電工基礎(chǔ)-項(xiàng)目二

項(xiàng)目二正弦交流電路的分析與測(cè)試目錄項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)項(xiàng)目實(shí)施Part

1Part

2Part

3項(xiàng)目分析基礎(chǔ)訓(xùn)練Part

4Part

1Part

2Part

3Part

4項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目分析基礎(chǔ)訓(xùn)練正弦交流電是常用的交流電，廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。本項(xiàng)目包含通過典型電信號(hào)的觀察與測(cè)量、RLC元件阻抗特性的測(cè)定和日光燈電路功率因數(shù)的提高3個(gè)工作任務(wù)。Part

1Part

2Part

3Part

4項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目分析基礎(chǔ)訓(xùn)練交流電定義大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律做周期性變化的電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)統(tǒng)稱為交流電，在一個(gè)周期內(nèi)交流電的平均值為零。直流電與交流電的區(qū)別在于：直流電的方向、大小不隨時(shí)間變化。交流電定義圖中哪些是交流電？哪些是直流電？（a）恒流電流（b）脈動(dòng)電流（c）正弦電流（d）方波電流交流電定義在交流電路中，有電流通過的導(dǎo)線是相線（俗稱火線），用L表示；無電流通過的導(dǎo)線是零線，用N表示。所以當(dāng)測(cè)電筆觸及導(dǎo)線金屬芯時(shí)，如果氖管發(fā)亮，說明該導(dǎo)線是相線；如果氖管不亮，說明該導(dǎo)線是零線，如圖所示。圖中的兩孔電源插座符合“左零右火”的要求。正弦交流電三要素大小和方向隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交流電稱為正弦交流電，正弦電壓和正弦電流等物理量統(tǒng)稱為正弦量。圖中所示的電流波形為正弦波。

式（2-1）為正弦交流電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。角頻率、振幅、初相位確定以后，正弦交流電流就被唯一確定下來了。因此，角頻率（頻率或周期）、振幅（有效值）、初相稱為正弦交流電的三要素。角頻率正弦交流電可用周期、頻率、角頻率來表示變化的速率（快慢）。正弦交流電流（或電壓）完成一次循環(huán)變化所用的時(shí)間稱為周期，用字母T表示，單位為秒（s）。顯然，正弦交流電流（或電壓）相鄰的兩個(gè)最大值（或相鄰的兩個(gè)最小值）之間的時(shí)間間隔即為周期。正弦交流電流（或電壓）在單位時(shí)間內(nèi)作周期性循環(huán)變化的次數(shù)稱為頻率，用字母f表示，單位為赫茲（Hz）。根據(jù)定義，周期與頻率互為倒數(shù)。

角頻率

幅值

我國工業(yè)和民用交流電源電壓的有效值為220V，頻率為50Hz，因而通常將這一交流電壓簡(jiǎn)稱為工頻電壓。美國工業(yè)和民用交流電源電壓的有效值也為220V，頻率為60Hz。幅值如果正弦交流電流i通過電阻R在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量，與相同時(shí)間內(nèi)直流電流I通過電阻R產(chǎn)生的熱量相等，那么就把這一直流電流I的數(shù)值稱為交流電流i的有效值。

正弦交流電流的有效值為：

正弦交流電壓的有效值為：

正弦交流電動(dòng)勢(shì)的有效值為：初相(????+??)稱為正弦電流的相位角，簡(jiǎn)稱相位，它能反映出正弦量變化的進(jìn)程。t=0時(shí)的相位角稱為初相位角，簡(jiǎn)稱初相位或初相。規(guī)定初相的絕對(duì)值不能超過π。初相已知某正弦交流電壓為u=311sin314tV，試求該電壓的最大值、頻率、角頻率和周期各為多少？解：由題可知，電壓的最大值為角頻率為

頻率為周期為相位差兩個(gè)相同頻率的正弦信號(hào)出現(xiàn)正值的時(shí)間有先有后，“步調(diào)”不完全一致，我們就認(rèn)為它們之間有相位差。相位差指兩個(gè)同頻率正弦信號(hào)的相位之差。

