電路實驗講義

1、實驗7元件參數(shù)測量實驗?zāi)康膶W(xué)會用相位法或功率法測量電感線圈、電阻器、電容器的參數(shù)，學(xué)會根據(jù)測 量數(shù)據(jù)計算出串聯(lián)參數(shù)R、L、C和并聯(lián)參數(shù)G、B、B。閱讀附錄一，正確掌握多功能智能表的使用方法：C實驗原理與說明電感線圈、電阻器、電容器是常用的元件。電感線圈是由導(dǎo)線繞制而成 的，必然存在一定的電阻R，因此，電感線圈的模型可用電感L和電阻R 來表示。電容器則因其介質(zhì)在交變電場作用下有能量損耗或有漏電，可用電 容C和電阻R作為電容器的電路模型。線繞電阻器是用導(dǎo)線繞制而成的，存C在一定的電感L，可用電阻R和電感L作為電阻器的電路模型。圖9-1是它們的串聯(lián)電路模型。R LL RlC RC圖9-1根據(jù)阻抗與導(dǎo)

2、納的等效變化關(guān)系可知，電阻與電抗串聯(lián)的阻抗，可以用 電導(dǎo)G和電納B并聯(lián)的等效電路代替，由此可知電阻器、電感線圈和電容器 的并聯(lián)電路模型如圖9-2所示。電阻器線圈電容器圖9-2電阻器、電感線圈、電容器的并聯(lián)電路模型值得指出的是：對于電阻器和電感線圈可以用萬用表的歐姆檔測得某 值，但這值是直流電阻，而不是交流電阻（且頻率越高兩者差別越大）；而 在電容器模型中，RC也不是用萬用表歐姆檔測出的電阻，它是用來反映交 流電通過電容器時的損耗，需要通過交流測量得出。在工頻交流電路中的電阻器、電感線圈、電容器的參數(shù)，可用下列方法 測量：方法一：相位表法在圖9-3中，可直接從各電表中讀得阻抗Z的端電壓U，電流I

3、及其相位角？。當(dāng)阻抗Z的模Z| = UI求得后，再利用相位角便不難將Z的實部和虛部求出。如：當(dāng)測出電感線圈兩端電壓U、流過電感線圈電流I及其相位 角？，顯然Rl =四戶，L = 籍生。其并聯(lián)參數(shù)G、Bl如何根據(jù)U、I、 ?值計算，由實驗者自行推導(dǎo)。圖9-3上述的方法叫做相位表法。方法二：功率表法在生產(chǎn)部門，功率表較多，相位表較少，將圖9-3中的相位表換為電量 儀，如圖9-4所示，由圖9-4可直接測得阻抗的端電壓，流過的電流及其功 率，根據(jù)公式P=UIcos?即可求得相位角？，其余與上法相同，從而求得Z 的實部與虛部。U* TOC o 1-5 h z 1電I調(diào)壓器量75圖9-4功率表法不能判斷被

4、測阻抗是容性還是感性，本實驗采用如下方法加以 判斷:在被測網(wǎng)絡(luò)輸入端并接一只適當(dāng)容量的小電容，如電流表的讀數(shù)增大， 則被測網(wǎng)絡(luò)為容性，（即虛部為負(fù)），若電流表讀數(shù)減小，則為感性（即虛部 為正）。三.實驗設(shè)備名稱數(shù)量型號1.直流穩(wěn)壓電源1臺MC10322.多功能智能表（相位表/電量儀）1臺MC1050 （或 MC1098）3.電阻1只15。*14.電感線圈1只10mH*15. 電容器1只235. F （220. F） *16.短接橋和連接導(dǎo)線若干P8-1 和 501487.實驗用9孔插件方板四.實驗步驟1.按圖9-4接線。1塊297mmX 300mm2.圖中阻抗Z分別?。篟=15。、電感線圈L=

5、10mH和電容器C=235p F（220p F）。 調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電流表的讀數(shù)為0.5A，測量電壓及相位角值，記錄于表9-1中。表9-1電流I電壓U(V)功率因數(shù) cos (PF)無功功率Q (VAR)視在功率S (VA)有功功率P (W/KW)相位角甲(Kwh)電感線圈0.5A電阻器電容器3.計算。根據(jù)步驟2計算出表9-2。阻抗定義：Z = *即：R + jX = */ Z0oIX , .U X -了 cos 9 + j-y sin 9 故：R = I cos 4, X = I sinX = Xl - Xc如電感：X = X = I sin 4*wL = 一 sin 9I了 U sin 9 U

6、 sin 9 =I wI x 2表9-21Z |RX或X,L或C電感線圈電阻器電容器五、結(jié)論注意事項每次測量一種阻抗之前先將交流調(diào)壓器調(diào)至0刻度，觀察多功能智能表的交 流電流讀數(shù)，緩慢調(diào)至0.5A。班級、姓名(學(xué)號)、實驗8日光燈cos cp的提高-.實驗?zāi)康倪M(jìn)一步理解交流電路中電壓、電流的相量關(guān)系學(xué)習(xí)感性負(fù)載電路提高功率因數(shù)的方法進(jìn)一步熟悉日光燈的工作原理二.預(yù)習(xí)要求熟悉R、L串聯(lián)電路中電壓與電流的關(guān)系在R、L串聯(lián)與C并聯(lián)的電路中，你準(zhǔn)備如何求cosp值預(yù)習(xí)日光燈的工作原理，啟動過程三.A o220V原理說明本實驗中RL串聯(lián)電路用日光燈代替，三.A o220V原理說明本實驗中RL串聯(lián)電路用日

