电工电子综合实践教学实验报告

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1、四川大学网络教育学院四川大学网络教育学院实验报告实验报告实验名称实验名称: L、C 元件上电流电压的相位关系实验实验 学习中心学习中心 奥鹏商洛学习中心 姓姓 名名 景文波 学学 号号 avH1081h8001 实验内容实验内容:在正弦电压激励下研究 L、C 元件上电流，电压的大小和它们的相位关系，以及输入信号的频率对它们的影响，学习示波器、函数发生器以及数字相位仪的使用L、C 元件上电流电压的相位关系元件上电流电压的相位关系实验实验一、一、实验实验目的：目的： 1、 验证、L、C 串联电路中，总电压与分电压之间的关系。 2、 学习使用万用表及交流电流表。 3、 作相量图。 二、二、实验仪实验

2、仪器器仪仪表：表：1、电阻箱 B712 1 个2、电感线圈 1 个3、电容箱（只用 3f 的电容） 1 个4、交流电流表 T15MA 1 只5、FLUKE 45 型双显示数字万用表 1 只6. 计算机（奔腾以上微机，Windows 98/2000/xp，安装 Multisim 2001）1 台 三、三、实验实验原理：原理： 1、在交流电路中，元件上的参数可用直读式仪表间接地测出，例如：对于电阻元件测出其电压 U 及电流 I，故只能算出阻抗,若要求出它的电阻及电感，还需测出其功率 P，IUZ 因为,所以；而，此式中的 Z 及 R 由测出的 U、I 及 P 计RIP22IPR 22RZLXL算得出

3、。 2、 交流串联电路的总电压有效值不等于各部分电压有效值之和，而是 矢量或复数和相加 。本次实验，是用电阻器、电感线圈、电容器串联作实验的，因为是串联， 所以流入各元件的电流是一致的。在作矢量图时，以电流 I 作为参考向量，因为电阻上电压与电流相位相同，电容上电压落后于电流 900，电感上电压超前于电流 900(线圈电阻忽略不计)，这样各电压相加，则可作出矢量图。有效值则为22 CLRUUUU四、四、实验实验任任务务及步及步骤骤 1、按图将各元件接成实验线路。RL RCL2、 老师检查后，将电容（为 3F）开关合上，再合上总开关，待灯 亮后，记下电流表的数值。3、 用万用表的电压档，测量、分

4、别记入表中。RULUCU4、 再用万用表测量，记入表内。输入U5、 数据测完后，经老师检查，方可拆除实验线路。整理好实验台。输入U测量值计算值IRULUCU2202202.2A26.42189.8五、五、实验结论实验结论： ： 1、在交流串联电路电路中，电容电流与电压的变化率成正比，而不是与电容电压成正比， 电容电流在任一瞬时只由该瞬时电容电压的变化率和 C 来决定，在直流情形时电容元件相当于断路。电容上电压落后于电流 900，2 在交流串联电路电路中，在任一瞬时, 线形电感元件的端电压只由该瞬时电感电流 的变化率和电感 L 的乘积来决定，在直流情形时电感元件相当于短路.电感上电压超前于电流

5、900四川大学网络教育学院四川大学网络教育学院实验报告实验报告实验名称实验名称: 电路功率因素的提高实验 学习中心学习中心 奥鹏商洛学习中心 姓姓 名名 景文波 学学 号号 avH1081h8001 实验内容实验内容:明确交流电路中电流、电压和功率之间的关系，了解提高感性交流电路功率因数的方法及电路现象，学习功率表的使用方式，了解日光灯工作原理及线路连接功率因数提高的功率因数提高的实验实验一、一、实验实验目的：目的： 1、了解日光灯的组成和工作原理。 2、掌握提高功率因的方法及其意义。 3、学会使用功率表测功率。 二、原理二、原理说说明明： 1、 本次实验所用的负载是日光灯。整个实验电路是由灯

6、管、镇流器和 起辉器组成。如图 51 所示。镇流器是一个铁心线圈，因此日光灯是一个感性负载，功率因 数较低，我们用并联电容的方法可以提高整个电路的功率因数。其电路如图 52 所示。选取 适当的电容值使用容性电流等于感性的无功电流，从而使整个电路的总电流减小，电路的功率因数将会接近于 1。 功率因数提高后，能使用电源容易得到充分利用，还可以降低线路的损耗，从而提高传输效率。s220vs220vCrLR图 5-1 图 5-22、日光灯的组成及工作原理。 组成：灯管、起辉器、整流器。 工作原理：日光灯管内壁上涂有荧光物质，管内抽成真空，并允许有少量的水银蒸汽，管 的两端各有一个灯丝串联在电路中，灯管

7、的起辉电压在 400500V 之间，起辉后管降压约为 110V 左右40W 日光灯的管压降)，所以日光灯不能直接在 220V 伏的电压上使用。起辉器相当于一个自动开关，它有两个电极靠的很近，其中一个电极是双金属片制成，使用电源时， 两电极之间会产生放电，双金属片电极热膨胀后，使两电极接通，此时灯丝也被通电加热。 当两电极接通后，两电极放电现象消失，双金属片因降温后而收缩，使两极分开。在两极断 的瞬间镇流器将产生很高的自感电压，该自感电压和电源电压一起加到灯管两端，产生紫外 线，从而涂在管壁上的荧光粉发出可见的光。当灯管起辉后，镇流器又起着降压限流的作用。三、三、实验实验所用所用仪仪器器设备设备

