正弦稳态交流电路相量的研究

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1、正弦稳态交流电路相量的研究究一、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 图 9-1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 0 和0 。 I U2. 图 9-1 所示的 RC 串联电路，在正弦稳态信号的激励下，与保持有 90 的相位差，即当 URUCUR 阻值改变时，R的相量轨迹是一个半园。 图 9-2 U、与三者形成一个直角形的电压三 UCURU角形，如图

2、9-2 所示。R 值改变时，可改变角的大小，从而达到移相的目的。3. 日光灯线路如图 9-3 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 图 9-3（cos值） 。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。 三、实验设备三、实验设备 四、实验内容四、实验内容1. 按图 9-1 接线。R 为 220V、15W 的白炽灯泡，电容器为 4.7F/450V。 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。序号名称型号与规格数量备注1可调三相交流电源0450V12交流数字电

3、压表0500V13交流数字电流表5A14单相功率表1（DGJ-07）5镇流器、启辉器与 30W 灯管配用各 1DGJ-046日光灯灯管30W1屏内7电容器1F,2.2F,4.7F/500V各 1DGJ-058白炽灯220V，15W13DGJ-049电流插座3DGJ-04U2. 日光 灯线路接 线与测量。图 9-4按图 9-4 接线。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)CosI(A)U(V)UL(V)UA

4、(V)启辉值正常工作值3 并联电路电路功率因数的改善。 按图 9-5 组成实验线路。经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器的 输出调至 220V，记录功率表、电压表读数。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，进行三次重复测量并记录。图 9-5电容值测 量 数 值计 算 值(F)P(W)COSU(V)I（A）IL(A)IC(A)I(A)Cos012.2测 量 值计 算 值U（V）UR（V）UC（V）U（V）i i4.74.7+2.2 五、实验注意事项五、实验注意事项1. 本实验用交流市电 220V，务必注意用电和人身安全。2. 功率表要正确接入电路。3. 线路

5、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。六、预习思考题六、预习思考题1. 参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。2. 在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时， 人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮（DGJ-04 实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。 ） ；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？ 3. 为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器， 此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？4. 提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法， 而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？七、实验报告七、实验报告1. 完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。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。3. 讨论改善电路功率因数的意义和方法。4. 装接日光灯线路的心得体会及其他。