电路分析基础实验 4.2正弦稳态电路相量及功率因数提高

正弦稳态电路相量及功率因数提高课程：电路分析基础实验（电路与电子线路实验1）吕伟锋、卢振洲掌握用三表法测量正弦交流电路器件参数的方法。理解荧光灯电路的工作原理，学会荧光灯线路的连线。理解相量在交流电路中的应用。理解和掌握提高感性负载功率因数的意义及方法。一.实验目的正弦稳态电路相量及功率因数提高二.实验仪器正弦稳态电路相量及功率因数提高三.实验原理测试电路如图4.2.1所示，用三表法测量电路等效参数。图4.2.1三表法测量交流器件参数电路图4.2.1中功率表用于测量电路中的有功功率，*U和*I分别代表功率表电压线圈和电流线圈的公共端。通过测量阻抗在交流电路中的电压值、电流值和功率值，根据其各自的等效电路间接求得各元件的参数值。正弦稳态电路相量及功率因数提高图4.2.2R、L、C串联电路三.实验原理正弦稳态交流电路中，节点电流间和回路电压间满足相量形式的基尔霍夫定律。如图4.2.2，在R、L、C串联电路中，回路电压应满足：图4.2.3R、L、C串联电路相量图正弦稳态电路相量及功率因数提高三.实验原理在

G、C、L并联电路中，各支路电流满足：正弦稳态电路相量及功率因数提高图4.2.4G、C、L并联电路图4.2.5G、C、L并联电路相量图三.实验原理荧光灯电路组成如图4.2.6所示。镇流器工作时其等效内阻会产生两部分的损耗：铜耗PCu和铁芯损耗PFe，即PL=I2r=PCu+PFe。图4.2.6荧光灯电路荧光灯总消耗功率：P=PR+PL=S·cosφZ电源提供的视在功率为：S=VI镇流器无功功率为：Q=S·sinφZ荧光灯电路功率因数：λ=P/S=

cosφZ正弦稳态电路相量及功率因数提高三.实验原理为了提高荧光灯电路（感性负载）的功率因素，可在负载两端并联电容，如图4.2.7所示。图4.2.7荧光灯电路并联电容正弦稳态电路相量及功率因数提高1.

三表法测量元件电路参数（基础实验）按图4.4.1接线，依次将铁芯线圈（电感）、电容器（3uF、5uF、7uF）接入正弦交流电路中，经指导教师检查后，方可合上电源开关，测量P值、V值和I值并记入表4.2.1中。表4.2.1三表法测量交流器件参数四.实验内容及步骤正弦稳态电路相量及功率因数提高2.

荧光灯电路功率因数测量（基础实验）表4.2.2荧光灯电路测试参数四.实验内容及步骤正弦稳态电路相量及功率因数提高按图4.2.6接线，经教师检查后，方可合上电源开关A，测量此时的P、I、V、VR、VL等数据，记入表4.2.2中。注意测量完毕后，必须将电路断电。3.

荧光灯电路功率因素提高（设计性实验）表4.2.3并联电容电路测试参数四.实验内容及步骤正弦稳态电路相量及功率因数提高设计具体的实验电路以提高荧光灯电路的功率因数（提高到0.9左右），要求进行必要的电路设计及计算，给出合理的实验测试方案，正确选择仪器、拟定实验数据记录表格，测量此时的P、V、VR、VL、IC、IL等数据，并改变电容大小，重新测量记入表4.2.3中。五.实验注意事项本实验采用市网交流220V、50Hz电源，实验中要特别注意人身安全。每次接线完毕，应检查确认无误后方可接通电源，必须严格遵守先接线，后通电；先断电，后拆线的实验操作原则。为了防止烧坏功率表，每次测试完毕后或发现有误时，都应先将电源断开。交流电流表的内阻很小，千万不可将电流表错当成电压表使用或并在负载两端，以免损坏。正弦稳态电路相量及功率因数提高六.实验预习思考题在交流电路中，基尔霍夫两大定律的含义是什么？在形式上与直流电路有何差异？如果在50Hz的交流电路中，测得一只铁芯线圈的P、I和V，如何算得它的等效内阻值及其电感量？若该器件为电容器件，其漏电阻及电容量又如何求得？了解提高荧光灯电路功率因数的方法，理解RLC并联电路的谐振特性，找出电路功率因数改善前后cosφ值与电路参数间的关系。正弦稳态电路相量及功率因数提高七.实验总结题整理实验数据表格，并进行相应计算。根据计算结果，总结三表法测量电路器件参数的原理及方法。与器件的标称值进行比较，进行必要的测量校正及误差分析。