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1、，、用二表法测量交流电路等效参数、实验目的及要求1学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件等效参数的方法。2 学会功率表的接法和使用。、所用仪器、设备实验原理在交流电路中，负载可以是单一的 R、L、C元件，也可以是R、L、C元件的串并联组合 构成的二端网络。如果只关心负载与外部连接端口的特性，而对其内部元件构成和连接方 式并不在意，则可降幅在看成是一个等效阻抗，只需确定等效阻抗的电阻，电抗以及阻抗 的性质。u VZ R+jx在交流稳态电路中，通过用交流电压表、交流电流表以 及功率表分别测量负载电压 U电流I和消耗的功率P,计算 得到负载电压的等效电阻、等效电抗，再判断负载的性质（感 性、容
2、性或阻性），从而用实验的方法确定待测负载的等效阻 抗参数，如图所示，这种方法称为三表法，此为测量工频交流电路参数的的基本法方之一。三表法测得负载的电压、电流、功率后，计算器等效参数的基本公式为阻抗模值:功率因数:等效电阻:UIPcosUIR 耳 |Z cos等效阻抗:X Z sin设备名称型号与规格设备名称型号与规格交流电压表0500V数字表或指针表自耦调压器0 450交流电流表0 5A数字表或指针表电感线圈（镇流器）与日光灯配用单相功率表0 450， 0 5A阻性负载白炽灯或其他单相电能表0 450， 0 5A日光灯负载220V日光灯电容器14.7鼻貧，交流500V负载成感性时的等效电感:负
3、载成容性时的等效电容:C 1/2 fX四、实验方法与步骤按图接线，需注意功率表的电流接线端（电流线圈）与负载串联，电压接线端（电压线 圈）与负载并联。检查接线后接通电源，旋动调压器升压，使相电压达到需要的电压值。相线O单项或三相 调压器负载220V1. 测量阻性负载电压、电流、功率以及功率因数; 灯泡3个（一组）2. 测量感性负载电压、电流、功率以及功率因数; 电感或镇流器3. 测量容性负载电压、电流、功率以及功率因数;电容器4.7 一 1或者4一 14. 测量串联负载电压、电流、功率以及功率因数;5. 测量并联负载电压、电流、功率以及功率因数。负载测量值计算值电压（V）1(A)P(W)COS
4、Z( Q)COSR( Q)L(mH)C(卩 F)阻性负载150.00.27441.771.00547.451.016302547.445300电感器L150.00.3686.470.11407.610.1172144.836961289.5867.8569由容器C150.00.19160.130.00782.880.004523C2491.994.0659L、C串联150.00.3907.690.13384.620.1314535C1213.8818.3469II、c并联150.00.17906.590.24837.990.245438201.11732589.4433.9129实验结果与数据
5、处理五、绘制电压、电流相量图二、改善功率因数实验目的及要求1. 熟悉功率因数表的使用方法，了解负载性质 对功率因数的影响。2. 研究并联于感性负载两端的电容器对提高功 率因数的作用。3. 通过实验进一步理解提高功率因数的意义。所用仪器、设备设备名称型号与规格设备名称型号与规格日光灯220V单相功率表0450， 05A电感线圈（镇流器）与日光灯配用交流电压表0500V数字表或指针表电容器0500V可调电容箱交流电流表0 5A数字表或指针表三、实验原理1. 感性负载及功率因数电力系统中的大多数负载是感性负载，比如常见的电动机、日光灯等。感性负载的功 率因数都比较低，在电压一定而又需输送较高有功功率
6、时，只能提高电流值，这样对电力 系统的运行是不利的；一是使电源的容量得不到充分利用，二是较大电流引起输电线上的 损耗功率很大，使得输电效率大大降低。因此一般在电力系统中，总希望负载能够尽可能运行在较高的功率因数下。实际中， 往往通过在感性负载两端并联电容的方法来适当地提高功率因数，提高后的功率因数一般 能达到0.8? 0.85。有些感性负载的功率因数非常低，在采取提高功率因数的措施后，其 总的功率因数仍可能较低。本实验以灯管、镇流器和启辉器组成的日光灯电路作为负载，由于镇流器是一带铁心 的绕组，因此整个电路是感性负载，其功率因数较低，一般在0.5以下。2. 日光灯的工作原理日光灯的镇流器在启动
7、时产生高电压以电离灯管内气体使日光灯导通，而在正常工作 时，又能限制灯管的电流。启辉器相当于一个自动开关，其内部有两个电极（双金属动片、 固定片）两电极间并联一个小容量电容器。启动过程中，较低的电压加在启辉器两端，产 生辉光放电，双金属动片因放电而受热伸直，与固定片接触，之后放电停止，双金属片冷 却复位，两电极分离。日光灯管两端各有一小阻值的灯丝电极，玻璃管壁内涂有荧光物质，管内抽真空后再 充进微量的惰性气体和少量汞。两端灯丝之间加有髙压电时，管内产生弧光放电，水银华北电大学实验报告蒸气受 激发辐射大量紫外线，管壁上的荧光粉在紫外线的激发下，辐射出可见光。日光灯电路开关接通或升高电压时，电压加
