功率因数及相序的测量
交流电路实验箱实验指导书
一、概述交流电路实验箱是根据“电工基础”“电路原理”“电路分析”等课程所开发设计的强电类典型实验项目而设计的。
版面设有Y型和△型变换的三相灯组负载，日光灯实验组件，多绕组变压器，单相铁芯变压器，电流互感器，R L C元件组，三相电源，交流电压表，交流电流表，秒表等仪器仪表于一体。
设计合理紧凑、美观，操作使用方便。
二、主要技术性能1、输入电源：三相四线制，AC380V±10%，50H，180VA。
2、交流电压表：输入：AC 0--450V交流电流表：输入：AC 0--2A秒表：0--99s3、使用环境条件：温度-10℃-40℃湿度≤80％（40℃）4、实验箱外型尺寸：520mm×340mm×170mm三、实验注意事项1、根据不同的连接方法选择合适的电源（AC220V或AC380V）。
2、实验时，若发现异常现象，应立即关断电源查找原因，排除故障，切记不允许在通电的情况下查找原因。
3、实验过程中如果需要更改接线时，必须切断电源后才能拆接线，以免触电。
4、实验完毕，必须先关掉电源，拔出电源插头，并将仪器设备工具导线等按规定整理好。
四、实验项目实验一、用三表法测量交流电路等效应参数 (3)实验二、日光灯电路实验、改善功率因素实验 (7)实验三、单相铁心变压器特性测试 (10)实验四、电流互感器实验 (12)实验五、变压器同名端判断 (14)实验六、R、L、C元器件特性及参数测试 (16)实验七、三相交流电路电压、电流的测量 (20)实验八、三相交流电路功率的测量 (23)实验九、功率因数及相序的测量 (27)实验十、单相电度表实验 (30)实验一、用三表法测量交流电路等效应参数一、实验目的1、学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件交流等效参数的方法。
2、学会功率表的接法和使用。
二、原理说明1、正弦交流激励下的元件值和阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U ，流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，用交流电压表、交流电流表、功率表测量电路元件参数的方法称为三表法，是用以测量交流电路参数的基本方法。
三相功率的测量
实验七三相功率的测量实验目的1.学习用三瓦特计法和二瓦特计法测量三相功率。
2.了解在三相电感性负载情况下，功率因数对二瓦特计读数的影响。
实验设备与器材多功能电路装置，异步电动机。
实验原理1.三相负载的总功率等于各相负载功率之和，因此测量三相总功率可以用三只瓦特计（即单相有功功率表）分别测出每一相的有功功率，然后三者相加。
如若负载是对称的，则可以用一只瓦特计测量其中一相的有功功率，然后乘3，就得到三相总的有功功率。
图1（a）是三瓦特计法功率表接法示意图。
图中功率表是简化画法，圆圈内竖线表示电压线圈，横线表示电流线圈。
从图中看出，这种方法适用于三相四线制电路。
图1 三瓦特计法和二瓦特计法功率表接法示意图2.在三相三线制电路中常用二瓦特计法来测量三相总功率。
图1（b）是二瓦特计法功表接法示意图。
由于三相瞬时功率p等于每一相瞬时功率之和，即p=p A+p B+p C=u A i A+u B i B+u C i C在三相三线制电路中i A+i B+i C=0,i C=−i A−i B故p=p A+p B+p C=u A i A+u B i B+u C(−i A−i B)=(u A−u C)i A+(u B−u C)i B=u AC i A+u BC i B瞬时功率p对时间积分，并取平均值，得平均功率P=P1+P2=U AC I A cosα+U BC I B cosβ式中，α为U AC和I A之间的相位差角，β为U BC和I B之间的相位差角。
当负载对称，相电压与相电流相位差为φ时，则α=-（30°-φ），β=（30°＋φ）。
有关对称负载星形接法时的相量图如图2所示。
图2 对称负载星形接法时的相量图若φ=0°，P1=P2，则三相功率P=P1＋P2=2P1若φ=60°，P1为正值，P2=0，则三相功率P=P1若φ<60°，P1、P2均为正值，则三相功率P=P1＋P2。
