在高中物理、大學(xué)物理電磁學(xué)以及電工學(xué)中均有三相交流電的內(nèi)容，本文作者給學(xué)生做了一組三相交流電的演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力和思維能力，加強(qiáng)了感性認(rèn)識(shí)．
1 三相正弦交流電動(dòng)勢(shì)的演示
三相正弦交流電源的三個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幅值相等，頻率相同，其相位也互差120°，這種電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)電動(dòng)勢(shì)．為了讓學(xué)生充分理解三相電動(dòng)勢(shì)的對(duì)稱(chēng)性，我們可將一臺(tái)三相手搖發(fā)電機(jī)的三個(gè)繞組的引出線中分別串入三個(gè)相同的電流表，按負(fù)載的星形接法（或者三角形的接法）構(gòu)成閉合回路，聯(lián)接電路如圖1所示．然后勻速搖動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，此時(shí)可以發(fā)現(xiàn)三個(gè)電流表的指針發(fā)生擺動(dòng)，而且可以觀察到，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)電流表的指針擺動(dòng)不是同步的，而是有先有后．如果轉(zhuǎn)子從某一位置開(kāi)始，按逆時(shí)針?lè)较騽蛩傩D(zhuǎn)一周．可以觀察到三個(gè)電流表的指針依a、b、c的順序先后擺動(dòng)一次．而且電流表指針擺動(dòng)的幅度相等，通過(guò)這樣的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己便可總結(jié)出三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率相同，幅值相等，三者之間的相位差也相等（互隔120°），然后可以讓學(xué)生寫(xiě)出對(duì)稱(chēng)的三相電動(dòng)勢(shì)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：
ea=emsinωt，
eb=emsin(ωt-120°)，
ec=emsin(ωt-240°)=emsin(ωt+120°)．
2 正弦波形的演示
在演示完對(duì)稱(chēng)的三相電動(dòng)勢(shì)之后，可進(jìn)一步觀察正弦波形．將圖1中的三個(gè)電流表分別用6v的指示燈來(lái)代替（圖2），然后用示波器的擺頭分別將指示燈zd1（或zd2、zd3）兩端接至rs8a雙蹤示波器ya（或yb），調(diào)節(jié)示波器各旋鈕至適當(dāng)位置，然后勻速搖動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，可以發(fā)現(xiàn)三個(gè)指示燈泡發(fā)亮，并且在示波器的熒光屏上可顯示出a相（或b相，或c相）的電壓波形為正弦波，學(xué)生在看演示實(shí)驗(yàn)的同時(shí)便會(huì)異口同聲的說(shuō)，三相電動(dòng)勢(shì)的波形是正弦波．
3 三相三線制的演示
在三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載接成星形（y0）聯(lián)接時(shí)，圖2中的三個(gè)指示燈的額定功率，額定電壓必須相同，并在中線中串接電流計(jì)，如圖3所示．然后勻速的搖動(dòng)三相發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，可以發(fā)現(xiàn)三指示燈泡發(fā)亮，而且中線中串接的電流計(jì)指針沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這樣便可引入三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載星形聯(lián)接時(shí)，中線無(wú)電流，這時(shí)學(xué)生們可以立刻提出既然中線無(wú)電流，為什么不把中線去掉呢？此時(shí)便可順?biāo)浦鄣囊肴嗳€制，即在三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，可以把中線去掉，就成為三相三線制，如圖4（a）所示，電路為負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)的星形（y）聯(lián)接，圖4（b）所示電路為負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)的三角形聯(lián)接．
應(yīng)該指出在實(shí)踐中，三相負(fù)載究竟應(yīng)接成y形，還是接成△形，應(yīng)根據(jù)每相負(fù)載的額定電壓與電源線電壓的大小而定．如果各相負(fù)載的額
兩者相等，則應(yīng)接成△形．錯(cuò)誤的聯(lián)接有時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重的事故如將應(yīng)作y聯(lián)接的負(fù)載錯(cuò)接成△，則每相負(fù)載上的電壓比其額定值升高3倍，線電流功率要增大三倍，設(shè)備會(huì)燒壞；反之，若把應(yīng)作△聯(lián)接的負(fù)載錯(cuò)接成
率和電流過(guò)小而不能在正常狀態(tài)下工作，像電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩不足．有時(shí)也會(huì)引起嚴(yán)重事故，所以在實(shí)踐中必須按負(fù)載的工作要求（銘牌上的規(guī)定）連接．
4 星形（y0）聯(lián)接時(shí)中線作用的演示
為了說(shuō)明（y0）聯(lián)接時(shí)中線的作用，可演示不對(duì)稱(chēng)負(fù)載的情況，我們可用三個(gè)不同功率的指示燈作為負(fù)載，并在中線中串聯(lián)一個(gè)電流計(jì)（g），電路連接如圖3所示．然后均勻的搖動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，可以發(fā)現(xiàn)三個(gè)指示燈發(fā)亮的程度不同，并且串接在中線上的電流計(jì)（g）的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時(shí)學(xué)生就可以總結(jié)出負(fù)載不對(duì)稱(chēng)時(shí)，中線絕對(duì)不能去掉，從而引入了三相四線制．
順便指出，在我國(guó)三相低壓配電系統(tǒng)中，線電壓大多為380v．工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛使用的三相異步電動(dòng)機(jī)，各相繞組的額定電壓為220/380v，所以此類(lèi)負(fù)載應(yīng)作y/△連接；單相負(fù)載的額定電壓有220v的，如電燈、電扇、小電爐等，也有380v的，如電磁鐵，接觸器、繼電器等．根據(jù)銘牌上的額定電壓值，分別把這些負(fù)載接在火線與中線，或火線與火線之間，所以單相交流電路僅是三相電路的一個(gè)特例．
本組演示實(shí)驗(yàn)，時(shí)間短，僅在20余分鐘內(nèi)即可完成，但學(xué)生收益非淺，基本上了解了三相交流電的供電系統(tǒng)，增強(qiáng)了感性認(rèn)識(shí)和勇于實(shí)踐的興趣．本組演示實(shí)驗(yàn)也可作為中學(xué)生科技活動(dòng)的內(nèi)容。