《电路原理》试验指导书

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试验一电位、电压的测定及电路电位图的绘制试验二基尔霍夫定律的验证

试验三电压源、电流源及其电源等效变换的研究试验四线性电路叠加性和齐次性的研究

试验五戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定试验六最大功率传输条件的研究试验七R、L、C元件阻抗特性的测定试验八用三表测量电路等效参数试验九单相铁芯变压器特性的测试试验十正弦稳态交流电路相量的研究试验十一RLC串联谐振电路的研究试验十二三相交流电路电压、电流的测量试验十三三相交流电路功率的测量试验十四直流双口网络研究

试验一电位、电压的测定及电路电位图的绘制

一．试验目的

1.用试验证明电路中电位的相对性、电压的绝对性2.把握电路电位图的绘制方法二．原理说明

在一个确定的闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而变，但任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点电位的变动而变动。据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。

若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻）作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位变化图。每一段直线段即表示该两点间电位的变化状况。

在电路中参考电位点可任意选定，对于不同的参考点,所绘出的电位图形是不同,但其各点电位变化的规律却是一样的。

在作电位图或试验测量时必需正确区分电位和电压的高低，依照惯例，是以电流方向上的电压降为正，所以，在用电压表测量时，若仪表指针正向偏转，则说明电表正极的电位高于负极的电位。

三．试验设备

1．直流电压表0～20Ｖ2．直流毫安表

3．恒压源（+6V，+12V，0～30V）

4．EEL—01组件（或EEL—16组件）

四．试验内容

试验线路如图1—1所示

FI1510ΩR16VE1510ΩER4

D图1—1

1．分别将E1、E2两路直流稳压电源（E1为+6V、+12V切换电源；E2为0～+30V可调电源）接入电路，令E1＝6V，E2＝12V。

2．以图1—1中的Ａ点作为电位的的参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位及相邻两点之间的电压值UAB、UBC、UCD、UDE、UEF及UFA，测得数据填入表1—1。

A1KΩR2E2510ΩI3330ΩR5

C12VI2BR31

3．以Ｄ点作为参考点，重复试验内容2的步骤，测得数据填入表1—1。

五．试验本卷须知

1．试验线路板系多个试验通用，本次试验没有用到电流插头和插座。2．测量电位时，用万用表的直流电压档或用数字直流电压表测量时，用负表棒（黑色）接参考电位点，用正表棒（红色）接被测各点，若指针正向偏转或显示正值，则说明该点电位为正（即高于参考点电位）；若指针反向偏转或显示负值，此时应调换万用表的表棒，然后读出数值，此时在电位值之前应加一负号（说明该点电位低于参考点电位）。

表1—1电位Φ与U参考点内容计算值A测量值计算值D测量值ΦAΦBΦCΦDΦEΦFUABUBCUCDUDEUEFUFA05.988-6.012-4.036-5.0180.982-5.98812-1.9760.982-60.9824.03610.024-1.9760-0.9825.018-5.98812-1.9760.982-60.982相对误差相对误差测量结果的数值AX与被测量的真实值A0的差值称为绝对误差，用△A表示?A?AX?A0

测量的绝对误差与被测量真实值之比，称为相对误差，用?表示

???A?100%A0由于被测量的真实值A0往往是很难确定的，所以实际测量中，寻常用标准表的指示值或屡屡测量的平均值作为被测量的真实值。表1-1用计算值作为真实值。

六．思考题

若以F点取为参考点，试验测得各点的电位值；现令E点作为参考电位点，试问此时各点的电位值应有何变化？

七．试验报告

1．根据试验数据，绘制两个电位图形

2．完成数据表格中的计算，对误差作必要的分析3．总结电位相对性和电压绝对性的原理4．心得体会及其它

试验二基尔霍夫定律的验证

一．试验目的

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．学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。

二．原理说明

2

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。即对电路中的任一个节点而言,应有∑I＝0；对任何一个闭合回路而言，应有∑U＝0。

运用上述定律时必需注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。

三．试验设备

1．直流电压表0～20Ｖ2．直流毫安表

3．恒压源（+6V，+12V，0～30V）4．EEL—01组件（或EEL—16组件）

四．试验内容

试验线路如图2—1

1．试验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟

FI1510ΩR16VE1510ΩER4

A1KΩI2R2E2510ΩI3D图2—1

悉线路结构，把握各开关的操作使用方法。

2．分别将E1、E2两路直流稳压源（E1为+6V，+12V切换电源，E2接0～30V可调直流稳压源）接入电路，令E1＝12V，E2＝6V。

3．熟悉电源插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－〞两端。4．将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。5．用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，并记录数据填入表2—1中

表2—1待测量计算值测量值I1I2I3(mA)(mA)(mA)1.9265.9887.914BR312V330ΩR5

CVAB(V)-5.988VBC(V)12VCD(V)-1.976VDA(V)-4.036VAF(V)-0.9826VFE(V)VED(V)-0.982相对误差五．试验本卷须知1．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准

2．防止电源两端碰线短路。

3．若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“＋、－〞极

3

性，倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必需调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必需冠以负号。

六．预习思考题

1．根据图2-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2和I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便试验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。

2．试验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流,什么状况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？

七．试验报告

1．根据试验数据，选定试验电路中的任一个节点，验证KCL的正确性。

2．根据试验数据，选定试验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。3．误差原因分析。4．心得体会及其它。

试验三电压源、电流源及其电源等效变换的研究

一．试验目的

1．把握建立电源模型的方法；2．把握电源外特性的测试方法；3．加深对电压源和电流源特性的理解；4．研究电源模型等效变换的条件。

二．原理说明

1．电压源和电流源

电压源具有端电压保持恒定不变，而输出电流的大小由负载决定的特性。其外特性，即端电压U与输出电流I的关系U＝f(I)是一条平行于Ｉ轴的直线。试验中使用的恒压源在规定的电流范围内，具有很小的内阻，可以将它视为一个电压源。

