实验指导三相交流电路电压、电流的测量
电工学 实验2 三相正弦交流电路的研究
A
负
B
*
* P2
W
载
C
图 4.2
用两表法测量三相功率
②负载的功率因数大于 0.5 时，两只功率表的读数均为正。 ③负载的功率因数等于 0.5 时，某一只功率的读数为零。 ④负载的功率因数小于 0.5 时，某一只功率表的指针会反转。为了 读数，可将转换开关由“+”转换到“—” ，此时该表读数应取负值。
基本实验任务 1．三相电源：星形联接的三相四线制电源的线电压和相电压都是对 称的，其大小关系为 U L 3U P ，通常三相电源的电压值是指线电压的 有效值。 2．三相负载的联接：三相负载有星形和三角形两种联接方式。星形 联接时，根据需要可以联接成三相三线制或三相四线制；三角形联接时 只能用三相三线制供电。在电力供电系统中，电源一般均为对称，负载 有对称负载和不对称负载两种情况。 (1) 三相负载的星形联接：带中线时，不论负载是否对称，总满足 以下关系：
A IA FU
*
IB
a
x y
B
*
IC
b
C N
*
IN
c
z
*
图 4.4 三相对称负载星形联接
合上电源开关。 （2） 图 4.4 所示的星形对称负载，保留中线，测量电路中的线电压、 负载相电压、线电流和中线电流，将测量数据填入表 4.2 中。 （3） 图 4.4 所示的星形对称负载，保留中线，用三表法测量负载总功 率，功率表的接法如图 4.1（a）所示，将测试数据填入表 4.3 中，并计算 电路的总功率。 （4）图 4.4 所示的星形对称负载，断开中线，测量电路中的线电压、负 载相电压和线电流，将测量数据填入表 4.2 中。
UP
UL 3
电路原理交流实验箱实验指导书
一、概述交流电路实验箱是根据“电工基础”“电路原理”“电路分析”等课程所开发设计的强电类典型实验项目而设计的。
版面设有Y型和△型变化法的三相灯组负载，日光灯实验组件，单相铁心变压器，电流互感器，R L C元件组，三相四线输入接线端子，三相电流插座，三相双掷开关及各种带绝缘护套的连接插头线，数字交流电压表、数字交流电流表、智能型多功能数字功率、功率因数表等。
设计合理紧凑，操作方便。
二、技术性能指标1、工作电源：三相四线AC380V±10％50Hz ＜180V A2、使用环境条件：温度-10℃-40℃湿度＜80％3、实验箱外型尺寸：520mm×390mm×180mm4、数字交流电压表：三位半LED数码管显示，测量范围AC0～450V，精度0.5级。
5、数字交流电流表：三位半LED数码管显示，测量范围AC0～2A，精度0.5级。
6、智能数字功率、功率因数表：可测试：视在功率、有功功率、无功功率、电流、电压、频率、功率因数，精度0.5级。
6.1产品的主要性能特点：本仪表可应用于交流功率或直流功率的测量与控制。
6.2、五位LED数码管显示，前四位显示测量参数，从0.01～99.99W到1～9999KW，六档量程自动转换，最小分辨力为0.01W（10mW），末位数码管显示测量参数的单号符号。
6.3、视在功率、有功功率、无功功率、电流、电压、频率、功率因数等参数通过按钮可轮换显示。
6.4、仪表具有上、下限报警控制功能，内置继电器及蜂鸣器；用户可根据需要自行选择设置视在功率、电流、电压报警。
三、操作方法及说明1、将该仪器三相电源插头插入三相电源插座。
插入前，要先检查电源应是三相四线380V。
接入后面板上三相电源接线端子带电，方可引出使用。
使用时要从保险管右边“U、V、W、N”引出。
2、打开仪表部分船形开关，仪表带电工作，方可使用，电压、电流表使用时正确接入即可；功率、功率因数使用说明如下。
实验五 三相负载电压、电流功率的测量
实验五 三相负载电压、电流、功率的测量 一．实验目的1．熟悉三相交流电路中三相负载的星形联结、三角形联结方法，加深理解三相交流电路中线电压与相电压，线电流与相电流之间的关系。
2．用实验的方法研究、体会三相四线制电路中中线的作用。
3．掌握三相星形电路有功功率的测量方法。
掌握用二瓦特表法测量三相三线制供电系统的有功功率。
4．熟练掌握功率表的接线和使用方法。
二．实验原理概述及说明 1．三相电源电力系统采用三相三线制和三相四线制的供电方式。
其三相电源的电动势相互对称，即三相电动势幅值相等，频率相等，相位互差120°。
2．三相电源的连接三相电源的联结方式分为星形联结和三角形联结两种。
（1）三相电源的星形联结：从三相绕组的首端A 、B 、C 引出三根导线，称为相线，把三相绕组的末端连接在一起称为中性点，从中性点引出的导线称为中线。
三相电源的星形联结时，线电压LU 是相电压phU 的3倍，三相电源的线电压在相位上超前于相电压30º。
