時值之積，即

電容是儲能元件，有功功率為零，所占用的功率為無功功率，在數(shù)值上等千電容兩端電壓有效值與電容中的電流有效值之積，其公式為：

03純電容電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路

電容對交流電的阻礙作用與電阻也有相似之處，但容抗和電阻又有本質(zhì)的區(qū)別，見表4-4。電容元件的特性為：通交流，阻直流；通高頻，阻低頻03純電容電路第三節(jié)純電阻、純電感和純電容電路單相正弦交流電路01RL串聯(lián)電路是由電阻和電感串聯(lián)組成的交流電路，如圖所示.在生活中,這種電路用得比較普遍。如日光燈電路，其中的鎮(zhèn)流器既是一個電感，又具有一定電阻，可以把它看作RL串聯(lián)電路。第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路電路中的電流和電壓的表達式為：

RL串聯(lián)電路01一、RL串聯(lián)電路的電壓關(guān)系RL串聯(lián)電路中的總電壓為：第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RL串聯(lián)電路

其對應的有效值相量可表示為：

01第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RL串聯(lián)電路RL串聯(lián)電路電壓

二、RL串聯(lián)電路的阻抗

根據(jù)阻抗三角形可得阻抗角，即

01第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RL串聯(lián)電路根據(jù)阻抗三角形可得RL串聯(lián)電路的阻抗關(guān)系為：

02第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RC串聯(lián)電路由一個純電阻R和純電容C串聯(lián)組成的交流電路，簡稱RC串聯(lián)電路，電路如圖所示。

在電子、電工技術(shù)中，RC移相電路、RC振蕩器等都屬于這類電路。這種電路中的電流和電壓表達式為：

02第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RC串聯(lián)電路一、RC串聯(lián)電路的電壓關(guān)系在上圖電路中，電路的總電壓為：

其對應的有效值矢量可以表示為：

02第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RC串聯(lián)電路

RC串聯(lián)電路電壓

二、RC串聯(lián)電路的阻抗

根據(jù)阻抗三角形可得阻抗角，即

02第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RC串聯(lián)電路根據(jù)阻抗三角形可得RC串聯(lián)電路的阻抗關(guān)系為：

03第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RLC串聯(lián)電路

在實際電路中，不僅有RL串聯(lián)、RC串聯(lián)，還有RLC串聯(lián)。如圖所示的電力輸電線（兩輸電線之間存在分布電容，輸電線有電阻，環(huán)繞的輸電線相當于電感）以及電氣設(shè)備的電路板等，都是電阻、電感、電容串聯(lián)的交流電路，簡稱RLC串聯(lián)電路。03第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RLC串聯(lián)電路RLC串聯(lián)電路如圖所示，各元件上瞬時值表達式為：

電路中的總電壓為：

用矢量表示為：

03第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RLC串聯(lián)電路一、RLC串聯(lián)電路的電壓關(guān)系電路呈感性電路呈容性電路呈阻性03第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RLC串聯(lián)電路

03第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RLC串聯(lián)電路

RLC串聯(lián)電路電壓三角形如下圖所示

二、RLC串聯(lián)電路的阻抗

03第四節(jié)正弦交流電串聯(lián)電路單相正弦交流電路RLC串聯(lián)電路01第五節(jié)交流電路的功率單相正弦交流電路交流電路的功率

視在功率表示電路的總功率，它包括無功功率和有功功率，用“S”表示，單位名稱是伏安，符號為V·A。它等于交流電路中總電壓有效值與總電流有效值之積，即S=UI一、功率三角形

由于串聯(lián)電路電流相等，將電壓三角形的三個邊同時乘以電流的有效值，即得RLC串聯(lián)電路的功率三角形，如圖所示。有功功率P,無功功率Q，視在功率S，三者關(guān)系為：

01第五節(jié)交流電路的功率單相正弦交流電路交流電路的功率

01第五節(jié)交流電路的功率單相正弦交流電路交流電路的功率

01第六節(jié)電能的測量與節(jié)能單相正弦交流電路電能的測量

電能表是用來測量和記錄電能累積值的專用儀表，是目前電能測量儀表中應用最多、最廣泛的儀表。電能表（俗稱火表）又稱電度表、千瓦時計、積算電力計。

測量直流電能的電能表為電動式電能表，由于結(jié)構(gòu)、工藝復雜、成本高，不宜用來測量交流電能。測量交流電能的電能表為感應式電能表，它的結(jié)構(gòu)、工藝較簡單，價格低廉，測量的靈敏度和準確性高。