电流源具有输出电流保持恒定不变，而端电压的大小由负载决定的特性。其外特性，即输出电流I与端电压U的关系I＝f(U)是一条平行于U轴的直线。试验中使用的恒流源在规定的电压范围内，具有极大的内阻，可以将它视为一个电流源。

2．实际电压源和实际电流源

实际上任何电源内部都存在电阻，寻常称为内阻。因而，实际电压源可以用一个内阻RS和电压源US串联表示，其端电压U随输出电流I增大而降低。在试验中，可以用一个小阻值的电阻与恒压源相串联来模拟一个实际电压源。

实际电流源是用一个内阻RS和电流源IS并联表示，其输出电流I随端电压U增大而减小。在试验中，可以用一个大阻值的电阻与恒流源相并联来模拟一个实际电流源。

3．实际电压源和实际电流源的等效互换

一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个

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电流源。若视为电压源，则可用一个电压源Us与一个电阻RS相串联表示；若视为电流源，则可用一个电流源IS与一个电阻RS相并联来表示。若它们向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有一致的外特性。

实际电压源与实际电流源等效变换的条件为：（1）取实际电压源与实际电流源的内阻均为RS；

（2）已知实际电压源的参数为Us和RS，则实际电流源的参数为IS?US和RS，RS若已知实际电流源的参数为Is和RS，则实际电压源的参数为US?ISRS和RS。

三．试验设备

1．直流数字电压表、直流数字毫安表（根据型号的不同，EEL—Ⅰ型为单独的MEL－06组件，其余型号含在主控制屏上）

2．恒压源（EEL—Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）＋6V（+5V），＋12V，0～30V可调或（2）双路0～30V可调。）

3．恒源流（0～500mA可调）

4．EEL－23组件（含固定电阻、电位器）或EEL－51组件、EEL－52组件

四．试验内容

1．测定电压源（恒压源）与实际电压源的外特性

mAR1USVR2图3-1

试验电路如图3-1所示，图中的电源US用恒压源中的＋6V（＋5V）输出端，R1

取200Ω的固定电阻，R2取470Ω的电位器。调理电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入表3-1中。

表3-1电压源（恒压源）外特性数据I(mA)U(V)5

在图3-1电路中，将电压源改成实际电压源，如图3-2所示，图中内阻RS取51

mARSR1USVR2图3-2

Ω的固定电阻，调理电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入表3-2中。

表3-2实际电压源外特性数据

I(mA)U(V)2．测定电流源（恒流源）与实际电流源的外特性

按图3-3接线，图中IS为恒流源，调理其输出为5mA（用毫安表测量），R2取470

mAISRSR2V图3-3

Ω的电位器，在RS分别为1kΩ和∞两种状况下，调理电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入表3-3和表3-4中。

表3-3电流源（恒流源RS=∞）外特性数据I(mA)U(V)

表3-4实际电流源（RS=1kΩ）外特性数据I(mA)U(V)

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3．研究电源等效变换的条件

mARSUSRV图3-4（a）

mAISRSRV图3-4(b)

按图3-4电路接线，其中(a)、(b)图中的内阻RS均为51Ω，负载电阻R均为200Ω。

在图3-4(a)电路中，US用恒压源中的＋6V输出端，记录电流表、电压表的读数。然后调理图3-4(b)电路中恒流源IS，令两表的读数与图3-4(a)的数值相等，记录IS之值，验证等效变换条件的正确性。

表3-5电源等效变换研究数据记录表RS51ΩR200ΩUS6V电流表读数电压表读数恒流源IS读数五．试验本卷须知

1、试验前认真预习试验报告，理解试验原理及试验内容2、直流仪表的接入应注意仪表量程与极性

3、在测电压源外特性时，不要忘掉测空载时的电压值；测电流源外特性时，不要忘掉测短路时的电流值，注意恒流源负载电压不可超过20V，负载更不可开路。

4、换接线路时，必需关闭电源开关

六．预习思考题

1．电压源的输出端为什么不允许短路？电流源的输出端为什么不允许开路？

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2．说明电压源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？3．实际电压源与实际电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，下降的快慢受哪个参数影响？

4．实际电压源与实际电流源等效变换的条件是什么？所谓‘等效’是对谁而言？电压源与电流源能否等效变换？

试验报告要求

1．根据试验数据（表3-1、表3-2、表3-3、表3-4）绘出电源的四条外特性，并总结、归纳两类电源的特性；

2．根据表3-5试验结果，验证电源等效变换的条件；

试验四线性电路叠加性和齐次性的研究

一．试验目的

验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

二．原理说明

叠加原理指出：在有几个独立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在线性电路中，当所有鼓舞（电压源和电流源）都同时增大或缩小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）也将增大或缩小Ｋ倍。应注意，这里的鼓舞是指独立电源，并且必需全部鼓舞同时增大或缩小K倍，否则将导致错误结果。

三．试验设备

1．直流电压表2．直流毫安表

3．恒压源（6V、12V、0～30V）

4．EEL—01组件（或EEL—16组件）

四．试验内容

试验线路如图4-1所示。

FI1510ΩR1E112V

K1R3510ΩER4图4—1

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A1KΩI2R2BK2510ΩI3DIN4007

330ΩR5K3CE26V

1．E1为+6V、+12V切换电源，取E1=+12V，E2为可调直流稳压电源调至+6V；2．令E1电源单独作用时（将开关K1投向E1侧，开关K2投向短路侧），用直流电压表和毫安表（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4—1。

