1、第4章 遠距離輸電,本章將學(xué)習(xí)遠距離輸電的知識，要能應(yīng)用電磁感應(yīng)的知識分析變壓器的原理；知道理想變壓器的幾個關(guān)系；了解幾種常見變壓器；了解從發(fā)電站到用戶的輸電過程，知道遠距離輸電時應(yīng)用高電壓的原理；要認識遠距離輸電時，采用高電壓可減小輸電線上的電能損失，知道輸電線上的電能損耗與輸送電壓的關(guān)系；認識三相交流電，了解三相交流電負載的接法,課程標準對本章做了如下要求： 1通過實驗，探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系 2了解從變電站到住宅的輸電過程，知道遠距離輸電時，應(yīng)用高壓輸電的道理 本章重點：變壓器的工作原理；理想變壓器的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系式；遠距離輸電要用高壓輸電的原理,本章難點：三相交變電流的兩種

2、接法；變壓器的工作原理 高考著重考查的內(nèi)容有變壓器的互感原理，在工作過程中，功率不變，遠距離輸電電能損耗與哪些因素有關(guān)因此，在學(xué)習(xí)本章時，要注意基礎(chǔ)知識與電磁感應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系，及與閉合電路歐姆定律等知識的結(jié)合,第1節(jié) 三相交變電流,學(xué)習(xí)目標：1.了解三相交流發(fā)電機的構(gòu)造 2了解三相交變電流的產(chǎn)生及特點 3知道三相交變電源與負載的連接方式，線電壓與相電壓的關(guān)系 4了解三相交變電流在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用 重點難點：1.三相交變電流的產(chǎn)生過程及其變化規(guī)律,2三相交變電源與負載的連接方式 易錯問題：1.對負載的星形接法和三角形接法不能正確區(qū)分 2兩種接法中相電壓和線電壓關(guān)系易錯,一、三相交流發(fā)電機 三

3、相交流發(fā)電機中安裝了三組獨立的互成120角的線圈，一臺發(fā)電機就能同時生產(chǎn)出三相獨立的交變電流，稱為 交變電流發(fā)電機和單相的一樣，分為兩類，轉(zhuǎn)子是線圈的叫做旋轉(zhuǎn) 式，一般輸出功率不大的小型發(fā)電站選用；轉(zhuǎn)子是磁極的叫做旋轉(zhuǎn) 式，輸出功率較大的大型發(fā)電站選用,基礎(chǔ)知識梳理,三相,電樞,磁極,二、三相交變電流的產(chǎn)生 以旋轉(zhuǎn)電樞式為例，三個線圈按如圖411所示的方式排列，當此轉(zhuǎn)子在磁場中轉(zhuǎn)動時，三個線圈都會產(chǎn)生 ，且感動電動勢的最大值、周期和頻率都 由于三個線圈平面在空間互成120角，所以它們到達峰值(或零值)的時刻不同，將以次落后 個周期,感應(yīng)電動勢,相同,三分之一,三個線圈繞在一起的示意圖 圖4-1

4、-1,三相交流發(fā)電機內(nèi)的三個線圈均能產(chǎn)生交變電流，能否在發(fā)電機內(nèi)設(shè)置六個甚至更多的線圈？ 【思考提示】發(fā)電機體積有限，線圈過多時，每個線圈的匝數(shù)太少，造成電動勢偏小，另外，若線圈過多，各線圈中的電流產(chǎn)生的磁場互相影響，也不利于發(fā)電機發(fā)電,思考,三、電源與負載的連接方式 1三相四線制：將發(fā)電機三相繞組的三個末端接在一起，引出一個公共接頭N，從三個繞組的始端A、B、C分別引出三根導(dǎo)線叫做 線，也叫端線，俗稱火線從N引出的導(dǎo)線叫做中性線，又叫 線這種連接方式叫做 制這種接法又叫做三相電源的星形接法該接法可以對用戶提供兩種電壓，火線與中性線間的電壓叫做相電壓，通常用于生活用電；火線與火線間的電壓叫做線

5、電壓，通常為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的動力電壓,三相四線,相,零,2三相三線制：如果三相負載完全對稱，則通過中性線的 為零，可以將中性線省去，三相四線制就變成了三相三線制,電流,一、三相交變電流的產(chǎn)生及其特點 1三相交流發(fā)電機 (1)構(gòu)成：磁極、3組獨立的互成120角的線圈； (2)作用：同時產(chǎn)生了相互獨立的交變電流； (3)分類：旋轉(zhuǎn)磁極式和旋轉(zhuǎn)電樞式,核心要點突破,2三相交變電流的產(chǎn)生 如圖412所示，在勻強磁場中互成120角分布著3個繞組AX、BY、CZ，其中A、B、C為繞組的始端，X、Y、Z為繞組的末端，這3個線組具有相同的匝數(shù)、繞向和角速度,圖412,3三相交變電流的特點 (1)由于3個線圈相同