相位差

正弦量可以用振幅相量表示，即用正弦量的振幅值作為相量長度，用初相角作為相量的幅角。振幅相量

有效值相量有效值相量表示法是用正弦量的有效值作為相量的長度，仍用初相角作為相量的幅角。

單一參數(shù)正弦交流電路概述純電阻電路純電感電路純電容電路單一參數(shù)正弦交流電路純電阻電路純電阻電路是最簡(jiǎn)單的交流電路，在日常生活和工作中接觸到的白熾燈、電爐、電烙鐵等，都屬于電阻性負(fù)載，它們與交流電源連接組成純電阻電路。在純電阻電路中，電壓與電流的關(guān)系可以用瞬時(shí)值、波形圖和相量表示。單一參數(shù)正弦交流電路純電阻電路（1）瞬時(shí)值表示

單一參數(shù)正弦交流電路純電阻電路（2）波形圖表示在純電阻電路中，電阻元件的電壓與電流的波形圖如圖所示。單一參數(shù)正弦交流電路純電阻電路（3）相量表示在純電阻電路中，用相量表示電壓與電流的關(guān)系為：

電阻元件的電壓與電流的相量圖如圖所示。單一參數(shù)正弦交流電路純電阻電路

單一參數(shù)正弦交流電路純電感電路變壓器和電機(jī)的線圈、日光燈的整流器等都是電感線圈，當(dāng)它們的電阻值非常小，可以忽略不計(jì)時(shí)，可以認(rèn)為它們是純電感線圈。純電感線圈與交流電源連接組成純電感電路，單一參數(shù)正弦交流電路純電感電路（1）瞬時(shí)值表示

單一參數(shù)正弦交流電路純電感電路（2）波形圖表示電感對(duì)交流電流起阻礙作用的能力稱為感抗，用XL表示，單位為Ω，其表達(dá)式為：

單一參數(shù)正弦交流電路純電感電路（3）相量表示用相量表示電壓與電流的關(guān)系為：

單一參數(shù)正弦交流電路純電容電路純電容元件是理想化的電容器，即忽略電容器的漏電現(xiàn)象，也不考慮介質(zhì)的損耗。純電容元件與交流電源連接組成純電容電路，在純電容電路中，電壓與電流的關(guān)系可以用瞬時(shí)值、波形圖和相量表示。單一參數(shù)正弦交流電路純電容電路（1）瞬時(shí)值表示

比較電壓和電流的關(guān)系式可見：電容兩端的電壓u和電流i也是同頻率的正弦量，電流的相位超前電壓90°。單一參數(shù)正弦交流電路純電容電路（2）波形圖表示電壓與電流在數(shù)值上滿足關(guān)系式：

單一參數(shù)正弦交流電路純電容電路（2）波形圖表示電容對(duì)交流電流起阻礙作用的能力稱為容抗，用XC表示，單位為Ω，其表達(dá)式為：

單一參數(shù)正弦交流電路純電感電路（3）相量表示用相量表示電壓與電流的關(guān)系為：

單一參數(shù)正弦交流電路特性比較特性名稱電阻R電感L電容C阻抗特性阻抗電阻R感抗XL=

L容抗XC=1/(

C)直流特性呈現(xiàn)一定的阻礙作用通直流，阻交流（相當(dāng)于短路）通交流，隔直流（相當(dāng)于開路）交流特性呈現(xiàn)一定的阻礙作用通低頻，阻高頻通高頻，阻低頻伏安關(guān)系大小關(guān)系UR=RIRUL=XLILUC=XCIC相位關(guān)系（電壓與電流相位差）