3．令Ｅ2电源单独作用时（将开关K1投向短路侧，开关Ｋ2投向Ｅ2侧），重复试验步骤２的测量和记录。

4．令Ｅ1和Ｅ2共同作用时（开关Ｋ1和Ｋ2分别投向Ｅ1和Ｅ2侧，重复上述的测量和记录。

5．令E1=0V（将开关K1投向短路侧）,将Ｅ2的数值调至＋12Ｖ，重复试验步骤３的测量并记录。

表4—1

测量项目试验内容E1单独作用E1(V)E2(V)I1I2I3UAB(mA)(mA)(mA)(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)E2单独作用E1,E2共同作用2E2单独作用6、将R5换成一只二极管IN4007（即将开关K3投向二极管侧），重复1～5的测量过程，数据记入表4-2。

表4-2

测量项目试验内容E1单独作用E1(V)E2(V)I1I2I3UAB(mA)(mA)(mA)(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)E2单独作用E1,E2共同作用2E2单独作用五．试验本卷须知1．用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性及数据表格中“＋、－〞号的记录。

2．注意仪表量程的及时更换。

六．预习思考题

1．叠加原理中E1、E2分别单独作用，在试验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E1或E2）置零（短接）？

2．试验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？

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七．试验报告

1．根据试验数据表格，进行分析、比较、归纳、总厚试验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。

2．各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述试验数据，进行计算并作结论。

3．通过试验步骤6及分析数据表格4--2，你能得出什么样的结论？4．心得体会及其它。

试验五戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定

一．试验目的

1．验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解2．把握测量有源二端网络等效参数的一般方法

二．试验原理

1．任何一个线性含源网络，假使仅研究其中一条支路的电压和电流,则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。

戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势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)时的等效电阻Req，ES和RO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U(1)开路电压、短路电流法

UOC在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接

A测其输出端的开路电压UOC，然后再将其输出端短

路，测其短路电流ISC，则内阻为△URO?UOCISC

B△IISC

图5—1

I

(2)伏安法

用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图5-1所示。根据外特性曲线求出斜率tgΦ，则内阻

RO?tg???UUOC??IISC

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

RO?UOC?UNIN

若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路

电流。

(3)半电压法

如图5-2所示，当负载电压为被测网络开路电

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被测有源网络R0VEE2图5—2

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。

(4)零示法

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

V采用零示测量法，如图5-3所示。

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。

被测有源网络R0

U

E

恒压源图5—3

三．试验设备

1．直流电压表、电流表

2．EEL—06组件（或EEL—18组件）3．EEL—01组件（或EEL—16组件）4．恒压源5．恒流源

四．试验内容

330ΩR1510ΩR3A1KΩRL

BReqUOC510ΩIS=20mA10ΩRR2ES=12V（a）

图5—4

被测有源二端网络如图5-4(a)所示

1．图5-4(a)线路接入稳压源ES＝12V和恒流源IS＝20mA及可变电阻RL.先断开RL测UAB即Uoc，再短接RL测Isc，则Ro＝UOC／Isc，填入表5-1

表5-1

Uoc(V)

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（b）

Isc(mA)Ro=Uoc/Isc2．负载试验

按图5-4(a)改变RL阻值，测量有源二端网络的外特性。记录数据填入表5-2

表5-2U(V)I(mA)3．验证戴维南定理：用1kΩ（当可变电器用），将其阻值调整到等于按步骤“1〞所得的等效电阻Req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5-4(b)所示，仿照步骤“2〞测其特性，对戴维南定理进行验证。记录数据填入表5-3

表5-3U(V)I(mA)4．测定有源二端网络等效电阻(又称入端电阻)的其它方法：将被测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Req或称网络的入端电阻Ri。记录数据填入表5-4

表5-4

Req(?)五．本卷须知

1．注意测量时，电流表量程的更换

2．步骤“4〞中，电源置零时不可将稳压源短接。

3．用万用表直接测Req时，网络内的独立源必需先置零，以免损坏万用表，其次，欧姆档必需经调零后再进行测量。

4．改接线路时，要关掉电源。

六．预习思考题

1．在求戴维南等效电路时，作短路试验，测Isc条件是什么？在本试验中可否直接作负载短路试验？请试验前对线路5-4(a)预先作好计算，以便调整试验线路及测量时可确凿地选取电表的量程。将预习时计算结果填入表5—5。

表5—5

Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc22.3七．试验报告

42.65232．说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。

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1．根据步骤2和3,分别绘出曲线,验证戴维南定理的正确性,并分析产生误差的原因。

2．根据步骤1、4各种方法测得的Uoc与Req与预习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论。

3．归纳、总厚试验结果。

试验六最大功率传输条件的研究

一．试验目的

1．理解阻抗匹配，把握最大功率的传输条件;2．了解电源输出功率与效率的关系。

二．原理说明

电源向负载供电的电路如图6-1所示，图中RS为电源

内阻，RL为负载电阻。负载RL得到的功率为：

PL?I2RL?(

Us)2?RLRs?RL

可见，当电源US和RS确定后，负载得到的功率大小

图6-1

只与负载电阻RL有关。令

dPL?0，解得：RL?RS时，负载得到最大功率：dRLPLmaxUs2?4Rs可见，当RL?RS时，负载可以获得最大功率，此种状况称为阻抗匹配。负载得到最大功率时的电路的效率：

2US4RSP??L??100%?50%

UUSIUSSRS?RS匹配电路的特点及应用：在电路处于“匹配〞状态时，电源本身要消耗一半的功率，此时电源效率只有50%。显然，这对电力系统是绝对不允许的。由于在电力系统（强电）中，50%的效率说明在线路上的损耗很大，用户只能得到发电厂发出电能的一半，这个是绝对不允许的，此时希望传输效率尽可能的要高。而在电子技术领域里却完全

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不同，电源效率往往不予考虑。寻常设法改变负载电阻，或者在信号源与负载之间加阻抗变换器，使电路处于工作匹配状态，以使负载能获得最大的输出功率。由于在通信系统（弱电）中，需要的是较强的信号，因此希望负载接受到的能量尽可能大，此时效率不是主要问题。

