实验一
一、实验名称 三相电路不同连接方法的测量 二、实验目的: 1. 理解三相电路中线电压与相电压、线电流与相电流之间的关 系。 2. 掌握三相电路的正确连接方法与测量方法。
三、实验原理 1．三相电路 三相电路在生产上应用最为广泛， 发电和输配电一般都采用三相 制。在用电方面，许多负载是三相的或连接成三相形式的，如三相交 流电动机。 三相电路是由三相电源供电的电路。 三个频率相同且随时间按正 弦函数变换的电动势，如果每相电动势的振幅相等，相位依次相差 120º，则称为三相电动势。产生对称三相电动势且各阻抗相等的电源 称为对称电源。当三相电动势的相序依次为 U 相、V 相和 W 相时， 称为正序或顺序，反之称为负序或逆序。本实验在三相电源的相序为 正序的情况下进行测量。 三相电源由 DDSZ-1 型实验台台面左侧的 DD01 三相调压交流电 源提供。如下图所示。
U
DD01三相调压交流电源
V W N
在三相电路中，负载一般也是三相的，即由三个部分组成，每一 部分称为一个相。 如三相负载各相阻抗值相同， 则称为对称三相负载。 三相负载有两种连接方式：星形联结和三角形联结。 在三相电路中，电源或负载各相的电压称为相电压，端线之间的 电压称为线电压；流过电源或负载各相的电流称为相电流，流过各端 线的电流称为线电流。星形联结时，各相电压源的负极连在一起称为 三相电源的中性点或零点。 各相负载的一端接在一起称为负载的中性 点或零点。电源的中性点与负载中性点的连线称为中性线或零线。流 过中性线的电流称为中性线电流。 2．三相负载的星形联结（三相四线制）
U (A) IA a x
V (B)
IB
b
y
W (C)
IC
c
z
N
IO
O
3．三相负载的三角形联结
U
IA U (A)
IAB
a
x
V
IB V (B)
IBC
b
y
W
IC W (C)
ICA
c
z
ou
负载为三角形联结时，线电压等于相电压。当电源与负载对称时，线 电流和相电流在数值上的关系为 I L 3I P 。 四、实验设备 1．DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 2．D42 三相可调电阻器 3．D33 交流电压表 4．D32 交流电流表 五、实验内容与步骤 1. 组接实验电路； 2. 三相四线制，三相负载为星形联结时，分别测量线电压、相电 压、线电流、相电流，记录实验数据。 表 5-1 三相负 UUV UVW UWU UUN UVN UWN IU IV IW IN 载情况 负载对 173.3 173.3 175.5 101.3 99.8 101.6 0.113 0.106 0.107 0 称 U 相开 174.1 174.2 176.3 102.1 99.9 101.9 0 0.106 0.107 0.106 路
3. 三相三线制，三相负载为星形联结时，分别测量线电压、相电
压、线电流、相电流，记录实验数据。 表 5-2 三相负载情 UUV UVW UWU UUN' UVN' 况 负载对称 173.3 173.4 174.6 101.4 100.1 U 相开路 17
4.9 174.1 176.8 101.9 99.9 U 相短路 172.0 174.2 172.4 99.5 100.0 UWN' IU IV IW
101.6 0.110 0.107 0.107 102.0 0 0.091 0.092 100.9 0.313 0.182 0.180
4、三相三线制，三相负载为三角形联结时，分别测量线电流、相 电流，记录实验数据。 表 5-3 三相负载情况 负载对称 UV 相开路 IU IV IW IUV IVW IWU 0.191 0.180 0.178 0.192 0.179 0.178 0 0.181 0 0 0.180 0
六、实验结果与分析 1. 画出电路图，列出实验所得数据表格。 A. 三相四线制，三相负载为星形联结时，分别测量线电压、相电 压、线电流、相电流，记录实验数据。
(包括虚线) 表 5-1
三相负 UUV UVW UWU UUN UVN UWN IU IV IW IN 载情况 负载对 173.3 173.3 175.5 101.3 99.8 101.6 0.113 0.106 0.107 0 称 U 相开 174.1 174.2 176.3 102.1 99.9 101.9 0 0.106 0.107 0.106 路 B 三相三线制，三相负载为星形联结时，分别测量线电压、相电 压、线电流、相电流，记录实验数据。
