正弦稳态交流电路相量的研究实验报告
实验正弦稳态交流电路相量的的研究
信息学院电路实验室
沈阳建筑大学信息学院实验中心
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实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
实验目的 实验原理 实验内容 实验注意事项 实验报告要求
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实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
实验目的： 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相 量之间的关系 通过日光灯电路的设计，培养实践技能 了解交流电路功率因素的意义，掌握提 高功率因素的方法
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实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
实验注意事项：
功率表要正确接入线路，注意观察电 压表读数，不能超过220V，以免烧坏 功率表 本实验用交流市电220V，务必注意人 身安全
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实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
实验报告要求：
画出实验电路，自拟表格纪录实 验数据 计算出不接电容和接入不同值的 电容时的功率因数
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设计一只白炽和4灯泡和4µf/450V电容器组成 电路，设计实验数据记录表格 设计日光灯电路，选择所需实验设备仪表、适 当的元件参数，设计实验数据记录表格 测量日光灯起辉点亮时的电压，并记录日光灯 的电流、电压值以及日光灯的功率及功率因数 给日光灯输入220V的电压，测量日光灯的电流、 功率值；测量日光灯回路中的各元件的电压， 并计算功率因数。
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实验原理： 日光灯启动器
实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
玻璃泡 外罩
引线脚
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实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
正弦稳态交流电路相量的研究
实验二 正弦稳态交流电路相量的研究一、实验目的1．掌握正弦交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2．掌握功率的概念及感性负载电路提高功率因数的方法。
3．了解日光灯电路的工作原理，学会日光灯电路的连接。
4．学会使用功率表。
二、实验原理1．R 、C 串联电路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，它们之间的关系应满足相量形式的基尔霍夫定律，即∑=0I 和 0=∑U实验电路为ＲＣ串联电路，如图1（a ）所示，在正弦稳态信号U的激励下，则有： )(CC R jX R I U U U -⋅=+= U 、R U 与C U 相量图为一个直角电压三角形。
当阻值R 改变时，R U 与CU 始终保持着 90°的相位差，所以RU 的相量轨迹是一个半圆，如图1（b ）所示。
从图中我们可知，改变C 或R 值可改变φ角的大小，从而达到移相的目的。
（a ）原理图 （b ）向量图图（c ）Multisim 仿真电路图 图1 RC 串联电路及相量图C RUUI2．日光灯电路及其功率因数的提高日光灯实验电路如图3（a）所示，日光灯电路由灯管、镇流器和启动器三部分组成。
灯管是一根普通的真空玻璃管，管内壁涂上荧光粉，管两端各有一根灯丝，用以发射电子。
管内抽真空后充氩气和少量水银。
在一定电压下，管内产生弧光放电，发射一种波长很短的不可见光，这种光被荧光粉吸收后转换成近似日光的可见光。
镇流器是一个带铁芯的电感线圈，启动时产生瞬时高电压，促使灯管放电，点燃日光灯。
在点燃后又限制了灯管的电流。
启动器（如图2（a）所示）是一个充有氖气的玻璃泡，其中装有一个不动的静触片和一个用双金属片制成的U形可动触片，其作用是使电路自动接通和断开。
在两电极间并联一个电容器，用以消除两触片断开时产生的火花对附近无线电设备的干扰。
(a) (b) (c)图2启动器示意图和日光灯灯点燃过程日光灯的点燃过程如下：当日光灯刚接通电源时，灯管尚未通电，启动器两极也处于断开位置。
正弦稳态交流电路的研究实验报告
正弦稳态交流电路的研究实验报告正弦稳态交流电路的研究实验报告摘要：本实验旨在研究正弦稳态交流电路的特性。
通过构建不同类型的交流电路并测量其电流、电压以及功率等参数，我们了解到正弦稳态电路的频率响应、电流相位差、电压波形以及功率因数等重要特性。
实验结果表明，正弦稳态交流电路具有较好的稳定性和可靠性，适用于各种电力应用。
1. 引言正弦稳态交流电路是电力系统中最常见和重要的一类电路，广泛应用于发电、输电、变电等领域。
