正弦稳态交流电路相量的研究(含数据处理)
正弦稳态交流电路相量的研究实验工作报告
一、实验目的1．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2. 掌握日光灯线路的接线。
3. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、原理说明1. 在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得 各支路的电流值，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。
图4-1 RC 串联电路2. 图4-1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，U R 与U C 保持有90º的相位差，即当R 阻值改变时，U R 的相量轨迹是一个半园。
U 、U C 与 U R 三者形成一个直角形的电压三角形，如图4-2所 示。
R 值改变时，可改变φ角的大小，从而达到 移相的目的。
图4-2 相量图 3. 日光灯线路如图4-3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（cos φ值）。
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
图4-3 日光灯线路四、实验内容1. 按图4-1接线。
R 为220V 、15W 的白炽灯泡，电容器为4.7μF/450V 。
UcU R经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出(即U)调至220V 。
记录U 、U R 、U C 值，验证电压三角形关系。
2. 日光灯线路接线与测量。
图4-4（1）按图4-4接线。
（2）经指导教师检查后接通实验台电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚刚启辉点亮为止，记下三表的指示值。
（3）将电压调至220V ，测量功率P ，电流I ，电压U ，U L ，U A 等值，验证电压、电流相量关系。
3. 并联电路──电路功率因数的改善。
图4-5（1）按图4-5组成实验线路。
（2）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、电压表读数。
（3）通过一只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。
实验二 正弦稳态交流电路相量的研究
一、实验目的
1．掌握正弦交流电路中电压、电流相量之间的关系。 2．掌握功率的概念及感性负载电路提高功率因数的方法。 3．了解日光灯电路的工作原理，学会日光灯电路的连接。 4．学会使用功率表。
二、实验原理简述
1．RC 串联电路
在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路的电流值，用交流电压表测得回路各
cosϕ = P U ⋅I
I
ILr
I
ILr
IC
U Lr
U
K1 K2 K3 C1 C2 C3
U R
IC
L
U Lr
U
r
K1 K2 K3
C1 C2 C3
R
U R
（a）日光灯实验电路
（b）日光灯点燃后的等效电路
图 1-2-3 日光灯实验电路及等效电路
日光灯的功率因数较低（电容 C =0 时），一般在 0.6 以下，且为感性电路，因此往往
表 1-2-3 不同补偿电容时的参数测量值
测量项目
U
ULr
UR
I
ILr
IC
P
PLr
PR 计算
测试条件
(V) (V) (V) (A) (A) (A) (W) (W) (W) cosφ
C=0 C=1μF C=2.2μF C=3.2μF C=4.7μF C=7.9μF
六、实验总结
1．根据表 1-2-3 中的实验数据，在同一方格纸上作日光灯电路提高功率因数的电压、电流 相量图。 2．根据实验数据，计算日光灯管的等效电阻值 R、镇流器的电感 L 和电阻 r。 3．讨论改善电路功率因数的意义和方法。
白炽灯盏数 2 1
U（V）
ф
实验正弦稳态交流电路相量的的研究
信息学院电路实验室
沈阳建筑大学信息学院实验中心
1
实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
实验目的 实验原理 实验内容 实验注意事项 实验报告要求
沈阳建筑大学信息学院实验中心
2
实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
实验目的： 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相 量之间的关系 通过日光灯电路的设计，培养实践技能 了解交流电路功率因素的意义，掌握提 高功率因素的方法
