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正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究
2022-06-20

正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究 一．實驗目的１．研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系?２．掌握ＲＣ串聯(lián)電路的相量軌跡及其作移相器的應用。?３．掌握日光燈線路的接線。?４．理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。?二．原理說明１．在單相正弦交流電路中，用交流電流表測得各支路中的電流值，用交流電壓表測得回路各元件兩端的電壓值，它們之間的關(guān)系滿足相量形式的基爾霍夫定律，即 ２．如圖１５—１所示的ＲＣ串聯(lián)電路，在正弦穩(wěn)態(tài)信號的激勵下，保持有９０°的相位差，即當阻值Ｒ改變時，的相量軌跡是一個半園，,，三者形成一個直角形的電壓三角形。Ｒ值改變時，可改變φ角的大小，從而達到移相的目的。 ３．日光燈線路如圖15—3所示，圖中Ａ是日光燈管，Ｌ是鎮(zhèn)流器，Ｓ是啟輝器，Ｃ是補償電容器，用以改善電路的功率因數(shù)（cosφ值）。有關(guān)日光燈的工作原理請自行翻閱有關(guān)資料。 三．實驗設(shè)備 1．交流電壓、電流、功率、功率因素表 2．調(diào)壓輸出? 3．EEL—17組件（或EEL—52組件、EEL—55組件），30Ｗ鎮(zhèn)流器，400V／4μＦ電容器，電流插頭，40Ｗ/220Ｖ白熾燈 4．30Ｗ日光燈? 四．實驗內(nèi)容 1．用兩只220Ｖ，40Ｗ的白熾燈泡和３０Ｗ的日光燈電容器組成如圖15—1所示的實驗電路，按下閉合按鈕開關(guān)調(diào)節(jié)調(diào)壓器至220Ｖ，驗證電壓三角形關(guān)系? 測?? 量?? 值 計?? 算?? 值 U(V) UR(V) UC(V) U’(UR, UC 組成RtD) DU DU/U ? ? ? ? ? ? 2．日光燈線路接線與測量? 按圖15—2組成線路，經(jīng)指導教師檢查后按下閉合按鈕開關(guān)，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出，使其輸出電壓緩慢增大，直到日光燈剛啟輝點亮為至，記下三表的指示值。然后將電壓調(diào)至220Ｖ，測量功率Ｐ，電流Ｉ，電壓 等值，驗證電壓、電流相量關(guān)系。 測? 量? 數(shù)? 值 計? 算? 值 ? P(W) I(A) U(V) UL(V) UA(V) cosj r(W) 啟 輝 值 ? ? ? ? ? ? ? 正常工作值 ? ? ? ? ? 3．并聯(lián)電路——電路功率因數(shù)的改善? 按圖15—3組成實驗線路經(jīng)指導老師檢查后，按下綠色按鈕開關(guān)調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220Ｖ，記錄功率表，電壓表讀數(shù)，通過一只電流表和三個電流取樣插座分別測得三條支路的電流，改變電容值，進行三次重復測量。 電容值 測? 量? 數(shù)? 值 計? 算? 值 (mF) P(W) U(V) I(A) IC(A) I’(A) cosf ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 五．實驗注意事項１．功率表要正確接入電路，讀數(shù)時要注意量程和實際讀數(shù)的折算關(guān)系。?２．線路接線正確，日光燈不能啟輝時，應檢查啟輝器及其接觸是否良好。 六．預習思考題１．參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理?２．在日常生活中，當日光燈上缺少了啟輝器時，人們常用一導線將啟輝器的兩端短接一下，然后迅速斷開，使日光燈點亮；或用一只啟輝器去點亮多只同類型的日光燈，這是為什么？?３．為了提高電路的功率因數(shù)，常在感性負載上并聯(lián)電容器，此時增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時感性元件上的電流和功率是否改變？?４．提高線路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器法，而不用串聯(lián)法？所并的電容器是否越大越好？ 七．實驗報告１．完成數(shù)據(jù)表格中的計算，進行必要的誤差分析。?２．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分別繪出電壓、電流相量圖，驗證相量形式的基爾霍夫定律。３．討論改善電路功率因數(shù)的意義和方法。?４．裝接日光燈線路的心得體會及其他。

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