交流電路知識點1教學(xué)案例1：正弦交流電路參數(shù)的測量(精)

1、職業(yè)教育電氣自動化技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫職業(yè)教育電氣自動化技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫教學(xué)案例7課程名稱:電工電子技術(shù)交流電路項目名稱:占：八、正弦交流電的基本概念人:劉妍箱:skyairllly話:138638101022015年4月編制時間:編制單位：煙臺職業(yè)學(xué)院電工電子技術(shù)課程案例正弦交流電路參數(shù)的測量1. 課程案例基本信息課程案例名稱正弦交流電路參數(shù)的測量課程案例編號01關(guān)鍵詞最大值初相位角頻率對應(yīng)知識點正弦交流電的基本概念.案例描述1. 熟悉正弦交流電的三要素，熟悉交流電路中的矢量關(guān)系。2. 熟悉調(diào)壓器、交流電壓表、交流電流表、功率及功率因數(shù)表的正確連接及使用。3. 掌握R、L、C元件不同組合時的

2、交流電路參數(shù)的基本測量方法。.預(yù)習(xí)要求1. 了解熟悉實驗儀表的使用方法。2. 了解R、L、C元件的基本特性。3. 熟悉實驗所采用的連接電路及測試方法。三.基本原理1. 正弦交流電的三要素2. 電路參數(shù)當(dāng)采用交流電壓表、電流表和有功功率表對電路測量時（簡稱三表法），可用下列計 算公式來表述Z與P、U、I在正弦交流電路的負(fù)載中，可以是一個獨立的電阻器、電感器或 電容器，也可由它們相互串/并聯(lián)構(gòu)成。相互之間的關(guān)系：負(fù)載阻抗的模；負(fù)載回路的等效電阻；負(fù)載回路的等效電抗;率因數(shù)；電壓與電流的相位差。3. 矢量關(guān)系電路中的電壓和電流是兩個矢量。在直流電路中它們之間的相差只存在0和 180兩種狀 態(tài)，描述或

3、計算時就采用加上符號（同相為正“ +”、反相為）的形式。在交流電路 中它們之間的相差是處于0至180之間的任一狀態(tài)，描述或計算時就采用復(fù)數(shù)（模及相角） 的形式。基爾霍夫定律不僅在直流電路里成立，在交流電路里也成立。四.測試儀表與電路的構(gòu)成電路是由調(diào)壓器（自耦變壓器）、電壓表V、電流表A、有功功率表W被測負(fù)載以及連 接導(dǎo)線所組成。測試電路（1）調(diào)壓器具有輸入端和輸出端（兩端口共零線連接，無電氣隔離），輸入端口接220V 交流電源；輸出端口接負(fù)載提供電壓輸出，調(diào)節(jié)手柄使輸出端口的火線觸點改變位移，輸 出電壓在0220V之間改變。接線及拆線時必須關(guān)斷電源，逆時針旋轉(zhuǎn)手柄使電壓輸出至0V 的位置。接好

4、電路經(jīng)檢查無誤時再開啟電源，順時針調(diào)節(jié)手柄使電源輸出至指定的電壓, 即可進(jìn)行測試。（2）電壓表并聯(lián)在被測回路中（負(fù)載兩端），其中V?用來監(jiān)視輸出電壓的高低；V用 來測試整個回路負(fù)載或其中單獨元件兩端的電壓。從安全的角度出發(fā)在測試負(fù)載電壓時我 們要求使用萬用表的表筆測試。電壓表具有不同的量程檔，測量時必須滿足電壓表的測量 檔位大于被測電壓值。（3）電流表串聯(lián)在被測負(fù)載回路里，不允許負(fù)載短路或負(fù)載電流電流表的測量檔 位。（4）功率表（瓦特表）及功率因數(shù)表的使用。a.模擬式功率表（電動式儀表）：功率表是由電流線圈（固定）和電壓線圈（可動） 組合而成。（如圖4.1-5 ）電流線圈與負(fù)載回路串聯(lián)，產(chǎn)生1

