2 ?r
2 在r、l、c串联电路中，各元件电压之间存在相位差，电源电压应等于各元件电压的相
量和，而不能用它们的有效值直接相加。 电路功率用功率表测量，功率表（又称为瓦特表）是一种电动式仪表，其中电流线圈与负载串联，（具有两个电流线圈，可串联或并联，以便得到两个电流量程），而电压线圈与电
源并联，电流线圈和电压线
方法与电动式功率表相同，电压、电流量程分别选500v和3a。 2、提高感性负载功率因数的研究 供电系统由电源（发电机或变压器）通过输电线路向负载供电。负载通常有电阻负载，如白炽灯、电阻加热器等，也有电感性负载，如电动机、变压器、线圈等，一般情况下，这
两种负载会同时存在。由于电感性负载有较大的感抗，因而功率因数较低。 圈的同名端（标有*号端）必须连在一起，如图3-1所示。本实验使用数字式功率表，连
接 若电源向负载传送的功率p?uicos?，当功率p和供电电压u一定时，功率因数cos?越低，线路电流i就越大，从而增加了线路电压降和线路功率损耗,若线路总电阻为rl，则线路电压降和线路功率损耗分别为?ul?irl和?pl?i2rl；另外，负载的功率因数越低，表明无功功率就越大，电源就必须用较大的容量和负载电感进行能量交换，电源向负载提供有功功率的能力就必然下降，从而降低了电源容量的利用率。因而，从提高供电系统的经济效益和供电
质量，必须采取措施提高电感性负载的功率因数。 ??cos?? pui 计算。 本实验的电感性负载用铁心线圈，（日光灯镇流器）电源用220v交流电经自耦调压器调压供电。
三．实验设备 1．交流电压表、电流表、功率表（在控制屏） 2．自耦调压器（输出可调的交流电压） 3．neel—17（或eel—52、eel—55或meel—001、meel—02）—30w镇流器，630v/4.3
μf电容器，电流插头，40w/220v白炽灯，30w日光灯 四．实验内容
1．测量日光灯电路 日光灯电路如图3-2所示，功率表的连接方法见图3-1，交流电源经自耦调压器调压后向负载日光灯供电。将电压u调到220v，测量日光灯管两端电压ur、镇流器电压url和总电
压u以及电流和功率，并记入自拟的数据表格中。 2．提高感性负载功率因数实验 按图3-2组成实验电路经指导老师检查后，按下按钮开关，调节自耦变压器的输出电压为220v，记录功率表、功率因数表、电压表和电流表的读数，接入电容，从小到大增加电容值，记录不同电容值时的功率表、功率因数表、电压表和电流
表的读数，并记入表3-1中。实210v，以便对实验数据进行比较。 验中用电流取样插头测量三个支路的电流。在实验过程中，一直要保持负载电压u2等于 注意：日光灯启动时电流较大（约0.6a），工作时电流约为0.37a，注意仪表量程选择。 五．实验注意事项 1．通常，功率表不单独使用，要有电压表和电流表监测，使电压表和电流表的读数不超
过功率表电压和电流的量程；?
2．注意功率表的正确接线，上电前必须经指导教师检查；? 3．自耦调压器在接通电源前，应将其手柄置在零位上，调节时，使其输出电压从零开始逐渐升高。每次改接实验负载或实验完毕，都必须先将其旋柄慢慢调回零位，再断电源。必
须严格遵守这一安全操作规程。 ?
六．预习与思考题
1．自拟实验所需的表格；
2．参阅课外资料，了解日光灯的电路连接和工作原理； 3．当日光灯上缺少启辉器时，人们常用一根导线将启辉器插座的两端短接一下，然后迅
速断开，使日光灯点亮；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？?
4．了解功率表的连接方法； 5．了解自耦调压器的操作方法。 6．电感性的负载为什么功率因数较低？负载较低的功率因数对供电系统有何影响？为什么？
7．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， 试问电路的总电流是增大还是减小？此时感性负载上的电流和功率是否改变？?
8．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？ 七．实验报告要求 1．根据实验1的数据，计算镇流器的参数（电阻r和电感l）；?
2．根据实验2的数据，画出各个电压和电流的相量图，说明各个电压之间的关系。 3．根据实验2数据，计算出日光灯和并联不同电容器时的功率因数，并说明并联电容器对功率因
数的影响。绘制出功率因数与所并电容的曲线，所并电容是否越大越好? 4．根据表3-1中的电流数据，说明 i＝ic＋irl吗？为什么？ 7．画出所有电流和电源电压的相量图，说明改变并联电容的大小时，相量图有何变化？ 8．根据实验2数据，从减小线路电压降、线路功率损耗和充分利用电源容量两个方面说明提
高功率因数的经济意义。
9．回答思考题6、7、8。篇五：日光灯实验 实验报告 课程名称：电网络分析实验 指导老师：姚缨缨 成绩：__________________ 实验名称：耦合电感等效参数的电工测量法与传递误差 实验类型：研究探索型同组学生姓名：________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、
实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求?
1.学习电感线圈的直流电阻和自感的测量方法 2.学习交流电路中耦合电感线圈的互感系数的测量方法 3.了解间接测量中测量误差的传递方式
4.对各种测量方案进行比较，学会选择电路参数测定的最佳方案 二、实验内容和原理 ? 三、主要仪器设备
1.数字万用表 2.电工综合实验台 3.dg10互感线圈实验组件 4.dg11单向变压器实验组件 四、操作方法和实验步骤?
