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1、电路原理实 验 指 导 书张毅编沈阳大学信息工程学院名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 24 页 - - - - - - - - - 1 目录实验一基尔霍夫定律的验证. . 1实验二叠加定理的验证. 2实验三戴维南定理的验证 . 4实验四常用电子仪器使用 . 6实验五一阶动态电路的研究. . 133实验六功率因数的提高. 155实验七三相交流电路电压、电流的测量. 17实验八三相电路功率的测量. . 19名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
2、 - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 24 页 - - - - - - - - - 1 实验一基尔霍夫定律的验证一、实验目的与要求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。3. 加深对参考方向的理解。二、实验类型验证型三、实验原理及说明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每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL ）和电压定律（KVL ） 。即对电路中的任一个节点而言，应有I0；对任何一个闭合回路而言，应有U0。运用上述定律时必
3、须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。四、实验仪器序 号名 称主要用途1 直流可调稳压电源030V（二路）电源2 直流数字电压表0200V 测量元件电压3 基尔霍夫定律实验电路板DGJ-03 提供实验电路4 直流数字毫安表0-20mA 测量支路电流五、实验内容和步骤利用 DGJ-03 实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加定理”线路，按图1-1 接线。1. 分别将两路直流稳压电源接入电路，令U16V， U212V 。 （先调准输出电压值）2. 实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图1-1 中的 I1、I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为ADEF
4、A 、BADCB 和 FBCEF。图 1-1 6VU1RRRRR123455105105103301KABCDEF1 2VU2I1I2I3mA电源 插头电流 插座名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 24 页 - - - - - - - - - 2 3. 熟悉电流插头的结构，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，记录之。表 1-1
5、 被测量I1(mA) I2(mA) I3(mA) U1(V) U2(V) UF A(V) UAB(V) UAD(V) UCD(V) UDE(V) 计算值测量值相对误差六、实验数据处理与分析1. 根据实验数据，选定节点A，验证 KCL 的正确性。2. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL 的正确性。3. 将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重复1、2 两项验证。4. 误差原因分析。5. 心得体会及其他。七、注意事项1. 本实验线路板系多个实验通用，DGJ-03 上的 K3 应拨向 330侧，三个故障按键均不得按下。2所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。U1、U2
6、也需测量，不应取电源本身的显示值。3. 防止稳压电源两个输出端碰线短路。4. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。实验二叠加定理的验证一、实验目的与要求验证线性电路叠加定理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。二、实验类型验证型三、实验原理及说明叠加定理指出：在有多个独立电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电源单独作
7、用时在该元件上所产生的电流名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 24 页 - - - - - - - - - 3 或电压的代数和。线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立电源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。四、实验仪器序 号名 称主要用途1 直流可调稳压电源030V（二路）电源2 直流数字电压表0200V 测量元件电压3 叠加定理实验电路板DGJ-03 提供实验电路4 直流数字毫安表0-20m
