正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究(含數(shù)據(jù)處理)

1、.實驗十三正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究專業(yè)學(xué)號姓名實驗日期一、實驗?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,用交流電流表則得各支中的電流值,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i0和U02.如圖 13-1 所示的 RC 串聯(lián)電路 ,在正弦穩(wěn)態(tài)信號U 的激勵下 ,U R 與 U C 保持有 90°的相位差 ,即當(dāng)阻值改變時, U R 的相量軌跡是一個半圓, U 、 U C 與 U R 三者形成一個直角形的電壓三角形。值改變

2、時,可改變角的大小,從而達(dá)到移相的目的。圖 13-13.日光燈線路如圖 13-2 所示 ,圖中是日光燈管 ,是鎮(zhèn)流器 ,是啟輝器 ,是補償電容器,用以改善電路的功率因數(shù)（ cos值）。圖 13-2有關(guān)日光燈的工作原理請自行翻閱有關(guān)資料。'.三、實驗設(shè)備名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注序號1單相交流電源0220V12三相自耦調(diào)壓器13交流電壓表14交流電流表15功率因數(shù)表1DGJ-076白熾燈組15W/220V2DGJ-047鎮(zhèn)流器與 30W 燈管配用1DGJ-048電容器1uf,2.2uf,DGJ-044.7f/450V9啟輝器與 30W 燈管配用1DGJ-0410日光燈燈管30W1DGJ-04

3、11電門插座3DGJ-04四、實驗內(nèi)容(1) 用兩只 15W /220V 的白熾燈泡和 4.7f/450V 電容器組成加圖 13-1 所示的實驗電路 ,經(jīng)指導(dǎo)老師檢查后，接通市電220V 電源，將自藕調(diào)壓器輸出調(diào)至220V 。記錄 U 、U R、U C值 ,驗證電壓三角形關(guān)系。白熾燈盞數(shù)測量值計算值U(V)UR(V)UC(V)U (V)22202008421722.812202134521811.9(2) 日光燈線路接線與測量圖 13-3按圖 13-3 組成線路 ,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后按下閉合按鈕開關(guān),調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出,使其輸出電壓緩慢增大,直到日光燈剛啟輝點亮為止,記下三表的指示值。然后將電

4、壓調(diào)至220 ,'.測量功率 ,電流 ,電壓U ,U L ,U A 等值 ,驗證電壓、電流相量關(guān)系。P(W)cosI(A)U(V)U L(V)UA(V)啟 輝 值29.90.530.2820014985正常工作值36.50.450.3522017580(3) 并聯(lián)電路電路功率因數(shù)的改善按圖 13-4 組成實驗線路圖 13-4經(jīng)指導(dǎo)老師檢查后,按下綠色按鈕開關(guān)調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220V,記錄功率表 ,電壓表讀數(shù) ,通過一只電流表和三個電流取樣插座分別測得三條支路的電流,改變電容值,進行三次重復(fù)測量。電容值測量數(shù)值計算值( F)P(W)U(V)I(A)IL(A)CcoscosI (A

5、)I (A)135.52200.300.360.0650.520.160.532.236.32200.240.380.150.690.1650.694.736.52200.170.390.330.920.1660.97五、實驗注意事項1. 本實驗用交流市電 220V，務(wù)必注意用電和人身安全。2. 在接通電源前，應(yīng)將自藕調(diào)壓器手柄置在零位上。3.功率表要正確接入電路,讀數(shù)時要注意量程和實際讀數(shù)的折算關(guān)系。4.線路接線正確,日光燈不能啟輝時,應(yīng)檢查啟輝器及其接觸是否良好。七、實驗報告1.完成數(shù)據(jù)表格中的計算,進行必要的誤差分析。誤差分析：1、儀表精確度；2、讀數(shù)時存在誤差2.根據(jù)實驗數(shù)據(jù),分別繪出電壓、電流相量圖,驗證相量形式的基爾霍夫定律。'.電壓相量圖如下：UU CUAIU=U A +U C滿足基爾霍夫定律KVL電流相量圖如下：ICIUI CILI=I C+I L滿足基爾霍夫定律KCL3.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