电路基础 实验2 三相正弦交流电路
实验二 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. 掌握日光灯线路的接线。
3. 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 ∑?=0和∑? =0.
2. 图2-1所示的RC串联电路，在正弦稳态信号?的激励下, ?R与?C保持有900的相位差，即当R
阻值改变时，?R的相量轨迹是一个半圆。?、?R与?C三者形成一个直角形的电压三角形，如图2-2所示。R值改变时，可改变?角的大小，从而达到移相的目的。
图2-1 图2-2
3. 日光灯线路如图2-3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（Cos?值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
图2-3
三、
序号 1 名称 交流电压表 型号与规格 0~500V 第 - 1 - 页 共 4 页
实验设备
数量 1 备注 电路基础 实验2 三相正弦交流电路 2 3 4 5 6 7 交流电流表 功率表 自藕调压器 镇流器、启辉器 日光灯灯管 电容器 0~5V 与40W灯管配用 40W 1μF、2.2μF、4.7μF/500V 1 1 1 各1 1 各1 DGJ-07 DGJ-04 屏内 DGJ-05 8 9 四、实验内容
白炽灯及灯座 电流插座 220V,15W 1~3 3 DGJ-04 DGJ-04 1、按图16-1接线。R为220V、15W的白炽灯，电容器为4.7Uf/450V。经指导教师检查后，接通实验电源，将自耦调压器输出（即U）调制220V。记录U、UR、UC 值，验证电压三角形关系。
测 量 值 计 U’(与UR，UC组成Rt△) 算 值 △U/U (%) △ U=U’-U (V) U(V) UR(V) UC(V) （U’=UR?UC） 22
2、日光灯线路接线与测量。
按图2-4接线。经指导教师检查后接通实验台电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓缓增大， 直到日光灯刚启辉点亮为止，记下三表得指示值。然后将电压调节至220V，测量功率P，电流I，电压U，UL ，UA 等值，验证电压、电流向量关系。
图2-4
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测 量 数 值 启辉值 正常工 作值 3、并联电路——电路功率因数的改善。按图2-5组成实验电路。
P(W) 计 算 值 UL(V) UA(V) r(?) Cos? I(A) U(V) Cos?
图2-5
经指导老师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出调制220V，记录功率表、电压表读数。通过一只电流表和三个电流插座分别测得三条之路的电流，改变电容值，进行三次重复测量。数据计入下页表中。
五、实验注意事项
1、本实验用交流市电220V，务必注意用电合人身安全。 2、功率表要真确接入电路。
3、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。
电容值 μF 0 1 2.2 4.7 P（w） 测量数值 计算值 IL(A) IC(A) I,(A) Cos? U(V) I(A) Cos? 第 - 3 - 页 共 4 页
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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，人们常用一根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（DGJ-04实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做实验。）;或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这使为什么？
3. 为了改善电路的功率因数，常在甘心负载上并联电容器，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. 提高线路的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、电流向量图，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。
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