8、A 测量支路电流五、实验内容和步骤实验线路如图2-1 所示，用 DGJ-03 挂箱的“基尔夫定律/叠加定理”线路。图 2-1 1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V 和 6V，接入 U1 和 U2 处。2. 令 U1 电源单独作用（将开关K1 投向 U1 侧，开关K2 投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（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 2-1。3. 令 U2 电源单独作用（将开关K1 投向短路侧，开关K2 投向 U2 侧） ，重复实验步骤 2 的测量和记录，数据记入表2-1。4. 令 U1 和 U2 共同作用（开关K1 和 K2 分别投向U1 和 U2 侧）
9、 ， 重复上述的测量和记录，数据记入表2-1。5. 将 U2 的数值调至 12V，重复上述第3 项的测量并记录，数据记入表2-1。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 24 页 - - - - - - - - - 4 表2-1 测量项目实验内容U1(V) U2(V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) UAB (V) UCD (V) UAD (V) UDE (V) UF A (V) U1单独作用U2单独作用U1、 U2共 同作用2U2单独 作用六、实
10、验数据处理与分析1. 根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。2. 通过实验步骤6 及分析表格2-2 的数据，你能得出什么样的结论？3. 心得体会及其他。七、注意事项1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值的、号后，记入数据表格。2. 注意仪表量程的及时更换。实验三戴维南定理的验证一、实验目的与要求1. 验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二、实验类型验证型三、实验原理及说明戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串
11、联来等效代替， 此电压源的电动势Us 等于这个有源二端网络的开路电压Uoc， 其等效内阻 R0 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。Uoc（Us）和 R0 或者 ISC（IS）和 R0 称为有源二端网络的等效参数。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 24 页 - - - - - - - - - 5 四、实验仪器序 号名 称主要用途1 可调直流稳压电源（030V）电源2 可调直流恒流源（0200mA ）电源3 直流
12、数字电压表（0200V）测量电压4 直流数字毫安表（0200mA ）测量电流5 万用表测量电阻6 可调电阻箱 （099999.9 DGJ-05 ）提供可调电阻7 电位器（1K/5W DGJ-05）提供电阻8 戴维南定理实验电路板（ DGJ-05）提供实验电路五、实验内容和步骤被测有源二端网络如图3-4(a)。(a) (b) 表 3-1 1. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的 Uoc、R0。按图 3-4(a)接入稳压电源Us=12V 和恒流源Is=10mA ，不接入RL。测出 UOc 和 Isc,并计算出 R0，记入表 3-1。 （测 UOC 时，不接入mA 表。 ）2. 负载实验按图
13、 3-4(a)接入 RL。改变 RL 阻值，测量相应的U、I 值并记入表3-2，测出有源二端网络的外特性曲线。Uoc (v) Isc (mA) R0=Uoc/Isc ( )图 3-4 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 24 页 - - - - - - - - - 6 表 3-2 RL（）1K 900 800 700 600 500 400 300 200 U（v）I（mA）3. 验证戴维南定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0 之值，然后令其与直
14、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 3-4(b)所示，仿照步骤“2”测其外特性，将测量的U、I 值记入表3-3 中，对戴氏定理进行验证。表 3-3 RL（）1K 900 800 700 600 500 400 300 200 U（ v）I（mA）六、实验数据处理与分析1. 列出实验数据， 根据实验数据验证戴维南定理的正确性。并分析产生误差的原因。2. 戴维南定理的使用条件是什么？3. 归纳、总结实验结果。4. 心得体会及其他。七、注意事项1. 测量时应注意电流表量程的更换。2. 步骤“ 4”中，电压源置零时不可将稳压源短接。3. 用万表直接测R0 时，
