正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究試驗(yàn)報(bào)告

1、1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系2. 掌握日光燈線路的接線。3. 理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。二、原理說明1. 在單相正弦交流電路中，用交流電流表測得 各支路的電流值，用交流電壓表測得回路各元件兩 端的電壓值，它們之間的關(guān)系滿足相量形式的基爾 霍夫定律，即二_ 乂二12. 圖4-1所示的RC串聯(lián)電路，在正弦穩(wěn)態(tài)信號(hào)U的激勵(lì)下，與UC保持有90o的相位差，即當(dāng) R阻值改變時(shí)，宀的相量軌跡是一個(gè)半園。U UC與 三者形成一個(gè)直角形的電壓三角形，如圖4-2所示。R值改變時(shí)，可改變角的大小，從而達(dá)到 移相的目的。3. 日光燈線路如圖4-3所示，圖中A是日光

2、燈管，X 1jXcUc圖4-1 RC串聯(lián)電路Ur 1圖2 相量圖 L是鎮(zhèn)流器，S是啟輝器, C是補(bǔ)償電容器，用以改善電路的功率因數(shù)（cos 值）。有關(guān)日光燈的工作U原理請(qǐng)自行翻閱有關(guān)資料。、儀表設(shè)備及所選用組件箱序號(hào)名稱數(shù)量備注1電源控制屏（調(diào)壓器、日光燈管）1DG01 或 GDS-012交流電壓表1D36或 GDS-113交流電流表1D35或 GDS-124三相負(fù)載1DG08或 GDS-06B5熒光燈、可變電容1DG09或 GDS-096起輝器、鎮(zhèn)流器、電容、電門插 座DG09或 GDS-097功率表1D34或 GDS-13四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 按圖4-1接線。R為220V、15W的白熾燈泡，電

3、容器為 4.7卩F/450V經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，將自耦調(diào)壓器輸出（即U）調(diào)至220V。記錄 U、Ur UC值，驗(yàn)證電壓三角形關(guān)系。表4-1驗(yàn)證電壓三角形關(guān)系測量值計(jì)算值U( V)U. (V)UC (V)U（與出UC組成Rt） U = U U(V) U/U (%(U =Jur按圖4-5組成實(shí)驗(yàn)線路。 經(jīng)指導(dǎo)老師檢查后，接通實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，將自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220V, +Uc2 )240.3234.151.4239.60.620.262.日光燈線路接線與測量。圖4-4（1）按圖4-4接線。（2）經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后接通實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出，使其輸 出電壓緩慢增大，直到日光燈剛

4、剛啟輝點(diǎn)亮為止，記下三表的指示值。（3）將電壓調(diào)至220V,測量功率P,電流I，電壓U, UL，UA等值，驗(yàn)證電 壓、電流相量關(guān)系。表4-2 日光燈線路測量值P(W)CosI(A)U(V)UL(V)UA(V)啟輝值正常工作值48.80.540.393237.7184.7102.13.并聯(lián)電路電路功率因數(shù)的改善圖4-5記錄功率表、電壓表讀數(shù)(3) 通過一只電流表和三個(gè)電流插座分別測得三條支路的電流，改變電容 值，進(jìn)行三次重復(fù)測量。也可以直接串入 3塊交流電流表測量三條支路的電流。 數(shù)據(jù)記入表4-3中。表4-3并聯(lián)電路電路功率因數(shù)的改善電容值測量數(shù)值(卩F)P(W)COu(v)I (A)Il(A)

5、Ic(A)049.30.54237.60.390.480.10139.90.31238.40.460.550.062.260.00.55236.20.470.570.124.763.70.56236.80.690.780.11五實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理1.完成數(shù)據(jù)表格中的計(jì)算，進(jìn)行必要的誤差分析。誤差分析：儀表精確度；讀數(shù)時(shí)存在誤差； 電路溫度升高，電阻變大2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別繪出電壓、電流相量圖，驗(yàn)證相量形式的基爾霍夫定 律。電壓相量圖如下：U=UA+UC滿足基爾霍夫定律KVL電流相量圖如下：3.討論改善電路功率因數(shù)的意義和方法。意義：功率因數(shù)低會(huì)導(dǎo)致設(shè)備不能充分利用，電流到了額定值，但功率容量 還有。而且當(dāng)輸出相同的有功功率時(shí)，線路上電流大，l=P/( UCos )， 線路壓降損耗大。方法：i. 高壓傳輸。ii. 改進(jìn)自身設(shè)備。iii. 并聯(lián)電容，提高功率因數(shù)。4,裝接日光燈線路的心得體會(huì)及其他i. 接線、拆線或改接電路時(shí)都必須在首先斷開電源開關(guān)的情況下進(jìn)行， 嚴(yán)禁帶電操作。應(yīng)養(yǎng)成先接實(shí)驗(yàn)電路后接通電源，實(shí)驗(yàn)