感應式電能表按用途可分為單相電能表、三相有功電能

表和三相無功電能表。01第六節(jié)電能的測量與節(jié)能單相正弦交流電路電能的測量一、單相感應式電能表單相感應式電能表的外形如圖所示：

單相感應式電能表的引腳功能為：C相（火）線入，＠相（火）線出，＠零線進，＠零線出，如圖所示：01第六節(jié)電能的測量與節(jié)能單相正弦交流電路電能的測量二、新型電能表02第六節(jié)電能的測量與節(jié)能單相正弦交流電路提高功率因數(shù)一、提高功率因數(shù)的意義

在供電系統(tǒng)中，由于大多數(shù)電氣設(shè)備（如電動機、變壓器、日光燈）屬感性負載，所以電流和電壓有一定的相位差，相位差越大，功率因數(shù)越低。電路在同一端電壓及電流的作用下（即相同的視在功率下），會出現(xiàn)有功功率小而無功功率大的現(xiàn)象。這樣一方面會使供電設(shè)備的容量不能充分利用，另一方面會使在輸出相同有功功率時，線損增大。因此，只有提高功率因數(shù)才能提高電源的利用率，并在輸出同一功率的情況下，減少線路中的損耗。02第六節(jié)電能的測量與節(jié)能單相正弦交流電路提高功率因數(shù)二、提高功率因數(shù)的方法1、合理使用用電設(shè)備功率因數(shù)過低的主要原因是負載自身的感性太重而阻性太輕，這與電動機、變壓器等設(shè)備使用不合理有關(guān)。因此，應避免電動機和變壓器的空載運行和大電機帶小負載的輕載運行。2、并聯(lián)補償電容器用電設(shè)備大部分是感性負載，其電流與電壓子在一定的相位差，并聯(lián)電容器后，可以使電路中電流與電壓相位差減小（甚至變?yōu)橥啵?，即用容性負載補償了感性負載，從而提高了線路的功率因數(shù)。01第七節(jié)諧振單相正弦交流電路串聯(lián)諧振一、串聯(lián)諧振的條件和特點

01第七節(jié)諧振單相正弦交流電路串聯(lián)諧振從上表中可以看出，電感和電容上的電壓比電源電壓高很多，故串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振。品質(zhì)因數(shù)Q的大小決定著諧振電路質(zhì)量的優(yōu)劣，諧振電流隨頻率變化的關(guān)系受Q值的影響。為了更加形象地說明，我們在直角坐標系中作出I隨f變化的關(guān)系曲線，如圖所示。通頻帶用字母BW表示其表達式為01第七節(jié)諧振單相正弦交流電路串聯(lián)諧振二、串聯(lián)諧振的應用和防護

利用串聯(lián)諧振可以進行選頻和調(diào)諧等。例如收音機就是利用串聯(lián)諧振原理實現(xiàn)選臺的，其輸入電路如圖所示：

天線接收到各種不同頻率（即不同電臺）的電磁波信號，在線圓LI上產(chǎn)生的信號電壓耦合到線圓L2中，L2與C構(gòu)成調(diào)諧選頻回路，調(diào)節(jié)可變電容C的值，可以使L2C回路對某一信號頻率產(chǎn)生諧振，收音機就接收到這個電臺的信號。02第七節(jié)諧振單相正弦交流電路并聯(lián)諧振一、并聯(lián)諧振的條件和特點

02第七節(jié)諧振單相正弦交流電路并聯(lián)諧振

二、并聯(lián)諧振電路頻率的計算

01第八節(jié)非正弦周期波單相正弦交流電路非正弦周期波一、非正弦周期波的概念

在電子技術(shù)中，經(jīng)常遇到一些周期性變化的電壓或電流，但它們又不按正弦規(guī)律變化，這種信號稱為非正弦周期波（也稱非正弦周期信號）。非正弦周期信號是廣泛存在的，如方波、三角波、矩形脈沖等，幾種常見的非正弦周期波形見下表：01第八節(jié)非正弦周期波單相正弦交流電路非正弦周期波二、非正弦周期波的分解