了解正弦稳态电路的特性对于电力工程师和电子技术研究者至关重要。
2. 实验原理本实验涉及了正弦稳态电路的基本原理，包括交流电路的频率响应、电流相位差、电压波形以及功率因数等。
2.1 交流电路的频率响应实验中我们构建了一个简单的RLC串联电路，通过改变输入交流信号的频率，测量电路中的电流和电压，来研究电路的频率响应。
2.2 交流电路的电流相位差通过在电路中添加电阻和电感元件，我们测量了电路中电流和电压之间的相位差，并分析了相位差对电路性能的影响。
2.3 交流电路的电压波形实验中我们使用示波器测量了电路中的电压波形，并观察了不同电路元件对电压波形的影响。
2.4 交流电路的功率因数通过测量电路中的有功功率和视在功率，我们计算了电路的功率因数，并探讨了功率因数对电路效率的影响。
3. 实验过程及结果我们按照实验原理部分所述方法搭建了正弦稳态交流电路，并进行了一系列测量。
3.1 频率响应实验在实验中，我们改变了输入交流信号的频率，测量了电路中的电流和电压。
实验结果显示，电路对不同频率的输入信号有不同的响应。
3.2 电流相位差实验通过添加电感元件和电阻元件，我们测量了电路中电流和电压之间的相位差。
实验结果表明，电路中的电感元件会导致电流滞后于电压。
3.3 电压波形实验我们使用示波器测量了电路中的电压波形，并观察了不同电路元件对电压波形的影响。
实验结果显示，电路中的电感元件会导致电压波形发生畸变。
3.4 功率因数实验通过测量电路中的有功功率和视在功率，我们计算了电路的功率因数。
正弦稳态交流电路相量实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除正弦稳态交流电路相量实验报告篇一：《模电实验报告》正弦稳态交流电路向量的研究实验四正弦稳态交流电路向量的研究班级：_计算机科学与技术五班姓名：学号：520日期：篇二：正弦稳态交流电路相量的研究电路实验报告九实验日期：20XX.12.12实验名称实验班级姓名学号同组同学指导老师一：实验目的1．研究正弦稳态交流电路中电压.电流向量之间的关系。
2．掌握日光灯电路的接线。
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，他们之间的关系满足向量形式的基尔霍夫定律，既∑I=0和∑RuuRucu=0.9-1Rc串联电路2.图9-1所示的Rc串联电路，在正弦稳态信号u的激励下，uR与uc保持有90°的相位差，即当R阻值改变时。
uR 的向量轨迹是一个半圆。
u﹑uc与uR三者形成一个直角形的电压三角形，如图9-2所示。
R值改变时，也该表φ角的大小，从而达到移相的目的。
9-2相量图3.日光定线路如图9-3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（cosφ值）。
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
图三：实验设备四：实验内容1.按图9-1接线，R为220V﹑25w的白炽灯泡，电容器为4.7Μf/450V。
经指导老师检查后，接通试验台电源，将自耦调压器输出（即u）调至220V。
记录u﹑uR﹑uc值，验证电压三角形关系。
2.日光灯接线与测量。
按图9-4接线。
经指导教师检查后接通试验台电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉器电量为止，记下三表的指示值。
然后将电压调至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。
4.并联电路——电路功率因数的改善。
按图9-5组成试验线路。
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。
正弦稳态交流电路相量的研究实验报告
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。
图4-1 RC 串联电路2. 图4-1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，U R 与U C 保持有90º的相位差，即当 R 阻值改变时，U R 的相量轨迹是一个半园。
U 、U C 与 U R 三者形成一个直角形的电压三角形，如图4-2所 示。
R 值改变时，可改变φ角的大小，从而达到移相的目的。
3. 日光灯线路如图4-3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 φ值）。
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
图4-3 日光灯线路序号 名称 数量 备注 1 电源控制屏（调压器、日光灯管） 1 DG01或GDS-01 2 交流电压表 1 D36或GDS-11 3 交流电流表 1 D35或GDS-12 4 三相负载 1 DG08或GDS-06B 5 荧光灯、可变电容 1 DG09或GDS-09 6 起辉器、镇流器、电容、电门插座DG09或GDS-097 功率表 1 D34或GDS-13四、实验内容1. 按图4-1接线。
R 为220V 、15W 的白炽灯泡，电容器为4.7μF/450V 。
220VL S A CRjXcUcU R IU RU U cI φ经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出(即U)调至220V。