5、1 ;電壓線圈并聯(lián)在負(fù)載兩端, 產(chǎn)生12 （其中滿足L時，I2=U/R）。11產(chǎn)生的磁場作用到線圈12上時，使電壓線圈P成正比。發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可見電動式功率表中指針的偏轉(zhuǎn)角與電路的平均功率U、I、b數(shù)字式功率表、功率因數(shù)表：數(shù)字式儀表是根據(jù)模擬表的測試原理（結(jié)構(gòu)方法不 同），分別對電流回路，電壓回路進(jìn)行電壓取樣，然后進(jìn)行數(shù)字化處理，最終得到cos?值。C.功率表連接方法：電路圖4.1-5中功率表上標(biāo)有“ * ”符號稱為同名端，接線時 必須正確連接。同名端連線：電壓線圈和電流線圈上標(biāo)有“ *”號的一端稱為同名端，兩線圈的同名 端連在一起，接到火線上；異名端連線：電流線圈的異名端串聯(lián)在負(fù)載一端，電壓線

6、圈的異名端連接在零線上。d.相位符號讀取：當(dāng)cos?前的符號為正時負(fù)載線路呈感性，電壓超前電流 ？；為負(fù)時 負(fù)載線路呈容性，電流超前電壓？。（5）負(fù)載的組成 負(fù)載由電阻器、電感器、電容器獨立或組合構(gòu)成。a.電阻器分線性電阻器（滑線電阻器）和非線性電阻器（白熾燈泡）?；€電阻器屬 于線性電阻器一類，在電路實驗中一般所采用的是通流容量較大、額定功率較高的一種。白熾燈泡的燈絲是由鎢絲構(gòu)成的，通電以后燈絲中的電子激烈碰撞產(chǎn)生高溫形成了光亮。其中只有一小部分電能轉(zhuǎn)化為光能，其余都轉(zhuǎn)化為熱能。由于鎢絲的溫度系數(shù)很大，當(dāng)外加不同的電壓后燈絲的電阻值就會呈現(xiàn)較大范圍的變化。例如一個15W勺白熾燈泡，在不 通電

7、的常溫時燈絲的電阻值約為300?，而在接通220V電源后的高溫狀態(tài)下燈絲的電阻值 3K?。b電感器是由繞在絕緣骨架上的空心線圈或繞在鐵磁性材料上的鐵心線圈構(gòu)成。它 的阻抗為ZL?RL?j?L。空心線圈在工頻的工作條件下，其阻抗 ZL基本只取決于線圈的結(jié)構(gòu)（含導(dǎo)線匝數(shù)，粗 細(xì)），L、Z可以看作一個定值。鐵心線圈在工頻的工作條件下，其阻抗 ZL不僅取決于線圈的結(jié)構(gòu)，還與所加的電壓有 關(guān)。等效電阻RL不僅包含直流電阻分量，還包含鐵損等效電阻分量，當(dāng)外加電壓不同時鐵 損的大小也會改變。等效電抗XL?沖的電感量L在不同的外加電壓下，由于磁化曲線的非 線性關(guān)系就會給L帶來一定程度的改變。因此，鐵心線圈是一

8、種非線性電感元件。在實驗電路里，為了獲得較大電感量的電感元件，我們一般選用了鐵心線圈。例如一 個1.2H、40W日光燈電路里的鎮(zhèn)流器（鐵心線圈）。C.電容器：其阻抗ZC包含電抗（容抗）分量XC?1/?C和等效電阻分量RC （發(fā)熱量效應(yīng)）； 當(dāng)電容器工作在頻率為50Hz,電壓為2207（低于電容器的額定工作電壓）時，由于等效電阻分量可以忽略不計，所以容抗可認(rèn)為恒定不變。五、實驗注意事項1. 電源電壓較高，須注意人身和設(shè)備安全。不要觸摸帶電的裸露部分。2. 接線和拆線之前，必須斷電、調(diào)壓器調(diào)至零輸出的位置。3. 電壓表并聯(lián)在被測電路兩端，電流表串聯(lián)在負(fù)載回路中，功率表的電壓線圈、電流線 圈與電壓表、電流表接法相似，注意同名端的連接位置。4. 注意儀表的檔位量程。六. 思考題 1.為什么電壓表并聯(lián)在被測電路兩端？電流表串聯(lián)在負(fù)載回路里?2. 模擬電壓表、模擬電流表在正弦交流電路中測量的是什么值 （最大值、有效值、平均值）？ 顯示的是什么值?3. 計算交流電路的電壓與電流之間的關(guān)系要按復(fù)數(shù)形式來完成，用電壓表、電流表測量 電路參數(shù)是否也要考慮復(fù)數(shù)形式？為什么?七. 實驗報告要求 1.完成實驗任務(wù)中的各項測