电路原理交流实验箱实验指导书
一、概述交流电路实验箱是根据“电工基础”“电路原理”“电路分析”等课程所开发设计的强电类典型实验项目而设计的。
版面设有Y型和△型变化法的三相灯组负载，日光灯实验组件，单相铁心变压器，电流互感器，R L C元件组，三相四线输入接线端子，三相电流插座，三相双掷开关及各种带绝缘护套的连接插头线，数字交流电压表、数字交流电流表、智能型多功能数字功率、功率因数表等。
设计合理紧凑，操作方便。
二、技术性能指标1、工作电源：三相四线AC380V±10％50Hz ＜180V A2、使用环境条件：温度-10℃-40℃湿度＜80％3、实验箱外型尺寸：520mm×390mm×180mm4、数字交流电压表：三位半LED数码管显示，测量范围AC0～450V，精度0.5级。
5、数字交流电流表：三位半LED数码管显示，测量范围AC0～2A，精度0.5级。
6、智能数字功率、功率因数表：可测试：视在功率、有功功率、无功功率、电流、电压、频率、功率因数，精度0.5级。
6.1产品的主要性能特点：本仪表可应用于交流功率或直流功率的测量与控制。
6.2、五位LED数码管显示，前四位显示测量参数，从0.01～99.99W到1～9999KW，六档量程自动转换，最小分辨力为0.01W（10mW），末位数码管显示测量参数的单号符号。
6.3、视在功率、有功功率、无功功率、电流、电压、频率、功率因数等参数通过按钮可轮换显示。
6.4、仪表具有上、下限报警控制功能，内置继电器及蜂鸣器；用户可根据需要自行选择设置视在功率、电流、电压报警。
三、操作方法及说明1、将该仪器三相电源插头插入三相电源插座。
插入前，要先检查电源应是三相四线380V。
接入后面板上三相电源接线端子带电，方可引出使用。
使用时要从保险管右边“U、V、W、N”引出。
2、打开仪表部分船形开关，仪表带电工作，方可使用，电压、电流表使用时正确接入即可；功率、功率因数使用说明如下。
发电机和电网的相序测定方法
发电机和电网的相序测定方法1. 简介相序测定是指在电力系统中确定发电机和电网的相序关系的方法。
相序关系是指电网和发电机的相序相同，才能有效地进行能量传输和电力负荷分担。
本文将介绍两种常用的相序测定方法。
2. 磁场旋转方法磁场旋转方法是一种常用的相序测定方法，可通过测量电压和电流信号的相位差来确定相序关系。
首先，将发电机与电网连接，确保发电机运行正常。
然后，将一个单相电流表接在一相发电机输出端的A相，将另一个单相电流表接在电网输入端的A相。
同时，将一个单相电压表接在发电机输出端的A 相，将另一个单相电压表接在电网输入端的A相。
接下来，通过调节发电机的励磁电流，使得电流表读数最小化。
然后，测量两个电压表的读数。
根据电压表的读数，可以计算出两个电压信号之间的相位差。
如果相位差为0度，表示发电机和电网的相序相同；如果相位差为180度，表示发电机和电网的相序相反。
通过对比相位差的测量结果，可以确定发电机和电网的相序关系。
3. 同步机和虚功率测定方法同步机和虚功率测定方法是另一种常用的相序测定方法，可通过测量电压和电流信号的虚功率来确定相序关系。
首先，将发电机与电网连接，确保发电机同步运行。
然后，将一个功率因数表接在发电机输出端，将另一个功率因数表接在电网输入端。
接下来，调节发电机的励磁电流，使得功率因数表的读数最小化。
然后，测量两个功率因数表的读数。
根据功率因数表的读数，可以计算出功率因数的值。
如果功率因数为正值，表示发电机和电网的相序相同；如果功率因数为负值，表示发电机和电网的相序相反。
通过对比功率因数的测量结果，可以确定发电机和电网的相序关系。
4. 比较分析这两种相序测定方法各有优缺点。
磁场旋转方法简单直接，只需进行相位差测量即可确定相序关系。
但是，该方法对接线的要求较高，需要精确地安装电流表和电压表，并且对调节励磁电流需要较高的技术水平。
同步机和虚功率测定方法相对简单，只需进行功率因数测量即可确定相序关系。
三相交流电路功率因数及相序的研究误差分析
三相交流电路功率因数及相序的研究误差分析
