2011电路分析基础实验指导书

1、电路分析基础 实验指导书 杨杰 编写 东莞理工学院电子系 二 00 五年八月 电路分析基础实验指导书 目 录 实验一基尔霍夫定律的验证 2 实验二叠加定理的验证 5 实验三电压源与电流源的等效变换 8 实验四 戴维宁定理和诺顿定理的验证 13 实验五 一阶RC电路的动态响应 18 实验六正弦稳态交流电路相量的研究 22 实验七 设计性实验电阻变化量线性输出电路设计 25 -1 - 实验一基尔霍夫定律的验证 实验一基尔霍夫定律的验证 一、实验目的 1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 2. 掌握使用直流电工仪表测量电流、电压的方法。 3. 学会应用电路的基本定律，分析、查找

2、电路故障的一般方法。 二、实验原理 1. 基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及多个元件 两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。即： 对电路中任何一个节点而言，应满足 工匕0; 对电路中任何一个闭合回路而言，应满足 U= 0。 运用上述定律时，必须注意电流、电压的实际方向和参考方向的关系。 2. 依据基尔霍夫定律和欧姆定律可对电路的故障现象进行分析，准确定位故 障点。若在一个接有电源的闭合回路中，电路的电流为零，则可能存在开路故障； 若某元件上有电压而无电流，则说明该元件开路；若某元件上有电流而无电压， 说明该元件出现了短路故障。 三、实验内容 1. 先任意设定三

3、条支路的电流参考方向， 如图1-2所示。三个回路的正方向 可设为 ADEFA、BADCB、FBCEF。 + O U2 图1-1实验电路 2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令 E1 = 6V，E2 = 12V。 3. 将电流插头的两端接至数字毫安表的 牛、一”两端，将电流插头分别插入 三条支路的三个电流插座中，读出并记录各电流值。图 1-2是电流插头插座的 用法示意。 4. 用直流数字电压表分别测量、并记录两路电源及电阻元件上的电压值 5. 分别按下故障开关A、B、C,借助电压表、电流表，找出电路的故障性 质和故障点 电流插座 图1-2使用插头插座测量电流 表1-1测量数据及计算值 被测量 丨

4、1 |2 |3 E1 E2 U FA U AB U AD UCD U DE 计算值 1.925 5.988 7.913 6 12 0.982 -5.988 4.046 -1.976 0.982 测量值 相对误差 电流单位：mA电压单位： V 表1 2故障分析记录 故障开关 故障性质 故障位置 A B C 四、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 直流可调稳压电源 0 30V/1A 2 实验台自配 2 直流数字电压表 0 200V 1 实验台自配 3 直流数字毫安表 0 200mA 1 实验台自配 4 实验电路板 图1 1 1 DGJ-03自配 五、注意事项 1. 测量验证基尔霍夫定

5、律的数据时，三个故障开关均不按下，即不设人为 故障。 2. 实验电路中的开关K3应向上，拨向330Q侧。 3. 测量电压时应注意表棒的使用。测 Uab，应该用数字直流电压表的正表 棒（红色）接A点，负表棒（黑色）接B点，否则记录测出的数值时，必须添 加一负号。 4. 电源电压也以电压表实际测量的读数为准。 六、实验思考 1. 根据图示的电路参数，计算出待测的各支路电流和各电阻上的电压值，记 入表1-1中，以便实际测量时，正确地选定毫安表和电压表的量程。 2. 本实验中判断电路的简单故障时，是否需要记录具体的电流、电压数据？ 七、实验报告要求 1. 根据实验数据验证基尔霍夫定律的正确性。 2.