15、网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。4. 改接线路时，要关掉电源。实验四常用电子仪器使用一、实验目的与要求1.了解示波器原理，初步学习示波器的使用方法。2.学会正确使用数控智能函数信号发生器。二、实验类型综合型三、实验仪器及说明COS5041 型双踪示波器COS5041 型双踪示波器是一种能同时显示两个波形晶体管小型示波器，它便于同时名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 24 页 - - - - - - - - - 7
16、观察和比较两个信号波形的各项参数。该仪器还可以任意选择某通道单独工作，进行单独显示。常用控制装置（见附图4-1）（一）示波管控制部分3电源开关2电源指示灯4辉度（扫描线亮度）调节旋钮6聚集调节旋钮8标尺亮度调节旋钮（二）垂直输入控制部分11 （18）通道 1（通道 2）输入插口10 （19）输入偶合方式选择开关AC 交流偶合GND 接地DC 直流偶合12 （16）输入灵敏度选择开关（5mV 到 5V 共 10 挡）13 （17）垂直灵敏度微调旋钮（CAL D 为校准位置，拉出来灵敏度为原来5 倍）9 （20）扫描线垂直位置调节旋钮14工作方式选择开关CH1 通道 1 CH2 通道 2 DUAL
17、 双踪方式（同时显示通道1 和通道 2 的波形）ADD 叠加方式（旋钮 20推入时显示CH1+ CH2 ， 旋钮 20 拉出时显示 CH1-CH2 ）（三）触发控制部分23外触发信号输入插座26触发信号选择开关CH1 通道 1 输入作为触发信号CH2 通道 2 输入作为触发信号EXT 外触发输入作为触发信号25 触发信号偶合方式选择开关AC 交流偶合HFREJ 交流低通偶合TV 电视方式偶合24触发极性选择开关+ 正半周触发负半周触发22触发电平调节旋钮21延迟时间调节旋钮（四）时基触发控制30扫描时间选择开关31扫描时间微调旋钮（CAL D 为标准信号，拉出为10 倍）32水平位置调节旋钮2
18、8 扫描方式选择开关AUTO 自动扫描名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 24 页 - - - - - - - - - 8 NOME 一般扫描SINGLE 单次扫描29 扫描模式选择开关A正常扫描AINT 局部放大B 延迟扫描B TRIG 连续或触发延迟（五）其它部分1标准信号输出（2VP-P ，1000Hz）15接地端基本操作方法接通电源之前，先检查电源是否符合要求。然后按下表调解各控制开关和旋钮的位置：（图中所示位置即是初始位置）标号英文标注名称位置3PO
19、WER 电源开关关（未按下）4INTEN 辉度调节旋钮顺时针（ 3 点位置）6 FOCUS 聚集调节旋钮中间（ 12 点位置）8 ILLUM 标尺亮度调节旋钮逆时针（ 9 点位置）14 VERT MODE 输入工作方式选择开关CH1 9 POSITION 垂直位置调节旋钮中间位置，推入12 VOLTS/DIN 垂直灵敏度选择开关500mV/DIV 13 VARIABLE 垂直灵敏度微调选择开关AC 26 SOURCE 触发信号选择开关CH1 25 COUPLING 偶合方式选择开关AC 24 SLOPE 触发极性选择开关+ 22 LEVEL 触发电平调节旋钮初始位置（ LOCK ）21 HOL
20、DOFF 延迟时间调节旋钮顺时针28 SWEEP MODE 扫描方式选择开关AUTO 29 HOR DLSPLAY 扫描模式选择开关A 30 TDME/DIV 扫描时间选择开关0.5mcec/DIV 31 VARIBLE 扫描时间微调旋钮CAL, D 32 POSITION 水平位置调节旋钮中间位置然后按下列步骤操作：1按下开关电源按钮3，接通电源，确认指示灯2 亮。大约 20 秒之后，扫描线出现在屏上。如果60 秒之后扫描线仍未出现，重复上述步骤。2调节辉度旋钮4 和聚集旋钮6，使扫描线具有合适的亮度和宽度。3将随机配探头电缆插头接到探头通道1 输入插座11 上。4。将探头中心探头接到标准信
21、号输出端1 上屏幕上将出现周期性的方波信号。COS50-41 型双踪示波器附图 4-1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 24 页 - - - - - - - - - 9 5调节垂直位置调节旋钮9 和水平位置调节旋钮32，移动波形使之便于读数。6读出显示波形的峰-峰值和周期，读数方法如下：幅值=格数开关位置（V/DIV 或 mV/DIV ）周期=格数开关位置（S/DIV 或 mS/DIV ）标准信号应为2V,1000Hz(T=1ms) 7将探头接到其他待测
22、信号上，调节垂直输入灵敏度选择开关12、垂直灵敏度微调旋钮 13、 扫描时间选择开关30 和扫描时间微调旋钮31， 使波形的大小和位置便于观察。8、当波形在水平方向不稳定时，可通过调节扫描微调旋钮31 和触发电平调节旋钮22 使其稳定。9读数时应将微调旋钮13 和 31 旋至位置，按照步骤5 和 6 读数。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 24 页 - - - - - - - - - 10 以上操作步骤是针对所用通道1 进行观察加以说明，当使用通道2 时，
23、操作步骤基本相同。数控智能函数信号发生器该信号源以单片机为核心的数控式函数信号发生器。它可输出正弦波、三角波、锯齿波、矩形波、四脉方列和八脉方列等六种信号波形。通过面板上键盘的简单操作，就可以很方便地连续调节输出信号频率，并用绿色LED 数码管直接显示输出信号的频率值。本仪器还有频率计的功能。1、 主要技术指标（1）输出频率范围：正弦波为1Hz-150KHz ：三角波和锯齿波为1Hz-10KHz ：四方列和八脉方列固定为1Hz。频率调整步幅：1Hz-1KHz 为 1Hz：1KHz-10KHz为10Hz：10KHz-150KHz为 100 Hz。（2）输出脉宽调节：占空比固定为1：1、1：3、1
