动院电工学实验指导

实验四 戴 维 南 定 理（自拟）一、实验目的1、验证戴维南定理2、学习线性含源网络等效电源参数的测定方法二、实验原理1、戴维南定理指出： 任何一个有源二端网络均可等效为一个实际的电压源，该等效电源的电压等于有源二端网络的开路电压U oc ，内阻R 0等于原二端网络除源后的等效电阻。

图 4-1戴维南等效电路2、等效电阻的测量方法：（1）、用万用表直接测量无源网络的等效电阻。

（2）、分别测量有源网络的开路电压和短路电流，则等效电阻为SC OCI U R =0。

（3）、外加电压法：在除源后的网络端口外加电源电压Us ，测量从电压正极流入端口的电流I ，则等效电阻为I U R S=三、实验内容及方法1、在实验挂件GDS — 06 上搭建一个含源二端网络与一个负载R L 相连构成的完整电路。

2、改变R L 值 ，测定与之相连的有源二端网络的伏安特性，注意取开路及短路两点。

3、测试负载开路时二端网络的戴维南等效电路参数。

4、根据第3步的结果，搭建戴维南等效电路，调节负载电阻R L 重复步骤25、将第2与第4步的实验数据，得出验证结论。

四、实验预习要求1、预习戴维南定理。

2、绘制一验证戴维南定理的实验电路。

3、确定实验所用电源电压数值，选定各电阻值。

并对电路进行计算，以对实验所用仪表的量程有个预测。

4、选定至少两种测试R 0的方法，供实验用。

五、仪器及设备六、实验报告1、说明戴维南定理的验证结论。

备注：戴维南电路设计注意事项：1、注意信号源的使用。

考虑电压源的最大输出电压（30V）、最大输出电流（1.5A）。

2、注意元器件的选用。

需注意电阻元件的阻值，以及最大功率。

3、设计完的电路应进行相应的理论计算。

4、实验室可提供的元器件电阻（6W) 220 Ω300Ω510Ω1KΩ可调电阻（二路）(4W) 0～9999Ω实验八 日光灯电路及功率因数的提高一、实验目的1、测试日光灯电路的工作参数，加深对交流电路的认识2、通过实验了解功率因数提高的意义3、掌握功率因数表的使用二、实验原理1、在工业生产与生活用电的大多数负载如变压器、电动机、日光灯等都是感性负载，其自然功率因数都较低。

这对电网的运行是不利的。

从图6—1可知：当负载功率因素低时，在维持负载有功功率不变的前提下所需电源容量大,如图 6 –1 说明电源效率低，又因为S=UI ，在同样的有功功率下，电流大，从而线路的功率及电压损也大，降低了输电效率及电压质量。

因此，要设法提高负载的功率因数。

1）日光灯电路日光灯电路由灯管R D 、镇流器L 、启动器S 组成。

如图6-2。

当接通电后，启动器内发生辉光放电，双金属片受热弯曲，触点接通，将灯丝预热使它发射电子，启动器接通后辉光放电停止，双金属片冷却，又把触点断开，这时镇流器感应出高电压加在灯管两端使灯管放电，产生大量紫外线，灯管内壁的荧光粉吸收后辐射出可见的光，日光灯就开始工作。

镇流器的作用除了感应高压使灯管放电外，在日光灯正常工作时，起限流的作用。

由于电路中串联着镇流器，它是一个电感量较大的线圈，因而整个电路呈感性，功率因数约在0.5左右。

a.)功率因数的提高感性负载通过并联电容的方法可以提高功率因数。

从并联电容后电路的相量图看(图6-3)，由于电容支路的容性电流Ic 超前U 900补偿了原负载支路中的电流IL 的无功电流分量，使电路总电流减小，从而提高了电路的功率因数。

改变电容C ，可使总电流的变化轨迹落在直线MN 上。

但如果电容量增加过多，负载将会变为容性的，总电流又将增大，所以并联电容应有个适当的数值。

S P =ϕcos Qφ P S 图6-1 图6-2b ．测量日光灯电路的功率因数表接线如图6-4，其电流回路引出线应与负载串联，其电压回路引出线则应与负载并联。

