Прилади та обладнання.

Назва приладів та обладнання	Тип	Кількість	Технічні характеристики
Вольтметр		1
Амперметр		4
Ламповий реостат		1
Перемикач		1

Теоретичні відомості

Мал..15.1 Схема з’єднання фаз споживачів зіркою при симетричному навантаженні

Як видно зі схеми мал. 15.1, при з'єднанні зіркою фазні напруги споживача U_А, U_B, і U_C не дорівнюють лінійним напругам U_AB, U_BC і U_CA. Ці напруги зв'язані між собою векторними рівнянням ; ; . При симетрії відповідно лінійних і фазних напруг існує залежність

Зі схеми мал. 15.1 видно, що при з'єднанні зіркою лінійні струми рівні відповідним фазним струмам: I_л = I_ф. Фазний струм I_ф залежить від фазної

напруги U_ф на затискачах споживача і його повного опору Z_ф, що випливає з формули I_ф = U_Ф / Z_Ф. Струм у нейтральному проводі Якщо повні опори Z_A, Z_B, Z_C споживачів однакові, тобто Z_A = Z_B = Z_C = Z_Ф і зсуви фаз φ_А , φ_У , φ_З , між фазними напругами і відповідними їм фазними струмами рівні між собою, тобто φ_А = φ_У = φ_З = φ, навантаження називають симетричним.

При симетричному навантаженні фазні напруги U_А, U_B, і U_C однакові, фазні струми рівні між собою: І_А = І_B = І_C = І_Ф = U_Ф / Z_Ф зсуви фаз між напругами і струмами однакові і знаходяться за формулою , де X_Ф — реактивні опори фази навантаження; R_ф — її активний опір.

Векторна діаграма при симетричному активно-індуктивному навантаженні приведена на мал. 15.2. Струм у нейтральному проводі при симетричному навантаженні I₀ = 0 . Звідки випливає, що при симетричному навантаженні нейтральний провід не потрібний.

Активна потужність трифазного споживача може бути виражена так:

Р

Якщо Z_A ≠ Z_B ≠ Z_C ≠ Z_Ф або φ_А ≠ φ_В ≠ φ_С або дві ці умови виконуються разом, те навантаження буде несиметричним.

При несиметричному навантаженні і наявності нейтрального проводу фазні напруги споживачів практично однакові: U_А,≈ U_B ≈ U_C U_Ф , а в нейтральному проводі виникає струм I₀ ≠ 0, який можна визначити графічно (мал..19) виходячи з векторного рівняння

Мал..15.2. Векторна діаграма при з'єднанні споживачів зіркою та симетричному

навантаженні

.

Мал..15.3 Векторна диаграмма при з'єднанні споживачів зіркою у випадку

несимметричного навантаження і при наявності нейтрального

проводу.

Мал..18.4. Векторна діаграма при з'єднанні споживачів зіркою у випадку несиметричного навантаження й обриві нейтрального проводу

Особливістю електричного кола при несиметричному навантаженні є те, що воно повинно мати обов'язково нейтральний провід. При обриві нейтрального проводу струм I₀ ≠ 0. У цьому випадку струми І_А ; І_B ; І_C повинні змінитися так, щоб їхня векторна сума виявилася рівної нулю: . При заданих опорах навантаження Z_A, Z_B, Z_C струми можуть змінитися тільки за рахунок зміни фазних напруг. Отже, обрив нейтрального проводу в загальному випадку призводить до зміни фазних напруг. У результаті споживачі знаходяться під напругами, що відрізняються від поминального значення фазної напруги, що неприпустимо. Щоб цього не відбулося, необхідно звертати увагу на цілісність нейтрального проводу, у коло якого не можна ставити вимикачі і навіть захисні пристрої, наприклад запобіжники.

Для несиметричного навантаження активна потужність усіх фаз визначається за формулою Р_А + Р_B + Р_C = Р

Однофазні споживачі можна включати в трифазну чотирипровідну мережу як на фазну U_Ф, так і на лінійну U_л напругу, що дозволяє живити від однієї мережі

споживачі, розраховані на номінальні напруги, що відрізняються одна від одної в раз.

Мал..15.5. Схема для дослідження трифазного електричного кола при з'єднанні

споживачів зіркою