实验五正弦稳态交流电路相量的研究
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∑I0和∑U02．如图41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，即当阻值R改变时，UR的相量轨迹是一个半园，U，UR与UC三者形成一个直角形的电压三角形。R值改变时，可改变φ角的大小，从而达到移相的目的。
图413．日光灯线路如图42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）。
f图42
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
三、实验设备
序号名称
型号与规格
数量备注
1交流电压表
1D33
2交流电流表
1D32
3功率表
1D34
4自耦调压器
1DG01
5镇流器
与40W灯管配用1DG09
6电容器
1μf，22μf47μf，450V
DG09
7启辉器
与40W灯管配用1DG09
8日光灯灯管
40W
1DG01
9电门插座
3DG09
10白炽灯
15W
1DG08
四、实验内容
1．用一只220V，15W的白炽灯炮和47μf450V电容器组成如图151所示
的实验电路，经指导教师检查后，接通市电，将自耦调压器输出调至220V。记
录U、UR、UC值，验证电压三角形关系。
电容值
测量值
μf450VU（V）UR（V）UC（V）
47
22
2．日光灯线路接线与测量。
计算值UURUC组成Rt△△U△UU
f图43
按图43组成线路，经指导教师检查后接通市场电交流220V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至，（约
170V）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、电流相量关系。（注日光灯启辉后再开功率表）
测量数值
计算值
启辉值
PwcosφIAUVULVUAVRΩcosφ
正常工作值
3．并联电路电路功率因数的改善。
按图44组成实验线路。
经指导教师检查后，按通市电，将自耦调压器的输出调至220V，记录功率
表，电压表读数，通过电流表分别测得三条支路的电流，改变电容值，进行三次
重复测量（694722）。
图44
电容值μf
02247
PW
测UV
量数值IAILA就是2中的IA
ICA计算值当
计算值IAcosφ
f69
值
测值
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r