其中标有*号端，称为同名端，接线时应将这两端连在一起。

三、实验内容及方法1、根据图6-4线路接线 。

2、合上电源，调节GDS-01 输出电压从0V 到220V,观察日光灯的启辉过程。

3、改变电容值，先使C=0，用交流电压表测量总电压U 、用交流电流表测总电流IO ，流过灯管支路的电流IL 及电容支路电流IC ，并用功率因数表测量功率因数。

4、将电容按0.5μF 的等级逐渐加大，记录下每个电容值下所测的U 、I O 、I L 、I C 及 cos φ，于表中。

一直做到7μF 。

5、绘出I= f(c) 的曲线。

四、实验注意事项图6-3图6-4I C1、电源屏GDS-01的电源调节开关应该选择在单相调节的位置，输出电压从0开始调起，一直到日光灯点亮。

2、注意功率因数表的接线，电压线圈与电流线圈的公共端必须接在一起。

3、在电容回路串联一大容量开关。

在更改电容值时，首先由此开关切断电路，以防瞬间的大电流损坏电容上的小容量开关。

4、每次更改电容值时，先将各电流、电压表切换到最大档，防止冲击电流过大，产生误报警。

（注意：具体读数时，应选择合适的量程）5、尽量不使用电流插座，以防插头插进拔出时所引起瞬间的大电流造成测量表计的误报警。

6、用交流电压表、交流电流表时要注意量程选择。

7、实验时必须将电源屏上双向开关扳向“实验”位置，当扳向“照明”位置时实验装置内部已将220V 电源接在日光灯上。

8、功率因数表接线时两个同名端应接在一起。

9、接线时必须保证电源处于断开位置，实验过程中如需改接线同样需断开电源。

10、接日光灯回路时必须保证灯管与整流器串联。

（保护灯管）五、仪器及设备六、实验报告1、根据实验参数求出日光灯额定工作时的参数： r 、L、R D、灯管功率、镇流器功率、电路总功率。

2、根据实验参数作出cos =f( c ) ,I=f( c) 曲线的变化范围，并根据并联电路相量图，解释该曲线的变化规律，说明I极值出现在 cos = ？处。

3、作出日光灯电路额定工作时的电压相量图。

实验十一 三相电路电压与电流的分析一、实验目的1、会三相负载的星形连接和三角形连接。

2、验证负载在星形连接和三角形连接时的线电压和相电压，线电流和相电流的关系。

3、掌握三相三线制供电的特点，观察中性点位移现象，了解中线的作用。

二、实验原理1、对称三相电源的特点：三个线电压或相电压，大小相等，位移相差，相位差120º，若U 相超前于V 相120º，V 相又超前于W 相120º，我们称之为正相序U —V —W 三相对称电压，(如图9-1所示）:2、负载的连接有星形和三角形两种方式：星形连接时可采用三相三线制或三相四线制供电，三角形连接时只能采用三相三线制供电。

3、本实验只研究三相电源对称，三相负载对称和不对称的情况。

当星形连接的负载不对称，应采用三相四线制供电方式，这时，负载相电压等于电源相电压，中线电流为三个线电流的相量和称，电源中性点N 和负载中性点电位'N 是等电位，如果星形联接负载对则.=n I 。

故此时中线可以省去，可以采用三相三线制供电。

如果星接负载不对称而采用三相三线制时，负载中性点电位会发生位移，三个负载的相电压不再对称，负载不能正常工作，甚至损坏。

故星形连接不对称三相负载时，不可省去中线。

4、（1）三角形连接的对称三相负载，负载的相电压等于电源线电压，但线电流与相电流的关系是：..0..0..303303303-∠=-∠=-∠=WU W VW V UV U I I I I I I（2）星形连接的对称三相负载，负载的线电流等于相电流，线电压和相电压的关系是:U V W N图9-1u U .v U .w U .— — —+ + + W V U N I I I I ....++=...0...0...303303303303303303''`'∠=∠=∠=∠=∠=∠=W WN WU V VN VU U UN UV U U U U U U U U U三、实验内容及方法1 ．三相星形连接负载中的电压、电流的测量按图9-2接线，按表2列项测取数据。

（三相三线制亦可用某一相断开或短接来表示不对称负载。

） ２．三角形联接时负载电压电流的测量可按图9-3接线。

电源电压(表1)Y 形连接三相负载电流、电压(表2)图9-3 UW VU 1(W 2)W 1(V 2)V 1(U 2)图9-2 U 1 V 1 W 1U 2 V 2 W 2 KU U W N’N三角形联接的三相负载电流(表3)四、实验注意事项1、电源屏GDS-01的电源调节开关应该选择在三相联调的位置。

2、GDS－08组件箱上为白炽灯和电容器组成的三相负载电路,有三路15W灯负载和三路电容无功负载,它们都可接入或拆除,当需要不对称负载时可任意选择每相通断支路数。

3、为了保证实验设备的安全，三相电源的相电压调整为127V。

4、本实验中不加无功负载,因此需将电容支路断开。

（GDS-08）5、注意区分负载电压与电源电压的区别。

五、仪器及设备六、实验报告1、根据实验数据总结星形对称负载相电压与线电压之间的数值关系。

2、根据实验数据总结三角形对称负载相电流与线电流之间的数值关系。

3、根据实验数据按比例画出不对称负载星形连接三相三线制电压相量图和三相四线制电流相量图（三相电源相序为U、V、W）。

4、说明中线的作用。