幾個不同頻率（頻率成整數(shù)倍）的正弦交流信號可以合成一個非正弦周期波；反之，一個非正弦周期波也可以分解成一系列頻率成整數(shù)倍的正弦交流信號。

將一臺音頻信號發(fā)生器的信號頻率調(diào)整到100Hz，另一臺音頻信號發(fā)生器的頻率調(diào)整到300HZ，然后將這兩臺音頻信號發(fā)生器串聯(lián)，A，B兩端接到示波器Y輸入端，熒光屏上就直觀地顯示出e1和e2疊加后的波形，如圖所示：學習小結(jié)(1)正弦交流電的基本參數(shù)最大值、有效值、瞬時值、周期、角頻率、頻率，以及正弦

交流電的三種表示方法。單相正弦交流電路(2)單一參數(shù)交流電是指純電阻電路、純電感電路以及純電容電路，這幾種電路中的各參數(shù)如下。學習小結(jié)單相正弦交流電路(3)正弦交流電串聯(lián)電路包括RL電路、RC電路、RLC電路，這些電路中的各參數(shù)如下。學習小結(jié)單相正弦交流電路（5）提高功率因數(shù)的方法是合理使用用電設(shè)備和并聯(lián)補償電容器。（6）不按正弦規(guī)律作周期性變化的電流或電壓波形稱為非正弦周期波。頻率成整數(shù)倍的兩個正弦波可以合成非正弦周期波。（7）電能表是測量和記錄電能累積值的專用儀表。(4）串、并聯(lián)諧振的條件和特點?！峨姽ぜ夹g(shù)基礎(chǔ)與技能》第五章前面所介紹的單相交流電路中的電源只有兩根輸出線，輸出一個正弦電壓或電流，然而在供電系統(tǒng)和電力網(wǎng)中，大多數(shù)是采用三相正弦交流電供電，用于照明的單相正弦交流電只是其中的一相。三相交流電源是怎樣產(chǎn)生的？它的供電方式又是怎樣呢？三相正弦交流電路01三相交流電源的概念和相序第一節(jié)三相正弦交流電源及其連接三相正弦交流電路一、三相交流電源的概念三相交流電是由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的。交流發(fā)電機分為定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組，三相定子繞組按照彼此相差120°電角度分布在殼體上，轉(zhuǎn)子繞組由兩塊極爪組成。01三相交流電源的概念和相序第一節(jié)三相正弦交流電源及其連接三相正弦交流電路

轉(zhuǎn)子繞組接通直流電后被勵磁，兩塊極爪形成N極和S極。磁感線由N極出發(fā)，透過空氣間隙進入定子鐵芯再回到相鄰的S極。轉(zhuǎn)子一旦旋轉(zhuǎn)，定子繞組就會切割磁感線，在定子繞組中產(chǎn)生相互差120°電角度的三個正弦電動勢，即三相對稱的正弦交流電源。在三相對稱的交流電源中，把振幅相等、頻率相同且在相位上彼此相差120°的三個電動勢稱為對稱三相電動勢。對稱三相電動勢瞬時值的數(shù)學表達式為：

第一相（U相）第二相（V相）第三相（W相）01三相交流電源的概念和相序第一節(jié)三相正弦交流電源及其連接三相正弦交流電路

二、三相交流電源的相序

三相電動勢達到最大值(振幅)的先后次序稱為相序。如果有e1比e2超前120°,e2比e3超前120°，而e3又比e1超前120°，則e1→e2→e3→e1的順序稱為正相序或順相序；反之,e3→e2→e1→e3的順序稱為反相序或逆相序。

相序是一個十分重要的概念，為使電力系統(tǒng)能夠安全可靠地運行，通常統(tǒng)一規(guī)定技術(shù)標準：在配電盤上用黃色標出U相，用綠色標出V相，用紅色標出W相。02三相交流電源的連接第一節(jié)三相正弦交流電源及其連接三相正弦交流電路

一、三相正弦交流電源的連接特點三相電源的星形（Y形）

將三相發(fā)電機三相繞組的未端U2、V2、W2(相尾)連接在一點，始端U1、V1、W1(相頭)各用一根導線引出，這種連接方法稱為三相電源的星形(Y形)連接，如圖所示。相線（火線）中性線（零線）相線（火線）相線（火線）02三相交流電源的連接第一節(jié)三相正弦交流電源及其連接三相正弦交流電路