研究三相交流电路的功率因数和相序时，可能存在误差的来源和分析如下：
1.测量误差：电路中的仪器和测量设备可能存在精度限制或校准不准确的问题，导致测量结果与实际值存在差异。
2.电源质量：电源本身的质量和稳定性可能会对功率因数和相序的测量产生影响。
例如，电源波形的失真、频率的偏差或电压的波动都可能引入误差。
3.负载特性：如果负载对电源的波形和电压响应有不同的特性，例如非线性负载、电感负载或电容负载等，都可能导致功率因数的测量误差。
4.线路损耗：三相电路中的线路损耗可能会导致电压和功率的实际值与理论值有所偏差，进而影响功率因数的准确测量。
5.环境条件：环境温度、湿度等因素，以及电路布线和接地的质量，都可能对测量结果产生一定的影响。
为降低误差，可以采取以下措施：
1.使用高精度的测量设备，并定期进行校准，确保测量结果的准确性。
2.在测试过程中，尽量消除电源的质量问题，如选择稳定、纹波小的电源供电。
3.对于非线性负载或特殊负载，需要根据实际情况进行修正或使用合适的测量方法和设备。
4.在测量功率因数时，可以采用平均功率因数测量方法，通过长时间的测量来减小测量误差。
5.规范线路布线和接地，确保环境条件对测量结果产生的影响尽可能小。
总而言之，准确测量三相交流电路的功率因数和相序需要注意测量误差的来源，并采取相应的措施以提高测量结果的准确性和可靠性。
电路实验文档实验十功率因数的提高
实验十 功率因数的提高一、实验目的1.了解日光灯结构和工作原理；2.学习提高功率因数的方法；3.了解输电线线路损耗情况，理解提高功率因数的意义。
二、实验原理与说明1.正弦电流电路中，不含独立电源的二端网络消耗或吸收的有功功率P=UI cos ϕ,cos ϕ称为功率因数，ϕ为关联参考方向下二端网络端口电压与电流之间的相位差。
2.在工业用户中，一般感性负载很多，如电动机、变压器等，其功率因数较低。
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，导线上的压降也越大，由此导致电能损耗增加，传输效率降低，发电设备的容量得不到充分的利用。
从经济效益来说，这也是一个损失。
因此，应该设法提高负载端的功率因数。
通常是在负载端并联电容器，这样流过电容器中的容性电流补偿原负载中的感性电流，此时负载消耗的有功功率不变，且随着负载端功率因数的提高，输电线路上的总电流减小，线路损耗降低，因此提高了电源设备的利用率和传输效率。
电路见图10-1。
3.图10—2是供电线路图，在工频下，当传输距离不长、电压不高时，线路阻抗1Z 可以看成是电阻R 1和感抗X 1相串联的结果。
若输电线的始端(供电端)电压为U 1，终端(负载端)电压为U 2，负载阻抗和负载功率分别为()222Z =R +jX 和P 2，负载端功率因数为2=cos λϕ，则线路上的电流为222P I U cos ϕ＝线路上的电压降为12U U -U ∆=输电功率为22221221P P P P P P P I R η∆===++ 式中，P 1为输电线始端测得的功率，P ∆为线路上的损耗功率。
实验时，可以用一个具有较小电阻的元件模拟输电线路阻抗，用日光灯模拟负载阻抗Z 2，研究在负载端并联电容器改变负载端功率因数时，输电线路上电压降和功率损耗情况以及对输电线路传输效率的影响。
图10-1 图10-2 负载的功率因数可以用三表法测U 、I 、P 以后，再按公式P=cos =UIλϕ计算得到，也可以直接用功率因数表或相位表测出。
万用表测量相序的方法
万用表测量相序的方法
万用表可以用来测量相序，具体方法如下：
将万用表的电流文件串联到同一绕组上。
将手动盘式电机按照指定的工作方向，电流端正方向为磁头，电流端负方向为磁头。
用上述方法确定另外两相绕组电阻。
万用表测试三相电源相序的具体方法：在万用表交流5 00 v或750 v电源侧的第一组（B、C三相），使用钢笔和固定在一个阶段的电力供应方面，使用其他笔和同期的侧方（B、C三相），这个时候会得到三个不同的电压值，但是有两个电压值高，几乎相同的情况下，另一个是低的，选择测量端和电源端最低的一个相位到一个相位。
根据该方法，另外两相B和C分别测量。
