正弦稳态交流电路相量的研究含数据处理

实验十三正弦稳态交流电路相量的研究

专业

学号姓名实验日期

、实验目的

3?理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

1?在单相正弦交流电路中，用交流电流表则得各支中的电流值，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，

' i =0

2?如图13-1所示的RC串联电路，在正弦稳态信号

相位差，即当阻值R改变时，U R的相量轨迹是一个半圆

的电压三角形。R值改变时，可改变0角的大小，

图13-1

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。

U的激励下，U R与U c保持有90°的

，U、U C与U R三者形成一个直角形3?日光灯线路如图13-2所示，图中A是日光灯管，1是镇流器，S是启辉器，C是补偿电容

图13-2

序号

名称型号与规格数量备注

1 单相交流电源0~220V 1

2 三相自耦调压器 1

3 交流电压表 1

4 交流电流表 1

5 功率因数表 1 DGJ-07

6 白炽灯组15W/220V 2 DGJ-04

7 镇流器与30W灯管配用 1 DGJ-04

8 电容器1uf，2.2uf，

4.7 〃450V

DGJ-04

9 启辉器与30W灯管配用 1 DGJ-04

10 日光灯灯管30W 1 DGJ-04

11 电门插座 3 DGJ-04

四、实验内容

(1)用两只15W /220V的白炽灯泡和4.7^/450V电容器组成加图13-1所示的实验电路，经指导老师检查后，接通市电220V电源，将自藕调压器输出调至220V。记录U、U R、U C 值，

白炽灯盏数测量值计算值

U(V) U R(V) U C(V) U 'V) 0

2 220 200 84 217 22.8

1 220 213 45 218 11.9

图13-3

按图13-3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止，记下三表的指示值。然后将电压调至220

V，

测量功率P，电流I ,电压u,u L,u A等值，验证电压、电流相量关系。

tul

P(W) cos $1(A) U(V) U L(V) U A(V)

启辉值29.9 0.53 0.28 200 149 85

正常工作值36.5 0.45 0.35 220 175 80

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（卯）P(W) U(V) I(A) I L(A) I C(A) cos$'cos?

1 35.5 220 0.30 0.36 0.065 0.5

2 0.16 0.53

2.2 36.3 220 0.24 0.38 0.15 0.69 0.165 0.69

4.7 36.5 220 0.17 0.39 0.33 0.92 0.166 0.97

五、实验注意事项

1. 本实验用交流市电220V,务必注意用电和人身安全。

2. 在接通电源前，应将自藕调压器手柄置在零位上。

3?功率表要正确接入电路，

4??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。

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。误差分析：1、仪表精确度；2

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。

电压相量图如下:

U=U A+U C满足基尔霍夫定律KVL

电流相量图如下：

)并联电容，提高功率因数。