实验九 三相交流电路参数的测量
一、实验目的
１．学会三相负载的星形和三角形的连接方法，掌握这两种接法的线电压和相电压，线电流和相电流的测量方法。
２．观察分析三相四线制中，当负载不对称时中线的作用。 ３．加深理解三相四线制中线断开的后果。 二、实验电路与工作原理
在实验中，用白炽灯作为负载。将负载每相灯的一端U2、V2、W2接在一起，形成中性点，各相的另一点U1、V1、W1，则分别接到三相电源，即为负载的星形连接，如图9-1所示。
图9-1负载星形连接
这时相电流等于线电流（IlI），线电压为相电压的3倍，即Ul3U。 如果将三相负载的灯U2 与V1 、V2与 W1 、U1 与W2分别相连，再在这些连接点上分别引出三根导线到三相电源，这样负载的连接称为三角形连接，如图9-2所示。
图9-2负载的三角形连接
如三相电源对称，三相负载对称，由此组成的供电系统，称为对称的三相电路。对于对称负载的星形连接电路来说各相的电流和电压都是对称的，电源的中性点N与负载的中性点N/之间的电压为零，如用中性线将两中性点（N、N/）之间连接起来，中线电流也等于零，如三相负载不对称，则中性线有电流流过，这时将中性线断开，三相负载各相电压不再对称，各相负载灯的亮度不一样，这就是中点位移引起各相电压不相等的结果。不对称三相负载作Y连接时，必须采用三相四线制接法，而中性线必须接牢固，以保证三相不对称负载获得对称的三相电源电压，保证负载在额定电压下正常工作。若中性线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压高，负载遭受损坏；负载重的一相相电压过低，使负载不能正常工作。因此对于三相照明负载，无条件地一律采用三相四线的Y接法。
对于负载为三角形连接的三相路，线电压等于相电压，但线电流为对应的两项电流的矢量差，负载对称时，它们有倍的关系，即Il3I；若不对称，则线电流与相电流之间不存在倍的关系，但线电流仍然为相邻两个相电流的矢量差，这时只有通过矢量图方能计算它们的大小和相位，但只要电源的线电压对称，加在三相负载的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
四、实验内容及步骤 １．三相负载星形连接 按图9-3完成线路连接
L11
N
L21
L31
图9-3三相对称负载星形电路
将三相通过插头线分别插接到L11、L21、L31，将负载的中性点N连接到电源零线N。
/
合上电源，将“粗调/细调”按钮按下，再用手按住正向调节按钮，直到数显电压表上显示值为127V立刻松手，若此时电压表显示值超过127V时，可按反向调节按钮，使电压数值显示127V为止。
（1） 测量三相负载对称时，有中线情况下各线电压UAB、UBC、UCA，相电压UA、UB、
UC，各线电流IA、IB、IC和中线电流IN的数值。记录表6-1中。
三相负载仍对称，将中线拆除，测量各线电压、相电压、线电流、相电流及负载中性点和电源中性点之间的电压，将数据记录在表6-1中，观察此时三相负载各灯泡亮度是否有所不同。
（2）测量三相负载不对称时，在有中线情况下（图6-4），各线电压UAB、UBC、UCA，相
电压UA、UB、UC，各线电流IA、IB、IC和中线电流IN的数值。并记录到表6-1中，观察一下三相灯泡亮度是否有所不同。
图6-4三相不对称负载星形电路
在没有中线时，测量、记录三相负载负载不对称情况下各线电压、相电压、相电流、负载中性点和电源中性点之间的电压，观察此时三相的各灯泡亮度是否相同，并分析中线的作用。
（3） 分析当负载作星形连接时，相、线电流之间的关系。
表6-1负载星形连接数据记录表 2．三相负载三角形连接
（1） 三相负载三角形连接，按图6-5连接线路。测量三相负载对称时，各线电压、线电流、
相电流，并将所测量的数据记录到表6-2中。
图6-5三相对称负载三角形连接电路
（2）按图6-6连接线路。三角形负载不对称时，再测量线电压、线电流、相电流，将数据记录到表6-2中。
图6-6三相不对称负载三角形连接电路
(3) 分析当负载作三角形连接时，相、线电流之间的关系及相、线电压之间的关系。
五、注意事项 １．本装置中三相380/220V交流电经隔离变压器后，以220/127V低电压供电，若以380/220V供电，中线断开时的实验，负载电压为线电压（380V）,将会烧毁用电器。 ２．三相负载三角形连接时，线电压不能超过220V。 六、实验报告要求
１．根据实验数据总结星形连接时，对称负载相电压与线电压之间的数值关系。 ２．根据实验数据总结三角形连接时，对称负载相电流与线电流之间的数值关系。 ３．根据实验数据按比例画出不对称负载星形连接三相三线制电压相量图和三相四线制电流相量图。
４．说明中线的作用。
５．三相负载根据什么条件决定采用星形或三角形连接？ ６．说明三相四线制供电电路（负载通常是不平衡），中线断开后将造成怎样的后果？
实验九 三相交流电路参数的测量
一、实验目的