沈阳建筑大学信息学院实验中心 6
实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
实验注意事项：
功率表要正确接入线路，注意观察电 压表读数，不能超过220V，以免烧坏 功率表 本实验用交流市电220V，务必注意人 身安全
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实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
实验报告要求：
画出实验电路，自拟表格纪录实 验数据 计算出不接电容和接入不同值的 电容时的功率因数
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设计一只白炽和4灯泡和4µf/450V电容器组成 电路，设计实验数据记录表格 设计日光灯电路，选择所需实验设备仪表、适 当的元件参数，设计实验数据记录表格 测量日光灯起辉点亮时的电压，并记录日光灯 的电流、电压值以及日光灯的功率及功率因数 给日光灯输入220V的电压，测量日光灯的电流、 功率值；测量日光灯回路中的各元件的电压， 并计算功率因数。
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实验原理： 日光灯启动器
实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
玻璃泡 外罩
引线脚
沈阳建筑大学信息学院实验中心 4
实验六 正弦稳态交流电路相量 的研究
正弦稳态交流电路相量的研究
日光灯管镇流器r值的精确计算及功率因数的提高曹海明 6100410001[摘要]本文以日光灯管为例，分析在交流电路中计算镇流器r值时各方面因素可能引起的实验误差并推导出精确计算r值的方法及功率因素cosφ的提高。
[关键字]交流电路;镇流器r值；功率因素cosφ；1 镇流器r值误差的产生1.1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。
如图ⅰ：图ⅰ：1.2正弦稳态交流电路相量的研究之日光灯线路接线与测量。
图ⅱ：按图组成电路，接通交流220V电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉点亮为止，记下三表的指示值，然后将电压调至220V，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。
第一组实验数据表格ⅰ：第二组实验数据表格ⅱ：有实验求知：表格ⅰ：启辉值：r=U L/I=172.6/0.346=498.8COSφ=P/UI=33.45/（212.5*0.346）=0.461正常值：r=U L/I=183.2/0.385=475.8COSφ=P/UI=29.12/（221.2*0.385）=0.34表格ⅱ：启辉值：r=U L/I=172.6/0.341=506.15COSφ=P/UI=33.56/（212.9*0.341）=0.467正常值：r=U L/I= 182.4/0.379=481.2COSφ=P/UI=22.72/（220.4*0.379）=0.27启辉值r的平均值=（498.8+506.15）/2=502.475启辉值COSφ的平均值=（0.461+0.467）/2=0.464正常值r的平均值=（475.8+481.2）/2=478.5正常值COSφ的平均值=（0.34+0.27）/2=0.32通过实验可知，r值误差的产生主要有：ⅰ，在交流电路中电感元件所产生的具有阻碍交流电流作用的物理性质的感抗x L；ⅱ，UL的分流作用使得在计算r值时由电流的误差引起r值的偏小。
正弦稳态交流电路相量的研究实验数据
正弦稳态交流电路相量的研究实验数据学术研究领域，正弦稳态交流电路的研究实验数据为研究者提供宝贵的信息，具有重要的意义。
本文向读者介绍了正弦稳态交流电路的相量的研究实验数据的内容及其重要性。
弦稳态交流电路中的相量，可以定义为在相同的频率下交流电路中相当单位的潮流量。
根据电动势法则，相量之间的电流与负载微分电势之比称为电流比。
在正弦稳态交流电路中，相量是一个变量，可以保证各相线路电流比的平衡状态。
据此，相量的确定非常重要，是了解交流电源相当单位电流比的重要方法。
因此，正弦稳态交流电路相量的研究实验数据显得尤为重要，具有广泛的应用前景。
于正弦稳态交流电路相量的研究实验数据，研究者主要分析和研究了交流电路中电力消耗、正弦波形振荡等数据。
他们收集到的数据经过统计分析，研究者可以计算电路的阻抗及相量，以便更好地设计合适的交流电路。
同时，根据这些数据，研究者还可以评估电路的耐久性，从而确定电路的最佳性能。
此外，研究者还可以利用正弦稳态交流电路相量的实验数据，优化和调整电路的结构，以提高电路的性能。
上所述，正弦稳态交流电路相量的实验数据具有重要意义，为研究者提供了有价值的信息。