=0°

=90°

=

90°單相正弦交流電路

單相正弦交流電路

單相正弦交流電路由電壓相量所組成的直角三角形，稱為電壓三角形。利用這個(gè)電壓三角形，可求得電源電壓的有效值。

單相正弦交流電路

單相正弦交流電路

單相正弦交流電路

單相正弦交流電路由KCL定律得出電流的相量形式為：

單相正弦交流電路RLC并聯(lián)電路的復(fù)導(dǎo)納為：

復(fù)導(dǎo)納的模為：

復(fù)導(dǎo)納的導(dǎo)納角為：

單相正弦交流電路

單相正弦交流電路內(nèi)容RLC串聯(lián)電路RLC并聯(lián)電路等效阻抗阻抗大小阻抗角電壓或電流關(guān)系大小關(guān)系電路性質(zhì)感性電路容性電路諧振電路功率的計(jì)算正弦交流電路的功率瞬時(shí)功率

負(fù)載的瞬時(shí)功率是隨時(shí)間變化的?？梢钥闯鏊矔r(shí)功率有時(shí)為正，有時(shí)為負(fù)。當(dāng)負(fù)載功率為正值時(shí)，表示負(fù)載從電源吸收能量；當(dāng)負(fù)載功率為負(fù)值時(shí)，表示從負(fù)載中的儲(chǔ)能元件（如電感、電容）中釋放出能量送回電源。瞬時(shí)功率的單位為瓦特（W）。功率的計(jì)算正弦交流電路的功率有功功率（平均功率）和功率因數(shù)瞬時(shí)功率的平均值稱為平均功率，也叫有功功率，它是電路能源消耗的表現(xiàn)，

功率的計(jì)算正弦交流電路的功率有功功率（平均功率）和功率因數(shù)

功率的計(jì)算正弦交流電路的功率無功功率由于電路中有儲(chǔ)能元件電感和電容，它們雖不消耗功率，但與電源之間要進(jìn)行能量交換，這種能量交換的規(guī)模用無功功率Q表示，對(duì)于任意一個(gè)無源二端網(wǎng)絡(luò)，其無功功率可定義為：

功率的計(jì)算正弦交流電路的功率無功功率在電路中既有電感元件又有電容元件時(shí)，無功功率相互補(bǔ)償，它們?cè)陔娐穬?nèi)部先相互交換一部分能量后，不足部分再與電源進(jìn)行交換，則無源二端網(wǎng)絡(luò)的無功功率為：

無源二端網(wǎng)絡(luò)的無功功率是電感元件的無功功率與電容元件的無功功率的代數(shù)和。QL為正值，QC為負(fù)值，Q為一代數(shù)量，可正可負(fù)，單位為乏（var）。功率的計(jì)算正弦交流電路的功率視在功率在交流電路中，端電壓與電流有效值的乘積稱為視在功率，用S表示，即：

視在功率的單位為伏安（V·A）或千伏安（kV·A）。功率的計(jì)算正弦交流電路的功率視在功率

視在功率S通常用來表示電氣設(shè)備的容量，說明電氣設(shè)備可能轉(zhuǎn)換的最大功率。由于電源設(shè)備（如變壓器、發(fā)電機(jī)等）所發(fā)出的有功功率隨負(fù)載的功率因數(shù)變化，不是一個(gè)常數(shù)，因此電源設(shè)備通常只用視在功率表示其容量，而不是用有功功率表示。功率的計(jì)算正弦交流電路的功率視在功率有功功率P、無功功率Q、視在功率S之間存在如下關(guān)系

S，P，Q構(gòu)成一個(gè)直角三角形，稱為功率三角形。功率的計(jì)算正弦交流電路的功率視在功率在如圖所示的RLC串聯(lián)電路中，電阻為30W，電感為127mH，電容為40μF，電路兩端的電壓u=311sin314t

V。試求（1）電路的阻抗值；（2）電流的有效值；（3）各元件兩端電壓的有效值；（4）電路的有功功率、無功功率、視在功率。

功率的計(jì)算正弦交流電路的功率視在功率在如圖所示的RLC串聯(lián)電路中，電阻為30W，電感為127mH，電容為40μF，電路兩端的電壓u=311sin314t

V。試求（1）電路的阻抗值；（2）電流的有效值；（3）各元件兩端電壓的有效值；（4）電路的有功功率、無功功率、視在功率。

功率的計(jì)算正弦交流電路的功率視在功率在如圖所示的RLC串聯(lián)電路中，電阻為30W，電感為127mH，電容為40μF，電路兩端的電壓u=311sin314t

