電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 4.2正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高

正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高課程：電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（電路與電子線路實(shí)驗(yàn)1）呂偉鋒、盧振洲掌握用三表法測(cè)量正弦交流電路器件參數(shù)的方法。理解熒光燈電路的工作原理，學(xué)會(huì)熒光燈線路的連線。理解相量在交流電路中的應(yīng)用。理解和掌握提高感性負(fù)載功率因數(shù)的意義及方法。一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼曳€(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高二.實(shí)驗(yàn)儀器正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高三.實(shí)驗(yàn)原理測(cè)試電路如圖4.2.1所示，用三表法測(cè)量電路等效參數(shù)。圖4.2.1三表法測(cè)量交流器件參數(shù)電路圖4.2.1中功率表用于測(cè)量電路中的有功功率，*U和*I分別代表功率表電壓線圈和電流線圈的公共端。通過測(cè)量阻抗在交流電路中的電壓值、電流值和功率值，根據(jù)其各自的等效電路間接求得各元件的參數(shù)值。正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高圖4.2.2R、L、C串聯(lián)電路三.實(shí)驗(yàn)原理正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中，節(jié)點(diǎn)電流間和回路電壓間滿足相量形式的基爾霍夫定律。如圖4.2.2，在R、L、C串聯(lián)電路中，回路電壓應(yīng)滿足：圖4.2.3R、L、C串聯(lián)電路相量圖正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高三.實(shí)驗(yàn)原理在

G、C、L并聯(lián)電路中，各支路電流滿足：正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高圖4.2.4G、C、L并聯(lián)電路圖4.2.5G、C、L并聯(lián)電路相量圖三.實(shí)驗(yàn)原理熒光燈電路組成如圖4.2.6所示。鎮(zhèn)流器工作時(shí)其等效內(nèi)阻會(huì)產(chǎn)生兩部分的損耗：銅耗PCu和鐵芯損耗PFe，即PL=I2r=PCu+PFe。圖4.2.6熒光燈電路熒光燈總消耗功率：P=PR+PL=S·cosφZ電源提供的視在功率為：S=VI鎮(zhèn)流器無功功率為：Q=S·sinφZ熒光燈電路功率因數(shù)：λ=P/S=

cosφZ正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高三.實(shí)驗(yàn)原理為了提高熒光燈電路（感性負(fù)載）的功率因素，可在負(fù)載兩端并聯(lián)電容，如圖4.2.7所示。圖4.2.7熒光燈電路并聯(lián)電容正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高1.

三表法測(cè)量元件電路參數(shù)（基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)）按圖4.4.1接線，依次將鐵芯線圈（電感）、電容器（3uF、5uF、7uF）接入正弦交流電路中，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可合上電源開關(guān)，測(cè)量P值、V值和I值并記入表4.2.1中。表4.2.1三表法測(cè)量交流器件參數(shù)四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高2.

熒光燈電路功率因數(shù)測(cè)量（基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)）表4.2.2熒光燈電路測(cè)試參數(shù)四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高按圖4.2.6接線，經(jīng)教師檢查后，方可合上電源開關(guān)A，測(cè)量此時(shí)的P、I、V、VR、VL等數(shù)據(jù)，記入表4.2.2中。注意測(cè)量完畢后，必須將電路斷電。3.

熒光燈電路功率因素提高（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）表4.2.3并聯(lián)電容電路測(cè)試參數(shù)四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)電路以提高熒光燈電路的功率因數(shù)（提高到0.9左右），要求進(jìn)行必要的電路設(shè)計(jì)及計(jì)算，給出合理的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案，正確選擇儀器、擬定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格，測(cè)量此時(shí)的P、V、VR、VL、IC、IL等數(shù)據(jù)，并改變電容大小，重新測(cè)量記入表4.2.3中。五.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)本實(shí)驗(yàn)采用市網(wǎng)交流220V、50Hz電源，實(shí)驗(yàn)中要特別注意人身安全。每次接線完畢，應(yīng)檢查確認(rèn)無誤后方可接通電源，必須嚴(yán)格遵守先接線，后通電；先斷電，后拆線的實(shí)驗(yàn)操作原則。為了防止燒壞功率表，每次測(cè)試完畢后或發(fā)現(xiàn)有誤時(shí)，都應(yīng)先將電源斷開。交流電流表的內(nèi)阻很小，千萬不可將電流表錯(cuò)當(dāng)成電壓表使用或并在負(fù)載兩端，以免損壞。正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高六.實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)思考題在交流電路中，基爾霍夫兩大定律的含義是什么？在形式上與直流電路有何差異？如果在50Hz的交流電路中，測(cè)得一只鐵芯線圈的P、I和V，如何算得它的等效內(nèi)阻值及其電感量？若該器件為電容器件，其漏電阻及電容量又如何求得？了解提高熒光燈電路功率因數(shù)的方法，理解RLC并聯(lián)電路的諧振特性，找出電路功率因數(shù)改善前后cosφ值與電路參數(shù)間的關(guān)系。正弦穩(wěn)態(tài)電路相量及功率因數(shù)提高七.實(shí)驗(yàn)總結(jié)題整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，并進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，總結(jié)三表法測(cè)量電路器件參數(shù)的原理及方法。與器件的標(biāo)稱值進(jìn)行比較，進(jìn)行必要的測(cè)量校正及誤差分析。