首先，它可以确定相量，消除电路中消耗的电力；其次，实验数据可以用来评估电路的耐久性；最后，它可以帮助研究者优化电路结构，以提高电路性能。
因此，正弦稳态交流电路中的相量的实验数据是不可或缺的，在研究和设计过程中都具有重
要的意义。
正弦稳态交流电路相量的研究实验
正弦稳态交流电路相量的研究实验
正弦稳态交流电路相量的研究实验
研究实验是一种从实际实验出发，用实际的电路构建和测量，以解决问题和探索新的机制的研究方法。
本文将介绍一种研究正弦稳态交流电路相量的研究实验过程，包括实验准备、实验操作、实验结果分析和实验结论等各个部分。
一、实验准备：
1、实验仪器：多功能实验电源、电阻测试仪、万用表、数字多用表、交流电压表、电子元件测试仪等。
2、实验电路：正弦稳态交流电路。
3、实验耗材：各种电阻、电容、变压器及相关电子元件等。
二、实验操作：
1、根据实验电路结构图，进行电路构建，注意接线的次序，确保电路的正确性。
2、将多功能实验电源调节至所需电压，使用电阻测试仪测量每条线路内的线路电阻，以确保电阻值的正确性。
3、使用万用表测量各相电压，使用数字多用表测量电流，以确保电压和电流的正确性。
4、使用交流电压表测量正弦波频率。
5、使用电子元件测试仪测量元件之间的相量。
三、实验结果分析：
1、通过测量电压和电流值，计算每条线路的有功功率、无功功
率和视在功率。
2、计算各相电压、电流和功率之间的相位差，以确定不同电压和电流间的相量。
3、通过计算不同元件之间的相量，得出正弦波频率的测量结果，以确定不同相量之间的差异。
四、实验结论：
通过上述实验可以得出，正弦稳态交流电路相量的测量结果与理论值接近，可以得出正弦稳态交流电路在实际情况下的表现与理论上的理论相符。
正弦稳态交流电路相量的研究(含数据处理)
实验十三正弦稳态交流电路相量的研究专业学号姓名实验日期1.研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系2.掌握日光灯线路的接线。
3.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
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i=∑0和U=∑02.如图13-1 所示的RC串联电路,在正弦稳态信号U的激励下,RU 与 UC保持有90°的相位差,即当阻值Ｒ改变时, U R的相量轨迹是一个半圆, U、 U C与 U R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。
图13-13.日光灯线路如图13-2 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）。
图13-2有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1 单相交流电源0~220V 12 三相自耦调压器 13 交流电压表 14 交流电流表 15 功率因数表 1 DGJ-076 白炽灯组15W/220V 2 DGJ-047 镇流器与30W灯管配用 1 DGJ-048 电容器1uf,2.2uf,4.7µf/450VDGJ-049 启辉器与30W灯管配用 1 DGJ-0410 日光灯灯管30W 1 DGJ-0411 电门插座 3 DGJ-04四、实验内容(1)用两只15W /220V的白炽灯泡和4.7µf/450V电容器组成加图13-1所示的实验电路,经指导老师检查后，接通市电220V电源，将自藕调压器输出调至220V。
记录U、U R、U C 值,验证电压三角形关系。
白炽灯盏数测量值计算值U(V) U R(V) U C(V) U’(V) φ2 220 200 84 217 22.81 220 213 45 218 11.9(2)日光灯线路接线与测量图13-3按图13-3组成线路,经指导教师检查后按下闭合按钮开关,调节自耦调压器的输出,使其输出电压缓慢增大,直到日光灯刚启辉点亮为止,记下三表的指示值。
正弦稳态交流电路相量的研究实验报告
正弦稳态交流电路相量的研究实验报告实验目的。
本实验旨在通过对正弦稳态交流电路相量的研究，探索交流电路中电压和电流的相量特性，加深对交流电路中相量概念的理解，并验证相关理论知识。
实验原理。
正弦稳态交流电路是指在电压和电流都是正弦波的情况下，电路中各个元件的电压和电流也是正弦波，并且频率相同、相位差不变。
在正弦稳态交流电路中，电压和电流的相量可以用复数表示，其中实部表示电压或电流的幅值，虚部表示相位差。
电压和电流的相量之间存在幅值比和相位差的关系。
实验仪器和材料。
1. 交流电源。
2. 电阻、电感、电容等元件。
3. 示波器。
4. 万用表。
5. 直流电源。
6. 信号发生器。
实验步骤。
1. 搭建正弦稳态交流电路，包括电压源、电阻、电感和电容等元件。