三．试验设备

直流稳压电源、直流电压表、直流电流表、元件箱

四．试验内容

1．按图6-2接线。US?6V，

RS?510?，RL?0~1K?。

2．令RL在0~1K范围内变化时，分别读取电压表、电流表读数并记录于表6-1中。

表6-1

测量值计算值UIRLPLη图6-2

计算公式：RL?UIPL?UI

??五．试验本卷须知

1．在PL最大值附近应多测几点2．防止电源短路

UI?100%USI六．预习思考题

1．电压表，电流表前后位置对换，对电压表，电流表的读数有无影响？为什么？2．什么是阻抗匹配？电路传输最大功率的条件是什么？

3．电路传输的功率和效率如何计算？什么时候出现最大效率？4．电力系统进行电能传输时为什么不能工作在匹配工作状态？

七．试验报告

1．整理试验数据，分别画出P--RL、、η--RL曲线图。

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2．根据试验结果，说明负载获得最大功率的条件是什么?

试验七R、L、C元件阻抗特性的测定

一．试验目的

1．验证电阻，感抗、容抗与频率的关系，测定Ｒ～f，XL～f与ＸC～f特性曲线及电路元件参数对响应的影响。

2．加深理解Ｒ、Ｌ、Ｃ元件端电压与电流的相位关系。

二．原理说明

1．在正弦交变信号作用下，Ｒ、Ｌ、Ｃ电路元件在电路中的抗流作用与信号的频率有关，它们的阻抗频率特性Ｒ～f，ＸL～f，ＸC～f曲线如图7—１所示。

2．元件阻抗频率特性的测量电路如图7—２所

XL示。

图中的r是提供测量回路电流用的标准电阻，

R流过被测元件的电流则可由r两端的电压除以r阻值所得。

XC若用双踪示波器同时观测Ur(相当于观测被测

0图7—１元件电流波形，但读数要做调整，I=Ur/r)和U（忽略f

了r的压降，因此U认定为被测元件两端的电压波形）的波形，从而可在荧光屏上测出被测元件两端的电压与流过该元件电流的幅值及它们之间的

LR相位差。C15mH1K3．将元件Ｒ、Ｌ、Ｃ串联或并联相接，亦可0.01uFu用同样的方法测得Ｚ串与Ｚ并时的阻抗频率特性

～fＺ～f，根据电压、电流的相位差可判断Ｚ串或Ｚ并

是感性还是容性负载。r4．元件的阻抗角（即相位差φ）随输入信号Ur300Ω的频率变化而改变，将各个不同频率下的相位差画在以频率f为横坐标、阻抗角φ为纵座标的座标图7—2纸上，并用光滑的曲线连接这些点，即得阻抗角的频率特性曲线。

用双踪示波器测量阻抗角的方法如图7—３所示。荧光屏上得一个周期(T)占n格，相位差(φ)占m格，则实际的相位差φ（阻抗角）为iu360???m?n度

5．由于R>>r，XL>>r，XC>>r，所以

表7-1中式R=U/IR、XL(V)=U/IL、Xc=U/Ic成立，即忽略了r的压降，认为信号源两端电压即为被测元件两端电压。

φT图7—3

?t三．试验设备

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1．信号源、频率计2．交流毫伏表3．双踪示波器

4．EEL—03组件(或EEL—16组件)5．EEL—06组件(或EEL—18组件）

四．试验内容

1．测量Ｒ、Ｌ、Ｃ元件的阻抗频率特性

将信号源正弦波接至如图7—2的电路，作为鼓舞源Ｕ，并用交流毫伏表测量，使鼓舞电压的有效值为Ｕ＝2V，并保持不变。

使信号源的输出频率从１kHz逐渐增至20kHz（用频率计测量），并使开关S分别接通Ｒ、Ｌ、Ｃ三个元件，用交流毫伏表测量Ｕr，并通过计算得到各频率点的R、XL、XC之值，记入表7—1中

表7—1

频率f(kHz)R(k?)XL(k?)XC(k?)Ur(V)IR(mA)=Ur/rR=U/IRUr(V)IL(mA)=Ur/rXL(V)=U/ILUr(V)Ic(mA)=Ur/rXc=U/Ic1251015202．测量Ｒ、Ｌ、Ｃ元件串联阻抗角的频率特性。用双踪示波器观测在不同频率下Ｒ、Ｌ、Ｃ元件串联阻抗角的变化状况，并作记录填入表7—2。

表7—2频率f(kHz)n(格)m(格)0.5125101520?(度)五．试验本卷须知1．交流毫伏表属于高阻抗电表，测量前必需先调零。

2．测φ时，示波器的“v/div〞和“t/div〞的微调旋钮应旋置“校准位置〞

六．预习思考题

测量Ｒ、Ｌ、Ｃ各个元件的阻抗角时，为什么要与它们串联一个小电阻？可否用一个小电感或大电容代替？为什么？

七．试验报告

1．根据试验数据，在方格纸上绘制Ｒ、Ｌ、Ｃ三个元件的阻抗频率特性曲线，从中可得出什么结论？

16

2．根据试验数据，在方格纸上绘制Ｒ、Ｌ、Ｃ三个元件串联的阻抗角频率特性曲线，并总结、归纳出结论。

3．心得体会及其他。

试验八用三表测量电路等效参数

一．试验目的

1．学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2．学会功率表的接法和使用。

二．原理说明

正弦交流鼓舞下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压Ｕ，流过该元件的电流Ｉ和它所消耗的功率Ｐ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用以测量５０Hz交流电路参数的基本方法。计算的基本公式为：

阻抗值模Z?UIPIUuiRL

图8—1

电路的功率因数cos??P等效电阻R?2?Z?COS?

