另外在电流测量端使用电流互感器时及在电压测量端使用内置电压互感器的测量仪器时，由于电流互感器、电压互感器的频率特性不同，也会产生误差。在变频器的输出侧不能使用电压互感器，请使用直接显示刻度的测量仪器。应使用直流500V绝缘电阻表进行测量。......
2023-06-19
测量三相电路的电压和电流
【摘要】：通过实验数据加深对三相负载Y接和△接时线、相电压，线、相电流之间的数量关系。熟悉三相负载的连接方法及掌握三相电路中电压与电流的测量方法。实验中记录好每相负载灯泡数及其瓦数，根据已知的电源电压和负载灯泡数，计算各种情况下的相电压、相电流、中性线电流等的大小，并与实验所得数据相比较。
一、实验目的
（1）进一步熟悉三相负载的星形和三角形接法。
（2）通过实验数据加深对三相负载Y接和△接时线、相电压，线、相电流之间的数量关系。
（3）加深对中线作用的理解。
（4）熟悉三相负载的连接方法及掌握三相电路中电压与电流的测量方法。
二、实验主要仪器设备
（2）三相调压器1台。
（3）交流电流表1只。
（4）数字万用表1块。
（5）电流插箱、插头1套。
（6）三相负载灯箱1个。
三、实验原理
1.三相电路的星形连接
图1是星形连接的三线制电路。当线路阻抗忽略不计时，负载的线电压等于电源的线电压。若负载对称，则负载中性点N′和电源中性点N之间的电压为零。此时负载相电压对称，线电压与相电压满足
的关系。若负载不对称，N′与N两中性点间的电压不再等于零，负载端的各相电压就不再对称。其数值可通过计算得到，也可通过实验测出。
在图1电路中，若把电源中性点和负载中性点之间用中性线连接起来，就成为三相四线制电路。在负载对称情况下，中性线电流等于零，其工作情况与三相三线制相同。负载不对称时，忽略线路阻抗，则负载端相电压仍然对称，但这时中性线电流不再为零，它可用计算方法或实验方法确定。
2.三相电路的三角形连接
图2是三角形连接的三相负载，显然电源只能是三线制供电。忽略线路阻抗时，负载的线电压（也是它的相电压）等于电源的线电压。线电流与相电流的关系为：
图1是星形连接的三线制电路。当线路阻抗忽略不计时，负载的线电压等于电源的线电压。若负载对称，则负载中性点N′和电源中性点N之间的电压为零。此时负载相电压对称，线电压与相电压满足
的关系。若负载不对称，N′与N两中性点间的电压不再等于零，负载端的各相电压就不再对称。其数值可通过计算得到，也可通过实验测出。
在图1电路中，若把电源中性点和负载中性点之间用中性线连接起来，就成为三相四线制电路。在负载对称情况下，中性线电流等于零，其工作情况与三相三线制相同。负载不对称时，忽略线路阻抗，则负载端相电压仍然对称，但这时中性线电流不再为零，它可用计算方法或实验方法确定。
2.三相电路的三角形连接
图2是三角形连接的三相负载，显然电源只能是三线制供电。忽略线路阻抗时，负载的线电压（也是它的相电压）等于电源的线电压。线电流与相电流的关系为：
图1 星形连接的三相三线制电路图
图1 星形连接的三相三线制电路图
图2 三相负载的三角形连接
图2 三相负载的三角形连接
四、实验内容及步骤
（1）按照图3接好线路，测量负载星形连接和三角形连接时对称情况下的各线电压、相电压、中线电压和各相电流、线电流的数值（注意UNN′和IN数值），认真记录下来。
四、实验内容及步骤
（1）按照图3接好线路，测量负载星形连接和三角形连接时对称情况下的各线电压、相电压、中线电压和各相电流、线电流的数值（注意UNN′和IN数值），认真记录下来。
图3 星形连接线路图
（2）三相灯负载分别取不同的灯盏数，使之构成不对称三相Y接负载。先测量不对称负载情况下有中线时的各相电流、中线电流及各相电压、线电压及中线电压UNN′。记录并填写在表1中。
（3）把中线从N′处断开，注意N处不要断开。再测量Y接不对称情况下且无中线时的各相电流、中线电流及各相电压、线电压及中线电压UNN′，填写在表1中。
（4）调整电源线电压的数值，注意在负载做三角形连接时的线电压应调整在220V。这样，三相灯箱负载连接成△时，各相负载的端电压就能获得其额定值220V。
（5）三相灯负载各取2盏灯，构成三相对称负载。按图4所示电路进行对三相灯负载进行正确连线。
图3 星形连接线路图
