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1、第19章 交流电路,1.实训目的,通过仿真实训，加深对交流电路的理解，了解电阻、电容和电感在交流电路中特性，掌握交流电路等值参数测量的方法，掌握提高功率因数的实验研究方法。,2.实训内容,1）交流电路参数测量（技能性仿真实训）。 2）提高功率因数的实验研究（设计性仿真实训）。,19.1 交流电路参数的测量,19.1.1 实训目的 1）加深对交流电路的理解。 2）掌握用三表法（电压表、电流表和功率表）测量交流电路参数。 3）基本掌握交流电路仿真实验研究方法。,19.1.2 实训原理,1）测量交流电路参数的方法很多，通常用交流电压表、交流电流表和功率表分别测出U、I、P三个量后，再通过计算得出，这
2、种测量方法称为三表法，它是测量交流电路等值参数的基本方法。 2）从三表法测出U、I、P三个数值后，还不能判别被测阻抗Z是等值容性，还是等值感性，因此还需用下述方法来确定： 功率因数表测量法； 示波器观察法。,19.1.3 实训指导,1）打开工作界面，创建正弦交流电路。 2）从基本元件库中选取电阻、电容和电感元件并设定参数，从仪表库中选取功率表和双踪示波器，从指示器件库中选用电压表和电流表。 3）进行仿真实验，用示波器观察分析电流、电压波形。,19.1.4 实训内容与步骤,1.三表法测量交流电路参数,电路如图19-1所示，电路参数：交流电源220V/50HZ,虚拟灯泡200W/312V，R110
3、，L12H，C120F。,图19-1 三表法测量交流电路参数,操作步骤,1）测量阻抗Z为R时的等值参数，用一盏白炽灯泡和R1代替Z。 2）测量阻抗Z为R、C串联时的等值参数，用一盏白炽灯泡和电容C1串联代替Z。 3）测量阻抗Z为R、L串联时的等值参数，用一盏白炽灯泡和电感L1串联代替Z。 将测量数据填入表19-1中。,2.示波器观察法,电路如图19-2所示，电路参数：交流电压22V/50HZ, R150，R20.1，L1200mH，C122F。用示波器观察电压和电流波形的相位是超前或滞后。,图19-2 用示波器观察交流电路波形,操作步骤,开关S1闭合，阻容串联，示波器显示电流超前电压，电路为容
4、性，波形如图19-3所示。 断开开关S1，闭合开关S2，阻感串联，示波器显示电流滞后电压，电路为感性，波形如图19-4所示。,图19-3 电流超前电压波形,图19-4 电流滞后电压波形,19.1.5 实验研究,1）独立设计一个RLC串联仿真电路并进行参数测量。 2）用示波器观察电路波形，并判断电路的性质。,19.1.6 实训报告,主要内容： 1）实训目的、基本原理、电路图、元器件和所需仪表等。 2）实训内容与操作步骤。 3）波形观察与分析。 4）实验研究结果。 5）实训总结。,19-1 实训项目完,机械工业出版社印制,*19.2 提高功率因数的实验研究 （设计性实训）,19.2.1 实训目的
5、1）加深对交流电路功率因数的理解。 2）了解阻性、感性和容性电路功率因数测量方法 3）初步掌握提高功率因数的实验研究方法。,19.2.2 实训原理,1）电阻性元件的功率： 2）电容性元件的功率，电容性元件（RC串联）视在功率： 3）电感元件的功率，电感性元件（LC串联）视在功率 ：,19.2.3 实训指导,1）打开工作界面，创建功率测量电路。 2）从基本元件库中选用电阻、电容和电感，从仪表库中选用功率表、示波器；从指示器件库中选用电压表和电流表。 3）测量电流、电压和功率，并观察分析电流和电压波形。,19.2.4 实训内容与步骤,1.阻性电路功率测量,电路如图19-5所示，电路参数：交流电源2
6、20V/50HZ, R110，R2100，R31K，R410K，R5100K。,图15-5 阻性功率测量电路,操作步骤,分别单击开关A、B、C、D、E键，接入不同电阻，进行仿真实验，将功率和功率因数测量值填入表19-2中。,2.容性电路功率测量,电路如图19-6所示，电路参数：交流电源220V/50HZ，R1100，C11F，C210F，C3100F，C41000nF，C51F。,图19-6 容性功率测量电路,操作步骤,分别单击开关A、B、C、D、E键，使不同电容串联电阻，进行仿真实验，将功率和功率因数测量值填入表19-3中。,3.感性电路功率测量,电路如图19-7所示，电路参数：交流电源22
7、0V/50HZ，R1100，L110mH，L2100mH，L31H，L410H，L5100H。,图19-7 感性电路功率测量,操作步骤,分别单击开关A、B、C、D、E键，使不同电感串联电阻，进行仿真实验，将功率和功率因数测量值填入表19-4中。,4. RLC电路功率测量,电路如图19-8所示，电路参数：交流电源220V/50HZ，R11K，电容分别为：1F、10F、100F，电感分别为：100mH、1H、10H、100H。,图19-8 RLC电路功率测量,操作步骤,分别单击开关A、B、C、D、E键，使不同电感串联电容，进行仿真实验，将功率和功率因数测量值填入表19-5中。,19.2.5 实验研究,1）独立设计一个R、L、C功率测量电路，测试功率因数。 2）应用不同参数的R、L、C，观察功率因数的变化。,19.2.6 设计报告,主要内容： 1）实训目的、基本原理、电路图、元器件和所需仪表等。 2）实训内容与步骤。 3）数据测量与分析。 4）实验研究结果。 5）设计总结。,19-2 实训项目完,机械工业出版社印制,