(不包括虚线) 表 5-2 三相负载情 UUV UVW UWU UUN' UVN' 况 负载对称 173.3 173.4 174.6 101.4 100.1 U 相开路 174.9 174.1 176.8 101.9 99.9 U 相短路 172.0 174.2 172.4 99.5 100.0 UWN' IU IV IW
101.6 0.110 0.107 0.107 102.0 0 0.091 0.092 100.9 0.313 0.182 0.180
C 三相三线制，三相负载为三角形联结时，分别测量线电流、相 电流，记录实验数据。
表 5-3 三相负载情况 负载对称 UV 相开路
IU IV IW IUV IVW IWU 0.191 0.180 0.178 0.192 0.179 0.178 0 0.181 0 0 0.180 0
2. 分析三相电路中线电压与相电压，线电流与相电流的关系， 用实验测得的数据验证对称三相电路中的 3 关系。用实验数据和观 察到的现象， 总结三相四线供电系统中中线的作用。当三相负载不 对称时，中线提供各相电流的回路。 3. 不对称三角形联接的负载，能否正常工作？ 实验是否能证明 这一点？ 能
实验二 一.实验目的
1.学习、掌握用三瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率。 2.了解上述两种方法在不同情况下的实用价值。 二.实验原理 1. 三瓦计法测量功率电路 三相四线制电路的总功率，通常用三只功率表测量功率。其接 线如下图所示，分别测出 A、B、C 各相的有功功率相加而得到，即 P
总=PA+PB+PC,
*
A B
C N
*
W
* *
W
* *
W
三 相 负 载 星 形 联 接
N
图一. 三瓦计法测量功率电路
2. 二瓦计法测量功率电路 在三相三线制电路中，通常用二只功率表测量功率。其接线如 图所示。功率表 W1 和 W2 的读数分别为 P1 和 P2。三相电路的总功率 等于 P1 与 P2 的代数和。 P1=UACIAcosf1 P2=UBCIBcosf2
P
* * W 1
总=P1+P2
A B
C
* * W 2
三 相 负 载
图二. 二瓦计法测量功率电路 二瓦计法测量三相电路的功率时，单只功率表的读数无物理意 义。当负载为对称的星形连接时，由于中线中无电流流过，所以也可 用二瓦计法测量功率。但是
二瓦计法不适用于不对称三相四线制电 路。 三.实验仪器 1.电工实验台 1 台 2.单相功率表 3 只 3.三相电路实验板 四.实验步骤 1. 用白炽灯作为负载，按图一接线。即在三相四线制星形连接时 分别用三瓦计法和二瓦计法测量负载功率，计算总功率并将实 验数据填入表一内 2. 按图一接线。 在三相三线制和三相四线制两种不同星形连接时， 其中 A 相为 4uF 的电容、B 相和 C 相为 2 只串联的 40W 白炽 灯。分别用三瓦计法和二瓦计法测量功率并所测得的数据加以 1块
比较后，计算总功率填入表一内。 3. 在三相三线制星形连接时，A 相为断路、B 相和 C 相为 2 只串 联的 40W 白炽灯时，分别用三瓦计法和二瓦计法测量功率，计 算总功率并将实验数据填入表一内。 4. 用白炽灯作为负载，接成三角形连接，分别用三瓦计法和二瓦 计法测量负载功率。计算总功率并将实验数据填入表一内。 5. 按图二接线。将负载接成三角形连接（负载 AB 为 4uF 电容、 负载 BC 和我，负载 CA 为 2 只串联的 40W 白炽灯） ，分别用 三瓦计法和二瓦计法测量负载功率，计算总功率并将实验数据 填入表一内。 6. 按图二接线。将负载接成三角形连接（AB 相为断路、BC 相和 CA 相为 2 只串联的 40W 白炽灯） ， 分别用三瓦计法和二瓦计法 测量负载功率，计算总功率并将实验数据填入表一内。 五、实验有关原理及原始计算数据，所应用的公式 1. 三相四线制电路的总功率可通过用三只功率表（三瓦计法）分 别测出 A、 B、 C 各相的有功功率相加而得到， 即 P=PA+PB+PC。 当负载对称时，各相功率相等，因此可以只测任一相功率，再 乘以三便可得到总功率。 2. 在三相三线制电路中，无论负载对称或不对称，通常只用两只 功率表来测量总功率。功率表 W1 和 W2 的读数分别为 P1 和 P2。可以证明总功率 P=P1+P2=UAC IAcos(UACIA)+UBCIB cos (UBCIB)