8、： ： 1、T21A 00.51A 2、40W 日光灯组件一套。 3、电容箱一个 4、功率表 D26W 5、万用表一只 四、四、实验实验步步骤骤： ：As220VIU*I VWkCLR图 5-31、按图 53 接完线后，请老师检查后，方可通电实验。 2、接通电源，断开电容，记下此时的 P 及 I 值，并用万用表测量 U 值，记入表中。 3、接通电容，逐渐增大电容分别为 1、2、3、4、5、6、8、10F 时各个电容上的 I 与 P 值。同样用万用表测量不同电容时的、。RULUCU4、作完后，数椐交老师检查后，方可整理好实验台，离开实验室。测量值电容值UIRULUCUWP计算 cos0 2201

9、.08262180400.1612201.0727218.51400.1722201.0626.52192400.2032201.0726219.52.5400.2542201.0826219.82.6400.352201.07526.1219.92.8400.3562201.075526.22203400.4182201.0826.32214400.5102201.06126.3221.55400.6五、五、实验结论实验结论： ： 1、用并联电容的方法可以提高整个电路的功率因数。 2、选取适当的电容值使用容性电流等于感性的无功电流，从而使整个电路的总电流减 小，电路的功率因数将会接近于 1。

10、 3、功率因数提高后，能使用电源容易得到充分利用，还可以降低线路的损耗，从而提高 传输效率。四川大学网络教育学院四川大学网络教育学院实验报告实验报告实验名称实验名称: 电路功率因素的提高实验 学习中心学习中心 奥鹏商洛学习中心 姓姓 名名景文波 学学 号号 avH1081h8001 实验内容实验内容:明确交流电路中电流、电压和功率之间的关系，了解提高感性交流电路功率因数的方法及电路现象，学习功率表的使用方式，了解日光灯工作原理及线路连接电路功率因素的提高实验一实验目的1研究提高感性负载功率因数的方法和意义；2进一步熟悉、掌握使用交流仪表和自耦调压器；3进一步加深对相位差等概念的理解。二原理说明

11、供电系统由电源（发电机或变压器）通过输电线路向负载供电。负载通常 有电阻负载，如白炽灯、电阻加热器等，也有电感性负载，如电动机、变压器、 线圈等，一般情况下，这两种负载会同时存在。由于电感性负载有较大的感抗， 因而功率因数较低。若电源向负载传送的功率，当功率 P 和供电电压 U 一定时，功率因数cosUIP 越低，线路电流 I 就越大，从而增加了线路电压降和线路功率损耗,若线路总电阻为cos，则线路电压降和线路功率损耗分别为和；另外，负载的功率lRllIRU llRIP2因数越低，表明无功功率就越大，电源就必须用较大的容量和负载电感进行能量交换，电源向负载提供有功功率的能力就必然下降，从而降低

12、了电源容量的利用率。因而，从提高供电系统的经济效益和供电质量，必须采取措施提高电感性负载的功率因数。通常提高电感性负载功率因数的方法是在负载两端并联适当数量的电容器，使负载的总无功功率 QQLQC减小，在传送的有功率功率 P 不变时，使得功率因数提高，线路电流减小。当并联电容器的 QCQL时，总无功功率 Q0，此时功率因数1，线路电cos流 I 最小。若继续并联电容器，将导致功率因数下降，线路电流增大，这种现象称为过补偿。 负载功率因数可以用三表法测量电源电压 U、负载电流 I 和功率 P，用公式 计算。UIPcos本实验的电感性负载用铁心线圈，电源用 220V 交流电经自耦调压器调压供电。三

13、实验设备 1交流电压表、电流表、功率表2自耦调压器（输出交流可调电压）332 组件（含实验电路）四实验内容实验电路如图 201 所示，图中：R为线路电阻，L1、L2为感性负载（铁心线I W*1u20V2CIRLI图20-12u1L2L1C2C3CW40W40lRlu圈） 。为电源电压，为负载电压。1u2u1测量电感性负载（铁心线圈）的功率因数在实验电路中，接通电感 L1、L2，断开所有电容器，调整自耦调压器，使负载电压U2等于 210V，测量线路电流 I 和功率 P，记入自拟的数据表格中，并计算出铁心线圈的功率因数。2提高电感性负载的功率因数保持负载电压 U2等于 210V，分别接通电容器 C

14、1、C2、C3，测量电源电压 U1、线路电压 Ul线路电流 I、电容电流 IC、负载电流 IRL和功率 P（注意观察它们的变化情况） ，并记入表 201 中。表 201 提高电感性负载功率因数实验数据C ()FU1（V ）Ul（V）I (A)IC (A)IRL(A)P (W)cos369121518213提高电源容量的利用率保持负载电压 U2等于 210V，在实验 2 中并联电容器，当线路电流出现最小值时，再接入 220V、40W 白炽灯（接入白炽灯的个数，应使线路电流与未并联电容器以前的线路电流大致相同） ，测量电源电压 U1、线路电压 UL1、UL2、线路电流 I 和功率 P，记入自拟的数据表格中。五实验注意事项1功率表要正确接入电路，通电时要经指导教师检查。2注意自耦调压器的准确操作。3本实验用电流插头和插座测量三个支路的电流。4在实验过程中，一直要保持负载电压U2等于 210V，以便对实验数据进行比较。六预习与思考题1一般的负载为什么功率因数较低？负载较低的功率因数对供电系统有何影响？为什么？2为了提高电路的功率因数，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？此时感性负载上的电流和功率是否