6、完成数据表格中的计算，对误差作必要的分析。 3. 分析故障现象，说明定位故障点的理由。 5 实验二叠加定理的验证 8 实验二叠加定理的验证 一、实验目的 1. 验证线性电路中叠加定理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性 的理解。 2. 掌握叠加定理的适用范围。 二、实验原理 叠加定理指出：在有几个独立电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元 件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所 产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小 K倍时， 电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值） 也将增加或减 小K倍。

7、三、实验内容 1. 实验线路如图21。分别将两路直流稳压电源接入电路，令 Ei= 12V， E2 = 6V。 2. 将实验电路中的开关K3向上，即拨向330Q侧。进行步骤3 6的测量 U1 F k K1 11 _ R1 T 510 0=1 R3 o1 510 R4 1K |3 R5 330 T i_?疋 D . K3 1N4007 U2 0 K2 I L / 图2 1叠加定理实验电路 3. 令E1电源单独作用（E1= 12V，E2= 0V），即将开关S1投向E1侧，开 关S2投向短路侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表（接电流插头）测量各 支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格2 1。

8、4. 令E2电源单独作用（E1 = 0V，E2 = 6V），即将开关S2投向E2侧，开关 S1投向短路侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表测量各支路电流及各电阻元 件两端的电压，数据记入表格 2 1 o 5. 令E1、E2电源共同作用（E1 = 12V，E2 = 6V），即将开关S投向E1侧, 开关S2投向E2侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表测量各支路电流及各电 阻元件两端的电压，数据记入表格 2 1。 6. 令E2电源为原先的两倍并令其单独作用(Ei = 0V, E2= 12V)，即将开 关S2投向E2侧，开关Si投向短路侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表测量 各支路电流及各电阻元件两

9、端的电压，数据记入表格21。 表2 1无非线性元件时的测量数据 测量内容 E1 E2 I1 I2 I3 UAB UCD UAD UDE UFA E1单独作用 E2单独作用 E1 E2共同作用 2E2单独作用 电流单位：mA电压单位：V 7. 将实验电路中的K3向下，拨向IN4007侧，即电路中接入非线性元件(二 极管，型号为1N4007)，重复第三步至第六步的测量过程，数据记入表格 2 2, 验证叠加定理或齐次性原理是否成立。 表2 2含非线性元件时的测量数据 测量内容 E1 E2 I1 I2 I3 UAB UCD UAD UDE UFA E1单独作用 E2单独作用 E1 E2共同作用 2E2

10、单独作用 电流单位：mA 电压单位： V 四、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 直流可调稳压电源 0 30V/1A 2 实验台自配 2 直流数字电压表 0 200V 1 实验台自配 3 直流数字毫安表 0 200mA 1 实验台自配 4 实验电路板 图2 1 1 DGJ-03 五、注意事项 1. 测量各电流、电压时，应注意仪表的极性及数据表格中“+、- ”号的记 录。 2. 注意仪表量程的选择。 六、实验思考 1. 叠加定理中Ei、E2分别单独作用，在实验中应如何实现？可否直接将不 作用的电源（Ei或E2）短接？ 2. 实验电路中，若将一个电阻器改为二极管（非线性元件），电路的

11、叠加 性和齐次性还成立吗？为什么？ 七、实验报告要求 1. 根据实验数据验证叠加定理的正确性和适用范围。 2. 根据实验数据验证齐次性原理的正确性和适用范围。 3. 根据实验数据,检验电阻所消耗的功率是否符合叠加定理。 实验三 电压源与电流源的等效变换 实验三电压源与电流源的等效变换 一、实验目的 1. 掌握电源外特性的测试方法。 2. 验证电压源与电流源等效变换的条件。 二、实验原理 1. 一个直流稳压电源在一定的电流范围内，其内阻很小。故在实用中，常 将它视为一个理想的电压源，即认为输出电压不随负载电流而变， 其伏安特性V =f （ I ）是一条平行于I轴的直线。 同样，一个实际的恒流源在

12、实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想 的电流源。 2. 一个实际的电压源（或电流源），其端电压（或输出电流）不可能不随负 载而变，因它具有一定的内阻值。故在实验中，用一个小阻值的电阻与稳压源相 串联来摸拟一个实际的电压源，用一个大电阻与恒流源并联来模拟实际的电流 源。 3. 一个实际的电源，就其外部特性而言，即可以看成是一个电压源，又可 以看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个理想的电压源Es与一个电阻 Ro相串联的组合来表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源Is与一电导 卬 相并联的组合来表示。若它们能向同样的负载提供出同样大小的电流和端电压， 则称这两个电源是等效的，它们具有相