2. 连接示波器，观察电压和电流的波形，并测量其幅值和相位差。
3. 调节信号发生器的频率，观察电压和电流的波形随频率变化的规律。
4. 断开交流电源，接入直流电源，观察电压和电流的波形，并测量其幅值和相位差。
5. 记录实验数据，并进行数据处理和分析。
实验结果。
通过实验观测和数据处理，得出以下结论：1. 在正弦稳态交流电路中，电压和电流的相量可以用复数表示，实部表示幅值，虚部表示相位差。
2. 电压和电流的相量之间存在幅值比和相位差的关系，符合正弦函数规律。
3. 频率对电压和电流的相量有影响，频率增大时，电压和电流的相量幅值减小，相位差增大。
4. 在直流电源下，电压和电流的相量均为实数，相位差为零。
实验分析。
通过本实验的研究，加深了对正弦稳态交流电路中相量的理解，验证了相关理论知识。
实验结果表明，电压和电流的相量在交流电路中具有一定的规律性，频率对相量也有一定的影响。
这对于进一步研究交流电路、分析电路性能具有一定的指导意义。
结论。
本实验通过对正弦稳态交流电路相量的研究，验证了电压和电流的相量在交流电路中的特性，加深了对相量概念的理解。
同时，实验结果对于进一步研究交流电路、分析电路性能具有一定的指导意义。
实验二正弦稳态交流电路相量的研究
实验二正弦稳态交流电路相量的研究实验目的1. 理解正弦交流电路的相量概念以及相关理论知识；2. 掌握基本仪器的使用方法，如万用表、示波器等；3. 通过实验验证正弦交流电路的相量和电流、电压等物理量之间的关系。
实验原理正弦稳态交流电路是指以正弦信号作为输入的交流电路，在稳态下各个物理量的变化规律具有确定的周期性。
正弦信号的主要特点是其可表示为正弦函数的形式，根据欧姆定律和基尔霍夫定律，可以得到正弦稳态交流电路中电压、电流、功率等物理量的数学表达式。
在正弦稳态交流电路中，通过对电压、电流等物理量的相位和幅值的分析，可以得到交流电路的基本特征，比如电压的大小、电流的大小、功率的大小等。
相量是指在交流电路中，电压、电流等物理量的幅值和相位所构成的向量。
在正弦稳态交流电路中，相量是至关重要的，因为它们可以用来表示电压、电流等物理量的大小和相位，同时也可以用来计算电路中各种物理量之间的关系。
相量有实部和虚部两个部分，分别代表物理量的幅值和相位。
实部和虚部可以用极坐标或直角坐标系来表示。
实验器材1. 示波器2. 万用表3. 交流电源4. 标准电阻实验步骤1. 确定电路拓扑，并连接电路；2. 打开交流电源切换开关，调节电压、频率以及相位；3. 用万用表测量电路中的电流、电压等物理量，并记录数据；4. 用示波器观察电路中的电压波形，并记录数据；5. 分析数据，计算相量，并绘制相量图。
实验数据处理1. 测量电路中的电流、电压等数据通过万用表测量得到在电路中流过的电流、在电路中的电压等各种物理量的大小和方向。
具体测量过程如下：2. 计算相量3. 绘制相量图绘制相量图是为了更加直观地展示正弦稳态交流电路中各个物理量之间的关系。
相量图可以使用复平面或直角坐标系来表示。
复平面中，实轴表示正弦波的幅值，虚轴表示正弦波的相位。
直角坐标系中，横轴表示时间，纵轴表示电压或电流。
为了使相量图更加清晰和美观，应该画出相量图的主坐标轴，并在上面标注物理量和单位。
实验报告册-正弦稳态交流电路相量的研究
实验报告册2020-2021 学年第二学期课程名称：学院：专业：班级：学号：学生姓名：学院实验报告实验项目实验日期班级姓名指导教师综合成绩一、预习内容3、实验所用主要仪器设备（或实验环境）序号名称型号与规格数量备注1 交流电压表0～500V 12 交流电流表０～5A 13 功率表 14 自耦调压器 15 镇流器、启辉器与30W灯管配用各16 日光灯灯管30W 1 屏内7 电容器1μF,2.2μF,4.7μF/500V 各18 白炽灯及灯座220V，15W 1~39 电流插座 34、实验方案设计(思路、步骤和方法等)1）按图16-1 接线。
R为2.037kΩ,电容器为4.7μF。
电压输出( 即U)调至220V。
记录U、U R、U C值，计入表1，验证电压三角形关系。
2）日光灯线路接线与测量──电路功率因数的改善。
如图16-2日光灯实验线路。
按图16-3接线进行实验仿真，记录功率表、电流表读数。
改变电容值，进行重复测量。
数据记入表2中。
图16-2二、实验数据（现象）记录及结果处理实验结果表1表2电容值 测 量 数 值(μF) P(W) COS φ I （mA ）I L (mA) I C (mA) 0 1 2 3 4 5 6测 量 值 计 算 值U （V ） U R （V ） U C （V ） U ’（与U R ，U C 组成Rt △） （U ’=22C R U U ） △U=U ’－U （V ）△U/U （%）图16-3三、实验结果分析与讨论教师评阅意见（1）实验预习 (30分)成绩：□预习认真、熟练掌握方法与步骤(30～28) □有预习、基本掌握方法与步骤(27～22)□有预习、但未能掌握方法与步骤(21～18) □没有预习，不能完成实验(17～0)（2）操作过程 (40分)成绩：□遵规守纪、操作熟练、团结协作 (40～37) □遵规守纪、操作正确、有协作 (36～29) □遵规守纪、操作基本正确、无协作 (28～18) □不能遵规守纪、操作不正确、无协作(17～0)（3）结果分析 (30分)成绩：□结果详实、结论清晰、讨论合理(30～28) □结果正确、讨论适当(27～22)□结果正确、没有分析讨论(21～18) □结果不正确、没有分析讨论(17～0)其它意见：教师签名：年月日。