方案1：二次侧开路伏安法,11’接交流电源,22’开路,测量i1,u1,u2,然后交换位置
方案2、 3：正向串联/反向串联伏安法测量 方案4： 2三表法测量线路： 实验名称：耦合电感等效参数的电工测量法与传递误差 姓名：刘震 注意 学号：3130104721 1.线圈用漆包铜线绕制而成， 通过不同电流时所引起的发热程度不同，这将影响线圈的直流电阻值。 各实验任务的实验先后顺序，会影响线圈的通电时间，并最终对实验结果产生影响。
方案上要预先考虑直流电阻在实验过程中的变化对最终结果的影响，并考虑如何减小这种影响。
五、实验数据记录和处理? 1.直流法测r1、r2
u1=2.83v i1=155.3ma；r1=u1/i1=18.2ω u2=3.98v i2=151.5ma；r2=u2/r2=26.3ω l1=1/w*√(u1/i1(1))^2-r1^2)=1/314*√(5.13/0.163)^2-18.2^2)=0.08177h l2=1/w*√(u1/i1(2))^2-r2^2)=1/314*√(5.13/0.189)^2-26.3^2)=0.02137h m12=u2k/wi1=0.825/(314*0.163)=0.01612h m21=u1k/wi2=0.958/(314*0.189)=0.01614h
m1=(m12+m21)/2=16.13mh 正向串联测互感： m2=1/314*(√((15.42/0.251)^2-(18.2+26.3)^2))-(0.08177+0.02137)=0.03175h=31.75mh 正反向串联法测互感： m4=1/628*[√((15.42/0.251)^2-(18.2+26.3)^2)- √
((15.19/0.297)^2-(18.2+26.3)^2)=0.02730h=27.30mh 4.三表法测量l1、l2 测量l1：r0=p/i^2=16.17ω z=u/i=30.83ω x0=√(z^2-r^2)=26.24ω l=(1/w)*x0=83.60mh 测量l2：r0=p/i^2=25.78ω z=u/i=27.93ω x0=√(z^2-r^2)=26.24ω l=(1/w)*x0=34.28mh
六、实验结果与分析?
1.查表知直流电压表与直流电流表的测量精度均为0.5级 则du1=0.5%*2.83v=0.01415v di1=0.5%*0.1553a=0.0007765a du2=0.5%*3.98v=0.0199v di2=0.5%*0.1515a=0.0007575a 2. 查表知交流电压表与交流电流表的测量精度均为0.5级 则du=0.5%*5.13v=0.02565v di1(1)= 0.5%*0.163a=0.000815a di1(2)= 0.5%*0.189a=0.000945a du2(1)=
0.5%*0.825v=0.004125v du2(2)= 0.5%*0.958v=0.00479v 3.对开路电压法的误差分析
由 得dr1= 0.2ω dr2=0.3ω 由 得dl1=2.26mh dl2=7.21mh 由 得dm12=0.16mh dm21= 0.16mh 误差分析： 由实验结果可以看出本实验存在一定误差，开路电压法测量l2时误差较大。测量r1,r2,l1,m时，误差较小。三表法测量得到的自感与开路电压法较为接近，而正向串联法和
正反向串联法测得的互感与开路电压法测得的互感差距较大。 由计算公式及误差传递公式可以看出， 正反串联法测互感由于减去了中间变量 l1、 l2， 使系统误差大大减小。如果测量时能够保持电压（电流）的大小不变，并使用同一电压（电
流）表在同一量程下测量，则可保证电压（电流）的基本误差性质相同，这时上式中某些小
括号内的后两项与第一项之间就可以相互抵偿，从而使总误差减小。 实验的主要误差分析如下所述： 1. 电流表、 电压表存在有仪表误差，交流电源的不稳定造成的误差； 2. 线圈用漆包铜线绕制而成，通过不同电流时所引起的发热程度不同，这将影响线圈的直流电阻值 3. 各实验任务的实验先后顺序，会影响线圈的通电时间，进而导致线圈发热程
度不同，等效电阻r的不同，并最终对实验结果产生影响； 最终结果（取开路电压法的值）： r1=(18.2±0.2)ω r2=(26.3±0.3)ω l1=(81.77±
2.26)mh l2=(21.37±7.21)mh m1=(16.13±0.16)mh 七、讨论与心得
1.讨论 互感实验用的电感能不能作为下一次日光灯实验备用方案的负载？ 我的想法：将电感正向串接，用16v变压器输入，需要同时串接电阻。经多次仿真结果显示能将最佳补偿点控
制在7μf左右，同时功率表读数在1.2w左右，电阻的功率也没有超过1w。 另外，使用此方案，初始的功率因数高达0.9，虽然能看出补偿效果，但是效果实在不
明显。如果要减小电阻，增大补偿效果，最佳补偿点需大于8μf。 与同学们讨论的结果是，使用小电感小电阻串联，并使用变压器提供电源的方式具备可行性，但存在不足，有同学计算出如果要将初始功率因数控制在0.8以下，而且最佳补偿点在8μf的话，需要460mh的电感。