24、：5、1： 7 四档。输出脉冲前后沿时间小于50ns。（3）输出幅度调节范围：A 口15mV-17. 0 Vpp,B 口0-0.4Vpp (4) 输出阻抗：大于50 欧姆。（5）频率测量范围：1Hz-200KHz 2、使用操作说明：（1）操作键盘和显示屏： A B 正三锯矩四八弦角齿形脉脉波波波波方方形形形形列列波形 脉宽测频取消A 口 粗 中 细B 口/ B 口 粗 中 细B 口/ B 口 操作键盘示图 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 24 页 - -
25、 - - - - - - - 11 频率显示（ Hz）。 。 占空比显示内部基准显示（V）图 4-2 （ 2）输入、输出接口：模拟信号（包括正弦波、三角波和锯齿波）从A 口输出；脉冲信号（包括矩形波、四脉方列和八脉方列）从B 口输出；（ 3）开机后的初始状态：选定为正弦波形，相应的红色LED 指示灯亮；输出频率显示为 1KHz；内部基准幅度显示为5V。（ 4）按键操作：包括输出信号的选择频率的调节、脉冲宽度的调节、测频功能的切换操作（对照图4-2）d 1 按“ A 口” 、 “B 口/B或 B 口/B” ，选择输出端口。d 2 操作“波形” 、 “A 口”及“ B 口/B（或B 口/B） ”键
26、，选择波形输出，六个 LED 发光二极管将分别指示当前输出信号的类型。d 3 在选定矩形波后，按“脉宽”键，可改变矩形波的占空比。此时图二中的用以显示占空比的数码管将依次显示1： 1，1：3， 1：5，1： 7。d 4 按“测频 /取消” 键，本仪器的频率显示窗便转换为频率计的功能。即图二中的六只频率显示数码管将显示接在面板“信号输入口”处的被测信号的频率值（“信号输出口”仍保持原来信号的正常输出）。此时除“测频/取消”键外，按其它的键均无效；只有再按过 “测频 /取消”键，撤消测频功能后， 整个键盘才可恢复输出信号的控制操作。 d 5 按“粗”键或“粗”键，可单步改变（调高或调低）输出信号频
27、率值的最高位。 d 6 按“中”键或“中”键，可连续改变（调高或调低）输出信号频率值的次高位。d 7 按“细”键或“细”键，可连续改变（调高或调低）输出信号频率值的第二次高位。（ 5）输出幅度调节e 1 A 口幅度调节顺时针旋转面板上幅度调节选钮，将连续增大输出幅度；逆时针旋转面板上幅度调节选钮，将连续减小输出幅度。幅度调节精度为1mV。e 2 B 口幅度调节按B 口/B键将连续增大输出口幅度；按B 口/B键将连续减小输出口幅度。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13
28、页，共 24 页 - - - - - - - - - 12 四、实验仪器序 号名 称主要用途1 示波器 COS5041 观察波形2 数控智能函数信号发生器信号源3 毫伏表测量电压五、实验内容和步骤（一）观察COS5041 示波器标准信号的波形，并计算出波形的周期、幅值和有效值。（二）用示波器与毫伏表测量正弦波1、按图 4-3 连接好仪器2、接通信号发生器电源，调节各旋钮使其输出如下各频率与幅值的正弦波：200Hz、0.5V，1KHz、 1V，20KHz 、2V，50KHz、 3V。分别用毫伏表、示波器测量各正弦波电压的有效值，并观察其波形，记入表4-1。表 4-1 电压频率200Hz 1KHz
29、 20KHz 50KHz 仪器信号发生器0.5V 1V 2V 3V 毫伏表示波器（三）观察示波器的显示毫伏表y1y2 示波器信号发生器图 4-3 仪器连接方式将频率为200Hz、1KHz 、20KHz、 50KHz 的正弦信号加入到示波器的Y1 或 Y2 通道的输入端，观察波形并记录数据填入表4-1 中，六、实验数据处理与分析1整理记录数据。2回答下列问题：用简短语言叙述用COS5041型示波器测某一电压波形时，调节各旋钮的先后次序。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1
30、4 页，共 24 页 - - - - - - - - - 13 实验五一阶动态电路的研究一、实验目的与要求1. 测定 RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。2. 学习电路时间常数的测量方法。3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。4. 进一步学会用示波器观测波形。二、实验类型验证型三、实验原理及说明1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只
31、要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。2. 微分电路和积分电路是RC 一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的RC 串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，当满足 RC2T，则该RC 电路称为积分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可以将方波转变成三角波。从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程仔细观察与记录。TRCR T/2icRccuuuiu名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -
32、 - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 24 页 - - - - - - - - - 14 四、实验仪器序 号名 称主要用途1 示波器 COS5041 观察波形2 数控智能函数信号发生器信号源五、实验内容和步骤1. 从电路板上选R1K，C1uF 组成如图5-2(a)所示的 RC 充放电电路。uS为脉冲信号发生器输出的Um3.6V、f 100Hz 的方波电压信号，并通过同轴电缆线，将激励源uS或响应uC的信号连接至示波器的输入口YA或 YB。这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，请测定方波源的幅 值 u
33、s和时间2T，并用方格纸描绘波形。如图5-2(b) 2. 观察RC 一阶电路零输入响应和零状态响应并用方格纸描绘波形，电路如图 5-3所示。3. 根据方波源的作用时间T/2 选择电容C 的应参数（已知R=1K） ，使其满足5= T/2 用示波器观察电路的零状态和零输入响应，测出电路的时间常数，并用方格纸描绘uc的 波形。时间常数 的测量：当 5 T/2 时，有：ucUs（1e-t0/）0 T 当 t 0 时，uc（0）0。设 ： tto uc（to）US/2如图 5-4 所示。于是得：US/2 US（1e-t0/）即；e-t0/1/2两边取对数得：to/ （In/2 ）1.443 to 所以，
34、只要测出to即可得到 值。图 5-2（a）图 5-2（b）t0us/2 usuct 图 5-4 图 5-3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 24 页 - - - - - - - - - 15 六、实验数据处理与分析1. 根 据 实 验 观 测 结 果 ， 在 方 格 纸 上 绘 出 RC一 阶 电 路 充 放 电 时uC的 变化曲线，由曲线测得值，并与参数值的计算结果作比较，分析误差原因。2. 心得体会及其他。七、注意事项1. 调节电子仪器各旋钮时，动作
35、不要过快、 过猛。实验前， 需熟读双踪示波器的使用说明书。观察显示时，要特别注意相应开关、旋钮的操作与调节。2. 信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（称共地）， 以防外界干扰而影响测量的准确性。3. 示波器的辉度不应过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗，以延长示波管的使用寿命。实验六功率因数的提高一、实验目的与要求1. 掌握改善功率因数的方法。2. 了解日光灯电路。3. 了解提高功率因数的意义。二、实验类型验证型三、实验原理及说明在一般感性负载中，其功率因数是比较低的，当负载的端电压一定时，功率因数越低输电线路上的电流越大，导线上的压降越大，导线电能损耗越大，传输效率降
36、低，发电设备的容量不能充分的利用。因此，应该设法提高负载端的功率因数。在实际电路中，提高感性负载的功率因数通常用电容补偿法，即在负载两端并联补偿电容器。 日光灯负载是感性负载，其电路中串联着镇流器，它是一个电感量交大线圈，因而使电路中功率因数低到0.5 左右。补偿电容器的容量选择合适时，可将功率因数提高到 1。日光灯工作原理：日光灯线路如图6-1 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（ cos值） 。灯管是内壁涂有荧光物质的细长玻璃管，图 6-1 220 VLSAC名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
37、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 24 页 - - - - - - - - - 16 在管的两端装有灯丝电极，灯丝上涂有受热后易于发射电子的氧化物，管内充有稀薄的惰性气体和水银汽，镇流器是一个带有铁心的电感线圈。启辉器由一个辉光管和一个小容量的电容组成，它们装在一个圆柱形的外壳内。当接通电源时，由于日光灯没有点亮，电源电压全部加在启辉器辉光管的两个电极之间，使辉光管放电，放电时产生的热量使得“U”形电极受热趋于伸直，两个电极接触，这时日光灯的灯丝通过电极与镇流器及电源构成一个回路，灯丝因此有电流通过而发热，使氧化物发射电子。
38、同时，辉光管两个电极接通时，电极间电压为零，辉光放电停止，倒“ U”型金属片因温度下降而复原。两电极脱开，回路中的电流突然被切断，于是在镇流器两端产生一个比电源电压高得多的感应电压。这个感应电压连同电源电压一起加在灯管的两端，使灯管内的惰性气体电离而产生弧光放电。随着管内温度的逐渐升高，水银蒸汽游离，并猛烈地碰撞惰性气体分子而放电。水银蒸汽、光放电时，辐射出不可见的紫外线，紫外线激发灯管内壁的荧光粉后发出可见光。正常工作时，灯管两端电压较低，40 瓦灯管的两端电压约为110 伏， （30 瓦的约为80 伏） ，此电压不足以使启动器再次产生辉光放电。因此，启动器仅在启动过程中起作用，一启动完成，