=PA+PB+PC 式中 PA、PB、PC 分别为负载等效星形连接 时各相功率。 功率表 W1 和 W2 读数的代数和等于负载消耗的总 功率。单只功率表的读数无意义。若功率表的指针反转，可把功 率表电流线圈两端的接线对换，但这时功率表的读数应取负值。 因为对称四线制电路的中线内没有电流流过， 所以二瓦计法 仍然可以采用，但二瓦计法不适用于不对称四线制电路。对称三 相电路中，两个功率表的读数分别为 P1=UAC IAcos(UACIA)= UAC IAcos(30˚-Ф ) P2= UBCIB cos(UBCIB)= UBCIB cos(30˚+Ф ) 其中，Ф 为相电流滞后于相电压的相位角，即负载阻抗角。由上 述分析可知：当负载为纯电阻时，cosФ =0，P1、P2>0 当负载的功率因数 cosФ >0.5 时，P1、P2 读数不等，但都为正 当负载的功率因数 cosФ
、P2 读数不等，且有一个为 负值 当负载的功率因数 cosФ =0.5 时，P1、P2 必有一个为零，一个为 正 六.实验数据记录
三瓦计法 PA / W Y-Y（对称） 28.45 PB / W 28.06 75.47 22.75 28.19 62.99 61.88 62.7 PC / W 27.76 32.84 22.49 28.22 64.19 65.46 64.13
二瓦计法 P1 / W 41.93 52.97 0 -60.6 95.55 -116 64.6 P2 / W 42.03 55.31 45.54 41.93 94.03 245.9 63.16
Y-Y （A=4uf）0.83 Y-Y （A 相开 0.01 路） 0.95 Y-Yo （A=4uF） Y- ∆ 对称 Y- ∆（AB 相电 0.93 容） 0.01 Y- ∆ （A 相开路） 62.7
表一.实验数据记录
七、实验结果分析 三瓦法 二瓦法 /W
PA + PB + PC / W P1 + P2 Y-Y（对称） Y-Y （A=4uf） Y-Y （A 相开路） Y-Yo（ A=4uf） Y- ∆ （对称） Y- ∆（A 相电容 ） 84.27 109.14 45.25 57.36 189.88 128.27 83.96 108.28 45.54 －18.67 189.58 129.9
Y- ∆（A 相开路）
八、实验结果分析
126.84
127.76
实验数据表明：在三相四线制不对称联接不能用二瓦计法测 量三相电路总功率。通常情况下，在三相四线制联接时采用三瓦计法 测量电路总功率，三相三线制联接时采用二计法测量电路总功率。
实验一
一、实验名称 三相电路不同连接方法的测量 二、实验目的: 1. 理解三相电路中线电压与相电压、线电流与相电流之间的关 系。 2. 掌握三相电路的正确连接方法与测量方法。
三、实验原理 1．三相电路 三相电路在生产上应用最为广泛， 发电和输配电一般都采用三相 制。在用电方面，许多负载是三相的或连接成三相形式的，如三相交 流电动机。 三相电路是由三相电源供电的电路。 三个频率相同且随时间按正 弦函数变换的电动势，如果每相电动势的振幅相等，相位依次相差 120º，则称为三相电动势。产生对称三相电动势且各阻抗相等的电源 称为对称电源。当三相电动势的相序依次为 U 相、V 相和 W 相时， 称为正序或顺序，反之称为负序或逆序。本实验在三相电源的相序为 正序的情况下进行测量。 三相电源由 DDSZ-1 型实验台台面左侧的 DD01 三相调压交流电 源提供。如下图所示。
U
DD01三相调压交流电源
V W N
在三相电路中，负载一般也是三相的，即由三个部分组成，每一 部分称为一个相。 如三相负载各相阻抗值相同， 则称为对称三相负载。 三相负载有两种连接方式：星形联结和三角形联结。 在三相电路中，电源或负载各相的电压称为相电压，端线之间的 电压称为线电压；流过电源或负载各相的电流称为相电流，流过各端 线的电流称为线电流。星形联结时，各相电压源的负极连在一起称为 三相电源的中性点或零点。 各相负载的一端接在一起称为负载的中性 点或零点。电源的中性点与负载中性点的连线称为中性线或零线。流 过中性线的电流称为中性线电流。 2．三相负载的星形联结（三相四线制）
U (A) IA a x
V (B)
IB
b
y
W (C)
IC
c
z
N
IO
O
3．三相负载的三角形联结
U
IA U (A)
IAB
a
x
V
IB V (B)
IBC
b
y
W
IC W (C)
ICA
c
z
ou
