正弦稳态交流电路相量的研究

浙江农林大学电工电子实验报告册课程名称：_______________________________班级：_______________________________学号：_______________________________姓名：_______________________________实验名称：正弦稳态交流电路相量的研究组别________________日期________________报告分_______________一、实验目的1.2.3.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。二、实验原理简述1.在单相正弦交流电路中,用交流电流表则得各支中的电流值,用交流电压表测得回路各元件两端的电压值,它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律,i0和U02.如图6-1所示的RC串联电路,在正弦稳态信号U的激励下,RU与UC保持有90°的相位差,即当阻值Ｒ改变时,UR的相量轨迹是一个半园,U,UC与UR三者形成一个直角形的电压三角形。Ｒ值改变时,可改变φ角的大小,图6-13.日光灯线路如图6-2所示,图中Ａ是日光灯管,Ｌ是镇流器,Ｓ是启辉器,Ｃ是补偿电容器,用以改善电路的功率因数（cosφ值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。图6-24.功率表的结构、接线与使用。功率表（又称为瓦特表）是一种动圈式仪表，其电流线圈与负载串联，（两个电流线圈可以串联或并联，因而可得两个电流量限），其电压线圈与负载并联，有三个量限。功率表的正确接法：为了不使功率表指针反向偏转，在电流线圈和电压线圈的一个端钮上标有“*”标记，连接功率表时，对有“*”标记电流线圈一端，必须接在电源一端，另一端接至负载端，对有“*”标记电压线圈一端，可以接电流线圈任一端，另一端应垮接到负载的另一端。如此功率表的指针就一定能正向偏转。图6-3（a）所示连接，称并联电压线圈前接法，功率表读数种包括了电流线圈的功耗，它适用于负载阻抗远大于电流线圈阻抗的情况。图6-3（b）所示连接称并联电压线圈后接法，功率表读数种包括了电压线圈的功耗，它适用于负载阻抗远小于功率表电压支路阻抗的情况。图6-3图6-4是功率表并联电压线圈前接法的外部连接线路。图6-4三、实验仪器设备序号名称型号与规格数量1单相交流电源0~220V12三相自耦调压器13交流电压表14交流电流表15功率因数表16白炽灯组15W/220V27镇流器与30W灯管配用18电容器1uf,2.2uf,4.7µf/450V9启辉器与30W灯管配用110日光灯灯管30W111电门插座3四、实验步骤1．RC串联电路电压三角形的测量（1）用两只15W/220V的白炽灯泡和4.7µf/450V电容器组成如图6-1所示的实验电路,经指导老师检查后，接通市电220V电源，将自藕调压器输出调至220V。记录U、UR、UC值,验证电压三角形关系。（2）改变R阻值（用一只灯泡）重复（1）内容，验证UR相量轨迹。白炽灯盏数测量值计算值U（V）UR（V）UC（V）U（V）ф212．日光灯电路接线与测量。图6-5按图6-5组成电路，经指导教师检查后接通市电交流220V电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉点亮为止，记下三表的指示值，然后将电压调至220V，测量功率P，电流I，电压U，UL，UA等值，验证电压、电流相量关系。P(W)cosI(A)U(V)UL(V)UA(V)启辉值正常工作值3.并联电路——按图6-6经指导老师检查后，接通市电220V电源，将自耦调压器的输出调制220V，记录功率表，电压表读数，通过一只电流表和三个电流取样插座分别测量三条支路的电流，改变电容值,进行重复测量。电容值测量数值计算值(F)P(W)U(V)I(A)IL(A)IC(A)cosφI’(A)cos12.24.7图6-6五、实验总结（1）.注意事项1.本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全。2.在接通电源前，应将自藕调压器手柄置在零位上。3.功率表要正确接入电路,读数时要注意量4..线路接线正确,日光灯不能启辉时,应检查启辉器及其接触是否良好。