13、同的外特性。 一个电压源与一个电流源等效变换的条件为： 13 I s=Us/Ro,g o= 1/R o I+八 !us(P ; Rl US=I sRo,Ro= 1/g o 图3- 1电压源与电流源的等效变换 三、实验内容 1.测定直流稳压电源与电压源的外特性 按图3- 2接线，Us为+ 6V直流稳压电源，Ri=200Q, R2=470Q。调节 R2,令其阻值由大至小变化，记录两表的读数于表3-1。 表3- 1直流稳压电源的外特性测量数据 R2 OO 500 400 300 200 100 0 U I 电流单位：mA电压单位：V电阻单位：Q R2, (2)按图3- 3接线，虚线框可模拟为一个实际

14、的电压源，调节电位器 令其阻值由大至小变化，记录两表的数据于3-2。 图3-3实际的电压源的外特性测量 表3-2实际的电压源的外特性测量数据 R2 OO 500 400 300 200 100 0 U I 电流单位：mA电压单位：V 电阻单位： Q 2.测定电流源的外特性 按图3-4接线，Is为直流恒流源，调节其输出为10mA，令Rs分别为1KQ 和,（即接入或断开），调节电位器Rl （从0至470Q）,测出这两种情况下的电 压表和电流表的读数，记录实验数据于表3-3和表3-4。 图3-4电流源的外特性测量 表3-3电流源内阻Rs=刈寸的外特性 Rl ( Q) 0 100 200 300 40

15、0 500 I (mA) 表3- 4电流源内阻Rs= 1K Q时的外特性 Rl ( Q) 0 100 200 300 400 500 I ( mA) 3. 测定电源等效变换的条件 首先按图3-5a线路接线，读取其中两表的读数。然后按图 3-5b线路接线, 调节其中恒流源Is （取Rs= Rs）,直至两表的读数与左边线路的数值相等，记录 Is等数值于表3-5,验证电源等效变换条件的正确性。 表3-5电压源与电流源等效条件的验证 电压源供电时U( V) 电压源供电时1 (mA) 保持U、I不变所需的电流源Is (mA) 图 3-5b 四、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 直流可调稳

16、压电源 0-30V/1A 1 实验台自配 2 直流可调恒流源电源 0-200mA 1 实验台自配 3 直流数子电压表 0-200V 1 实验台自配 4 直流数字毫安表 0-200mA 1 实验台自配 5 电阻器 1K Q等 若干 DGJ-05 6 可调电阻箱 0 99999.9Q 1 DGJ-05 五、注意事项 1. 实验中使用的恒压源的输出需要在负载开路时实际测出，恒流源的输出 也同样需在负载短路时把数据测出。注意恒流源负载电压不可超过20伏，负载 更不可开路。 2. 改接线路时，必须关闭电源开关。 3. 直流仪表的接入应注意量程与极性，以保证数据的正确性。 六、实验思考 1. 直流稳压电源

17、的输出端为什么不允许短路？直流恒流源的输出端为什么 不允许开路? 2. 电压源与电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，稳压源和恒流源的输 出在任何负载下是否保持恒值？ 七、实验报告要求 1. 根据实验数据，验证电源等效变换的条件。 2. 根据实验数据，绘出实际电源的外特性曲线，并与理想电源的特性曲线 作比较。 实验四戴维宁定理和诺顿定理的验证 实验四 戴维宁定理和诺顿定理的验证 一、实验目的 1. 验证戴维宁定理和诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解。 2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。 二、实验原理 1. 任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可 将电路的其余

18、部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。 戴维宁定理指出：任何一个线性有源网络，就其对外效果而言，总可以用一 个等效电压源来代替，此电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压 Uoc，其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理 想电流源视为开路）时的等效入端电阻。 诺顿定理指出：任何一个线性有源网络，就其对外效果而言，总可以用一个 等效电流源来代替，此电流源的电流Is等于这个有源二端网络的短路电流Isc， 其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电 流源视为开路）时的等效入端电阻。 Es（ Uoc ）、Is （Isc）和Ro