负载为三角形联结时，线电压等于相电压。当电源与负载对称时，线 电流和相电流在数值上的关系为 I L 3I P 。 四、实验设备 1．DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 2．D42 三相可调电阻器 3．D33 交流电压表 4．D32 交流电流表 五、实验内容与步骤 1. 组接实验电路； 2. 三相四线制，三相负载为星形联结时，分别测量线电压、相电 压、线电流、相电流，记录实验数据。 表 5-1 三相负 UUV UVW UWU UUN UVN UWN IU IV IW IN 载情况 负载对 173.3 173.3 175.5 101.3 99.8 101.6 0.113 0.106 0.107 0 称 U 相开 174.1 174.2 176.3 102.1 99.9 101.9 0 0.106 0.107 0.106 路
3. 三相三线制，三相负载为星形联结时，分别测量线电压、相电
压、线电流、相电流，记录实验数据。 表 5-2 三相负载情 UUV UVW UWU UUN' UVN' 况 负载对称 173.3 173.4 174.6 101.4 100.1 U 相开路 17
4.9 174.1 176.8 101.9 99.9 U 相短路 172.0 174.2 172.4 99.5 100.0 UWN' IU IV IW
101.6 0.110 0.107 0.107 102.0 0 0.091 0.092 100.9 0.313 0.182 0.180
4、三相三线制，三相负载为三角形联结时，分别测量线电流、相 电流，记录实验数据。 表 5-3 三相负载情况 负载对称 UV 相开路 IU IV IW IUV IVW IWU 0.191 0.180 0.178 0.192 0.179 0.178 0 0.181 0 0 0.180 0
六、实验结果与分析 1. 画出电路图，列出实验所得数据表格。 A. 三相四线制，三相负载为星形联结时，分别测量线电压、相电 压、线电流、相电流，记录实验数据。
(包括虚线) 表 5-1
三相负 UUV UVW UWU UUN UVN UWN IU IV IW IN 载情况 负载对 173.3 173.3 175.5 101.3 99.8 101.6 0.113 0.106 0.107 0 称 U 相开 174.1 174.2 176.3 102.1 99.9 101.9 0 0.106 0.107 0.106 路 B 三相三线制，三相负载为星形联结时，分别测量线电压、相电 压、线电流、相电流，记录实验数据。
(不包括虚线) 表 5-2 三相负载情 UUV UVW UWU UUN' UVN' 况 负载对称 173.3 173.4 174.6 101.4 100.1 U 相开路 174.9 174.1 176.8 101.9 99.9 U 相短路 172.0 174.2 172.4 99.5 100.0 UWN' IU IV IW
101.6 0.110 0.107 0.107 102.0 0 0.091 0.092 100.9 0.313 0.182 0.180
C 三相三线制，三相负载为三角形联结时，分别测量线电流、相 电流，记录实验数据。
表 5-3 三相负载情况 负载对称 UV 相开路
IU IV IW IUV IVW IWU 0.191 0.180 0.178 0.192 0.179 0.178 0 0.181 0 0 0.180 0
2. 分析三相电路中线电压与相电压，线电流与相电流的关系， 用实验测得的数据验证对称三相电路中的 3 关系。用实验数据和观 察到的现象， 总结三相四线供电系统中中线的作用。当三相负载不 对称时，中线提供各相电流的回路。 3. 不对称三角形联接的负载，能否正常工作？ 实验是否能证明 这一点？ 能
实验二 一.实验目的
1.学习、掌握用三瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率。 2.了解上述两种方法在不同情况下的实用价值。 二.实验原理 1. 三瓦计法测量功率电路 三相四线制电路的总功率，通常用三只功率表测量功率。其接 线如下图所示，分别测出 A、B、C 各相的有功功率相加而得到，即 P
总=PA+PB+PC,
*
A B
C N
*
W
* *
W
* *
W
三 相 负 载 星 形 联 接
N
图一. 三瓦计法测量功率电路
2. 二瓦计法测量功率电路 在三相三线制电路中，通常用二只功率表测量功率。其接线如 图所示。功率表 W1 和 W2 的读数分别为 P1 和 P2。三相电路的总功率 等于 P1 与 P2 的代数和。 P1=UACIAcosf1 P2=UBCIBcosf2
P
* * W 1
总=P1+P2
A B
C
* * W 2
三 相 负 载
图二. 二瓦计法测量功率电路 二瓦计法测量三相电路的功率时，单只功率表的读数无物理意 义。当负载为对称的星形连接时，由于中线中无电流流过，所以也可 用二瓦计法测量功率。但是