6、，轉(zhuǎn)速相同，所以在每個線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值和周期均相同，并且都按正(余)弦規(guī)律變化,(4)圖象描述(如圖413)：,圖413,三相交流發(fā)電機發(fā)出來的三相獨立的交流電，除了相位不同，其他各個量，比如最大值、有效值、周期、頻率都相同,二、三相交變電流電源與負載的連接方式 1三相交變電流的零線與火線、相電壓與線電壓 (1)零線與火線 零線：從公共點引出的導(dǎo)線叫做中性線，照明電路里中性線是接地的，又叫做零線 火線：從每個繞組的始端引出的導(dǎo)線叫做端線，也叫相線，在照明電路里俗稱火線,(2)線電壓與相電壓 相電壓：在三相電路里，每個線圈兩端(火線與中線之間)的電壓叫相電壓，用U相表示 線電壓：在三

7、相電路里，兩線圈首端間(火線與火線之間)的電壓叫線電壓，用U線表示 在我國日常電路中，相電壓是220 V，線電壓是380 V. 2三相四線制星形接法(如圖414所示),圖414,(1)電源相電壓(每個線圈兩端點間電壓)： UANUBNUCN220 V， 輸電線線電壓(兩條端線間電壓)： UACUABUBC380 V，,(2)負載相電流指流過每相負載的電流 IANIBNICN. 此式成立的條件是各負載相同如果負載不相同，則相電流就不相等 輸電線線電流(IAA，IBB，ICC)指流過每根輸電線的電流，顯然I線I相,3三相三線制三角形接法(如圖415所示),圖415,(1)電源相電壓就是負載線電壓：

8、 UABUBCUAC220 V. 輸電線相線指AA，BB，CC，無零線 (2)負載相電流指IAB，IBC，ICA. 一般不相等，只有當負載相同時才相等 輸電線線電流指IAA，IBB，IC C.,對于線電壓為380 V的三相電路，若每相負載的額定電壓為380 V，則可用三角形接法；若每相負載的額定電壓為220 V，就用星形接法,關(guān)于三相交變電流，下列說法正確的是() A三相交流發(fā)電機的三個線圈產(chǎn)生的交變電動勢有相同的周期和最大值 B三相交流發(fā)電機的三個線圈的每一個線圈都可以單獨向外供電 C三相交流發(fā)電機的三個線圈產(chǎn)生的電動勢不同時達到最大值 D三相交流發(fā)電機線圈采用星形連接時，負載也必須采用星形

9、連接,課堂互動講練,【思路點撥】根據(jù)三相交變電流產(chǎn)生的原理及電源和負載的連接關(guān)系、特點作出判斷,【答案】ABC,【點評】三組獨立的線圈產(chǎn)生三相交流電，三相交流電的每一相都按照正弦規(guī)律變化，只是依次落后；電源與負載的連接方式有三相四線制和三相三線制,1比較三相交流發(fā)電機的三個線圈發(fā)出的三相交變電壓，下列說法正確的是() A最大值、周期及達到最大值的時刻均相同 B最大值、周期均相同，但達到最大值的時刻依次相隔1/6周期 C最大值、周期均相同，但達到最大值的時刻依次相隔1/3周期 D最大值、周期及達到最大值的時刻均不相同,在線電壓380 V的三相電路中，用三個額定電壓均為U0220 V、額定功率分別

10、為P1100 W、P225 W、P3200 W的電燈分別作為A、B、C三相的負載組成星形連接方式，試就下面兩種情況，討論當C相負載斷開和短路時所造成的影響： (1)有中性線時； (2)無中性線時,【思路點撥】在三相電路中，每根相線與中性線都相當于一個獨立發(fā)電機的供電系統(tǒng)，某一相的負載變化可認為對其他兩相無影響無中性線時，某一相負載的變化則會對其他相造成影響 【解析】(1)有中性線時供電電路如圖416所示當C相負載斷開或短路時，A、B兩相分別由相線與中性線構(gòu)成兩個供電回路，其相電壓,圖416,圖417,當C相負載斷開后，A、B兩相負載串接在兩根相線之間由于A、B兩相的負載電阻為,結(jié)果使B相電燈燒毀，并可能使A相電燈不亮(B相燒斷時)或跟著燒毀(B相形成短路時) 當C相負載短路時，A、B兩相負載依次接在A、C和B、C兩根相線之間，電燈兩端電壓猛升至線電壓380 V，兩燈一起燒毀(嚴重時還可能影響電源) 【答案】見解析,【點評】(1)在星形接法中，若各負載對稱，則中性線電流為零，此時中性線可省去但若負載不對稱，絕不能省掉中性線，否則將會損壞變壓器或用電器 (2)在家庭照明電路中，保險絲絕不能接在中性線上，防止因保險絲燒斷后損壞用電器,2如圖418所示，發(fā)電機每個繞組兩端的電壓(相電壓)為220 V，三個負載電阻均為100 ，下列說法中正確的是(),圖418,A發(fā)電