19、（ Req）称为有源二端网络的等效参数。 2. 有源二端网络等效参数的测量方法 （1）开路电压、短路电流法测 R0 在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压Uoc， 然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流Isc，则内阻为 Ro 18 若二端网络的内阻值很低时，贝U不宜测其短路电流。 伏安法测Ro 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图 41所示。根据外特性 曲线求出斜率tg占则内阻 Rotg U I 图41有源二端网络的外特性 用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值 In时的输出端电压值Un， 则内阻为: (3)半电压法测Ro 如上图所示，当负载电压为被测网络

20、开路电压一半时，负载电阻(由电阻 箱的读数确定)即为被测有源二端网络的等效内阻值。 零示法测Uoc 在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会 造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图4 2所示。 被测有源电路 GF + + UsO I _ I Ro 稳压电源 图4 2零示法测量有源二端网络的开路电压 零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较， 当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为 “0”，然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网 络的开路电压Uoc。 、实验内容 被测有

21、源二端网络如图4 3所示。 戴维南+_ 等效电路 图4-3有源二端网络及其戴维南等效电路 1. 用开路电压、短路电流法测有源二端网络的等效参数 按图4 3线路接入稳压电源Es=12V和恒流源ls=10mA，不接入Rl,测 定Uoc和Isc，并计算Ro （测Uoc时，不接入毫安表）。数据记录于表 41。 表41有源二端网络的等效参数 Uoc (V) I sc (mA) Ro= Uoc/Isc ( Q) 理论计算值 17 32.7 519.88 测量计算值 2. 负载实验： 按图4-3 （左图）接入Rl （电位器），改变Rl的阻值，测量有源二端网络 的外特性曲线。数据记录于表 4 2。 表42有源

22、二端网络的外特性 Rl 50 Q 100Q 200 Q 500 Q 1K Q U(V) I(mA) 3. 验证戴维宁定理： 从电阻箱上取得按步骤“ 1所得的等效电阻Ro之值，然后令其与直流稳压 电源（调到步骤“ 1时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图4-3 （右图）所 示，仿照步骤“ 2测其外特性，对戴氏定理进行验证。 表4-3戴维南等效电路的外特性 Rl 50 Q 100Q 200 Q 500 Q 1K Q u（v） l(mA) 4. 验证诺顿定理： 从电阻箱上取得按步骤“ 1所得的等效电阻Ro之值，然后令其与直流恒流 源（调到步骤“ 1时所测得的短路电流Isc之值）相并联，如图4 4

23、所示，仿照 步骤“ 2测其外特性，对诺顿定理进行验证。 图4 4诺顿等效电路的外特性验证 表44诺顿等效电路的外特性 Rl 50 Q 100Q 200 Q 500 Q 1K Q U(V) I(mA) 5. 有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直接测量法：对实验电路， 将该有源网络内的所有独立源置零（将电流源 Is去掉，也去掉电压源，并在原 电压端所接的两点用一根短路导线相连），然后用伏安法或者直接用万用表的欧 姆档去测定负载Rl开路后A、B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻Ro 或称网络的入端电阻Ri。 6. 用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻 Ro及其开路电压Uoc，线 路及数据

24、表格自拟。 四、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 直流可调稳压电源 0-30V/1A 1 实验台自配 2 直流可调恒流源 0-200mA 1 实验台自配 3 直流数子电压表 0- 200V 1 实验台自配 4 直流数字毫安表 0-200mA 1 实验台自配 5 实验电路板 图4 3等 1 DGJ-03 6 可调电阻箱 0 99999.9 Q 1 DGJ-05 7 电位器 1K/5W 1 DGJ-05 8 万用表 UT58B 1 另备 五、注意事项 1. 注意测量时，电表量程要及时更换并注意极性。 2. 步骤“5”中，电源置零时不可将稳压源短接。 3. 用万用表直接测Ro时，网络

25、内的独立源必须先置零。同时，如用指针式 万用表，欧姆档必须每次调零后再进行测量。 4. 改接线路时，应关掉电源。 六、实验思考 1. 比较测量有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并分析其优缺 点。 2. 预先完成理论计算值的计算。 七、实验报告要求 1. 根据实验数据戴维宁定理和诺顿定理的正确性，并分析误差产生的原因 2. 整理用半电压法和零示法测量等效电路参数的数据结果。 3 比较几种测量测Ro方法的结果，并与理论计算值作比较。 实验六一阶RC电路的动态响应 实验五 一阶RC电路的动态响应 一、实验目的 1. 测定一阶RC电路的零输入响应、零状态响应和全响应。 2. 学习时间常数的测量