三相電源三個相頭U1、V1、W1引出的三根線稱為相線(俗稱火線)。Y形連接的公共連接點稱為中點。從中點引出的導線稱為中性線(或零線)。由三根相線與一根中性線組成的供電方式稱為三相四線制。

三相四線制供電系統(tǒng)中，每相繞組始端與末端之間的電壓(即相線與中

性線之間的電壓）稱為相電壓，用UP表示，它們的瞬時值用u1、u2、

u3表示。顯然，這三個相電壓也是對稱的。對稱三相電源的相電壓大小(有效值）相等，即U1=U2=U3=UP

任意兩相始端之間的電壓(即火線與火線之間的電壓）稱為線電壓UL，它

們的瞬時值用u12、u23、u31表示。Y形接法的相量圖如圖所示。02三相交流電源的連接第一節(jié)三相正弦交流電源及其連接三相正弦交流電路

三個線電壓也是對稱的，大小(有效值）相等。線電壓與相電壓的關(guān)系為：02三相交流電源的連接第一節(jié)三相正弦交流電源及其連接三相正弦交流電路

三相電源的三角形(△形）接法將三相發(fā)電機的第二繞組始端V1與第一繞組的末端U2相連，第三繞組始端W1與第二繞組的末端V2相連，第一繞組始端U1與第三繞組的末端W2相連，并從三個始端U1、V1、W1引出三根線輸出電壓，這種連接方法稱為三相電源的三角形(△形）連接，如圖所示。這時線電壓等于相電壓，即UL=UPUL

=UP

這種沒有中性線，只有三根相線的輸電方式稱為三相三線制。02三相交流電源的連接第一節(jié)三相正弦交流電源及其連接三相正弦交流電路

二、三相正弦交流電源的電壓相量圖

由于三相正弦交流電中電壓對稱，所以它們的相位差是120°，相量圖如圖所示。03我國電力系統(tǒng)的供電體制第一節(jié)三相正弦交流電源及其連接三相正弦交流電路

我國電力系統(tǒng)的電力來源有水力發(fā)電、核電、風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、生物發(fā)電等，而對于火力發(fā)電（煤電），則根據(jù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、改進技術(shù)、節(jié)約資源、重視環(huán)保的原則，合理地應用。我國的供電體制可分為三種：三相三線制、三相四線制、三相五線制（它是在三相四線的基礎(chǔ)上再加一根專用保護接地線PE，低壓配電系統(tǒng)中通常都采用這種供電方式）。目前，我國主要是以三相四線制這種供電體制為主，如圖所示。01負載的星形連接第二節(jié)三相負載的連接三相正弦交流電路

一、負載的星形連接方式即其特點三相負載的一端分別接三根相線，另一端接在一起再接電源的中性線，這種連接方式稱為三相負載的星形（Y形)連接，如圖所示。01負載的星形連接第二節(jié)三相負載的連接三相正弦交流電路

二、對稱負載和不對稱負載

當三相負載對稱（即各相負載完全相同)時，相電流和線電流也一定對稱（稱為Y—Y形對稱三相電路)，即各相電流（或各線電流)振幅相等、頻率相同、相位彼此相差120°，并且中性線電流為零（即IN=0)，這時中性線可以去掉，即形成三相三線制電路。也就是說，對于對稱負載來說，不必關(guān)心電源的接法，只需關(guān)心負載的接法。當三相負載不對稱時，相電流和線電流就不對稱，中性線中就有電流通過，這時，中性線就不能省去，只能接成三相四線制。01負載的星形連接第二節(jié)三相負載的連接三相正弦交流電路三、中性線的作用

當三相負載不對稱時，如果沒有中性線，就會導致中性線接點處的電位偏移，使每一相負載上的電壓不相等，從而可能造成安全事故。中性線的作用是：在三相負載不對稱時，保證三相負載上的電壓對稱，防止事故發(fā)生。在三相四線制供電系統(tǒng)中規(guī)定，中性線上不允許安裝保險絲和開關(guān)，以保證安全。01負載的星形連接第二節(jié)三相負載的連接三相正弦交流電路01負載的星形連接第二節(jié)三相負載的連接三相正弦交流電路02對稱三相電路功率的計算第二節(jié)三相負載的連接三相正弦交流電路