I等效电抗

X?Zsin?

X2?f

uiRC

图8—2

电感L?1电容C?

2?fX三．试验设备

1．交流电压、电流、功率表

2．三相调压输出

3．EEL—04组件日光灯镇流器、电容器400Ｖ／4μＦ（或EEL—17）

4．EEL—05组件白炽灯20Ｗ220Ｖ（或EEL—17）

**WAZ~220VV四．试验内容

17

图8—3

1．测试线路如图8—3所示，Z根据测试要求连接。并经指导教师检查后，方可接通电源。

2．测量白炽灯（Ｒ）与日光灯镇流器（Ｌ）串联的等效参数。记录数据填入表8—1。

表8—1

测量白炽灯（Ｒ）与日光灯镇流器（Ｌ）串联测量值U(V)I(A)P(W)计算值Z(?)cos?电路等效参数R(?)L(mH)3．测量白炽灯（Ｒ）与电容器（Ｃ）串联的等效参数。记录数据填入表8—2。表8—2测量白炽灯（Ｒ）与电容器（Ｃ）串联测量值U(V)I(A)P(W)计算值Z(?)cos?电路等效参数R(?)C(?F)五．试验本卷须知1．功率表不能单独使用，一定要有电压表和电流表监测，使电压表和电流表的读数不超过功率表电压和电流的量限。

2．功率表接线正确，上电前细心检查。

3．自耦调压器在接通电源前，应将其手柄置在零位上，调理时，使其输出电压从零开始逐渐升高。每次改接试验负载或试验完毕，都必需先将其旋柄渐渐调回零位，再断电源。必需严格遵守这一安全操作规程。

六．预习思考题

1．在50Hz的交流电路中，测得一只铁心线圈的Ｐ、Ｉ和Ｕ，如何算得它的阻值及电感量？

2．功率表的工作原理及使用

七．试验报告

1．根据试验数据，完成各项计算。

2．总结功率表与自耦调压器的使用方法。

试验九单相铁芯变压器特性的测试

一．试验目的

1．学会测试变压器各项参数的方法；

2．学习测绘变压器的空载特性曲线与外特性曲线；3．了解变压器的工作原理和运行特性。

二．原理说明

变压器工作原理电路如图9-1所示，原边绕组AX连接交流电源ｕ1，副边绕组ａｘ两端电压为ｕ2，经开关S与负载阻抗Z2连接。

18

1．变压器空载特性

当变压器副边开关S断开时，变压器处在空载状态，原边电流i1＝i10，称为空载电流，其大小和原边电压u1有关，两者之间的关系特性称为空载特性，用u1＝ｆ（i10）表示。由于空载电流i10（励磁电流）与磁场强度H成正比，磁感应强度B与电源电压u1成正比，因而，空载特性曲线与铁芯的磁化曲

线（Ｂ—Ｈ曲线）是一致的。空载试验一般在低压绕组加电压，高压绕组开路，

2．变压器外特性

当原边电压U1不变，随着副边电流I2增大（负载增大，阻抗Z2减小），原、副边绕组阻抗电压降加大，使副边端电压U2下降，这种副边端电压U2随着副边电流I2变化的特性称为外特性，用u2＝ｆ（i2）表示。

3．变压器参数的测定

用电压表、电流表、功率表测得变压器原边的Ｕ１、Ｉ１、Ｐ１及副边的Ｕ2、Ｉ２，并用万用表Ｒ×１档测出原、副绕组的电阻Ｒ１和Ｒ２，即可算得变压器的各项参数值：电压比Ku?i1Aai2S?u1?u2?X?x图9-1图31－1Z2U1，变压作用U2I2，变流作用I1电流比Ks?阻抗比＝

Z1U1U2Z1?Z2?，变阻抗作用。Z2I1I2负载功率P2?U2I2cos?，本试验负载用白炽灯cos??1。变压器损耗功率P0?P1?P2一次侧功率因数cos?1＝

P1，U1I12原边线圈铜耗Pcu1?I1R1，副边线圈铜耗Pcu2?I2R2，铁耗PFe?P0?(Pcu1?Pcu2)

19

2

试验线路如图14-2（ａ）、（ｂ）所示，其中图（ａ）为T型网络，图（ｂ）为Π型网络。将恒压源的输出电压调到１０Ｖ，作为双口网络的输入电压Ｕ1，各个电流均用电流插头、插座测量。

I1I2200?300?I1I2?U1?U2?U1200?510?300??U2510??(a)??图14-2图14-2?(b)1．用‘双端口同时测量法’测定双口网络传输参数

根据‘双端口同时测量法’的原理和方法，测定两个双口网络的传输参数A1、B1、C1、D1和A2、B2、C2、D2，将所有数据记入表14-1和14-2中。

表14-1T型网络测定传输参数的试验数据双口网络1输出端开路I2=0输出端短路U2=0测量值U1（V）10U1（V）10U2（V）

表14-2Π型网络测定传输参数的试验数据双口网络2输出端开路I2=0输出端短路U2=0测量值U1（V）10U1（V）10U2（V）I1（mA）A2B2计算值C2D2I1（mA）A1B1计算值C1D1I2（mA）I1（mA）I2（mA）I1（mA）2．用‘双端口分别测量法’测定级联双口网络传输参数

将双口网络1的输出口与双口网络2的输入口连接，组成级联双口网络(如图14-3)，根据‘双端口分别测量法’的原理和方法，依照表14-3的内容，分别测量级联双口网络输入口和输出口的电压、电流，并计算出等效输入电阻和传输参数A、B、C、D，将所有数据记入表14-3中。

