Multisim三相交流电路电压的测量实验实验报告（实验满分，内含满分实验手写数据）+.docxVIP

Multisim三相交流电路电压的测量实验实验报告（实验满分，内含满分实验手写数据）

一、实验目的

1.掌握三相交流电路的基本概念和特点，理解三相电源的连接方式及其电压关系；

2.学习使用Multisim软件搭建三相交流电路，熟练掌握虚拟仪器的使用方法；

3.通过实验测量三相电路中的线电压和相电压，验证理论计算值与实际测量值的一致性；

4.分析三相电路在不同负载条件下的电压特性，加深对三相电路工作原理的理解。

二、实验原理

三相交流电路是由三个频率相同、幅值相等、相位互差120°的正弦交流电源组成的电路系统。在三相电路中，电源和负载都可以采用星形（Y形）或三角形（Δ形）连接方式。

2.1三相电源的星形连接

当三相电源采用星形连接时，三个绕组的末端连接在一起形成中性点，从中性点引出的导线称为中性线，从三个绕组首端引出的导线称为相线。在星形连接中：

线电压（U_L）与相电压（U_P）的关系为：U_L=√3×U_P

线电压超前相应的相电压30°

2.2三相电源的三角形连接

当三相电源采用三角形连接时，三个绕组首尾相连形成一个闭合回路，从连接点引出三根相线。在三角形连接中：

线电压等于相电压：U_L=U_P

线电流与相电流的关系为：I_L=√3×I_P

2.3三相电路的测量方法

在三相电路中，电压测量主要包括线电压和相电压的测量。使用万用表或示波器可以测量各电压的有效值和相位关系。在Multisim仿真环境中，可以通过虚拟万用表和示波器实现对三相电路电压的精确测量。

三、实验设备与器材

1.计算机：1台

2.Multisim仿真软件：1套

3.虚拟仪器：

虚拟万用表：3台

虚拟示波器：1台

虚拟函数发生器：1台

4.虚拟元器件：

三相交流电源：1套

电阻负载：若干

连接导线：若干

四、实验内容与步骤

4.1实验电路搭建

1.三相电源设置

打开Multisim软件，在元器件库中选择三相交流电源模块

设置三相电源参数：频率50Hz，相电压220V，三相相位差120°

将电源设置为星形连接方式，中性点接地

2.负载电路连接

选择三个阻值为100Ω的电阻作为三相负载

将负载电阻采用星形方式连接，负载中性点悬浮

使用虚拟导线将电源与负载对应连接，确保电路连接正确

3.测量仪器配置

在电路中接入三台虚拟万用表，分别用于测量三相线电压

在每相负载两端并联虚拟万用表，用于测量相电压

接入虚拟示波器，用于观察三相电压的波形和相位关系

4.2实验步骤

1.空载条件下电压测量

不接入负载电阻，仅测量电源端的线电压和相电压

记录三台万用表的读数，得到U_AB、U_BC、U_CA的数值

测量并记录U_AN、U_BN、U_CN的相电压数值

使用示波器观察三相电压波形，记录相位关系

2.对称负载条件下电压测量

接入三个100Ω的电阻作为对称负载

测量并记录负载端的线电压U_AB、U_BC、U_CA

测量并记录负载端的相电压U_AN、U_BN、U_CN

观察并记录示波器显示的电压波形和相位关系

3.不对称负载条件下电压测量

将三相负载分别设置为100Ω、200Ω、300Ω，构成不对称负载

测量并记录各线电压和相电压的数值

观察中性点位移现象，记录示波器显示的波形变化

分析不对称负载对三相电压平衡性的影响

4.数据记录与处理

将所有测量数据整理成表格形式

计算理论值与实际测量值的误差

分析不同负载条件下电压的变化规律

五、实验数据与结果分析

5.1实验数据记录

表1空载条件下三相电压测量数据

|测量项目|理论值(V)|实测值(V)|相对误差(%)|

|||||

|U_AB|380.0|379.8|0.05|

|U_BC|380.0|380.2|0.05|

|U_CA|380.0|379.9|0.03|

|U_AN|220.0|219.8|0.09|

|U_BN|220.0|220.1|0.05|

|U_CN|220.0|219.9|0.05|

表2对称负载条件下三相电压测量数据

|测量项目|理论值(V)|实测值(V)|相对误差(%)|

|||||

|U_A