实验七 三相电路的电压和电流
7.1实验目的
加深对三相电路中的线电压与相电压,线电流与相电流的概念及其关系的理解。
了解星形负载下中点的位移及中线所起的作用;了解三相供电方式中三线制和四线制的特点。
进一步提高实验操作能力。
7.2实验原理
(1)三相电路中,负载的连接有星形和三角形两种。在星形连接中(见图7.1),不论三线制或四线制,相电流恒等于线电流,在四线制情况下,中线电流等于三个线电流的相量和,即ìO=ìA+ìB+ìC
线电压与相电压之间有下列关系:
ùAB=ùAO—ùBO=ùA—ùB ùBC=ùBO—ùCO=ùB—ùC
ùCA=ùCO—ùAO=ùC—ùA
电源和负载都对称时,以上关系简化为
ùAB=ùAO∠300= ùA∠300 ùBC=ùBO∠300=ùB∠300
ùCA= ùCO∠300=ùC∠300
在这种情况下,线电压和相电压关系是对称的,其数值关系为:ù线=ù相
若把电源中点O与负载中点O之间用导线连接起来,就成为三相四线制,由于负载对称,中线电流为零。
图7.1 三相电路
(2) 在三相制星形连接中,若负载不对称,将出现中点位移现象。中点位移后,各相负载电压将不对称。当有中线(三相四线制)时,若中线阻抗足够小,则各相负载电压仍将对称。从而可看出中线的作用,但这时的中线电流将不为零。
(3) 三相电源相序可根据中点位移的原理可用实验方法来测量。实验所用的无中线的不对称负载(相序器)如图7.2所示。负载的一相是电容器,另外两相是两个同样的灯泡,适当选择电容器C的值,可使两个灯泡的亮度有明显的差别,根据理论分析可知,灯泡较亮一相相位超前灯泡较暗的一相,而落后于接电容的一相。
图7.2相序器电路
(4)在负载三角形连接中(图7.3),相电压等于线电压。线电流与相电流之间有下列关系:
ìA=ìAB—ìCA ìB=ìBC—ìAB ìC=ìCA—ìBC
当电源和负载都对称时,上列关系可简化为:
ìA=ìAB∠(—300) ìB=ìBC∠(—300) ìC=ìCA∠(—300)
在这种情况下,线电流和相电流是对称的,其数值关系是:I线=I相
图7.3 负载三角形连接电路
7.3 预习要求
复习课本上相关的内容及相关资料。
阅读实验指导书,了解实验原理和内容步骤。
7.4 实验内容
按图7.4(a)接线,将中线上开关打开,并把其中一相换成电容器负载,测定相序。
按图7.4(a)接线,测量在三线制或四线制两种情况下的线电压、相电压、线电流及中线电流(有中线时)。观察有中线和无中线时对灯泡的影响。
图7.4(a) 负载星形连接实验电路
将图7.4(a)中A相该为适当的电容器后接如电路中成为不对称负载电路,重复步骤(2)中的测量。
把图7.4(a)中A相断开,观察有中线和无中线时对灯泡亮度的影响,测量有中线和无中线两种情况下的各相电压和电流值。
去除图7.4(a)中的中线,并将A相短路,B、C两相仍用灯泡见图7.4(b),测量各相电压和电流值。
图7.4(b)
按图7.5接成对称三角形负载,测量线电流和相电流值。
图7.5 负载三角形连接实验电路
把图7.5中A、B相断开,测量线电流和相电流值。
7.5 注意事项
测量时严禁接触带点端钮或电路裸露部分,该接电路前应先断开电源,在将电容器短接放电。
本实验中,电路换形次数较多,应仔细按照任务接线,防止事故性短路。
7.6 报告要求
设计数据表格,把实验内容(2)—(7)的实验数据填入表格。
作出相应电压、电流的相量图。
回答思考题。
7.7 思考题
分析相序器能测定相序的原理。
三相四线制有什么特点?
三相四线制中线上能接保险丝吗?为什么?
7.8 实验器材
通用电学实验台 电容器 电流表 开关