I1I2200??U1

300?510?200?35图14-2图14-3?300?U2510???表14-3测定级联双口网络传输参数的试验数据

输出端开路I2=0U1（V）10U2（V）10I1（mA）输入端开路I1=0I2（mA）R20R1010U2（V）输出端短路U2=0U1（V）I1（mA）输入端短路U1=0I2（mA）R2SR1S计算传输参数A=B=C=D=五．试验本卷须知1、注意仪表量程及极性的选择2、测试每个参数时注意测试条件

六．预习思考题

1．说明是双口网络的传输参数？它们有何物理意义？

2．试述双口网络‘同时测量法’与‘分别测量法’的测量步骤，优缺点及其适用场合；

3．用两个双口网络组成的级联双口网络的传输参数如何测定？

七．试验报告

1．整理各个表格中的数据，完成指定的计算；2．写出各个双口网络的传输方程；

3．验证级联双口网络的传输参数与级联的两个双口网络传输参数之间的关系；4．心得体会及其它

36

变压器效率效率??p2?100%p1三．试验设备

1．交流电压表、交流电流表、功率表

2．EEL—17B组件（含变压器36Ｖ／220Ｖ）或EEL—Ⅴ主控制屏3．白炽灯220Ｖ／40Ｗ或可调电阻4．调压器（输出可调交流电源）

四．试验内容

1．测绘变压器空载特性试验电路如图9-2所示，将变压器的高压绕组（副边）开路，低压绕组（原边）与调压器输出端连接。

确认三相调压器处在零位（逆时针旋终究位置）后，合上电源开关，调理三相调压器输出

220V.?V1A1?u2V2?36V/1.4A图9-2图31-2u1?220V/0.227A电压，使Ｕ１从零逐次上升到1.2倍的额定电压（1.2×36Ｖ），分别记录下来各次测得的Ｕ１、Ｕ２０和Ｉ１０数据，记入表9-1，绘制变压器的空载特性曲线。

表9-1U10I10U20040V2．测绘变压器外特性并测试变压器参数

试验电路如图9-3所示，变压器的低压绕组与调压器输出端连接，高压绕组接

.?W220V?1A1AaA2?u2V2?V1?图31－3图9-3u1Xx?220V/0.227A36V/1.4A36V/1.4A220V/0.227A220V、40Ｗ的白炽灯组负载（或可调电阻）。将调压器手柄置于输出电压为零的位置，

20

然后合上电源开关，并调理调压器，使其输出电压等于变压器低压侧的额定电压36Ｖ，分别测试负载开路及逐次增加负载（并联白炽灯）至额定值（I2Ｎ＝0.227A），分别记录下来五个仪表（见图9－3）的读数，记入表9-2，绘制变压器外特性曲线。

表9-2U1I1P1U2I236V36V3、断开电源，拆开电路接线。用万用表Ｒ×１档测出原、副绕组的电阻Ｒ１和Ｒ２。数据记录表9-3

表9-3R1R2五．试验本卷须知

1．本试验是将变压器作为升压变压器使用，并调理调压器提供原边电压U1，故使用调压器时应首先调至零位，然后才可合上电源，此外，必需用电压表监视调压器的输出电压，防止被测变压器输出过高电压而损坏试验设备，且要注意安全，以防高压触电。

2.遇异常状况，应马上断开电源，待处理好故障后，再继续试验。

六．预习思考题

1．为什么空载试验将低压绕组作为原边进行通电试验？此时，在试验过程中应注意什么问题？

答：根据变压器的电磁感应原理，不管在原边或副边做试验，结果都是一致的。所以具体在哪边做要看电压和电流的大小而定，如空载试验要加额定电压，就在低压侧做，低压电压低，便利。短路试验要加额定电流，就在高压侧做，高压电流小，便利。

从安全的角度出发，低压绕组加额定电压比高压绕组加额定电压要安全些。1.注意人身安全；2.注意仪表安全（选择适合的量程）

2．什么是变压器的空载特性？如何测绘？从空载特性曲线如何判断变压器励磁性能的好坏？

3．什么是变压器的外特性？如何测绘？从外载特性曲线上如何计算变压器的电压调整率？

4.为什么变压器的励磁参数一定是在空载试验加额定电压的状况下求出？

七．试验报告

21

1．根据表9-1数据，绘出变压器的空载特性曲线2．根据表9-2数据，绘出变压器的外特性曲线

3．计算变压器的变压比、变流比、铜损、铁损、效率、一次侧功率因数cos?1。4．计算变压器的电压调整率

?U％?5.心得体会及其它

U20?U2N?100％

U20试验十正弦稳态交流电路相量的研究

一．试验目的

１．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。２．把握ＲＣ串联电路的相量轨迹及其作移相器的应用。３．把握日光灯线路的接线。

iuRuRuC

?UR?I-jXC?UC?U图10—1

４．理解改善电路功率因数的意义并把握其方法。

二．原理说明

１．在单相正弦交流电路中，用交流电流表则得各支中的电流值，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相量形式的基尔霍夫定律，即：

??0和?U??0?I?的鼓舞下，U?与U?保２．如图10—１所示的ＲＣ串联电路，在正弦稳态信号URC?,U?的相量轨迹是一个半园，U?与U?持有９０°的相位差，即当阻值Ｒ改变时，URCR三者形成一个直角形的电压三角形。Ｒ值改变时，可改变φ角的大小，从而达到移相的目的。

３．日光灯线路如图10—3所示，图中Ａ是日光灯管，Ｌ是镇流器，Ｓ是启辉器，Ｃ是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（cosφ值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。

22

三．试验设备

1．交流电压、电流、功率、功率因素表2．三相调压输出

3．EEL—04组件，30Ｗ镇流器，400V／4μＦ电容器，电流插头（或EEL—17）4．30Ｗ日光灯（左面板上侧）

5．EEL—05组件40Ｗ220Ｖ白炽灯（或EEL—17）

四．试验内容

1．用两只220Ｖ，40Ｗ的白炽灯泡和３０Ｗ的日光灯电容器组成加图10—1所示的试验电路，按下闭合按钮开关调理调压器至220Ｖ，验证电压三角形关系，记录数据填入表10—1。