（2）三相电源的三角形联结：把三相绕组的首端和末端依次相连，形成一个回路，从首端A 、B 、C 引出三根端线，这种方式称为三相电源的三角形联结。
三相电源的三角形联结时，线电压与对应的相电压有效值相等，即U L Ph U =，相位相同。
低压供电系统多采用三相四线制的供电方式。
3.三相负载及其联结三相负载可分为对称三相负载和不对称三相负载。
三相电源向负载供电时，三相负载可以接成星形（又称‘Ｙ’形）或三角形（又称‘Δ’形）两种形式。
连接方式如图13-1所示。
在星形联结中又包括有中线（三相四线制）和无中线(三相三线制）两种情况。
(a)星形联结 (b)三角形联结 图13-1 三相负载的两种联结方式 4．三相负载星形联结 （1）三相负载对称当三相对称负载作星形联结时，线电压的有效值LU 是相电压有效值phU 的3倍，线电流L I 等于相电流phI，即： ,UI ILP L Ph== ，流过中线的电流ＩN ＝O ，负载中点N ´的电位与电源中点N的电位相等，即UNN ˊ=0，所以就对称负载而言，中线不起作用，可以去掉中线，采用三相三线制。
三相交流电路电压和电流的测量实验
三相交流电路电压、电流的测量实验一、实验目的1. 熟悉三相负载作星形联接时(或作三角形联接时)，在对称和不对称情况下线电压与相电压(或线电流和相电流)的关系。
2. 比较三相供电方式中三线制和四线制的特点。
二、实验内容1. 对称负载作Y形联接电压、电流的测量。
2、不对称负载作Y形联接电压、电流的测量。
三、实验原理、方法和手段1. 三相电源电力系统的供电方式多为三相三线制或三相四线制形式，三相电源电压的幅值相同、频率相同、彼此之间的相位差为120°，该三相电压称为对称的三相电压。
低压供电电源常采用三相四线制，即三根相线和一根中线，分别用L1、L2、L3 和N 表示。
相线和中线之间的电压称为相电压，二根相线之间的电压称为线电压。
对称的三相电源电压线电压是相电压的倍。
2. 三相负载三相负载的连接方式有星形和三角形两种。
①当三相负载作星形连接时，若有中线，由于电源的中点与负载的中点等电位，此时无论负载对称与否，每相负载上的电压等于相应电源的相电压，是对称的，负载端的电压为相电压的倍，也是对称的。
若负载对称，则此时中线电流为零，负载不对称，中线电流为三个线电流之和。
当没有中线时，若负载对称，则情况与上相同。
但如果负载不对称，则由于电源中点和负载中点之间的电位差的存在，出现所谓“中性点位移”现象，使负载的相电压不再对称，将造成某相电压过高，而使该相负载受损，或电压过低使该相不能正常工作。
②当三相负载连接成三角形时，由于负载的相电压等于电源的线电压，所以不论负载对称与否，负载的相电压总是对称的。
若三相负载对称，则各相负载的线电流也对称，且线电流为相电流的倍。
负载不对称时，上述对称关系不复存在。
四、实验组织运行要求实验前：学生完成预习报告，指导教师检查学生预习报告，不预习者不准上实验课。
实验过程中：指导教师讲授实验要求及注意事项，用启发诱导的方式指导实验课；学生实验操作、搭接电路、测量数据，完成所有的实验内容后，先拉断电源，再根据实验要求自行核对实验数据，有无遗漏或不合理的情况，再经教师审核后在拆线并整理仪器设备。
三相电路的电压和电流
U AB U AN' U BN' U BC U BN' UCN' UCA UCN' U AN'
当电源和负载都对称时，线电压和相电压在数 值上的关系为： U线 3U相
当负载为三相三线制星形连接时，如果负载不 对称，就会出现中点位移现象。当中点发生位移时 ，各相负载电压（相电压）将不相等。
IB
IC
IN
负载对称
A相为4μF电容 A相开路
3. 三相三线制，负载为星形连接 断开中线，在负载分别为下列情况下，测量相
电压、中心点位移电压、相电流。
表 5.10.2 三相三线制星形连接 电压单位：V 电流单位：A
三相负载情况
UA
UB
UC
UNN'
IA
IB
IC
负载对称
A相为4μF电容 A相为开路 A相为短路
x
B
y
C
z
N N
图5.10.1负载星形连接电路
在三相电路中，如图5.10.1所示，当负载为星形 连接时，相电流等于线电流。在三相四线制时，中 线电流等于三个相电流的相量和。即：
IN IA IB IC
当电源和负载对称时，中线电流为零，当负载
不对称时，中线电流不等于零。线电压与相电压的
关系为：
0 0.12 0.12 0.18
2．三相三线制星形联接
表5.10.2 三相三线制星形连接 电压单位：V 电流单位：A
三相负载情况 负载对称
A相为4μF电容 A相为开路 A相为短路
UAN
224 240 330
0
UBN
223 420 172 386
UCN
223 174 168 386
三相电路电压电流的测量
UU (V)
UV (V)
UW (V)
2.