39、它便处于断开状态。四、实验仪器序 号名 称主要用途1 交流电压表（ 0500V）测量电压2 交流电流表（ 01A）测量电流3 功率表（ DGJ-07 ）测量功率4 自耦调压器调节电源电压5 镇流器、启辉器（DGJ-04）与 30W 灯管配用6 日光灯灯管30W 负载7 电容器（ 1 F,2.2 F,4.7 F/500V，DGJ-05）提高功率因数8 电流插座（ DGJ-04 ）测量电流五、实验内容和步骤按图 6-2 接线。电源电压u 为 220V、日光灯功率为30W，电容器为1 F，2.2 F，4.7 F/500V。经指导老师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器的输出调至220V，记录功率表、
40、电压表读数。通过一只量程为1A 的电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流，改变电容值，进行三次重复测量。数据记入表6-1 中。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 24 页 - - - - - - - - - 17 6-1 电容值( F) 测量数值P(W) COSU(V) I总（A）IL(A) IC(A) 0 1 2.2 4.7 六、实验数据处理与分析1. 讨论改善电路功率因数的意义和方法。2. 装接日光灯线路的心得体会及其他。七、注意事项1. 本实验用交
41、流市电220V，务必注意用电和人身安全。2. 功率表要正确接入。3. 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。实验七三相交流电路电压、电流的测量一、实验目的与要求1. 了解对称三相交流电路电压、电流的关系。2. 学会观测三相交流电路电压、电流的方法。3. 掌握三相负载作星形联接的方法，验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。4. 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。二、实验类型验证型三、实验原理及说明1. 三相负载可接成星形（又称“”接）或三角形(又称 接)。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ULPU3
42、，ILIp名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 24 页 - - - - - - - - - 18 在这种情况下，流过中线的电流I00， 所以可以省去中线。当对称三相负载作形联接时，有IL3Ip，ULUp。2. 不对称三相负载作Y 联接时 ,必须采用三相四线制接法，即 Yo接法。而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。倘若中线断开， 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，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，
43、使负载不能正常工作。尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0接法。3. 当不对称负载作接时，IL3Ip，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，对各相负载工作没有影响。四、实验仪器序 号名 称主要用途1 交流电压表（ 0500V）测量交流电压2 交流电流表（ 05A）测量交流电流3 三相自耦调压器调节电压4 三相灯组负载（ 220V，100W 白炽灯 ,DGJ-04 ） 负载五、实验内容和步骤1. 三相负载星形联接（三相四线制供电）按图 8-1 线路组接实验电路。 即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。将三相调压器的旋柄置于输出为0V 的位置 （即逆时针旋到底
44、） 。 经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为100V，并按下述内容完成各项实验，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8-1 中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。图 8-1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 24 页 - - - - - - - - - 19 表 8-1 测量数据实验内容（负载情况）开灯盏数线电流（A）线
45、电压（V）相电压（ V）中线电流I0(A) 中点电压UN0 (V) A 相B 相C 相IAIBICUABUB CUC AUA0UB0UC0Y0接平衡负载3 3 3 Y接平衡负载3 3 3 Y0接不平衡负载1 2 3 Y接不平衡负载1 2 3 Y0接 B 相断开1 3 Y 接 B 相断开1 3 六、实验数据处理与分析1. 用实验测得的数据验证对称三相电路中的3关系。2. 用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。3. 根据表8-1 数据说明星形联接三相电路在什么情况下，相电压对称？什么情况下，相电压不对称？线电压是否受负载对称情况的影响？4. 心得体会及其他。七、注意事项1.