V。試求（1）電路的阻抗值；（2）電流的有效值；（3）各元件兩端電壓的有效值；（4）電路的有功功率、無功功率、視在功率。

功率的計(jì)算功率因數(shù)的提高意義在電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠發(fā)出有功功率的同時(shí)也輸出著無功功率。二者在總功率中各占多少不是取決于發(fā)電機(jī)，而是取決于負(fù)載的功率因數(shù)。負(fù)載功率因數(shù)的大小是由負(fù)載的性質(zhì)決定的。電力系統(tǒng)中的大多數(shù)負(fù)載，如異步電動(dòng)機(jī)、日光燈等都是感性負(fù)載，功率因數(shù)較低，會(huì)引起下述兩方面問題。

功率的計(jì)算功率因數(shù)的提高常用方法提高功率因數(shù)即在不改變?cè)?fù)載工作狀態(tài)的條件下，設(shè)法減小線路電流。提高功率因數(shù)的方法很多，由于生產(chǎn)實(shí)際中大多數(shù)負(fù)載都是感性的，所以往往采用在負(fù)載兩端并聯(lián)合適的電容元件補(bǔ)償?shù)姆椒ǎㄈ菪载?fù)載一般采用并聯(lián)電感補(bǔ)償）。

功率的計(jì)算功率因數(shù)的提高常用方法

概述單相功率表

使用量程選擇提示功率表的電壓量程和電流量程根據(jù)被測(cè)負(fù)載的電壓和電流來確定，要大于被測(cè)電路的電壓、電流值。只有保證電壓線圈和電流線圈都不過載，測(cè)量的功率值才準(zhǔn)確，功率表也不會(huì)被燒壞。使用量程選擇下圖（a）所示為D34-W型功率表面板圖，該表有四個(gè)電壓接線柱，其中一個(gè)帶有“*”標(biāo)的接線柱為公共端，另外三個(gè)是電壓量程選擇端，有25V，50V，100V量程。四個(gè)電流接線柱，沒有標(biāo)明量程，需要通過對(duì)四個(gè)接線柱的不同連接方式改變量程，即：通過活動(dòng)連接片使兩個(gè)0.25A的電流線圈串聯(lián)，得到0.25A的量程，如圖（b）所示。通過活動(dòng)連接片使兩個(gè)0.25A的電流線圈并聯(lián)，得到0.5A的量程，如圖（c）所示。（a）功率表面板圖

（b）兩電流線圈串聯(lián)

（c）兩電流線圈并聯(lián)使用連接方法提示用功率表測(cè)量功率時(shí)，需使用四個(gè)接線柱，兩個(gè)電壓線圈接線柱和兩個(gè)電流線圈接線柱，電壓線圈要并聯(lián)接入被測(cè)電路，電流線圈要串聯(lián)接入被測(cè)電路。通常情況下，電壓線圈和電流線圈的帶有“*”標(biāo)端應(yīng)短接在一起，否則功率表除反偏外，還有可能損壞。當(dāng)根據(jù)電路參數(shù)，選擇電壓量程為50V，電流量程為0.25A時(shí)，功率表的實(shí)際連線如圖所示。使用讀數(shù)方法

使用注意事項(xiàng)提示（1）功率表在使用過程中應(yīng)水平放置。（2）儀表指針如不在零位時(shí)，可利用表蓋上零位調(diào)整器調(diào)整。（3）測(cè)量時(shí)，如遇儀表指針反向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)改變儀表面板上的“+”、

“—”換向開關(guān)極性，勿互換電壓接線，以免使儀表產(chǎn)生誤差。（4）功率表與其他指示儀表不同，指針偏轉(zhuǎn)大小只表明功率值，并不顯示儀表本身是否過栽，有時(shí)表針雖未達(dá)到滿度，只要U或I之一超過該表的量程就會(huì)損壞儀表。故在使用功率表時(shí)，通常需接入電壓表和電流表進(jìn)行監(jiān)控。（5）功率表所測(cè)功率值包括了其本身電流線圈的功率損耗，所以在作準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)，應(yīng)從測(cè)得的功率中減去電流線圈消耗的功率，才是所求負(fù)載消耗的功率。使用注意事項(xiàng)（6）D34-W型、D51型功率表量程、內(nèi)阻、每格所代表的功率值見下表。