表10—1

测量值U(V)UR(V)UC(V)数据整理U?U2R2CU2?,U?，U?是否UCR组成直角三角形2．日光灯线路接线与测量

按图10—2组成线路，经指导教师检查后按下闭合按钮开关，调理自耦调压器的

**WAiuLLASVu图10—2

输出至220Ｖ，使日光灯启辉点亮，测量功率Ｐ，电流Ｉ，电压U、UL、UA等值，验证电压、电流相量关系。记录数据填入表10—2

表10—2测量数值P(W)I(A)U(V)UL(V)UA(V)计算值cos?r(?)3．并联电路——电路功率因数的改善按图10—3组成试验线路

23

**WiiLuLLASiCVu图10—3

经指导老师检查后，按下绿色按钮开关调理自耦调压器的输出调至220Ｖ，记录功率表，电压表读数，通过一只电流表和三个电流取样插座分别测得三条支路的电流，改变电容值，进行两次重复测量。记录数据填入表10—3

表10—3电容值(?F)P(W)测量数值U(V)I(A)IL(A)IC(A)计算值cos?五．试验本卷须知１．功率表要正确接入电路，读数时要注意量程和实际读数的折算关系。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。

六．预习思考题

１．参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理

２．在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？

３．为了提高电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？

４．提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？

七．试验报告

１．完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。

２．根据试验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。３．探讨改善电路功率因数的意义和方法。４．装接日光灯线路的心得体会及其他。

试验十一RLC串联谐振电路的研究

一．试验目的

1．学习用试验方法绘制Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路的幅频特性曲线。

24

2．加深理解电路发生谐振的条件、特点、把握电路品质因数（电路Ｑ值）的物理意义及其测定方法

二．原理说明

1．在图11—1所示的Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路中，当正弦交流信号源的频率f改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f而变。取电阻Ｒ上的电压Ｕo之值，然后以f为横坐标，以Ｕo／Ｕi为纵坐标，绘出光滑的曲线，此即为幅频特性，亦称谐振曲线，如图11—2所示。

2．在f?f0?LUiCRUo图11—1

12?LC处（XL?XC）,即幅频特性曲线尖峰所在的频率点，

该频率称为谐振频率，此时电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小，在输入电压Ui为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压Ｕi同相位，从理论上讲，此时Ui?IR?U0，

Ｕo／ＵiUL?UC?QUi，式中的Ｑ称为电路的品质因

数。

3．电路品质因数Ｑ值的两种测量方法：一是根据公式

f1f0f2图11—2

Q?ULUC?UU

测定，UC与UL分别为谐振时电容器Ｃ和电感线圈Ｌ上的电压；另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度

?f?f2?f1

再根据

Q?求出Ｑ值

f0f2?f1

1式中f0为谐振频率，f2和f1是失谐时，幅度下降到为最大值的(＝0.707）倍时

225

的上、下频率点。

Ｑ值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好，在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。

三．试验设备

示波器信号源UiLCN2毫伏表N115mH0.01uFR100Ω图11—3

1．交流毫伏表2．双踪示波器3．信号源及频率计

4．EEL—03（或EEL—16）

Uo四．试验内容

1．按图11—3组成监视、测量电路，用交流毫伏表测电压，用示波器监视信号源输出，令其输出幅值等于1V，并保持不变。

2．找出电路的谐振频率f0，其方法是，将毫伏表接在R（100Ω）两端，令信号源的频率由小逐渐变大（注意要维持信号源的输出幅度不变），当VO的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率fo，并测量VC与VL之值（注意及时更换毫伏表的量限）。

3．在谐振点两侧，按频率递增或递减500Hz或1kHz，依次各取8个测量点，逐点测出VO，VL，VC之值，记入数据表11—1。

表11—1f(kHz)VO(V)VL(V)VC(V)五．试验本卷须知1．测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点，在变换频率测试前，应调整信号输出幅度（用示波器监视输出幅度），使其维持在1V的输出。

2．在测量ＶC和ＶL数值之前，应将毫伏表的量限改大约十三倍，而且在测量ＶL

与ＶC时毫伏表的“＋〞端接Ｃ与Ｌ的公共点，其接地端分别触及Ｌ和Ｃ的近地端Ｎ2

26

和Ｎ1。

六．预习思考题

1．根据试验线路板给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。

2．改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中Ｒ的数值是否影响谐振频率值？

3．如何判别电路是否发生谐振？测试谐振点的方案有哪些？

4．电路发生串联谐振时，假使信号源给出1V的电压，电路谐振时，用交流毫伏表测ＶL和VC，应选中择用多大的量限？

5．要提高Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路的品质因数，电路参数应如何改变？6．本试验在谐振时，对应的ＶL与ＶC是否相等？如有差异,原因何在？

七．试验报告

1．根据测量数据，绘出幅频特性曲线

ＶO＝f(f),VL＝f(f),VC＝f(f)

2．计算出通频带与Ｑ值。

3．谐振时，比较输出电压ＵO与输入电压Ｕi是否相等？试分析原因。4．通过本次试验，总结、归纳串联谐振电路的特性。5．心得体会及其他。

试验十二三相交流电路电压、电流的测量

一．试验目的

1．练习三相负载的星形联接和三角形联接；

2．了解三相电路线电压与相电压，线电流与相电流之间的关系；3．了解三相四线制供电系统中，中线的作用；4．观测线路故障时的状况。

二．原理说明

三相负载可接成星形（又称‘Ｙ’形）或三角形（又称‘Δ’形）。

当三相对称负载作‘Ｙ’形联接时，线电压ＵＬ是相电压ＵＰ的3倍，线电流ＩＬ

等于相电流ＩＰ，即：UL?3UP,IL?IP，流过中线的电流ＩN＝０；作‘Δ’