正弦稳态交流电路相量的研究实验报告
一、实验目的1．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2. 掌握日光灯线路的接线。
3. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、原理说明 1. 在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得 各支路的电流值，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。
图4-1 RC 串联电路2. 图4-1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，U R 与U C 保持有90º的相位差，即当 R 阻值改变时，U R 的相量轨迹是一个半园。
U 、U C 与 U R 三者形成一个直角形的电压三角形，如图4-2所 示。
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4-3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（cos φ值）。
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
图4-3 日光灯线路序号 名称 数量 备注1 电源控制屏（调压器、日光灯管） 1 DG01或GDS-012 交流电压表 1 D36或GDS-113 交流电流表 1 D35或GDS-124 三相负载 1 DG08或GDS-06B5 荧光灯、可变电容 1 DG09或GDS-096 起辉器、镇流器、电容、电门插座DG09或GDS-097 功率表 1 D34或GDS-13220VL S A CRjXcUcU R IU RU U cI φֹ四、实验内容1. 按图4-1接线。
R为220V、15W的白炽灯泡，电容器为4.7μF/450V。
经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出(即U)调至220V。
记录U、U R、U C值，验证电压三角形关系。
2. 日光灯线路接线与测量。
图4-4（1）按图4-4接线。
（2）经指导教师检查后接通实验台电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚刚启辉点亮为止，记下三表的指示值。
正弦稳态交流电路相量的研究实验报告
一、实验目的1.通过测量，计算变压器的各项参数。
2. 学会测绘变压器的空载特性与外特性二、原理说明1. 图6-1为测试变压器参数的电路。
由各仪表读得变压器原边（AX，低压侧）的U1、I1、P1及付边（ax，高压侧）的U2、I2，并用万用表R×1档测出原、副绕组的电阻R1和R2，即可算得变压器的以下各项参数值：2. 铁芯变压器是一个非线性元件，铁心中的磁感应强度B决定于外加电压的有效值U。
当副边开路（即空载）时，原边的励磁电流I10与磁场强度H成正比。
在变压器中，副边空载时，原边电压与电流的关系称为变压器的空载特性，这与铁芯的磁化曲线（B-H曲线）是一致的。
空载实验通常是将高压侧开路，由低压侧通电进行测量，又因空载时功率因数很低，故测量功率时应采用低功率因数瓦特表。
此外因变压器空载时阻抗很大，故电压表应接在电流表外侧。
3. 变压器外特性测试。
为了满足三组灯泡负载额定电压为220V的要求，故以变压器的低压(36V)绕组作为原边，220V 的高压绕组作为副边，即当作一台升压变压器使用。
在保持原边电压U1(＝36V)不变时，逐次增加灯泡负载（每只灯为15W），测定U1、U2、I1和I2，即可绘出变压器的外特性，即负载特性曲线U2＝f(I2)。
三、实验设备四、实验内容1. 按图6-1线路接线。
其中A、X为变压器的低压绕组，a、x 为变压器的高压绕组。
即电源经屏内调压器接至低压绕组，高压绕组220V接ZL即15W的灯组负载（3只灯泡并联），经指导教师检查后方可进行实验。
2. 将调压器手柄置于输出电压为零的位置（逆时针旋到底），合上电源开关，并调节调压器，使其输出电压为36V。
令负载开路及逐次增加负载。
实验完毕将调压器调回零位，断开电源。