记录U、UR 、UC值，验证电压三角形关系。
2. 日光灯线路接线与测量。
图4-4（1）按图4-4接线。
（2）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，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚刚启辉点亮为止，记下三表的指示值。
正弦稳态交流电路相量的研究实验
正弦稳态交流电路相量的研究实验
正弦稳态交流电路相量的研究实验
研究实验是一种从实际实验出发，用实际的电路构建和测量，以解决问题和探索新的机制的研究方法。
本文将介绍一种研究正弦稳态交流电路相量的研究实验过程，包括实验准备、实验操作、实验结果分析和实验结论等各个部分。
一、实验准备：
1、实验仪器：多功能实验电源、电阻测试仪、万用表、数字多用表、交流电压表、电子元件测试仪等。
2、实验电路：正弦稳态交流电路。
3、实验耗材：各种电阻、电容、变压器及相关电子元件等。
二、实验操作：
1、根据实验电路结构图，进行电路构建，注意接线的次序，确保电路的正确性。
2、将多功能实验电源调节至所需电压，使用电阻测试仪测量每条线路内的线路电阻，以确保电阻值的正确性。
3、使用万用表测量各相电压，使用数字多用表测量电流，以确保电压和电流的正确性。
4、使用交流电压表测量正弦波频率。
5、使用电子元件测试仪测量元件之间的相量。
三、实验结果分析：
1、通过测量电压和电流值，计算每条线路的有功功率、无功功
率和视在功率。
2、计算各相电压、电流和功率之间的相位差，以确定不同电压和电流间的相量。
3、通过计算不同元件之间的相量，得出正弦波频率的测量结果，以确定不同相量之间的差异。
四、实验结论：
通过上述实验可以得出，正弦稳态交流电路相量的测量结果与理论值接近，可以得出正弦稳态交流电路在实际情况下的表现与理论上的理论相符。
正弦稳态交流电路相量的研究实验报告
正弦稳态交流电路相量的研究实验报告实验目的。
本实验旨在通过对正弦稳态交流电路相量的研究，探索交流电路中电压和电流的相量特性，加深对交流电路中相量概念的理解，并验证相关理论知识。
实验原理。
正弦稳态交流电路是指在电压和电流都是正弦波的情况下，电路中各个元件的电压和电流也是正弦波，并且频率相同、相位差不变。
在正弦稳态交流电路中，电压和电流的相量可以用复数表示，其中实部表示电压或电流的幅值，虚部表示相位差。
电压和电流的相量之间存在幅值比和相位差的关系。
实验仪器和材料。
1. 交流电源。
2. 电阻、电感、电容等元件。
3. 示波器。
4. 万用表。
5. 直流电源。
6. 信号发生器。
实验步骤。
1. 搭建正弦稳态交流电路，包括电压源、电阻、电感和电容等元件。
2. 连接示波器，观察电压和电流的波形，并测量其幅值和相位差。
3. 调节信号发生器的频率，观察电压和电流的波形随频率变化的规律。
4. 断开交流电源，接入直流电源，观察电压和电流的波形，并测量其幅值和相位差。
5. 记录实验数据，并进行数据处理和分析。
实验结果。
通过实验观测和数据处理，得出以下结论：1. 在正弦稳态交流电路中，电压和电流的相量可以用复数表示，实部表示幅值，虚部表示相位差。
2. 电压和电流的相量之间存在幅值比和相位差的关系，符合正弦函数规律。
3. 频率对电压和电流的相量有影响，频率增大时，电压和电流的相量幅值减小，相位差增大。
4. 在直流电源下，电压和电流的相量均为实数，相位差为零。
实验分析。
通过本实验的研究，加深了对正弦稳态交流电路中相量的理解，验证了相关理论知识。
实验结果表明，电压和电流的相量在交流电路中具有一定的规律性，频率对相量也有一定的影响。
这对于进一步研究交流电路、分析电路性能具有一定的指导意义。
结论。
本实验通过对正弦稳态交流电路相量的研究，验证了电压和电流的相量在交流电路中的特性，加深了对相量概念的理解。
同时，实验结果对于进一步研究交流电路、分析电路性能具有一定的指导意义。
《模电实验报告》正弦稳态交流电路向量的研究
实验四正弦稳态交流电路向量的研究班级：_计算机科学与技术五班姓名：学号： 520 日期：1.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。
2.实验原理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∑İ=0和∑Ů =0.2.图2-1所示的RC串联电路，在正弦稳态信号Ů的激励下, ŮR与ŮC保持有900的相位差，即当R阻值改变时，ŮR的相量轨迹是一个半圆。
Ů、ŮR与ŮC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ϕ角的大小，从而达到移相的目的。
图2-1 图2-23.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Cos值）。
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
电路的功率因数（ϕ3. 实验内容和步骤1、按图16-1接线。
R 为220V 、15W 的白炽灯，电容器为3Uf/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 、U R 、U C 值，验证电压三角形关系。
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 ，U L ，U A 等值，验证电压、电流向量关系。
