正弦穩態交流電路相量的研究

一．實驗目的
１．研究正弦穩態交流電路中電壓、電流相量之間的關系?
２．掌握ＲＣ串聯電路的相量軌跡及其作移相器的應用。?
３．掌握日光燈線路的接線。?
４．理解改善電路功率因數的意義并掌握其方法。?
二．原理說明
１．在單相正弦交流電路中，用交流電流表測得各支路中的電流值，用交流電壓表測得回路各元件兩端的電壓值，它們之間的關系滿足相量形式的基爾霍夫定律，即

２．如圖１５—１所示的ＲＣ串聯電路，在正弦穩態信號的激勵下，保持有９０°的相位差，即當阻值Ｒ改變時，的相量軌跡是一個半園，,，三者形成一個直角形的電壓三角形。Ｒ值改變時，可改變φ角的大小，從而達到移相的目的。

３．日光燈線路如圖15—3所示，圖中Ａ是日光燈管，Ｌ是鎮流器，Ｓ是啟輝器，Ｃ是補償電容器，用以改善電路的功率因數（cosφ值）。有關日光燈的工作原理請自行翻閱有關資料。

三．實驗設備

1．交流電壓、電流、功率、功率因素表

2．調壓輸出?

3．EEL—17組件（或EEL—52組件、EEL—55組件），30Ｗ鎮流器，400V／4μＦ電容器，電流插頭，40Ｗ/220Ｖ白熾燈

4．30Ｗ日光燈?

四．實驗內容

1．用兩只220Ｖ，40Ｗ的白熾燈泡和３０Ｗ的日光燈電容器組成如圖15—1所示的實驗電路，按下閉合按鈕開關調節調壓器至220Ｖ，驗證電壓三角形關系?

2．日光燈線路接線與測量?

按圖15—2組成線路，經指導教師檢查后按下閉合按鈕開關，調節自耦調壓器的輸出，使其輸出電壓緩慢增大，直到日光燈剛啟輝點亮為至，記下三表的指示值。然后將電壓調至220Ｖ，測量功率Ｐ，電流Ｉ，電壓 等值，驗證電壓、電流相量關系。

五．實驗注意事項
１．功率表要正確接入電路，讀數時要注意量程和實際讀數的折算關系。?
２．線路接線正確，日光燈不能啟輝時，應檢查啟輝器及其接觸是否良好。

六．預習思考題
１．參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理?
２．在日常生活中，當日光燈上缺少了啟輝器時，人們常用一導線將啟輝器的兩端短接一下，然后迅速斷開，使日光燈點亮；或用一只啟輝器去點亮多只同類型的日光燈，這是為什么？?
３．為了提高電路的功率因數，常在感性負載上并聯電容器，此時增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時感性元件上的電流和功率是否改變？?
４．提高線路功率因數為什么只采用并聯電容器法，而不用串聯法？所并的電容器是否越大越好？

七．實驗報告
１．完成數據表格中的計算，進行必要的誤差分析。?
２．根據實驗數據，分別繪出電壓、電流相量圖，驗證相量形式的基爾霍夫定律。
３．討論改善電路功率因數的意義和方法。?
４．裝接日光燈線路的心得體會及其他。