实验三、单相交流电路(新区201)

单相交流电路电气与自动化工程学院电工电子实验中心2/4/20231、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

1、R-L串联电路参数测量二、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。二、实验原理根据余弦定理，得：从而求出1，而U（R+r）=UCos1

式中U（R+r）=UR+Ur又因为UL=USin1，这样可求得：R=UR/I1；r=Ur/I1；XL=UL/I1

；L=XL/ω=XL/2πf1二、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90º（以U为参考）。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+I2-2IICCOS（90º+）：式中COS（90º+）=-Sin

。这样，只要测量出I、I1、IC，即可根据上式求得角及COS1

，因为角<1

，所以COS>COS1，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=（tg1-tg）P/ωU2

；式中1

，为并联电容补偿前和补偿后的功率因数角。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功率表的接法电流线圈,与负载串联电压线圈，与负载并联本实验负载电路（1）电流线圈*端与电压线圈*端连接在一起，接到电源U端；功率表的接法电流线圈,与负载串联电压线圈，与负载并联本实验负载电路（2）电流线圈另一端串联负载，回到电源N端；（3）电压线圈另一端连接到电源N端，这样电压线圈与负载并联。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、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，带上自己的物品再离开！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I容性支路电流IC感性支路电流I1四、实验设备滑线变阻器，取100Ω电感线圈，取3000匝单相电源，电压调至100V交流电表电流表插座并联电容组，带开关四、实验设备（1）按下“功能”（出现P或U或I）；（2）按下“确认”（仪器可以测量）；数字式电表的使用：（3）如果没有处于需要的功能状态，按下“复位”，重新开始。电流表测量线有插头电源总开关（调压器一次侧有电,实验台通电）→按下”运行”按钮（调压器二次侧有电）→按下”停止”按钮（调压器二次侧断电）→关闭电源总开关（实验台断电）四、实验设备电源开关：五、实验线路的连接单相调压器输出端注意标示电感选3000匝根据铭牌，左右调节，使滑线变阻器阻值约100欧姆注意铭牌阻值电容容值切换开关，请注意开关左下侧容值标示电压表棒电流插头电流插孔1224410单相调压器调节旋钮用电压表测量，并调节单相调压器使输出电压为100V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）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、10μF）时对应的上述数据值记入表1-5-1中。实验报告1、根据实验所得数