三相星形负载电路
FU1
电路图： U
A
IA IB
X Y Z N′
FU2
~380VV
FU3
B
C
QS
W N
IC
I0
注：测中线电流时，将电流表串入中线。 对称负载（每相两盏灯）、
不对称负载（C相并联两盏灯）
星形负载电路数据记录,填入表2：
项 目
对称 负载
有中线 无中线 有中线
线电压 (V)
UAB UBC UCA UAN UBN UCN
负载相电压 (V) ′ ′ ′
线电流 （A）
IA IB
IC
IN
(A)
UN N (V)
′
不对 称负 无中线 载
注：测中线电流时，将电流表串入中线。
3.
三相三角形负载电路
FU1
电路图：测相电流
U
FU2
A B C
IAB
X
~380V
V
FU3
IBC
2. 通过实验说明三角形对称负载电路,线电流是否 是相电流的 3 倍？
3. 用表2第三项实验数据，绘制电路相量图,并验算 I I I I A B C N
4.用表3第二项实验数据，绘制电路相量图,并
验算各电流。 5. 用表2第三、四项实验数据,说明不对称星形联 接是否要加中线?
UN’N=0：电源中点与负载中点自然等电位， IN 0
.
U l 3U p
Il I p
2、 对称三角形电路：
Ul U p
I l 3I p
3、不对称星形三相电路： 无中线时：中性点位移，三相负载电压不对称。 加中线时：中性点强制等电位，三相负载电压 对称。但中线电流不为零。 4、不对称三角形三相电路： 三相负载相电压对称，仍等于电源线电压。
电路理论实验指导书
实验一基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
2、进一步掌握仪器、仪表的使用方法。
二、原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律。
测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。
即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI=0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU=0。
运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。
三、实验设备1、RXDI-1电路原理实验箱 1台2、万用表 1台四、实验内容及步骤实验线路如图A所示图A1、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示。
2、分别将两路直流稳压电源（如：一路U2为+12V电源，另一路U1为0～24V可调直流稳压源）接入电路，令U1=6V、 U2=12V。
3、将电源分别接入三条支路中，记录电流值。
4、用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，并记录。
五、实验报告1、根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证KCL的正确性。
2、根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。
3、分析误差原因。
4、实验总结。
实验二戴维南定理—有源二端网络等效参数的测定—一、实验目的1、验证戴维南定理的正确性2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二、原理说明1、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源二端口网络）。
戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势E S等于这个有源二端网络的开路电压U0C，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流视为开路）时的等效电阻。
U0C和R0称为有源二端网络的等效参数。
2、有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U0C，然后将其输出端短路，用电流表测其短路电流I SC，则内阻为R0=U OC/I SC（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图A所示。
三相可控整流电路实验报告
三相可控整流电路实验报告三相可控整流电路实验报告引言：本次实验旨在研究和探索三相可控整流电路的原理和性能。
通过搭建实验电路，观察和测量电路中的电压、电流和功率等参数，以及了解可控整流电路在实际应用中的优势和限制。
