正弦稳态交流电路相量的研究

正弦稳态交流电路相量的研究

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ＲＣ串联电路的相量轨迹及其作移相器的应用。?
３．掌握日光灯线路的接线。?
４．理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。?
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中的电流值，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

２．如图１５—１所示的ＲＣ串联电路，在正弦稳态信号的激励下，保持有９０°的相位差，即当阻值Ｒ改变时，的相量轨迹是一个半园，,，三者形成一个直角形的电压三角形。Ｒ值改变时，可改变φ角的大小，从而达到移相的目的。

３．日光灯线路如图15—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（cosφ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

1．交流电压、电流、功率、功率因素表

2．调压输出?

3．EEL—17组件（或EEL—52组件、EEL—55组件），30Ｗ镇流器，400V／4μＦ电容器，电流插头，40Ｗ/220Ｖ白炽灯

4．30Ｗ日光灯?

四．实验内容

1．用两只220Ｖ，40Ｗ的白炽灯泡和３０Ｗ的日光灯电容器组成如图15—1所示的实验电路，按下闭合按钮开关调节调压器至220Ｖ，验证电压三角形关系?

测   量   值			计   算   值
U(V)	UR(V)	UC(V)	U’(UR, UC 组成RtD)	DU	DU/U

2．日光灯线路接线与测量?

按图15—2组成线路，经指导教师检查后按下闭合按钮开关，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至，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 等值，验证电压、电流相量关系。

测  量  数  值						计  算  值
	P(W)	I(A)	U(V)	UL(V)	UA(V)	cosj	r(W)
启 辉 值
正常工作值

3．并联电路——电路功率因数的改善?

按图15—3组成实验线路经指导老师检查后，按下绿色按钮开关调节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取样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。

电容值	测  量  数  值				计  算  值
(mF)	P(W)	U(V)	I(A)	IC(A)	I’(A)	cosf

五．实验注意事项
１．功率表要正确接入电路，读数时要注意量程和实际读数的折算关系。?
２．线路接线正确，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
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；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
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。