3 调节调压器输出电压，使U1从零逐次上升到1.2倍的额定电压(1.2×36V)，分别记下各次测得的U1，U20和I10数据，记入自拟的数据表格，用U1和I10绘制变压器的空载特性曲线。
实验指导书
2.2.10 正弦稳态交流电路相量的研究1. 实验目的1) 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2) 掌握日光灯线路的接线，了解日光灯的工作原理。
3) 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
4) 学会使用功率表和功率因数表2. 原理说明1) 图10-1所示的RC串联电路，在正弦稳态信号U的激励下，U R与U C保持有90º的相位差，即当R阻值改变时，U R的相量轨迹是一个半园。
U、U C与U R三者形成一个直角形的电压三角形，如图10-2所示。
R值改变时，可改变φ角的大小，从而达到移相的目的。
图10-1 RC串联电路图10-2 RC串联电路相量图2) 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。
图10-3 日光灯线路图3.实验设备1) 交流电压表、交流电流表2) 数字万用表VC9801A+3) 功率功率因数表4) 自耦变压器5) 日光灯管（40W）6) 镇流器、起辉器（与40W日光灯管配套）7) 40W白炽灯泡8) 电容器模块9) 电流插座板4.实验内容1) 按图10-1 接线。
R为40W /220V白炽灯泡，电容器为4.7μF/450V。
经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦变压器输出( 即U)调至220V。
记录U、U R、U C值，验证电压三角形关系，并计算绝对误差和相对误差填入表10-1中。
表10-1表2) 按图10-4接线。
经指导教师检查后接通实验台电源，调节自耦变压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉点亮为止(此电压为日光灯的启辉值)。
然后将电压调至正常值220V，分别测出日光灯在启辉值和正常值时的有功功率P、功率因数COSφ、电流I、和输入电压U、镇流器端电压U L、日光灯管端电压U A等值，并通过测量数据计算出日光灯镇流器内阻r和功率因数填入表10-2中。
4正弦稳态交流电路相量的研究1(精)
实验四正弦稳态交流电路相量的研究
一、实验目的
1．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2．掌握RC串联电路相量轨迹及其作移相器的应用。
二、原理说明
1．在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路中的电流值，用交流电压表测得回路中各元件两端电压值，他们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律，即和。
2．如图5-1所示的RC串联电路，在正弦稳态信号的激励下，与保持有的相位差，即当阻值R改变时，的相量轨迹是一个半圆，、与三者形成一个直角的电压三角形(见图5-2。
R值改变时，可改变角的大小，从而达到移相的目的。
图5-1 RC串联电路图5-2 RC串联电路的相量轨迹
三、实验设备
1.电源：三相交流电源
2.负载：白炽灯
3.测量仪表：交流电压表
四、实验步骤
1.验证电压三角形关系
用两只白炽灯泡和4.3的电容器组成如图5-1所示的实验电路，按下绿色按钮开关，调节三相交流电源调压器至220V，验证电压三角形关系，记入表5-1：
负载数据测量值验证三角形关系
两只灯泡串联
两只灯泡并联
表5-1
五、实验注意事项
六、实验报告
1．根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。
实验六 正弦稳态交流电路相量的研究
实验六正弦稳态交流电路相量的研究一、实验目的1. 了解交流电路中的相量概念。
2. 掌握相量合成、加减、旋转的方法。
3. 学会使用矢量图解法求解交流电路问题。
二、实验原理交流电路所涉及的量大都是随时间而变化的量，如电压、电流等。
在正弦稳态下，这些随时间而变化的量可以用相量来代替，从而方便地进行计算和分析。
对于一般的随时间而变化的量 a(t)，其相量可以表示为：$A=\frac{2}{T}∫^{T/2}_{-T/2} a(t)cosω_0tdt+j \frac{2}{T}∫^{T/2}_{-T/2}a(t)sinω_0tdt$其中 $T=\frac{2π}{ω_0}$ 为一个周期，$ω_0=\frac{2π}{T}$ 为角频率。
这里所求的相量 A 是一个复数，它的实部表示信号在电路中的电压或电流的有效值，虚部表示信号在电路中的相位。
在交流电路中，有时需要将不同的相量合成为一个新的相量，或将一个相量分解为两个相互垂直的相量，或改变一个相量的大小和方向。