形联接时，线电压ＵＬ等于相电压ＵＰ，线电流ＩＬ是相电流ＩＰ的3倍，即：

IL?3IP,UL?UP

不对称三相负载作‘Ｙ’联接时，必需采用‘ＹＯ’接法，中线必需稳固联接，以保证三相不对称负载的每相电压等于电源的相电压（三相对称电压）。若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭遇损坏，负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作；对于不对称负载作‘Δ’联接时，ＩＬ≠3ＩＰ，但只要电源的线电压ＵＬ对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，

27

对各相负载工作没有影响。

本试验中，用三相调压器调压输出作为三相交流电源，用三组白炽灯作为三相负载，线电流、相电流、中线电流用电流插头和插座测量。

UVWNABC三．试验设备

1．三相交流电源2．交流电压表、电流表3．EEL—17组件或EEL—55组件

o四．试验内容

图24-112-11．三相负载星形联接

按图12—1线路连接试验电路，即三相灯

组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源，并将三相调压器的旋钮置于三相电压输出为0V的位置(即逆时针旋终究的位置)，经指导教师检查合格后，方可合上三相电源开关，然后调理调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，并按表12—1的状况完成各项试验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压，将所测得的数据记入表12—1中，并观测各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观测中线的作用。

表12—1负载星形连接各项试验数据表格测量数据开灯组数线电流（A）线电压（V）试验内容（负载状况）中点电压流ABCUNO（V）IAIBICUABUBCUCAUAOUBOUCOI0（A）相相相111111相电压（V）中性电Y0接平衡负载Y接平衡负载Y0接不平衡负载121Y接不平衡负载121Y0接B相断开Y接B相断开Y接B相短路

101101132．三相负载三角形联接U按图12—2改接线路，连接试验电路，经指导教师检查合格后，接通三相电源，并调理调压

V器，使输出的线电压为220V，并按表12—2的状况完成各项试验，记录试验数据填入表12-2。

W

28

ABC图24-2图12-2表12-2负载三角形连接各项试验数格

测量数据开灯组数线电压（V）线电流（A）IAIB相电流（A）IBCICA负载状况三相平衡负载三相不平衡负载A-B相B-C相C-A相UABUBCUCA313233ICIAB五．试验本卷须知1．每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必需严格遵守先接线，后通电；先断电，后抓线的试验操作原则。

2．星形负载作短路试验时，必需首先断开中线，以免发生短路事故。

六．预习思考题

1．三相负载根据什么原则作星形或三角形连接？本试验为什么将三相电源线电压设定为220V？

2．三相负载按星形或三角形连接，它们的线电压与相电压、线电流与相电流有何关系？当三相负载对称时又有何关系？

3．说明在三相四线制供电系统中中线的作用，中线上能安装保险丝吗？为什么？七．试验报告

1．根据试验数据，在负载为星形连接时，Ul?角形连接时，Il?3Up在什么条件下成立？在三

3Ip在什么条件下成立？

2．用试验数据和观测到的现象，总结三相四线制供电系统中中线的作用；3．不对称三角形联接的负载，能否正常工作？试验是否能证明这一点？4．根据不对称负载三角形联接时的试验数据，画出各相电压、相电流和线电流的相量图，并证明试验数据的正确性。

5．心得体会及其它。

试验十三三相交流电路功率的测量

一．试验目的

1．学会用功率表测量三相电路功率的方法；2．把握功率表的接线和使用方法。

二．原理说明

29

?L1L2?W1A???L1N??W2?B?W3W1??L2L3NCW2L3三相负载图13-1图25-1图25-2图13-21．三相四线制供电，负载星形联接（即Ｙ0接法）

对于三相不对称负载，用三个单相功率表测量，测量电路如图13-1所示，三个单相功率表的读数为P1、P2、P3，则三相功率P＝P1＋P2＋P3。这种测量方法称为三瓦特表法。对于三相对称负载，用一个单相功率表测量即可，若功率表的读数为P1，则三相功率P＝3P1。

2．三相三线制供电

三相三线制供电系统中，不管三相负载是否对率。测量电路如图13-2所示，若两个功率表的读数为P1、P2，则三相功率P?P1?P2（代数和）。

3．测量三相对称负载的无功功率

对于三相三线制供电的三相对称负载，可用一瓦特表法测得三相对称负载的总无功功率Ｑ，测试电路如图13-３所示。功率表读数，P?UlIlsi?n（显然此时表的读数无实际意义）

其中?为负载的阻抗角，则三相负载的无功功率

L3图25-3图13-3?L1L2?W1三相对称负载Q?3P。三．试验设备

1．交流电压表、电流表、功率表2．三相调压输出电源

3．ＥＥＬ—17B组件（含220Ｖ／40Ｗ灯组９只、电容）或EEL—55组件、EEL—60组件（选配）

四．试验内容

1．三相四线制供电，测量负载星形联接（即Ｙ0接法）的三相功率（1）用一瓦特表测定三相对称负载三相功率，试验电路如图13-4所示，线路中的电流表和电压表用以监视三相电流和电

VAUA??W2BN?W

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VCN图25-4图13-4压，不要超过功率表电压和电流的量程。经指导教师检查后，接通三相电源开关，将调压器的输出由０调到380Ｖ（线电压），按表13-１的要求进行测量及计算，将数据记入表中。

(2)用一瓦特表测定三相不对称负载三相功率，本试验用一个功率表分别测量每相功率，试验电路如图13-4所示，步骤与（1）一致，将数据记入表13-１中。

表13-１三相四线制负载星形联接数据

负载情况Y0接对称负载Y0接不对称负载开灯盏数Ａ相31B相32C相33测量数据计算值PA(W)