26、方法。 3. 掌握有关微分电路、积分电路的概念。 4. 进一步学会用示波器观测波形。 二、实验原理 1. 动态电路的过渡过程是十分短暂的单次变化过程，对时间常数T较大的 电路，可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。如果用一般的双踪示波器 观察过渡过程和测量有关的参数，必须使这种单次变化的过程重复出现。为此， 可利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即令方波输出的上升沿作为 零状态响应的正阶跃激励信号；方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号， 只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数T那么电路在这样的方波序列 脉冲信号的激励下，它的响应和直流接通与断开的过渡过程是基本相同的。 2.

27、 阶RC电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其 变化的快慢决定于电路的时间常数 T 3. 时间常数T的测定方法： 用示波器测得零状态响应的波形如图 6-1所示。根据一阶微分方程的求解 得知一阶RC电路的零状态响应为 uc Um (1 e t/ ) 当零状态响应波形增长到0.632E所对应的时间就等于 t u Um 一 R 0t 11 一阶RC电路的零状态响应 uuc 22 亦可用零输入响应波形所对应的时间测得，如右下图所示 图6-2 一阶RC电路的零输入响应 当t =t时，Uc（t=）0.368E，此时所对应的时间就等于 t 4. 微分电路和积分电路是一阶 RC电路中较典型的

28、电路，它对电路元件参数 和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的一阶 RC串联电路，在方波序列 脉冲的重复激励下，当满足条件 rc T2 时（T为方波脉冲的重复周期），且由R端作为响应输出（如图6-3所示）， 则该电路就成了一个微分电路，因为此时电路的输出信号电压基本与输入信号电 压的微分成正比。利用微分电路可将方波转变成尖脉冲。 R Uo 图6-3 RC微分电路 若将R与C位置调换一 满足条件 下，即由C端作为响应输出，且当电路参数的选择 RCT2 时，如图6-4所示即称为积分电路。因为此时电路的输出信号电压基本与输入信 号电压的积分成正比。利用积分电路可将方波转变成三角波。 从输出波形来

29、看，上述两个电路均起着波形变换的作用，在实验过程须仔 积分电路 C Ui T RC T2 细观察与记录。 Uo 图6-4 RC积分电路 三、实验内容 实验设备提供的电路结构比较复杂，有很多开关。请仔细看清R、C元件的 布局及其标称值，各开关的通断位置等等，配置好所需的实验条件。 1积分电路实验 1）选择动态电路板上的R、C元件，令R= 10KQ, C= 6800pF组成如图6 4所示的RC积分电路（时间常数 RC 0.068ms）。Ui为脉冲信号发生器 输出Um = 3.6V，f = 1KHz的方波电压信号（对应的周期 T 1/ f 1ms ），并通 过两根同轴电缆线，将激励源Ui和响应Uc的

30、信号分别连至示波器的两个输入口 Ya和Yb，调节示波器使屏幕上观察到激励与响应的变化规律，测算出时间常数 T并用方格纸描绘波形。 少量地改变电容值或电阻值，定性地观察对响应的影响，记录观察到的现象。 2）令R= 10KQ, C= 0.01尸或C = 0.1 F （对应的时间常数 分别为0.1ms和 1ms），观察并描绘响应的波形。继续增大C值（C = 0.01尸与C = 0.1 F并联）， 定性地观察对响应的影响。 2微分电路实验 1）通过开关切换改变电路板上的 R、C元件参数，令C = 0.01 F，R= 1KQ （时间常数 RC 0.01ms），将激励源Ui和响应Ur的信号分别连至示波器的

31、 两个输入口 Ya和Yb，即组成如图6 3所示的RC微分电路。在同样的方波激 励信号（Um= 3.6V，f = 1KHz）作用下，观测并描绘激励与响应的波形。注意，根 据欧姆定律，电阻上的电压和电流成正比，Ur信号反映的也是RC电路的充放 电电流。 2）保持C不变，令R= 100 Q （时间常数RC 0.001ms），使其满足微分 电路的时间常数要求，观察并记录相应波形。 3）.加大R之值，定性地观察对响应的影响，并作记录，当R增至1MQ时, 输入输出波形有何本质上的区别？ 四、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 数控智能函数信号发生器 1 实验台自配 2 双踪示波器 GOS-6