（2）三相灯负载分别取不同的灯盏数，使之构成不对称三相Y接负载。先测量不对称负载情况下有中线时的各相电流、中线电流及各相电压、线电压及中线电压UNN′。记录并填写在表1中。
（3）把中线从N′处断开，注意N处不要断开。再测量Y接不对称情况下且无中线时的各相电流、中线电流及各相电压、线电压及中线电压UNN′，填写在表1中。
（4）调整电源线电压的数值，注意在负载做三角形连接时的线电压应调整在220V。这样，三相灯箱负载连接成△时，各相负载的端电压就能获得其额定值220V。
（5）三相灯负载各取2盏灯，构成三相对称负载。按图4所示电路进行对三相灯负载进行正确连线。
图4 三角形连接线路图
（6）首先测量对称情况下的相电流和线电流，记录并填写在表2中。
图4 三角形连接线路图
（6）首先测量对称情况下的相电流和线电流，记录并填写在表2中。
（7）把三相灯负载连接成不对称情况，测量不对称情况下的相电流和线电流，看二者是否仍遵循
的数量关系，把测量数据填写在表2中。
（8）让指导教师审阅各实验小组的实验数据，合理时方可结束实验，测量数据如出现不合理地方，应重新测量。
（9）实验结束，整理实验设备及打扫实验室环境卫生。
（10）按要求认真写出实验报告。
五、注意事项
（1）在对称三相电路中，灯箱负载为纯电阻负载，功率因数等于1。
（2）实验中记录好每相负载灯泡数及其瓦数，根据已知的电源电压和负载灯泡数，计算各种情况下的相电压、相电流、中性线电流等的大小，并与实验所得数据相比较。
（3）进一步熟悉电流插箱的原理及使用方法。
电流插箱是为了使电流表实现一表多用而设计和制作的一种实验辅助设备。电流插箱的每一个插孔在电流表的插头未插入时相当于短路，即插孔的左右两个端子相当短接，当与电流表连接的电流插头插入插孔内时，相当于把电流表串入了插孔两边端子之间，此时电流表的读数，即为该插孔所连接支路的电流数值。
六、实验思考题
（1）根据实验结果，简要阐述中线的作用。并说明负载在什么情况下可以不要中线，什么情况下必须连接中线，如何保证中线的可靠性。
（2）同一负载做三角形连接时和做星形连接时，其各相负载的端电压相同吗？
（3）整理实验实测数据，分别说明对称负载和不对称负载电路的特点和区别。
七、实验报告
实 验 报 告
一、实验日期_________实验者姓名_________班级_________
二、测量数据填写
表1 星形连接测量值
（7）把三相灯负载连接成不对称情况，测量不对称情况下的相电流和线电流，看二者是否仍遵循
的数量关系，把测量数据填写在表2中。
（8）让指导教师审阅各实验小组的实验数据，合理时方可结束实验，测量数据如出现不合理地方，应重新测量。
（9）实验结束，整理实验设备及打扫实验室环境卫生。
（10）按要求认真写出实验报告。
五、注意事项
（1）在对称三相电路中，灯箱负载为纯电阻负载，功率因数等于1。
（2）实验中记录好每相负载灯泡数及其瓦数，根据已知的电源电压和负载灯泡数，计算各种情况下的相电压、相电流、中性线电流等的大小，并与实验所得数据相比较。
（3）进一步熟悉电流插箱的原理及使用方法。
电流插箱是为了使电流表实现一表多用而设计和制作的一种实验辅助设备。电流插箱的每一个插孔在电流表的插头未插入时相当于短路，即插孔的左右两个端子相当短接，当与电流表连接的电流插头插入插孔内时，相当于把电流表串入了插孔两边端子之间，此时电流表的读数，即为该插孔所连接支路的电流数值。
六、实验思考题
（1）根据实验结果，简要阐述中线的作用。并说明负载在什么情况下可以不要中线，什么情况下必须连接中线，如何保证中线的可靠性。
（2）同一负载做三角形连接时和做星形连接时，其各相负载的端电压相同吗？
（3）整理实验实测数据，分别说明对称负载和不对称负载电路的特点和区别。
七、实验报告
实 验 报 告
一、实验日期_________实验者姓名_________班级_________
二、测量数据填写
表1 星形连接测量值
表2 三角形连接测量值
表2 三角形连接测量值
三、实验结果分析
四、实验思考题的回答与实验体会
五、教师批改评语
三、实验结果分析
四、实验思考题的回答与实验体会
五、教师批改评语
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