在实际应用中,三相发电机和负载并不用六条导线连接,而是只用三条或四条导线进行连接.
1.星形连接:如图所示,把发电机三个线圈的末端(X、Y、Z)和负载之间用一条导线连接的方式,叫做星形连接,符号为Y.
(1)端线、火线和中性线、零线
从每个线圈始端引出的导线叫做端线,也叫做相线,在照明电路里俗称火线,从公共点O引出的导线叫做中性线,照明电路里中性线是接地的,叫做零线.
(2)相电压和线电压
端线和中性线之间的电压(即每个线圈两端的电压)叫做相电压.
两条端线之间的电压叫做线电压.
①在星形连接中线电压是相电压的 倍,即 .
②我国日常电路中,相电压是220V,线电压是380V.
(3)三相四线制和三相三线制
①三相四线制:三相发电机的三个线圈的末端连在一起,三个首端分别引出,这种用三条相线,一条中性线的输电方式叫做三相四线制.
②三相三线制:当三相的负载相同时,中性线上没有电流,中性线可省掉,这种省去中性线后,只用三条相线的输电方式叫做三根三线制.
2.三角形连接,如图所示,把发电机三个线圈始端和末端依次相连的方式,叫做三角形连接,符号是△.
在三角形连接中,两条端线之间的电压就是其中一个线圈两端的电压,所以线电压等于相电压 .
三相交流发电机三个线圈有星形连接和三角形连接,负载也有星形连接和三角形连接,因此电源和负载间的连接可以有四种不同的方式:Y——Y、△——△、Y——△、△——Y.
例1 三相交流发电机的三个线圈中A相的电压为 ,那么
A.三个线圈交变电流的频率都为
B.在 时,其他两个线圈的输出电压也为零
C.若按星形连接,任意两端线间电压的最大值380V
D.若按三角形连接,任意两端线间的电压为220V
【解析】三相交流发电机每个线圈(每相线圈)的频率、电压有电效值(或最大值)均相同,但由于在步调上不一致,所以某一时刻电压的瞬间值不同,当三个线圈按星形连接时,线电压 ,其最大值 ;当三个线圈按三角形连接时, .
正确选项为A、D。
例2 如图所示,A、B、C为三条相线,O为中性线,负载电阻R接在B相和中性线之间,已知A、C两相线之间的电压 ,电阻 ,下列结论正确的是
A.相线的电势总是高于中性线的电势
B.电流表的读数是38 A
C.电阻R两端的电压是220V
D.通过R的电流方向每秒改变100次
【解析】在三根电路中,相线与中性线间的电势差按正弦规律变化,相线的电势并非总高于中性线的电势,软电线的线电压 ,B和O之间是相电压 ,通过R的电流 ,交变电流的频率 ,电流方向每秒改变100次.
正确选项为C.D.
小结:在匀强磁场中三个互成120度的线圈同时绕垂直于磁场的轴匀速转动时,产生三相交变电流,他们的最大值、周期相同,但在步调上依次落后T/3,三相电路有星形连接和三角形连接,输电线路有三相四线制和三相三线制.