D34-W型功率表D51型功率表電壓量程內(nèi)阻電壓量程內(nèi)阻25V50V100V75V150V300V600V電流量程0.25A0.01W0.02W0.04W0.25W0.50W1.00W2.00W0.5A0.02W0.04W0.08W0.50W1.00W2.00W4.00WPart

1Part

2Part

3Part

4項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目分析基礎(chǔ)訓(xùn)練任務(wù)目標(biāo)掌握利用示波器和函數(shù)信號(hào)發(fā)生器測(cè)量典型電信號(hào)的方法。任務(wù)器材序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1雙蹤示波器

1

2低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器

1

3交流毫伏表0～600V1

4頻率計(jì)

1

任務(wù)原理正弦交流信號(hào)和方波脈沖信號(hào)是常用的電激勵(lì)信號(hào)，可分別由低頻信號(hào)發(fā)生器和脈沖信號(hào)發(fā)生器提供。正弦信號(hào)的波形參數(shù)是幅值Um、周期T（或頻率f）和初相；脈沖信號(hào)的波形參數(shù)是幅值Um、周期T及脈寬tk。本任務(wù)器材能提供頻率范圍為20Hz～50kHz的正弦波及方波，并有6位LED數(shù)碼管顯示信號(hào)的頻率。正弦波的幅度值在0～5V之間連續(xù)可調(diào)，方波的幅度為1～3.8V可調(diào)。任務(wù)原理電子示波器是一種信號(hào)圖形觀測(cè)儀器，可測(cè)出電信號(hào)的波形參數(shù)。從熒光屏的Y軸刻度尺并結(jié)合其量程分擋（Y軸輸入電壓靈敏度V/div分擋）選擇開關(guān)讀得電信號(hào)的幅值；從熒光屏的X軸刻度尺并結(jié)合其量程分擋（時(shí)間掃描速度t/div分擋）選擇開關(guān)，讀得電信號(hào)的周期、脈寬、相位差等參數(shù)。一臺(tái)雙蹤示波器可以同時(shí)觀察和測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的波形和參數(shù)。任務(wù)步驟（1）雙蹤示波器的自檢①將示波器面板部分的“標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)”插口，通過示波器專用同軸電纜接至雙蹤示波器的Y軸輸入插口YA端或YB端。②開啟示波器電源，指示燈亮。③協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)示波器面板上的“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”、“X軸位移”、“Y軸位移”等旋鈕，使在熒光屏的中心部分顯示出線條細(xì)而清晰、亮度適中的方波波形。④選擇幅度和掃描速度，并將它們的微調(diào)旋鈕旋至“校準(zhǔn)”位置，從熒光屏上讀出該“標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)”的幅值與頻率，并與標(biāo)稱值（1V，1kHz）作比較，如相差較大，請(qǐng)指導(dǎo)老師給予校準(zhǔn)。任務(wù)步驟（2）正弦波信號(hào)的觀測(cè)①將示波器的幅度和掃描速度微調(diào)旋鈕旋至“校準(zhǔn)”位置。②通過電纜線，將信號(hào)發(fā)生器的正弦波輸出口與示波器的YA插座相連。③接通信號(hào)發(fā)生器的電源，選擇正弦波輸出。通過相應(yīng)調(diào)節(jié)，使輸出頻率分別為50Hz，1.5kHz，20kHz（由頻率計(jì)讀出）；再使輸出幅值分別為有效值0.1V，1V，3V（由交流毫伏表讀出）。調(diào)節(jié)示波器Y軸和X軸的偏轉(zhuǎn)靈敏度至合適的位置，從熒光屏上讀得周期及幅值，將周期轉(zhuǎn)換為頻率記錄于表中。任務(wù)步驟頻率計(jì)讀數(shù)所測(cè)項(xiàng)目正弦波信號(hào)頻率的測(cè)定50Hz1500Hz20000Hz示波器“t/div”旋鈕位置