三相負載上消耗的功率該怎樣計算？它與每相負載上消耗的功率有什么關(guān)系呢？三相負載的有功功率等于各相有功功率之和，即P=P1+P2+P3

在對稱三相電路中，無論負載是星形連接還是三角形連接，由于各相負載相同、各相電壓大小相等、各相電流也相等，所以三相電路總有功功率為：三相電路的視在功率為：三相電路的無功功率為：三相電路的功率因數(shù)為：02對稱三相電路功率的計算第二節(jié)三相負載的連接三相正弦交流電路學習小結(jié)(1)三相電源可產(chǎn)生振幅相等頻率相同且在相守上彼此相差120°的三個電動勢

稱為對稱三相電動勢。三相正弦交流電路第一相（U相）電動勢第二相（V相）電動勢第三相（W相）電動勢

三相電源中的繞組有星形(Y）接法和三角形(△）接法兩種。在這兩種接法中，我國的供電體制分為三相三線制、三相四線制、三相五線制等，常用的是前兩種，它們各自的特點見表所示。學習小結(jié)(2)三相負載有兩種接法：星形和三角形，它們的特點見表所示。三相正弦交流電路(3)三相功率

三相負載的有功功率等于各相有功功率之和，即P=P1+P2+P3

在對稱三相電路中，無論負載是星形連接還是三角形連接，由于各相負載相同、各相電壓大小相等、各相電流也相等，所以三相電路總有功功率為：《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》第六章電能是國民經(jīng)濟及居民生活必不可少的重要能源。正確合理地利用它，不僅能生產(chǎn)、生活造福而且能減少排放、保護環(huán)境。但是，如果不注意科學用電、安全用電，也會給生產(chǎn)及生活帶來不便，甚至會釀成事故和災難。因此，必須掌握安全用電常識和技能，以達到“安全用電，保障平安”的目的。為了保證用電安全，一定要有恰當?shù)谋Ｗo措施。安全用電01保護接地第一節(jié)接地保護安全用電一、IT供電系統(tǒng)01保護接地第一節(jié)接地保護安全用電一、IT供電系統(tǒng)01保護接地第一節(jié)接地保護安全用電一、IT供電系統(tǒng)IT供電系統(tǒng)可采用三相三線制或三相四線制供電。設(shè)備外殼與大地直接相接，當某種原因造成設(shè)備外殼帶電時，因為設(shè)備外殼與大地電位相同，所以人站在大地上不會導致觸電事故。為了保證接地性能良好，要求接地電阻小于4O。對于一般用戶而言，直接接地的具體方法為：采用40mmX40mmX4mmX2500mm的角鋼，用機械打入的方式垂直打入地下0.6m，就能滿足接地電阻的阻值要求然后用直徑不小于小8的圓鋼焊接后引出地面，再用與電源相線同竺材質(zhì)和型號的導線連接到設(shè)備的保護線端口。在供電線路距離不是很長時，IT供電系統(tǒng)供電的可靠性高安全性好。一般用于不允許停電的場所，或者是要求嚴格的連續(xù)供電的地方。例如，電力煉鋼大醫(yī)院的手術(shù)室地下礦井竺。如果供電距離很長時，供電線路對大地的分布電容就不能忽視了。在負載發(fā)生短路故障或漏電使設(shè)備外殼帶電時，漏電電流經(jīng)大地和分布電容形成回路，保護設(shè)備不一作，是的。所以，種供電方式很采用。01保護接地第一節(jié)接地保護安全用電二、TT供電系統(tǒng)01保護接地第一節(jié)接地保護安全用電二、TT供電系統(tǒng)由千用電設(shè)備外殼直接接地，當絕緣破損等原因使設(shè)備外殼帶電時，會產(chǎn)生很大的漏電電流，通過相線設(shè)備外殼大地供電端接地供電端中性線，形成電流回路，導致熔斷器（或自動開關(guān)）跳閘斷電，從而形成保護。如果熔斷器容量太大或漏電電流較小，則電路不一定能跳閘。此時，設(shè)備外殼與大地間會形成11