实验三实验三

单相交流电路

实验目的1. 验证正弦稳态交流电路的基尔霍夫定律。

一、实验目的

2. 掌握日光灯线路的接线。 3. 练习使用功率表测量单相交流电路的功率。 4. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

即

二、原理说明1. 基尔霍夫定律

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。

正误判断

因为交流物理量除有效值外还有相位。

CLCLR XXIIRUUUU ？在 R-L-C 串联电路中

R

L

C

RU

LU

CU

I

UU

I

.

.

UR

UL

UC

.

.

.

U=UR+UL+UC

. . . .

RUUR

.

LUUL.

CUUC

.

UU.

CL UU UL+UC

. .

II.

问题的提出：日常生活中很多负载 ( 如日光灯 )

为感性的，其等效电路及相量关系如下图。

u

i

R

L

Ru

Lu

COS I当 U 、 P 一定时，

希望将 COS 提高

.

I.

2. 功率因数的提高

UR

.

P = PR = UICOS

其中消耗的有功功率为：

UL

.

U

提高功率因数的原则： 必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。提高功率因数的措施 :

u

i

R

L

Ru

Lu

并电容C

功率因数低的提高

L

u

i

R

L

Ru

LuC

设原电路的功率因数为 cos L ，要求补偿到cos 须并联多大电容？（设 U 、 P 为已知）

IRL

.

U.

I.

IC

.

并联电容值的计算

分析依据：补偿前后 P 、 U 不变。由相量图可知：

sinsin III LRLC

LRLUIP cos

cosUIP

CUXUI

CC

sincos

sincos U

P

U

PCU L

L

L

IRL

.

U.

I.

IC

.

)(2

tgtgU

PC L

sincos

sincos U

P

U

PCU L

L

i

u

R

L

Ru

LuC

三、实验设备

•

•U

•+

-

表 1 基尔霍夫定理验证实验数据

按下图组成实验线路。经指导教师检查后，接通实验台电源，将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，进行三次重复测量并记入表 2 。

2. 并联电路──电路功率因数的改善

•

•

表 2 电路功率因数的改善实验数据

五、实验注意事项1. 1. 本实验用交流市电本实验用交流市电 220V220V ，务必注意用电和人身，务必注意用电和人身安全，拆接电路前必须断开电源开关。安全，拆接电路前必须断开电源开关。 2. 功率表要正确接入电路，应先将电流线圈和电压线圈的同名端短接，再把电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联。 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。 4. 实验结束，应先断开电源开关，再拆实验线路。另外，在断开电源后应使用导线将电容器短接放电。

本次实验的实验报告要求本次实验的实验报告要求1. 通过实验总结：串联电路中总电压与各元件上的电压是代数和关系还是矢量关系；并联交流电路中总的电流与各支路电流是代数和关系还是矢量关系。 2. 观察当并联电容变化时，总电流 I 和功率因数 c

os 的变化情况 , 并分析原因。

4. 根据实验数据，计算日光灯管的近似电阻值，镇流器的电感值与电阻值。

3. 画出总电流 I 为最小时，电路的相量图。

作业

实验实验 33 作业作业1. 认真写好实验报告2. 在下周同一时间按时交回实验报告

4. 预习下次实验，并写预习报告

3. 复习内容 (1) 三相制的概念 ;(2)负载星形连接的特点 ;(3) 线电压和相电压、线电流和相电流的对应关系； (4) 了解中线的作用

谢谢大家的合作！谢谢大家的合作！

实验 3

结 束