下面介绍相量合成、加减、旋转的方法：（1）相量的合成：设有两个相量 $A_1$ 和 $A_2$，其大小和方向分别为 $|A_1|$、$\varphi_1$ 和$|A_2|$、$\varphi_2$，则它们的和为：$A=A_1+A_2=|A_1|cos\varphi_1+j|A_1|sin\varphi_1+|A_2|cos\varphi_2+j|A_2|sin\va rphi_2=|A|cos\varphi+j|A|sin\varphi$其中，$|A|=\sqrt{|A_1|^2+|A_2|^2-2|A_1||A_2|cos(\varphi_1-\varphi_2)}$当需要改变一个相量的大小和方向时，可以进行相量的旋转操作。
设有一个相量 A，大小为 |A|，方向为 $\varphi_A$，现将其旋转一个角度θ，则旋转后的相量 A' 大小为 |A|，方向为 $\varphi_A+\theta$，可利用欧拉公式进行计算：即，$A'=Ae^{j\theta}$其中，e 为自然对数的底数。
正弦稳态交流电路相量的研究
正弦稳态交流电路相量的研究正弦稳态交流电路是电工学中重要的内容，它是指电路中电流、电压等信号都是正弦函数的交流电路。
相比于非稳态交流电路，稳态交流电路的分析更加简单，并且实际应用非常广泛。
本文将对正弦稳态交流电路的相量进行详细研究。
在正弦稳态交流电路分析中，我们经常将电压或电流表示为以下形式：V = Vm * exp(jωt + φ)其中，V表示电压的相量形式，Vm是电压信号的幅值，ω表示角频率，t表示时间，φ表示电压相对于参考电压的相位差，exp(jωt)是一个指数函数。
在相量形式中，我们可以使用复数运算的方法简化电路计算。
例如，如果在电路中有两个电阻R1和R2串联，流过它们的电流分别为I1和I2，那么我们可以使用相量表示为：I=I1+I2其中I是总电流的相量。
此外，相量还可以用来表示电路中的复杂元件，如电感和电容。
对于电感元件，其电流和电压之间的关系为：V=jωL*I其中L表示电感的感值。
这样，我们可以将电感的电压表示为相位比电流大90°的相角函数。
同样，对于电容元件，其电流和电压之间的关系为：I=jωC*V其中C表示电容的电容值。
这样，我们可以将电容的电流表示为相位比电压小90°的相角函数。
利用相量的思想，我们可以将正弦稳态交流电路简化为求解线性方程组的问题。
通过建立和求解这些线性方程组，我们可以求得电路中各元件的电流和电压。
在正弦稳态交流电路中，还有一些重要的定理可以帮助我们更好地理解和分析电路。
例如，欧姆定律在稳态下仍然成立，即电压等于电流乘以电阻。
此外，有理电路定理也适用于正弦稳态交流电路。
有理电路定理表明，只要电路中只包含电阻、电感和电容这些有理元件，那么该电路的响应将始终是正弦函数。
总之，正弦稳态交流电路的相量分析方法非常重要，它帮助我们简化电路分析，并且可以应用于各种电路中，包括线性电路和非线性电路。
通过正确理解和运用相量分析方法，我们可以更好地理解电路中电流和电压之间的关系，以及各元件之间的相互影响。
正弦稳态交流电路相量实验报告
正弦稳态交流电路相量实验报告正弦稳态交流电路相量实验报告导言：在电路实验中，正弦稳态交流电路是一种常见且重要的电路。
它由电源、电阻、电感和电容等元件组成，能够实现电能的传输和转换。
本实验旨在通过实际操作，探究正弦稳态交流电路中的相量特性，并分析其对电路性能的影响。
实验目的：1. 了解正弦稳态交流电路的基本原理和特性；2. 学习如何使用相量法分析电路；3. 掌握相量法在电路分析中的应用。
实验仪器和材料：1. 交流电源2. 电阻、电感、电容等元件3. 示波器4. 万用表实验步骤：1. 搭建正弦稳态交流电路，包括电源、电阻、电感和电容等元件。
确保电路连接正确，并注意安全。
2. 使用示波器测量电路中的电压和电流波形，并记录数据。
3. 利用万用表测量电路中的电压和电流值，并记录数据。
4. 根据测量数据，计算电路中的功率、电阻、电感和电容等参数。
5. 使用相量法分析电路，绘制电压和电流的相量图，并进行相量运算。
6. 分析实验结果，探讨电路中各元件对电路性能的影响。
实验结果与分析：通过实验测量和计算，得到了电路中的电压、电流、功率等参数。
利用相量法分析电路，绘制了电压和电流的相量图，并进行了相量运算。
通过对实验结果的分析，可以得出以下结论：1. 电阻对电路的电压和电流波形没有相位差，且大小与电流成正比。
2. 电感对电路的电压和电流波形存在90度的相位差，且电压超前电流90度。
3. 电容对电路的电压和电流波形存在90度的相位差，且电流超前电压90度。
4. 电路中的功率是电压和电流的乘积，且功率因数是功率与视在功率的比值。
结论：通过本次实验，我们深入了解了正弦稳态交流电路的相量特性，并学会了使用相量法分析电路。
实验结果表明，电路中的电阻、电感和电容等元件对电路的电压、电流和功率等参数有着不同的影响。
掌握了这些特性和方法，我们能够更好地设计和优化电路，提高电路的性能和效率。