一個(gè)周期占有的格數(shù)

信號(hào)周期（s）

計(jì)算所得頻率（Hz）

交流毫伏表讀數(shù)所測(cè)項(xiàng)目正弦波信號(hào)幅值的測(cè)定0.1V1V3V示波器“V/div”位置

峰-峰值波形格數(shù)

峰-峰值

計(jì)算所得有效值

任務(wù)步驟（3）方波脈沖信號(hào)的觀察和測(cè)定①將電纜插頭換接在脈沖信號(hào)的輸出插口上，選擇方波信號(hào)輸出。②調(diào)節(jié)方波的輸出幅度為3.0VP-P（用示波器測(cè)定），分別觀測(cè)100Hz，3kHz和30kHz方波信號(hào)的波形參數(shù)。③使信號(hào)頻率保持在3kHz，選擇不同的幅度及脈寬，觀測(cè)波形參數(shù)的變化。任務(wù)提示提示（1）示波器的輝度不要過亮。（2）調(diào)節(jié)儀器旋鈕時(shí)，動(dòng)作不要過快、過猛。（3）調(diào)節(jié)示波器時(shí)，要注意觸發(fā)開關(guān)和電平調(diào)節(jié)旋鈕的配合使用，以使顯示的波形穩(wěn)定。（4）做定量測(cè)定時(shí)，“t/div”和“V/div”的微調(diào)旋鈕應(yīng)旋置“標(biāo)準(zhǔn)”位置。任務(wù)提示提示（5）為防止外界干擾，信號(hào)發(fā)生器的接地端與示波器的接地端要相連（稱共地）。（6）不同品牌的示波器，各旋鈕、功能的標(biāo)注不盡相同，任務(wù)實(shí)施前請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀所用示波器的說明書。（7）任務(wù)實(shí)施前應(yīng)認(rèn)真閱讀信號(hào)發(fā)生器的使用說明書。任務(wù)思考（1）示波器面板上“t/div”和“V/div”的含義是什么?（2）觀察本機(jī)“標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)”時(shí)，要在熒光屏上得到兩個(gè)周期的穩(wěn)定波形，而幅度要求為五格，試問Y軸電壓靈敏度應(yīng)置于哪一擋位置？“t/div”又應(yīng)置于哪一擋位置？3）應(yīng)用雙蹤示波器觀察到如右圖所示的兩個(gè)波形，YA和YB軸的“V/div”的指示均為0.5V，“t/div”指示為20μs，試寫出這兩個(gè)波形信號(hào)的波形參數(shù)。任務(wù)報(bào)告要求（1）整理任務(wù)中顯示的各種波形，繪制有代表性的波形。（2）總結(jié)任務(wù)中所用儀器的使用方法及觀測(cè)電信號(hào)的方法。（3）如用示波器觀察正弦信號(hào)，熒光屏上出現(xiàn)下圖所示的幾種情況時(shí)，試說明測(cè)試系統(tǒng)中哪些旋鈕的位置不對(duì)？應(yīng)如何調(diào)節(jié)？（4）寫出心得體會(huì)。任務(wù)目標(biāo)（1）進(jìn)一步掌握示波器和函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用方法。（2）掌握R，L，C元件阻抗特性的測(cè)定方法。任務(wù)器材序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1低頻信號(hào)發(fā)生器

1

2交流毫伏表0～600V1

3雙蹤示波器

1自備4頻率計(jì)

1

5試驗(yàn)線路元件1

6電阻30Ω1

任務(wù)原理在正弦交變信號(hào)的作用下，R，L，C電路元件在電路中的抗流作用與信號(hào)的頻率有關(guān)。R，L，C元件阻抗頻率特性的測(cè)定電路如右圖所示。圖中的r是提供測(cè)量回路電流用的標(biāo)準(zhǔn)小電阻，由于r的阻值遠(yuǎn)小于被測(cè)元件的阻抗值，因此可以認(rèn)為AB之間的電壓就是被測(cè)元件R，L或C兩端的電壓，流過被測(cè)元件的電流則可由r兩端的電壓除以r得到。任務(wù)原理