图2-43、并联电路——电路功率因数的改善。
按图2-5组成实验电路。
测 量 值计算 值U(V)U R (V)U C (V)U’(与U R ，U C 组成Rt △)（U’=22C R U U +）△ U=U’-U(V) △U/U (%)测 量 数 值计 算 值P(W)ϕCosI(A)U(V)U L (V)U A (V)r(Ω)ϕCos启辉值正常工作值图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、电压表和电流表的读数。
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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。
图4-1 RC 串联电路
2. 图4-1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信
号U 的激励下，U R 与U C 保持有90º的相位差，即当 R 阻值改变时，U R 的相量轨迹是一个半园。
U 、U C 与 U R 三者形成一个直角形的电压三角形，如图4-2所 示。
R 值改变时，可改变φ角的大小，从而达到
移相的目的。
3. 日光灯线路如图4-3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 φ值）。
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
图4-3 日光灯线路
序号 名称 数量 备注 1 电源控制屏（调压器、日光灯管） 1 DG01或GDS-01 2 交流电压表 1 D36或GDS-11 3 交流电流表 1 D35或GDS-12 4 三相负载 1 DG08或GDS-06B 5 荧光灯、可变电容 1 DG09或GDS-09 6 起辉器、镇流器、电容、电门插座
DG09或GDS-09
7 功率表 1 D34或GDS-13 220V
L S A C
R
jXc
Uc
U R I
U R
U U c
I φ
四、实验内容
1. 按图4-1接线。
R为220V、15W的白炽灯泡，电容器为4.7μF/450V。
经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出(即U)调至220V。
记录
U、U
R 、U
C
值，验证电压三角形关系。
2. 日光灯线路接线与测量。
图4-4
（1）按图4-4接线。
（2）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
出电压缓慢增大，直到日光灯刚刚启辉点亮为止，记下三表的指示值。
（3）将电压调至220V，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。
测量值P(W)CosφI(A)U(V)U
L
(V)U
A
(V)启辉值
正常工作值48.80.540.393237.7184.7102.1
3. 并联电路──电路功率因数的改善。
测量值计算值
U（V）U
R
（V）U
C
（V）
U′（与U
R
，U
C
组成Rt△）
（U′=2
2
C
R
U
U ）
△U = U′－U
（V）
△U/U（%）240.3234.151.4 239.6 0.62 0.26
图4-5
（1）按图4-5组成实验线路。
（2）经指导老师检查后，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。
（3）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。
也可以直接串入3块交流电流表测量三条支路的电流。
数据记入表4-3中。
五．实验数据的处理
1.完成数据表格中的计算,进行必要的误差分析。
误差分析： 仪表精确度； 读数时存在误差 ; 电路温度升高，电阻变大
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：
电容值 测 量 数 值 (μF) P(W) COSφ U(V) I （A ） I L (A) I C (A) 0 49.3 0.54 237.6 0.39 0.48 0.10 1 39.9 0.31 238.4 0.46 0.55 0.06 2.2 60.0 0.55 236.2 0.47 0.57 0.12 4.7
63.7
0.56
236.8
0.69
0.78
0.11
I
U A U C
U φ U
I C I L
I C I φ
I=I
C +I
L
满足基尔霍夫定律KCL
3.讨论改善电路功率因数的意义和方法。
意义：功率因数低会导致设备不能充分利用，电流到了额定值，但功率容量还有。
而且当输出相同的有功功率时，线路上电流大，I=P/(U cos j)，
线路压降损耗大。
方法：
i.高压传输。
ii.改进自身设备。
iii.并联电容，提高功率因数。
4,装接日光灯线路的心得体会及其他
i.接线、拆线或改接电路时都必须在首先断开电源开关的情况下进行，
严禁带电操作。
应养成先接实验电路后接通电源，实验完毕先断开
电源后拆实验电路的良好操作习惯。
ii.布线要合理安排，走线要清楚，便于接线和检查。
iii.实验时，尤其是刚闭合电源，设备刚投入工作，要随时注意设备的运行情况。
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