实验三 单相交流电路
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方法及各元件的作用
3．理解提高电路功率因数的意义，并掌握提高功率因数的方法。 4．掌握测量交流电路参数（等效电阻R和电感L）的方法。
二．原理说明
１．在单相正弦交流电路中，用交流电流表则得各支路的电流值，用交流电压表测得回路各元件两端
?I?0
?
?U?0
?２．如图3-1所示的ＲL串联电路，在正弦稳态电压U的激励下，UR与IRL同相，UL与IRL相位相差900，UR与UL的相量和等于U，所以UR、UL、U三者形成一个直角三角形，称为电压三角形。U与I的夹角为φ，COSφ为电路的功率因数。对于感性负载，为了提高功率因数，给它并联一个电容即可，图3-1中接通开关S就可提高电路的功率因数。图3-2所示是以电流IRL为参考相量时电压相量图。图3-3所示是以总电压为参考相量时电流相量图。
?I
+ ??IRL + S R L - + ?-
IC ??U?U-
IC C ?UR UL
U?UL ?? ?1 I ??UR
?IRL
?IRL
?图3-1 RL串联电路 图3-2 电压相量图 图3-3 电流相量图
３．日光灯线路如图3-4所示，图中R是日光灯管，Ｌ是镇流器，S2是启辉器，Ｃ是补偿电容器，用以提高电路的功率因数（cosφ值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。在实验电路中测出有功功率P、总电压U、总电流I，则有功率因数为：cos???P UI*U + *I I IRL + ??L UL - W U- ?IC C1 C2 ?+ ?S2
S1 C3 UR R -
图3-4 日光灯电路
三．实验设备
1．交流电压、电流、功率及功率因素表各1。
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2．EEL—173．32
1 接通实验台上总电源，按下“闭合”按钮，调节三相自耦调压器，使三相电源的相电压为220V（用交流电压表测量），经指导教师确认后，按下“断开”按钮，暂时断开三相电源。
2 按图3—4连接线路，经指导教师检查后，按下“闭合”按钮开关，使日光灯接通220V交流电源，改变开关S1的位置，在补偿电容分别为0μF、1μF、2μF、4μF时测量有功功率P，总电流Ｉ、镇流器及灯管电流IRL、电容器电流IC、总电压U、镇流器电压UL、灯管电压UR及功率因数COSφ，填入表3-1中，验证电压、电流相量关系。并计算功率因数COSφ。 表3-1 测 量 数 值 电 容 0μF 1μF 2μF 4μF
P(W) I（A） IRL（A） IC（A） U (V) UL(V) UR(V) cos? 计算值 cos? 五．实验注意事项
1 功率表要正确接入电路，电流线圈一定要串联在电路中，电压线圈一定要并联在电路中，否则可能烧坏功率表。
2 电路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。 3 电路连接完成后一定要经过指导教师检查后，方可接通电源。
六．预习思考题
１．参阅课外资料，了解日光灯的工作原理。
２．在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一导线将启辉器的两端短接一下，然后迅
３．为了提高电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的
４．提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？
七．实验报告
1．根据实验数据，绘出电压U、UR、UL的相量图。以总电压U为参考相量，画出电容为4μF时，U、I、IRL、IC的相量图。
2．利用无补偿电容时的测量值，即有功功率P、电压（U、UL、UR）、电流I的数据，计算电路中的总等效电阻R、日光灯管的等效电阻R1、镇流器的等效电阻R2、镇流器的等效电感L。
3．讨论提高
4．装接日光灯线路的心得体会及其他。
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实验四 三相交流电路
１．掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法下线电压与相电压、线电流与相
2．理解三相四线制供电系统中中线的作用。
二．原理说明
1．三相负载可接成星形（又称“Ｙ”形）或三角形（又称“Δ”形）。当三相对称负载作Ｙ形联接时，线电压UL是相电压UP的3倍，线电流IL等于相电流IP
UL?流过中线的电流IO当对称三相负载作三角
IL?保证三相不对称负载的每相电压
3UP, IL?IP
3IP, UL?UP
2．不对称三相负载作Ｙ联接时，必须采用三相四线制接法，即ＹＯ接法。而且中线必须牢固联接，以倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作，尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用ＹＯ接
3．对于不对称负载作Δ接时，IL?3IP，但只要电源的线电压ＵＬ对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
三．实验设备
1．交流电压、电流表； 2．万用表
3．EEL—17组件的三相电路、220V/40W白炽灯10
四．实验内容及步骤
一．调节三相电源电压
接通实验台三相电源，调节三相调压器， 使三相电源的线电压为220V（用交流数字电压表测量）。确认电源线电压是220V后，断开三相电源。
二
照图4—1线路连接实验电路，按以下的步骤完成各项实验。
IU U V W N
IV IW IN SV SW SN v w SU u x y N’ z
图4-1 负载星形连接电路
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（1）对称负载星形联结
每相接1只灯泡，分别测量有中线和无中线时，线电压、相电压、线（相）电流、中线电流、中性点电压，将测量数据及灯泡亮度填入表中。 项目 对称有中线 对称无中线
（2）不对称负载星形联结
U相、W相接1只灯泡，V相接入2只灯泡，分别测量有中线和无中线时，线电压、相电压、线（相）电流、中线电流、中性点电压，将测量数据及灯泡亮度填入表中。 项目 有中线 无中线
（3）一相断路，不对称负载星形联结
U相接1只灯泡、V相接入2只灯泡，W相断开（断开SW），分别测量有中线和无中线时，线电压、相电压、线（相）电流、中线电流、中性点电压，将测量数据及灯泡亮度填入表中。 项目 有中线 无中线
（4）无中线、不对称负载、一相短路的星形联结
线电压 UUV 相电压 线(相)电流 IU IV IW 中线电流 中点电压 IN UNN’ 灯泡亮度 U V W 线电压 UUV 相电压 线(相)电流 IU IV IW 中线电流 中点电压 IN UNN’ 灯泡亮度 U V W 线电压 UUV 相电压 线(相)电流 IU IV IW 中线电流 中点电压 IN UNN’ 灯泡亮度 U V W UVW UWU UuN’ UvN’ UwN’ 实验结论：
UVW UWU UuN’ UvN’ UwN’ 实验结论：
UVW UWU UuN’ UvN’ UwN’ 实验结论：
断开中线（断开SN），U相接1只灯泡、V相接入2只灯泡，W相负载短路（将w、N’两点短路），
分别测量，线电压、相电压、线电流、中线电流、中性点电压，将测量数据及灯泡亮度填入表中。 项目 无中线 三
照图4—2改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源（线电压为220V），将负载分别接成对称和不对称形式，测量各线（相）电压、线电流、相电流，将测量数据及灯泡亮度填入表中
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线电压 UUV 相电压 线(相)电流 IU IV IW 中线电流 中点电压 IN UNN’ 灯泡亮度 U V W UVW UWU UuN’ UvN’ UwN’ 实验结论：
IU U
IV V
IW W
SU u Iuv x Ivw y Iwu z SV v SW w
图4-2 负载三角形连接电路
项目 对称 不对称 灯泡数 线（相）电压 UVW UWU IU 线电流 IV IW Iuv 相电流 Ivw Iwu 灯泡亮度 uv vw wu uv相 vw相 wu相 UUV 1 1 1 2 1 1 结论：
五．实验注意事项
1．每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先
2．星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。
六．预习思考题
1
或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？
2．复习三相交流电路有关内容，试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路
七．实验报告
1．用实验测得的数据验证对称三相电路中相值与线值之间23
4．心得体会及其他
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