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1、一、实验目的一、实验目的 1研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。 2. 掌握日光灯线路的接线。 3. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 二、原理说明 二、原理说明 1. 在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得 各支路的电流值，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， 即。 图 4-1 RC 串联电路 2. 图 4-1 所示的 RC 串联电路，在正弦稳态信 号 U 的激励下，UR与 UC保持有 90 的相位差，即当 R 阻值改变时，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，如图 4-2 所 示。R
2、值改变时，可改变 角的大小，从而达到 移相的目的。 图 4-2 相量图 3. 日光灯线路如图 4-3 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（cos 值） 。有关日光灯的工作原理 请自行翻阅有关资料。 图 4-3 日光灯线路 三、仪表设备及所选用组件箱三、仪表设备及所选用组件箱 序号名称数量备注 1电源控制屏（调压器、日光灯管）1DG01 或 GDS-01 2交流电压表1D36 或 GDS-11 3交流电流表1D35 或 GDS-12 4三相负载1DG08 或 GDS-06B 5荧光灯、可变电容1DG09 或 GDS-09 6起
3、辉器、镇流器、电容、电门插 座 DG09 或 GDS-09 7功率表1D34 或 GDS-13 四、实验内容四、实验内容 1. 按图 4-1 接线。R 为 220V、15W 的白炽灯泡，电容器为 4.7F/450V。 220V L S A C U R jXc Uc UR I UR U Uc I 经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出(即 U)调至 220V。记录 U、UR、 UC值，验证电压三角形关系。 表 4-1 验证电压三角形关系 2. 日光灯线路接线与测量。 图 4-4 （1）按图 4-4 接线。 （2）经指导教师检查后接通实验台电源，调节自耦调压器的输出，使其输 出电压缓慢
4、增大，直到日光灯刚刚启辉点亮为止，记下三表的指示值。 （3）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。 表 4-2 日光灯线路 测 量 值P(W)CosI(A)U(V)UL(V)UA(V) 启辉值 正常工作值48.80.540.393237.7184.7102.1 3. 并联电路电路功率因数的改善。 图 4-5 （1）按图 4-5 组成实验线路。 （2） 经指导老师检查后， 接通实验台电源， 将自耦调压器的输出调至 220V， 测 量 值计 算 值 U（V） UR（V） UC（V） U（与 UR， UC组成 Rt） （U=） 2 2 CR
5、 UU U = UU （V） U/U（%） 240.3234.151.4 239.6 0.62 0.26 记录功率表、电压表读数。 （3）通过一只电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流，改变电容 值，进行三次重复测量。也可以直接串入 3 块交流电流表测量三条支路的电流。 数据记入表 4-3 中。 表 4-3 并联电路电路功率因数的改善 五实验数据的处理五实验数据的处理 1 1.完成数据表格中的计算,进行必要的误差分析。 误差分析：误差分析： 仪表精确度； 读数时存在误差 ; 电路温度升高，电阻变 大 2 2.根据实验数据,分别绘出电压、电流相量图,验证相量形式的基尔霍夫定 律。 电压相量图
6、如下：电压相量图如下： U=UA+UC 满足基尔霍夫定律 KVL 电流相量图如下：电流相量图如下： I=IC+IL 满足基尔霍夫定律 KCL 3 3.讨论改善电路功率因数的意义和方法。 电容值测 量 数 值 (F)P(W)COSU(V)I（A）IL(A)IC(A) 049.30.54237.60.390.480.10 139.90.31238.40.460.550.06 2.260.00.55236.20.470.570.12 4.763.70.56236.80.690.780.11 IUA UC U U IC IL IC I 意义：意义：功率因数低会导致设备不能充分利用，电流到了额定值，但功率容量 还有。而且当输出相同的有功功率时，线路上电流大，I=P/(Ucos)， 线路压降损耗大。 方法：方法： i.高压传输。 ii.改进自身设备。 iii.并联电容，提高功率因数。 4, 4, 装接日光灯线路的心得体会及其他 i.接线、拆线或改接电路时都必须在首先断开电源开关的情况下进行， 严禁带电操作。应养成先接实验电路后接通电源，实验完毕先断开 电源后拆实验电路的良好操作习惯。 ii.布线要合理安排，走线要清楚，便于接线和检查。 iii.实验时，尤其是刚闭合电源，设备刚投入工作，要随时注意设备的 运行情况。