二瓦计法不适用于不对称三相四线制电 路。 三.实验仪器 1.电工实验台 1 台 2.单相功率表 3 只 3.三相电路实验板 四.实验步骤 1. 用白炽灯作为负载，按图一接线。即在三相四线制星形连接时 分别用三瓦计法和二瓦计法测量负载功率，计算总功率并将实 验数据填入表一内 2. 按图一接线。 在三相三线制和三相四线制两种不同星形连接时， 其中 A 相为 4uF 的电容、B 相和 C 相为 2 只串联的 40W 白炽 灯。分别用三瓦计法和二瓦计法测量功率并所测得的数据加以 1块
比较后，计算总功率填入表一内。 3. 在三相三线制星形连接时，A 相为断路、B 相和 C 相为 2 只串 联的 40W 白炽灯时，分别用三瓦计法和二瓦计法测量功率，计 算总功率并将实验数据填入表一内。 4. 用白炽灯作为负载，接成三角形连接，分别用三瓦计法和二瓦 计法测量负载功率。计算总功率并将实验数据填入表一内。 5. 按图二接线。将负载接成三角形连接（负载 AB 为 4uF 电容、 负载 BC 和我，负载 CA 为 2 只串联的 40W 白炽灯） ，分别用 三瓦计法和二瓦计法测量负载功率，计算总功率并将实验数据 填入表一内。 6. 按图二接线。将负载接成三角形连接（AB 相为断路、BC 相和 CA 相为 2 只串联的 40W 白炽灯） ， 分别用三瓦计法和二瓦计法 测量负载功率，计算总功率并将实验数据填入表一内。 五、实验有关原理及原始计算数据，所应用的公式 1. 三相四线制电路的总功率可通过用三只功率表（三瓦计法）分 别测出 A、 B、 C 各相的有功功率相加而得到， 即 P=PA+PB+PC。 当负载对称时，各相功率相等，因此可以只测任一相功率，再 乘以三便可得到总功率。 2. 在三相三线制电路中，无论负载对称或不对称，通常只用两只 功率表来测量总功率。功率表 W1 和 W2 的读数分别为 P1 和 P2。可以证明总功率 P=P1+P2=UAC IAcos(UACIA)+UBCIB cos (UBCIB)
=PA+PB+PC 式中 PA、PB、PC 分别为负载等效星形连接 时各相功率。 功率表 W1 和 W2 读数的代数和等于负载消耗的总 功率。单只功率表的读数无意义。若功率表的指针反转，可把功 率表电流线圈两端的接线对换，但这时功率表的读数应取负值。 因为对称四线制电路的中线内没有电流流过， 所以二瓦计法 仍然可以采用，但二瓦计法不适用于不对称四线制电路。对称三 相电路中，两个功率表的读数分别为 P1=UAC IAcos(UACIA)= UAC IAcos(30˚-Ф ) P2= UBCIB cos(UBCIB)= UBCIB cos(30˚+Ф ) 其中，Ф 为相电流滞后于相电压的相位角，即负载阻抗角。由上 述分析可知：当负载为纯电阻时，cosФ =0，P1、P2>0 当负载的功率因数 cosФ >0.5 时，P1、P2 读数不等，但都为正 当负载的功率因数 cosФ
、P2 读数不等，且有一个为 负值 当负载的功率因数 cosФ =0.5 时，P1、P2 必有一个为零，一个为 正 六.实验数据记录
三瓦计法 PA / W Y-Y（对称） 28.45 PB / W 28.06 75.47 22.75 28.19 62.99 61.88 62.7 PC / W 27.76 32.84 22.49 28.22 64.19 65.46 64.13
二瓦计法 P1 / W 41.93 52.97 0 -60.6 95.55 -116 64.6 P2 / W 42.03 55.31 45.54 41.93 94.03 245.9 63.16
Y-Y （A=4uf）0.83 Y-Y （A 相开 0.01 路） 0.95 Y-Yo （A=4uF） Y- ∆ 对称 Y- ∆（AB 相电 0.93 容） 0.01 Y- ∆ （A 相开路） 62.7
表一.实验数据记录
七、实验结果分析 三瓦法 二瓦法 /W
PA + PB + PC / W P1 + P2 Y-Y（对称） Y-Y （A=4uf） Y-Y （A 相开路） Y-Yo（ A=4uf） Y- ∆ （对称） Y- ∆（A 相电容 ） 84.27 109.14 45.25 57.36 189.88 128.27 83.96 108.28 45.54 －18.67 189.58 129.9
Y- ∆（A 相开路）
八、实验结果分析
126.84
127.76
实验数据表明：在三相四线制不对称联接不能用二瓦计法测 量三相电路总功率。通常情况下，在三相四线制联接时采用三瓦计法 测量电路总功率，三相三线制联接时采用二计法测量电路总功率。