32、021 1 另备 3 动态电路实验板 图 6-2，6- 3 1 DGJ-03 五、注意事项 1. 调节电子仪表各旋钮时，动作不要过猛。实验前，需熟悉双踪示波仪的 使用方法，特别是观察双踪时，要特别注意哪些开关、旋钮的操作与调节。 2信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（称共地），以防外界干扰 而影响测量的准确性。 3. 双踪示波器的辉度不应过亮，也不应该让光点长期停留在荧光屏上不动， 以延长示波器的使用寿命。 六、实验思考 1什么样的电信号可作为一阶 RC电路零输入响应、零状态响应和完全 响应的激励信号？ 2何谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？它们在方波序列 脉冲的激励下，其输出

33、信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功能？ 3. 预习要求：了解仪器使用方法，准备方格纸。 七、实验报告 1. 根据实验观察结果，用方格纸描绘暂态过程的变化曲线。 2. 由曲线求出时间常数t并与理论计算值作比较，分析误差原因。 3. 总结积分电路和微分电路构成的条件。 实验七正弦稳态交流电路相量的研究 25 实验六 正弦稳态交流电路相量的研究 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. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 二、实验原理 1. 在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路的电流值，用交流电 压表测得回路各元件两端的电压值，它们之间的关系满足

34、相量形式的基尔霍夫 定律，即 I 0， U 0 2实验线路如图71所示，图中A是日光灯管，L是镇流器，S是启辉 器，C是一组可由开关切换的补偿电容器，有多种容量可供选择，用以改善电 路的功率因数（COS）值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。 22A 图7 1单相交流电路的实验线路 S 3. 普通日光灯由于使用了镇流器，因而是一个感性负载。在感性负载的交 流电路中，电流相量落后于电压相量，两者在时间有一定的滞后关系。在感性负 载两端并联电容，可以改变电路总的电流的大小，影响电路的功率因数。若以并 联电路的电压为参考相量，可画出相量图如图 7 2所示。 由相量图，并联适当的电容，可以减少

35、电路总电流和电压之间的相位角， 提高电路的功率因数，从而提高电源的利用率以及电能的传输效率。 4. 实验电路中使用了功率（功率因数）表来测量电路总的有功功率和功率 因数。这种表无论是指针式的模拟或者直接读数的数字表，都必须同时采集电路 中电流、电压两种信息，其工作原理可参考相关教材。使用中需注意仪表的正确 接法及功能选择，特别是用“ *”标注的同名端的接法。 图7-2相量图 U 三、实验内容 1. 按图71组成实验线路。 2. 经指导老师检查后，接通市电，将自耦调压器的输出调至220V,先不接 电容，记录功率（功率因数）表，电压表读数，并通过一只电流表和电流插座测 出各支路的电流。 3. 并联

36、三种不同的电容，重复测量并记录上述各电压、电流、功率、功率 因数，填入下表。 4. 并联电容后，要注意观察电路消耗的有功功率有无变化，负载支路的电 流、电压是否变化，哪些支路的电流发生了改变，哪些不变。 电容值 测量数值 (卩F) P(W) cost U(V) 1(A) Il(A) Ic(A) 0 1 2.2 4.7 四、注意事项 1. 本实验直接使用220V交流市电，务必注意用电和人身安全！ 2. 线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好以及 灯丝附近的熔断器是否完好。 五、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 交流电压表 0-500V 1 实验台自配 2 交流电流表 0-5A 1 实验台自配 3 功率（功率因数）表 单相智能型 1 DGJ-07 4 电流插座 8 3 DGJ-04 5 镇流器 30W 1 DGJ-04 6 日光灯灯管 30W 1 DGJ-04 7 启辉器 4-40W 1 DGJ-04 8 电容器 若干 1 DGJ-05 六、注意事项 1. 本实验直接使用220V交流市电，务必注意用电和人身安全！