电路原理实验实验七 正弦稳态交流电路相量的研究 （综合性实验） 北方民族大学电工电子实验中心,1,一、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,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7-1 RC串联电路2. 图7-1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的相量轨迹是一个半园。U、UC与UR三者形成一个直角形的电压三角形，如图7-2所示。R值改变时，可改变角的大小，从而达到移相的目的。 图7-2 相量图3.日光灯线路如图7-3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7-3 日光灯线路,三、仪表设备及所选用组件箱,四、实验内容,1.按图7-1接线。R为220V、15W的白炽灯泡，电容器为 4.7F/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、UR、UC值，验证电压三角形关系。 表7-1 验证电压三角形关系,四、实验内容,2. 日光灯线路接线与测量。,图7-4,四、实验内容,（1）按图7-4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，UL，UA等值，验证电压、电流相量关系。 表7-2 日光灯线路,四、实验内容,3. 并联电路电路功率因数的改善。,图7-5,四、实验内容,（1）按图7-5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7-3中。 表7-3 并联电路电路功率因数的改善,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. 功率表要正确接入电路。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。,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（DG09实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做一下试验。）或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？ 3. 为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，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、电流相量图，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它。,