任務(wù)原理任務(wù)步驟（1）測(cè)量R，L，C元件的阻抗頻率特性

（3）測(cè)量R，L，C元件串聯(lián)時(shí)的阻抗頻率特性。任務(wù)提示提示（1）交流毫伏表屬于高阻抗電表，測(cè)量前必須先調(diào)零。（2）測(cè)量??時(shí)，示波器的“V/div”和“t/div”的微調(diào)旋鈕應(yīng)旋置“校準(zhǔn)”位置。任務(wù)思考測(cè)量R，L，C各個(gè)元件的阻抗角時(shí)，為什么要與它們串聯(lián)一個(gè)小電阻？可否用一個(gè)小電感或大電容代替，為什么？（1）根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在方格紙上繪制R，L，C三個(gè)元件的阻抗頻率特性曲線，從中可得出什么結(jié)論？（2）根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在方格紙上繪制R，L，C三個(gè)元件串聯(lián)時(shí)的阻抗頻率特性曲線，從中可得出什么結(jié)論？（3）寫出心得體會(huì)。任務(wù)報(bào)告要求任務(wù)目標(biāo)（1）了解日光燈電路的工作原理與接線。（2）掌握提高感性負(fù)載功率因數(shù)的方法。（3）熟悉功率表、功率因數(shù)表的使用方法。任務(wù)器材序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注1單相交流電源0～220V

2三相自耦調(diào)壓器

3交流電壓表

4交流電流表

5單相功率表

6萬用表

7鎮(zhèn)流器220V/30W

8啟輝器與30W燈管配用

9日光燈管220V/30W

10電容器1μF，2.2μF，4.7μF3

11電流插座

若干

12功率因數(shù)表

1

13功率因數(shù)提高試驗(yàn)線路板

1

任務(wù)原理日光燈電路由燈管、鎮(zhèn)流器及啟輝器三部分組成。燈管在工作時(shí)可認(rèn)為是一個(gè)電阻負(fù)載R。鎮(zhèn)流器是一個(gè)交流鐵芯線圈，可等效為一個(gè)電感很大的感性負(fù)載（r，L串聯(lián)）。燈亮后，啟輝器就不起作用了。因此，日光燈電路實(shí)際上是一個(gè)R，L串聯(lián)電路，等效電路如右圖所示。任務(wù)原理當(dāng)接通220V交流電源時(shí)，電源電壓通過鎮(zhèn)流器施加于啟輝器兩電極上，使極間氣體導(dǎo)電，可動(dòng)電極（雙金屬片）與固定電極接觸。由于兩電極接觸不再產(chǎn)生熱量，雙金屬片冷卻復(fù)原使電路突然斷開，此時(shí)鎮(zhèn)流器產(chǎn)生一較高的自感電動(dòng)勢(shì)經(jīng)回路施加于燈管兩端，而使燈管迅速起燃，電流經(jīng)鎮(zhèn)流器、燈管而流通。燈管起燃后，兩端壓降較低，啟輝器不工作，日光燈正常工作。任務(wù)原理

任務(wù)步驟（1）按圖所示的試驗(yàn)電路接線，電源電壓取自試驗(yàn)裝置配電屏上的220V電源端，功率因數(shù)表的接線方式與功率表相同，電流線圈串入電路中，電壓線圈并入電路（圖中未畫出）。接線完畢經(jīng)指導(dǎo)老師檢查后，方可接通市電電源。任務(wù)步驟（2）將S1，S2，S3斷開，輸入220V交流電，用交流電壓表測(cè)量電源電壓U、燈管電壓U1、鎮(zhèn)流器電壓U2，通過一只交流電流表和三只電流插座分別測(cè)量三條支路的電流，用單相功率表測(cè)量功率，用功率因數(shù)表測(cè)量功率因數(shù)，并記錄于表中。測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)U（V）U1（V）U2（V）I