实验三、单相交流电路(新区201)

1、2022-2-27单相交流电路单相交流电路电气与自动化工程学院电工电子实验中心Page 21、通过对R-L串联电路及其与C并联的单相交流电路的实际测定，查找出它们的电压、电流及功率之间的关系。2、学习电路元件参数的测量方法（间接法测定R、r、L、C等）。3、掌握感性负载并联电容提高功率因数的方法，并进一步理解其实质。学习并掌握功率表的使用。一、实验目的一、实验目的Page 31、R-L串联电路参数测量二、实验原理二、实验原理 上图表示了一个R-L串联电路，其电感为空心线性电感。由于空心线性电感的内阻不可忽略，这里用内阻r与理想电感XL串联来代替空心电感，设其总阻抗为ZS。 Page 4二、实验

2、原理二、实验原理根据余弦定理，得：从而求出1，而U（R + r）=U Cos1 式中U（R + r）=UR + U r又因为UL =U Sin1 ，这样可求得：R =UR / I1 ； r = U r / I1；X L=UL /I1 ；L =X L / =X L / 2f1IRUrULUSUU 112R22Scos2RUUUUUPage 5二、实验原理二、实验原理2、研究感性负载电路提高功率因数的方法 感性负载电路的功率因数一般比较低，为了提高电路的功率因数，常在感性负载电路的两端并联电容器，以提高电路的功率因数。并入电容后的电压、电流相量图如下图所示。 电容支路的电流IC在相位上超前电源电压

3、90（以U为参考）。 Page 6二、实验原理二、实验原理2、研究感性负载电路提高功率因数的方法 根据余弦定理得：I12 = IC2 +I2 -2 I IC COS（90 + ）：式中 COS（90 + ）= -Sin 。这样，只要测量出I、I1、IC，即可根据上式求得角及 COS 1 ，因为角 COS 1，功率因数得以提高。由此可以充分说明感性负载电路并联电容后，能够提高电路的功率因数，并入的电容容量由下式决定：C=（tg 1 - tg ）P/U2 ；式中1 ，为并联电容补偿前和补偿后的功率因数角。Page 7二、实验原理二、实验原理3、功率表的结构、接线与使用。 功率表（又称瓦特表）是一种

4、动圈式仪表，其电流线圈与负载串联（两个电流线圈可串联或并联，因而可得两个电流量限），其电压线圈与负载并联，电压线圈可以与电源并联使用，也可与负载并联使用，此即为并联电压线圈的前接法与后接法之分，后接法测量会使读数产生较大的误差，因并联电压线圈所消耗的功率也计入了功率表的读数之中。功率表电压线圈前接法的外部连接线路Page 8功率表的接法功率表的接法电流线圈电流线圈, ,与负载串联与负载串联电压线圈，与负载并联电压线圈，与负载并联本实验负载电路本实验负载电路（1）电流线圈）电流线圈*端端与电压线圈与电压线圈*端端连接在一起，接到电源连接在一起，接到电源U端；端；Page 9功率表的接法功率表的接

5、法电流线圈电流线圈, ,与负载串联与负载串联电压线圈，与负载并联电压线圈，与负载并联本实验负载电路本实验负载电路（2）电流线圈）电流线圈另一端另一端串联负载，回到电源串联负载，回到电源N端；端；（3）电压线圈）电压线圈另一端另一端连接到电源连接到电源N端，这样电压线圈与负载并端，这样电压线圈与负载并联。联。Page 10注意事项注意事项 1、本实验用交流市电100V，务必注意用电和人身安全，不可触及导电部件。2、实验接线时严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则。每次实验接线完毕，同组同学自查一遍，再由老师检查后，方可接通电源。3、功率表要正确接入电路，使用时注意实验电流、

6、电压不超过功率表电压和电流的量限。4、通电时电压表、电流表不可接在电路中，易损坏电表。5、实验结束时，请大家先断电再拆线, ,整理好实验桌，整理好实验桌，带上自己的物品再离开！带上自己的物品再离开！Page 11三、实验线路三、实验线路(1)图中 为电流插座，用来串入电流表测量电流I，I1，IC。(2)取R=100（实验台上滑线变阻器取1/3处），电感3000匝。(3)调整自耦调压器，使二次侧输出电压为100V。总电流总电流I I容性支路容性支路电流电流I IC C感性支路感性支路电流电流I I1 1Page 12四、实验设备四、实验设备滑线变阻器，滑线变阻器，取取100电感线圈，取电感线圈，

7、取3000匝匝单相电源，电压单相电源，电压调至调至100V交流电表交流电表电流表插座电流表插座并联电容组，带开关并联电容组，带开关Page 13四、实验设备四、实验设备（1）按下）按下“功能功能”（出现（出现P或或U或或I）；）；（2）按下）按下“确认确认”（仪器可以测量）；（仪器可以测量）；数字式电表的使用：数字式电表的使用：（3）如果没有处于需要的功能状态，按下）如果没有处于需要的功能状态，按下“复位复位”，重新开始。，重新开始。电流表测量线有插头电流表测量线有插头Page 14电源总开关（调压器一次侧有电电源总开关（调压器一次侧有电, ,实验台通电）实验台通电）按下按下”运行运行”按钮（

8、调压器二次侧有电）按钮（调压器二次侧有电）按下按下”停止停止”按钮（调压器二次按钮（调压器二次侧断电）侧断电） 关闭电源总开关（实验台断电）关闭电源总开关（实验台断电）四、实验设备四、实验设备电源开关：电源开关： Page 15五、实验线路的连接五、实验线路的连接Page 16Page 17六、实验内容及步骤六、实验内容及步骤 1、R-L串联电路实验断开所有电容开关S1，即为R-L电路。用功率表、电压表、电流表量测并读取U，UR，US，I，I1，及P等数据，记入下表。（注意：此时，电容未并入电路，I = I1）Page 18实验内容及步骤实验内容及步骤 2、R-L串联电路并电容C实验逐步选择并入的电容C的数值，并再次测量U，UR，US，I，I1，IC及P等数据，将不同的电容C值（分别为4、6、8、10F）时对应的上述数据值记入表1-5-1中。Page 1