46、本实验采用三相交流市电，线电压为 100V， 应穿绝缘鞋进实验室。实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生。2. 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，必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则。3. 星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。4为避免烧坏灯泡，DGJ-04实验挂箱内设有过压保护装置。当任一相电压245250V 时，即声光报警并跳闸。因此，在做Y 接不平衡负载或缺相实验时，所加线电压应以最高相电压240V 为宜。实验八三相电路功率的测量一、实验目的与要求1. 掌握用一瓦特表法、二瓦特表法测量
47、三相电路有功功率的方法2. 进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法二、实验类型名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 24 页 - - - - - - - - - 20 验证型三、实验原理及说明1对于三相四线制供电的三相星形联接的负载（即Yo接法） ，可用一只功率表测量各相的有功功率PA、PB、 PC，则三相负载的总有功功率 PPAPBPC。这就是一瓦特表法，如图9-1 所示。若三相负载是对称的，则只需测量一相的功率，再乘以3 即得三相总的有功功率。图 9-1 图
48、 9-2 2. 三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是Y 接还是接，都可用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。测量线路如图9-2 所示。若负载为感性或容性，且当相位差60时，线路中的一只功率表指针将反偏(数字式功率表将出现负读数 ), 这时应将功率表电流线圈的两个端子调换（不能调换电压线圈端子），其读数应记为负值。而三相总功率P=P1+P2（P1、P2本身不含任何意义） 。除图 9-2 的 IA、UAC与 IB、UBC接法外， 还有 IB、UA B与 IC、UAC以及 IA、UAB与 IC、UBC两种接法。四、实验仪器序 号名 称主要用途1 交流电压表（ 0500V）测量交流
49、电压2 交流电流表（ 05A）测量交流电流3 三相自耦调压器调节电压4 三相灯组负载（ 220V，100W 白炽灯 ,DGJ-04 ） 负载5 单相功率表 (DGJ-07) 测量功率五、实验内容和步骤1. 用一瓦特表法测定三相对称Y0接以及不对称Y0接负载的总功率P。实验按图9-3 线路接线。线路中的电流表和电压表用以监视该相的电流和电压，不要超过功率表电压和电流的量程。三相负载*W*UVWP1P2W名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 24 页 - - -
50、- - - - - - 21 图 9-3 经指导教师检查后，接通三相电源，调节调压器输出，使输出线电压为50V，按表9-1 的要求进行测量及计算。表 9-1 负载情况开灯盏数测量数据计算值A 相B 相C 相PA（ W）PB（W）PC（W）P （W）Y0接对称负载3 3 3 Y0接不对称负载1 2 3 首先将三只表按图9-3 接入 B 相进行测量，然后分别将三只表换接到A 相和 C 相，再进行测量。2. 用二瓦特表法测定三相负载的总功率按图 9-4 接线，将三相灯组负载接成Y 形接法。图 9-4 经指导教师检查后，接通三相电源，调节调压器的输出线电压为50V，按表 9-2 的内容进行测量。名师资