正弦稳态交流电路相量研究实验报告
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
U
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
I
R
UR
jXc
Uc
霍夫定律，即
。
路
图41RC串联电
2图41所示的RC串联电路，在正弦稳态信
号U的鼓励下，UR与UC保持有90o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42所示。R值改变时，可改变φ角的大小，从而到达移相的目的。
IUR
φ
Uc
图42相量U图
3日光灯线路如图43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。
S
A
L
C
220V
图43三、仪表设备及所选用组件箱
日光灯线路
序号
名称
数量
1
电源控制屏〔调压器、日光灯管〕1
2
交流电压表
1
3
交流电流表
1
4
三相负载
1
5
荧光灯、可变电容
1
6
起辉器、镇流器、电容、电门插
座
7
功率表
1
备注DG01或GDS01D36或GDS11D35或GDS12DG08或GDS06BDG09或GDS09
DG09或GDS09
D34或GDS13
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四、实验内容
1按图41接线。R为220V、15W的白炽灯泡，电容器为μF450V。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41验证电压三角形关系
测量值
计
算
值
〔〕R〔〕C〔〕U′〔与UR，UC组成Rt△〕△UU′－U
UV
U
VUV
2
2
〔U′URUC〕
〔V〕
△UU〔〕
2日光灯线路接线与测量。
图44
〔1〕按图44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，UL，UA等值，验证电压、电流相量关系。
表42日光灯线路
测量值启辉值
PWCosφIAUVUL
A
VUV
正常工作值
3并联电路──电路功率因数的改善。
图45
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〔1〕按图45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r