8、在镇流器、灯丝电阻和启辉器上，灯管两 端的电压不足以使其产生弧光放电。启辉器两电极间产生辉光放电，随后动片受热变形与 固定片接触，辉光放电停止，动片冷却收缩复位，断开所接回路。此时由于回路突然断开, 镇流器（带铁心的电感线圈）上产生较高的自感电压，高电压加在灯管两端，使管内产生弧光放电、激发荧光粉辐射出可见光。日光灯 正常工作时，灯管两端的电压低于启辉器的动作电压，启辉器不再动作。实际上，日光灯电路是电阻与电感的串 联电路，3. 电路原理在感性负载两端并联适当的电容可以提 高整个电路的功率因数，如下图所示Ic CUL四、实验方法与步骤1. 按下图接好实验电路和仪表。2. 电容器处于断开状态下，
9、通过调节电压手柄调压至U=220V测量I、P、功率因数。3. 加并联电容，保持电源电压U=220V不变，找到总电流最小的一点，可近似看成谐振点（功率因数=1、电流I的最小）。测量此时的I、P、功率因数、I灯、IC。（5uF 左右）4. 当小于谐振电容时，重复步骤 3，测两组数（C不同）。5. 当大于谐振电容时，重复步骤 3，测两组数（C不同）。注意：每次应在U=220V寸测量，将测量结果连同U及C值一并记入表中。CC器启辉器日光灯五、实验结果与数据处理计算几种情况下的电路等效参数电路状态测量数据计算数据U(V)1(A)Ic(A)Il(A)P(W)COSCg F)COSQ(var)S(VAC未加
10、电容220.00.3700.37040.49L 0.46：0.00.49742P 70.615381.40感性（几组不同电容值）220.00.3160.06770.36640.49L 0.581.00.5824256.5118669.50.97953220.00.2620.14320.37340.29L 0.702.00.6989941.2199657.62.07191220.00.2170.2090.36840.63L 0.853.00.8510725.0661347.73.02395220.00.2080.2420.37040.35L 0.91：3.50.8817721.5836845.8
11、3.50141220.00.1960.2890.36940.49L 0.984.00.9390114.8288343.14.18144220.00.1940.3040.36940.63L 0.994.20.9519713.0684942.74.39847谐振220.00.1940.3110.36940.69L 1.004.30.9523913.0255242.74.49975容性（几组不同电容值）220.00.1980.3590.37040.67C 0.97：5.00.9317715.846143.65.19424220.00.2220.4270.36840.75C 0.86：6.00.834
12、36P 26.921848.86.17811220.00.2640.5020.37040.69C 0.707.00.7005941.4440658.17.26326220.00.3210.5670.36940.79C 0.59；8.00.5776；57.6485970.68.20372220.00.3790.6490.37140.89C 0.50；9.00.4904172.6652183.49.39015220.00.4730.7060.36340.97C 0.43110.00.3937295.6553310410.2149作出各电流对电容的曲线、电源提供的无功对电容的曲线，及功率因数对电容的
13、曲线O绘制电压、电流相量图六、讨论与结论实验过程中必须注意几点以确保实验安全顺利的完成，第一，日光灯回路一定要接镇 流器，否则极易烧坏日光灯；第二，发现接线错误时，必须先将电压调到零、断开电源、 改接线后再送电。由C-cos图可知随着电容值的逐步升高，cos先逐步升高后逐步下降当 达到最高点处cos的值为1,电路处于谐振状态。根据绘制的相量图可知，本实验的基本 目的基本达成，在容性状态下，电流超前电压一个相位，在感性状态下，电流落后电压一 个相位。实验过程中由于电压的不稳定，对实验数据的准确测量有一定的影响，但在实验 误差的允许范围内实验数据是可靠的。本次实验要求我们组员的动手能力，实验过程中必须细致的检查接线状态并且注意实 验的注意事项，否则会造成实验仪器的损坏，接线错误时，应当断开电压，按照正确的实 验步骤检查排除故障后再送电。通过本实验我们学会了不同功率因数下的电路的表现状态 并且通过计算理论值与实验值进行比较，在一定的误差内，两者基本相等，这是我们更加 了解了功率因数这一物理量以及对正弦电压激励下的电路有了更深的认识。三、RLC串联谐振电路的研究一、实验目的及要求（1） 用实验方法测量RLC串联电路中不同频率下的uo、UL、uc ,