实验过程中，我们将使用适当的实验仪器和设备，确保实验的准确性和安全性。
一、实验原理1.1 可控整流电路的基本原理可控整流电路是通过控制晶闸管的导通和关断来实现对电流的控制。
在三相可控整流电路中，通过控制三相晶闸管的导通角来实现对电流的整流和调节。
1.2 三相可控整流电路的工作原理三相可控整流电路由三相桥式整流电路和控制电路组成。
三相桥式整流电路将三相交流电转换为直流电，而控制电路则通过控制晶闸管的导通和关断来实现对电流的控制。
二、实验装置和方法2.1 实验装置本次实验使用的实验装置包括三相变压器、三相桥式整流电路、晶闸管触发电路、电流表、电压表和功率表等。
2.2 实验方法首先，将三相变压器连接到三相交流电源上，通过变压器将电压降低到适当的电压范围。
然后，将三相桥式整流电路连接到变压器的输出端，将三相交流电转换为直流电。
接下来，将晶闸管触发电路连接到三相桥式整流电路上，通过控制触发电路，实现对晶闸管的控制。
最后，通过连接电流表、电压表和功率表等测量仪器，观察和测量电路中的电压、电流和功率等参数。
三、实验结果与讨论3.1 实验结果在实验过程中，我们通过测量电路中的电压、电流和功率等参数，得到了一系列实验结果。
例如，我们观察到随着晶闸管导通角的增加，电路中的电流呈线性增加趋势；同时，随着电压的增加，功率也呈线性增加趋势。
3.2 结果讨论通过对实验结果的分析和讨论，我们可以得出一些结论。
首先，可控整流电路可以实现对电流的精确控制，具有较高的调节性能。
其次，随着晶闸管导通角的增加，电路中的电流和功率都会增加，但是过高的导通角可能会导致电路的损坏。
因此，在实际应用中，需要根据具体需求和电路参数来选择合适的导通角。
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实验四 三相交流电路
一、实验目的
1．掌握三相负载的正确联接方法。
2．进一步了解三相电路中相电压与线电压、相电流与线电流的关系。
3．了解三相四线制电路中中线的作用
二、实验原理
1．三相电源：星形联接的三相四线制电源的线电压和相电压都是对称的，其大小关系为P L 3U U =，三相电源的电压值是指线电压的有效值。
2．负载的联接：三相负载有星形和三角形两种联接方式。
星形联接时，根据需要可以联接成三相三线制或三相四线制；三角形联接时只能用三相三线制供电。
在电力供电系统中，电源一般均为对称，负载有对称负载和不对称负载两种情况。
3．负载的星形联接：带中线时，不论负载是否对称，总有下列关系：
3
L P U U =
，P L I I =
无中线时，只有对称负载上述关系才成立。
若不对称负载又无中线时，上述电压关系不成立，故中线不能任意断开。
4．负载的三角形联接：负载作三角形联接时，不论负载是否对称，总有U L =U P 。
对称负载时 P L 3I I =；不对称负载时，上述电流关系不成立。
三、实验仪器和设备
1．交流电压表 1块 2．交流电流表 1块 3．电流插孔 4只 4．白炽灯 6只 5．导线 若干
四、预习要求
l. 复习三相交流电路有关内容。
2. 负载作星形或三角形联接，取用同—电源时，负载的相、线电量（U 、I ）有何不同？
3. 对称负载作星形联接，无中线的情况下断开一相，其它两相发生什么变化？能否长
时间工作于此种状态？
五、实验内容及步骤
1．测量实验台上三相电源的线电压和相电压，将测量数据记于表4.1中。
表4.1
2．按图4.1，将负载作星形联接接好线路。
分别在下列四种情况下，观察灯泡亮度的变化，测量三相线电压、负载相电压、线电流（即相电流）、中线电流和两中点电压，并将测量数据记于表4.2中。
（1）负载对称，有中线； （2）负载对称，无中线；
（3）负载不对称（将U 相两个灯泡全部关掉），有中线； （4）负载不对称，无中线。
表4.2
3．将三相电源线电压调成220V ，按图4.2，负载作三角形联接接好线路。
分别在负载对称和不对称（将U 、V 相两个灯泡全部关掉）两种情况下，观察灯泡亮度的变化，测量三
U V W N
N ’
图4.1 三相负载星形联接电路图
相线电压（即负载相电压）、负载线电流，并将测量数据记于表4.3中。
4．按图4.3改线，在上述两种情况下分别测量相电流，并将测量数据记于表4.3中。
表4.3
六、注意事项
1．本次实验中电压较高，电路改接次数较多，要防止发生短路事故。
切记“先接线，再通电；先断电，再拆线”。
2．实验时，白炽灯发热，要防止烫伤。
七、实验报告要求
1．根据测量数据，验证电源线电压和相电压的关系。
2．根据测量数据，分别验证星形和三角形联接时，对称和不对称情况下，各相值与线值的关系。
3．根据实验结果，说明中线的作用。
在什么情况下必须有中线，在什么情况下可不要中线。
图4.2 负载三角形联接电路图
图4.3 负载三角形联接电路图。