2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-2 4.1三相交变电流（教案 学案 课件 共3份）

第1节　三相交变电流 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.了解三相交流发电机的构造与类型． 2．了解三相交变电流的产生过程及其变化规律． 3．了解三相交变电源与负载的连接方式，线电压与相电压的关系．(重点、难点) 4．了解三相交变电流在生产、生活中的广泛应用 三相交 变电流三相交变 电流的产生发电机构造发电原理变化规律电源与负载 的连接方式星形接法三角形接法 三 相 交 变 电 流 [先填空] 1．三相交流发电机 (1)发电机组成、分类 概念 同时产生出三相独立的交变电流的发电机 组成 电枢线圈和磁极 分类 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 三个绕组具有相同的匝数、绕向，互成120°角． 2．三相交变电流的产生 (1)旋转磁极式发电机 图4－1－1 (2)三相交流电的产生原理 旋转磁极式发电机的三个线圈按如图4－1－1所示的方式排列，当此转子在磁场中转动时，三个线圈都会产生感应电动势，且感应电动势的最大值、周期和频率都相同．由于三个线圈平面在空间互成120°角，所以它们到达峰值(或零值)的时刻不同，将依次落后三分之一个周期． (3)图象 图4－1－2 3．电源与负载的连接方式 (1)常用的两种连接方式：三相四线制星形接法、三相三线制星形接法． (2)线电压和相电压 ①线电压：火线与火线之间的电压，一般为380 V. ②相电压：火线与中线之间的电压，一般为220 V. ③两者关系：在星形接法中U线＝U相． [再判断] 1．三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．(√) 2．三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．(√) 3．三相交流发电机线圈采用星形接法时，负载也必须采用星形连接．(×) [后思考] 你知道你们家乡的照明电压是多少吗？它是什么电压？ 【提示】　生活中的照明电压是220 V，它是相电压． [合作探讨] 在日常生活中，我们能看到电视机、洗衣机等用电器的电源插头有三只引脚，而录音机、影碟机等用电器的电源插头只有两只引脚． 探讨1：这些用电器用的是三相交变电流还是单相交变电流？ 【提示】　三相电广泛用于工业生产，居民用电在多数情况下都是单相的．与此相应，三相插头和插座多用于工业，而单相插头和插座则多用于一般家庭、学校和事业单位．但为安全起见，一般家用或办公用电器的外壳上都接地线，以保证万一发生漏电时，不会导致接触电器的人体遭受电击．这样的电器，其电源插头都做成三只引脚，如电冰箱、洗衣机、电熨斗等．其中一个较粗或较长的引脚是专门用于接地的，而另外两只脚则用于和单相电源的火线与零线接通．因此，与之配套的插座也一律是三孔的． 探讨2：三相的“相”是什么意思？ 【提示】　相，就是电源组；三相，就是3个电源组． 探讨3：三相交流发电机和单相发电机有何相同点和不同点？ 【提示】　单相发电机只有一组线圈，只产生一相交变电动势．三相交流发电机有三组互成120°的线圈，产生三相独立的交变电流，每组线圈产生交变电动势的原理跟单相发电机的原理相同，都是靠线圈和磁场发生相对运动，利用电磁感应现象产生交变电流． [核心点击] 1．三相交变电流的产生 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．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． 2．三相电流的异同 (1)相同点： ①同为正弦式交流电，E最大＝E有效． ②具有相同的周期． ③具有相同的峰值和有效值． ④相邻两相间有相同的相位差． (2)不同点：它们达到最大值(或零值)的时刻不同，依次落后个周期． 3．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＝Em sin ωt ... ...