7、光燈代替，開關(guān) 一K FU日光燈原理電路如圖12-1所示。日光燈啟動器圖 12-1燈管工作時，可以認(rèn)為是一電阻負(fù)載。鎮(zhèn)流器是一個鐵心線圈，可以認(rèn)為是 一個電感量較大的感性負(fù)載，兩者串聯(lián)構(gòu)成一個RL串聯(lián)電阻，日光燈起輝過程 如下：當(dāng)接通電源后，啟動器內(nèi)雙金屬片動片與定片間的氣隙被擊穿，連續(xù)發(fā)生 火花，雙金屬片受熱伸長，使動片與定片接觸。燈管燈絲接通，燈絲預(yù)熱而發(fā)射 電子，此時，啟動器兩端電壓下降，雙金屬片冷卻，因而動片與定片分開。鎮(zhèn)流 器線圈因燈絲電路斷電而感應(yīng)出很高的感應(yīng)電動勢，與電源電壓串聯(lián)加到燈管兩 端，使管內(nèi)氣體電離產(chǎn)生孤光放電而發(fā)光，此時啟動器停止工作，（因啟動器兩 端所加電壓值等于燈

8、管點燃后的管壓降，對40W管電壓，只有100V左右，這個 電壓不再使雙金屬片打火）。鎮(zhèn)流器在正常工作時起限流作用。日光燈工作時整個電路可用圖12-2等效串聯(lián)電路來表示。四.實驗設(shè)備名稱數(shù)量型號1.日光燈電路板1套MC1056、 MC10572.補(bǔ)償電容板1塊MC10603.交流電壓、電流板1塊MC10284.多功能智能儀表1塊MC1050 （或 MC1098）5.單相熔斷器板1塊MC1003五.任務(wù)與步驟1.按圖12-1接好線路，接通電源，觀察日光燈的啟動過程。先不并聯(lián)電容測 量端電壓U,總電流I,功率因數(shù)cosv，無功功率Q,視在功率S,有功功率P 和相位角甲的值，記錄于表12-1。2.日光

9、燈電路兩端并聯(lián)電容，接線如圖12-3。逐漸加大電容量，每改變一次 電容量，都要測量端電壓U,總電流I，功率因數(shù)cosv ,無功功率Q，視在功 率S，有功功率P和相位角甲的值，記錄于表12-1。表 12-1測量項目電壓U(V)電流I (mA)功率因數(shù)cos (PF)無功功率 Q(VAR)視在功率S(VA)有功功 率 P(W)相位角 ip (Kwh)不并電容C并 電 容2p F3p F卻F5p F6p F漸加大電容容量過程中，注意觀察并聯(lián)諧振現(xiàn)象，并找到最接近諧振的點。六、結(jié)論預(yù)習(xí)并聯(lián)電容提高cos中時，電容的選擇應(yīng)考慮哪些原則?并聯(lián)電容后，多功能智能表有何變化？為什么？附錄一MC1050/MC1

10、098多功能智能儀表板的使用與操作一、儀表（附圖1-1）通電使用前，必須檢查端子的接線是否正確，確認(rèn)無誤之后才能通電。、儀表共有4個按鍵，兩種操作狀態(tài)，SET為轉(zhuǎn)換參數(shù)類別和確定鍵，/為加/減鍵， 為移位或修改鍵。、儀表操作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖上電復(fù)位儀表自控顯示“匚口匚，”標(biāo)志顯示“匚口匚，”標(biāo)志顯示電壓/電流滿度值測量狀態(tài)| SET5 秒 進(jìn)入報警設(shè)定狀態(tài)| SET5 秒 進(jìn)入報警設(shè)定狀態(tài)頻率顯示HZ1 SET功率因數(shù)顯示PF(cosq )1 SET無功功率顯示Q+ SET視在功率顯示Si SET有功功率顯示1Pt SET相位角顯示甲SET+清除電度值VAVA視在功率W/KW- 一有功功率Kwh相位角（甲）AL1-報警設(shè)定狀態(tài)參數(shù)（本電路實驗不用）AL2 -報警設(shè)定狀態(tài)參數(shù)（本電路實驗不用）測量狀態(tài)下，處于任何參數(shù)顯示狀態(tài)，按SET5秒都可以進(jìn)入報警參數(shù)設(shè)定，電壓/電 流顯示窗口固定不變。巡顯窗口則顯示SET選擇的參數(shù)值，同時相應(yīng)參數(shù)指示燈亮。如附 圖1所示。各參數(shù)含意：Hz頻率值PF功率因數(shù)值VAR-無功功率V伏特KV-千伏特mA毫安A安培COM-通訊（本電路實驗不用）附圖1-1