實驗三、單相交流電路(新區(qū)201)

單相交流電路電氣與自動化工程學(xué)院電工電子實驗中心2/4/20231、通過對R-L串聯(lián)電路及其與C并聯(lián)的單相交流電路的實際測定，查找出它們的電壓、電流及功率之間的關(guān)系。2、學(xué)習(xí)電路元件參數(shù)的測量方法（間接法測定R、r、L、C等）。3、掌握感性負(fù)載并聯(lián)電容提高功率因數(shù)的方法，并進(jìn)一步理解其實質(zhì)。

學(xué)習(xí)并掌握功率表的使用。一、實驗?zāi)康?/p>

1、R-L串聯(lián)電路參數(shù)測量二、實驗原理上圖表示了一個R-L串聯(lián)電路，其電感為空心線性電感。由于空心線性電感的內(nèi)阻不可忽略，這里用內(nèi)阻r與理想電感XL串聯(lián)來代替空心電感，設(shè)其總阻抗為ZS。二、實驗原理根據(jù)余弦定理，得：從而求出1，而U（R+r）=UCos1

式中U（R+r）=UR+Ur又因為UL=USin1，這樣可求得：R=UR/I1；r=Ur/I1；XL=UL/I1

；L=XL/ω=XL/2πf1二、實驗原理2、研究感性負(fù)載電路提高功率因數(shù)的方法感性負(fù)載電路的功率因數(shù)一般比較低，為了提高電路的功率因數(shù)，常在感性負(fù)載電路的兩端并聯(lián)電容器，以提高電路的功率因數(shù)。并入電容后的電壓、電流相量圖如下圖所示。電容支路的電流IC在相位上超前電源電壓90o（以U為參考）。二、實驗原理2、研究感性負(fù)載電路提高功率因數(shù)的方法根據(jù)余弦定理得：I12=IC2+I2-2IICCOS（90o+）：式中COS（90o+）=-Sin

。這樣，只要測量出I、I1、IC，即可根據(jù)上式求得角及COS1

，因為角<1

，所以COS>COS1，功率因數(shù)得以提高。由此可以充分說明感性負(fù)載電路并聯(lián)電容后，能夠提高電路的功率因數(shù)，并入的電容容量由下式?jīng)Q定：C=（tg1-tg）P/ωU2

；式中1

，為并聯(lián)電容補償前和補償后的功率因數(shù)角。二、實驗原理3、功率表的結(jié)構(gòu)、接線與使用。功率表（又稱瓦特表）是一種動圈式儀表，其電流線圈與負(fù)載串聯(lián)（兩個電流線圈可串聯(lián)或并聯(lián)，因而可得兩個電流量限），其電壓線圈與負(fù)載并聯(lián)，電壓線圈可以與電源并聯(lián)使用，也可與負(fù)載并聯(lián)使用，此即為并聯(lián)電壓線圈的前接法與后接法之分，后接法測量會使讀數(shù)產(chǎn)生較大的誤差，因并聯(lián)電壓線圈所消耗的功率也計入了功率表的讀數(shù)之中。功率表電壓線圈前接法的外部連接線路功率表的接法電流線圈,與負(fù)載串聯(lián)電壓線圈，與負(fù)載并聯(lián)本實驗負(fù)載電路（1）電流線圈*端與電壓線圈*端連接在一起，接到電源U端；功率表的接法電流線圈,與負(fù)載串聯(lián)電壓線圈，與負(fù)載并聯(lián)本實驗負(fù)載電路（2）電流線圈另一端串聯(lián)負(fù)載，回到電源N端；（3）電壓線圈另一端連接到電源N端，這樣電壓線圈與負(fù)載并聯(lián)。注意事項

1、本實驗用交流市電100V，務(wù)必注意用電和人身安全，不可觸及導(dǎo)電部件。2、實驗接線時嚴(yán)格遵守先斷電、再接線、后通電；先斷電、后拆線的實驗操作原則。每次實驗接線完畢，同組同學(xué)自查一遍，再由老師檢查后，方可接通電源。3、功率表要正確接入電路，使用時注意實驗電流、電壓不超過功率表電壓和電流的量限。4、通電時電壓表、電流表不可接在電路中，易損壞電表。5、實驗結(jié)束時，請大家先斷電再拆線,整理好實驗桌，帶上自己的物品再離開！三、實驗線路(1)圖中◎為電流插座，用來串入電流表測量電流I，I1，IC。(2)取R=100（實驗臺上滑線變阻器取1/3處），電感3000匝。(3)調(diào)整自耦調(diào)壓器，使二次側(cè)輸出電壓為100V?？傠娏鱅容性支路電流IC感性支路電流I1四、實驗設(shè)備滑線變阻器，取100Ω電感線圈，取3000匝單相電源，電壓調(diào)至100V交流電表電流表插座并聯(lián)電容組，帶開關(guān)四、實驗設(shè)備（1）按下“功能”（出現(xiàn)P或U或I）；（2）按下“確認(rèn)”（儀器可以測量）；數(shù)字式電表的使用：（3）如果沒有處于需要的功能狀態(tài)，按下“復(fù)位”，重新開始。電流表測量線有插頭電源總開關(guān)（調(diào)壓器一次側(cè)有電,實驗臺通電）→按下”運行”按鈕（調(diào)壓器二次側(cè)有電）→按下”停止”按鈕（調(diào)壓器二次側(cè)斷電）→關(guān)閉電源總開關(guān)（實驗臺斷電）四、實驗設(shè)備電源開關(guān)：五、實驗線路的連接單相調(diào)壓器輸出端注意標(biāo)示電感選3000匝根據(jù)銘牌，左右調(diào)節(jié)，使滑線變阻器阻值約100歐姆注意銘牌阻值電容容值切換開關(guān)，請注意開關(guān)左下側(cè)容值標(biāo)示電壓表棒電流插頭電流插孔1224410單相調(diào)壓器調(diào)節(jié)旋鈕用電壓表測量，并調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器使輸出電壓為100V六、實驗內(nèi)容及步驟1、R-L串聯(lián)電路實驗 斷開所有電容開關(guān)S1，即為R-L電路。用功率表、電壓表、電流表量測并讀取U，UR，US，I，I1，及P等數(shù)據(jù)，記入下表。（注意：此時，電容未并入電路，I=I1）實驗內(nèi)容及步驟

2、R-L串聯(lián)電路并電容C實驗 逐步選擇并入的電容C的數(shù)值，并再次測量U，UR，US，I，I1，IC及P等數(shù)據(jù)，將不同的電容C值（分別為4、6、8、10μF）時對應(yīng)的上述數(shù)據(jù)值記入表1-5-1中。實驗報告1、根據(jù)實驗所得數(shù)