展望：正弦稳态交流电路是电路学习中的重要内容，本实验只是对其进行了初步的探究。
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实验十三 正弦稳态交流电路相量的研究
专业 学号 姓名 实验日期
一、实验目的
1.研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系
2.掌握日光灯线路的接线。
3.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
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 i =∑0
和
U
=∑0
2.如图13-1 所示的RC 串联电路,在正弦稳态信号 U 的激励下,R
U 与 U C 保持有90°的相位差,即当阻值Ｒ改变时, U
R 的相量轨迹是一个半圆, U 、 U C 与 U R 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。
图 13-1
3.日光灯线路如图13-2 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 φ值）。
图 13-2
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
三、实验设备
序号
名称型号与规格数量备注
1 单相交流电源0~220V 1
2 三相自耦调压器 1
3 交流电压表 1
4 交流电流表 1
5 功率因数表 1 DGJ-07
6 白炽灯组15W/220V 2 DGJ-04
7 镇流器与30W灯管配用 1 DGJ-04
8 电容器1uf,2.2uf,
4.7µf/450V
DGJ-04
9 启辉器与30W灯管配用 1 DGJ-04
10 日光灯灯管30W 1 DGJ-04
11 电门插座 3 DGJ-04
四、实验内容
(1)用两只15W /220V的白炽灯泡和4.7µf/450V电容器组成加图13-1所示的实验电路,经指导老师检查后，接通市电220V电源，将自藕调压器输出调至220V。
记录U、U R、U C 值,验证电压三角形关系。
白炽灯盏数测量值计算值
U(V) U R(V) U C(V) U’(V) φ
2 220 200 84 217 22.8
1 220 213 45 218 11.9
(2)日光灯线路接线与测量
图13-3
按图13-3组成线路,经指导教师检查后按下闭合按钮开关,调节自耦调压器的输出,使其输出电压缓慢增大,直到日光灯刚启辉点亮为止,记下三表的指示值。
然后将电压调至220Ｖ,
,,等值,验证电压、电流相量关系。
测量功率Ｐ,电流Ｉ,电压U U U
L A
P(W) cosφI(A) U(V) U L(V) U A (V) 启辉值29.9 0.53 0.28 200 149 85
正常工作值36.5 0.45 0.35 220 175 80
(3)并联电路——电路功率因数的改善
按图13-4组成实验线路
图13-4
经指导老师检查后,按下绿色按钮开关调节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,进行三次重复测量。
电容值测量数值计算值
(μF) P(W) U(V) I(A) I L(A) I C(A) cosφI’(A) cosφ
1 35.5 220 0.30 0.36 0.065 0.5
2 0.16 0.53
2.2 36.3 220 0.24 0.38 0.15 0.69 0.165 0.69
4.7 36.5 220 0.17 0.39 0.33 0.92 0.166 0.97
五、实验注意事项
1.本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全。
2.在接通电源前，应将自藕调压器手柄置在零位上。
3.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。
4..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。
七、实验报告
1.完成数据表格中的计算,进行必要的误差分析。
误差分析：1、仪表精确度；2、读数时存在误差
2.根据实验数据,分别绘出电压、电流相量图,验证相量形式的基尔霍夫定律。
电压相量图如下：
U=U A +U C 满足基尔霍夫定律KVL 电流相量图如下：
I=I C +I L 满足基尔霍夫定律KCL
3.讨论改善电路功率因数的意义和方法。
意义：功率因数低会导致设备不能充分利用，电流到了额定值，但功率容量还有。
而
且当输出相同的有功功率时，线路上电流大，I =P /(U cos )，线路压降损耗大。
方法：（1）高压传输。
（2）改进自身设备。
（3）并联电容，提高功率因数。
I
U A。