１．学会三相负载的星形和三角形的连接方法，掌握这两种接法的线电压和相电压，线电流和相电流的测量方法。
２．观察分析三相四线制中，当负载不对称时中线的作用。 ３．加深理解三相四线制中线断开的后果。 二、实验电路与工作原理
在实验中，用白炽灯作为负载。将负载每相灯的一端U2、V2、W2接在一起，形成中性点，各相的另一点U1、V1、W1，则分别接到三相电源，即为负载的星形连接，如图9-1所示。
图9-1负载星形连接
这时相电流等于线电流（IlI），线电压为相电压的3倍，即Ul3U。 如果将三相负载的灯U2 与V1 、V2与 W1 、U1 与W2分别相连，再在这些连接点上分别引出三根导线到三相电源，这样负载的连接称为三角形连接，如图9-2所示。
图9-2负载的三角形连接
如三相电源对称，三相负载对称，由此组成的供电系统，称为对称的三相电路。对于对称负载的星形连接电路来说各相的电流和电压都是对称的，电源的中性点N与负载的中性点N/之间的电压为零，如用中性线将两中性点（N、N/）之间连接起来，中线电流也等于零，如三相负载不对称，则中性线有电流流过，这时将中性线断开，三相负载各相电压不再对称，各相负载灯的亮度不一样，这就是中点位移引起各相电压不相等的结果。不对称三相负载作Y连接时，必须采用三相四线制接法，而中性线必须接牢固，以保证三相不对称负载获得对称的三相电源电压，保证负载在额定电压下正常工作。若中性线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压高，负载遭受损坏；负载重的一相相电压过低，使负载不能正常工作。因此对于三相照明负载，无条件地一律采用三相四线的Y接法。
对于负载为三角形连接的三相路，线电压等于相电压，但线电流为对应的两项电流的矢量差，负载对称时，它们有倍的关系，即Il3I；若不对称，则线电流与相电流之间不存在倍的关系，但线电流仍然为相邻两个相电流的矢量差，这时只有通过矢量图方能计算它们的大小和相位，但只要电源的线电压对称，加在三相负载的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
四、实验内容及步骤 １．三相负载星形连接 按图9-3完成线路连接
L11
N
L21
L31
图9-3三相对称负载星形电路
将三相通过插头线分别插接到L11、L21、L31，将负载的中性点N连接到电源零线N。
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合上电源，将“粗调/细调”按钮按下，再用手按住正向调节按钮，直到数显电压表上显示值为127V立刻松手，若此时电压表显示值超过127V时，可按反向调节按钮，使电压数值显示127V为止。
（1） 测量三相负载对称时，有中线情况下各线电压UAB、UBC、UCA，相电压UA、UB、
UC，各线电流IA、IB、IC和中线电流IN的数值。记录表6-1中。
三相负载仍对称，将中线拆除，测量各线电压、相电压、线电流、相电流及负载中性点和电源中性点之间的电压，将数据记录在表6-1中，观察此时三相负载各灯泡亮度是否有所不同。
（2）测量三相负载不对称时，在有中线情况下（图6-4），各线电压UAB、UBC、UCA，相
电压UA、UB、UC，各线电流IA、IB、IC和中线电流IN的数值。并记录到表6-1中，观察一下三相灯泡亮度是否有所不同。
图6-4三相不对称负载星形电路
在没有中线时，测量、记录三相负载负载不对称情况下各线电压、相电压、相电流、负载中性点和电源中性点之间的电压，观察此时三相的各灯泡亮度是否相同，并分析中线的作用。
（3） 分析当负载作星形连接时，相、线电流之间的关系。
表6-1负载星形连接数据记录表 2．三相负载三角形连接
（1） 三相负载三角形连接，按图6-5连接线路。测量三相负载对称时，各线电压、线电流、
相电流，并将所测量的数据记录到表6-2中。
图6-5三相对称负载三角形连接电路
（2）按图6-6连接线路。三角形负载不对称时，再测量线电压、线电流、相电流，将数据记录到表6-2中。
图6-6三相不对称负载三角形连接电路
(3) 分析当负载作三角形连接时，相、线电流之间的关系及相、线电压之间的关系。
五、注意事项 １．本装置中三相380/220V交流电经隔离变压器后，以220/127V低电压供电，若以380/220V供电，中线断开时的实验，负载电压为线电压（380V）,将会烧毁用电器。 ２．三相负载三角形连接时，线电压不能超过220V。 六、实验报告要求
１．根据实验数据总结星形连接时，对称负载相电压与线电压之间的数值关系。 ２．根据实验数据总结三角形连接时，对称负载相电流与线电流之间的数值关系。 ３．根据实验数据按比例画出不对称负载星形连接三相三线制电压相量图和三相四线制电流相量图。
４．说明中线的作用。
５．三相负载根据什么条件决定采用星形或三角形连接？ ６．说明三相四线制供电电路（负载通常是不平衡），中线断开后将造成怎样的后果？