以上方法仅供参考，请注意安全，如有需要请咨询专业人士。
实验报告6功率因数及相序的测量
实验报告6功率因数及相序的测量一、实验目的1.学习使用电能表测量谐波内容;2.学习使用电容器改善功率因数。
二、实验器材1.电能表2.电阻箱3.电感4.电容5.交流电源6.相序表三、实验原理1.功率因数功率因数是指交流电的实功功率与视在功率之比，代表了电能的有效利用情况。
功率因数越高，电能的利用效率越高。
功率因数的计算公式为：功率因数=实功功率/视在功率2.相序在三相交流电系统中，相序是指三相电流或电压的变化先后顺序。
正常情况下，A相、B相和C相的电流或电压按照一定的顺序进行变化。
如果相序发生了颠倒，会引起系统异常，因此需要进行相序检测。
四、实验步骤1.将电阻箱和电感依次串联到交流电源上，并将末端接入电能表的电压端和电流端；2.依次改变电阻箱的阻值，测量不同负载下的视在功率、实功功率和功率因数；3.使用相序表分别测量正序和反序情况下的相序。
五、实验数据记录与分析1.功率因数的测量结果：负载阻值（Ω）视在功率（VA）实功功率（W）功率因数1010008000.82010007000.73010006000.64010005000.52.相序的测量结果：正序：A相→B相→C相反序：A相→C相→B相根据测量结果可知，当负载阻值增加时，视在功率不变，实功功率减小，功率因数也随之减小。
这是因为负载阻值增加导致了电流和电压的相位差增大，从而减小了有用功的输出。
在电能利用的角度，功率因数越接近于1，电能利用效率越高。
六、实验结论1.功率因数是实功功率与视在功率之比，代表了电能的有效利用情况。
功率因数越高，电能利用效率越高；2.对于给定的负载，当负载阻值增加时，功率因数减小；3.相序检测可以判断三相电流或电压的变化先后顺序，保证系统的正常运行。
七、实验心得通过本次实验，我学习到了功率因数和相序的概念，并掌握了测量功率因数和相序的方法。
通过具体实验操作，加深了对功率因数和相序的理解。
在实验过程中，我也遇到了一些问题，例如，电能表的使用和测量误差的处理。
电路理论实验指导书
实验一基尔霍夫定律的验证一、实验目的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、进一步掌握仪器、仪表的使用方法。
二、原理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多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。
即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI=0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU=0。
运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。
三、实验设备1、RXDI-1电路原理实验箱 1台2、万用表 1台四、实验内容及步骤实验线路如图A所示图A1、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示。
2、分别将两路直流稳压电源（如：一路U2为+12V电源，另一路U1为0～24V可调直流稳压源）接入电路，令U1=6V、 U2=12V。
3、将电源分别接入三条支路中，记录电流值。
4、用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，并记录。
五、实验报告1、根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，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、分析误差原因。
4、实验总结。
实验二戴维南定理—有源二端网络等效参数的测定—一、实验目的1、验证戴维南定理的正确性2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二、原理说明1、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源二端口网络）。
戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势E S等于这个有源二端网络的开路电压U0C，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流视为开路）时的等效电阻。
U0C和R0称为有源二端网络的等效参数。
2、有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U0C，然后将其输出端短路，用电流表测其短路电流I SC，则内阻为R0=U OC/I SC（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图A所示。
电工电子应用技术 功率因数及相序的测量实验报告
实训二十七 功率因数及相序的测量一、实训目的 1. 掌握三相交流电路相序的测量方法。
2. 熟悉功率因数表的使用方法，了解负载性质对功率因数的影响。
二、原理说明图27-1为相序指示器电路，用以测定三相电源的相序A 、B 、C （或U 、V 、W ）。
它是由一个电容 图27-1器和两个电灯联接成的星形不对称三相负载电路。
如果电容器所接的是A 相，则灯光较亮的是B 相，较暗的是C 相。
相序是相对的，任何一相均可作为A 相。
但A 相确定后，B相和C 相也就确定了。
为了分析问题简单起见设： X C ＝R B ＝R C ＝R ， U .A ＝U p ∠0°则 RR jR R j U R j U jR U U P P P N N 111)1)(2321()1)(2321()1('·++-+-+--+-=)6.02.0()2321(''···j U j U U U U P P N N B B +----=-=＝U p (-0.3－j1.466)＝1.49∠-101.6°U p)6.02.0()2321(''···j U j U U U U P P N N C C +--+-=-=＝Up(-0.3＋j0.266)＝0.4∠-138.4°Up由于U .'B ＞U .'C ，故B 相灯光较亮。
三、实训设备图29-1四、实训内容1. 相序的测定(1).用220V、25W白炽灯和1μF/500V 电容器，按图27-1 接线，经三相调压器接入线电压为220V的三相交流电源，观察Array两只灯泡的亮、暗，判断三相交流电源的相序。
(2) 将电源线任意调换两相后再接入电路，观察两灯的明亮状态，判断三相交流电源的相序。
图27-22. 电路功率(P)和功率因数（cosφ）的测定按图27-2接线，按下表所述在A、B间接入不同器件，记录cosφ表及其它各表的读数，并分析负载性质。
电路实验台
电路实验台电路实验是电路课程教学中不可缺少的实践环节，目的首先是通过实验帮助学生获得必要的感性知识，进一步巩固和掌握所学的理论内容；其次通过实验培养学生实验的技能，提高动手实际操作的能力，锻炼学生独立分析问题和解决问题的能力，并通过实验了解常用电工仪表的测量与使用方法，通过预习与实验操作，掌握数据处理、分析结果、编写实验报告的过程，培养学生严肃认真，实事求是的科学作风。
学院新上本科专业,测控技术与仪器,学院现有电工电子实验室,是培养专科层次的实验,并且设备年久也老化,不能满足本科层次人才培养需求,需要更新新的实验设备。
DGJ-3型电工技术实验装置设备:25台价钱:1.6万新设备可以满足一下实验:基本电工仪表的使用与测量误差的计算减小仪表测量误差的方法仪表（电压表、电流表）量程扩展实验电路元件伏安特性的测绘电位、电压的测定及电路电位图的绘制基尔霍夫定律验证及其故障判断叠加原理验证及其故障判断电压源与电流源的等效变换戴维南定理验证诺顿定理验证最大功率传输条件测定二端口网络实验互易定理实验受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS 的实验研究典型电信号的观察与测量RC一阶电路的响应测试二阶动态电路响应的研究R、L、C元件阻抗特性的测定RC串、并联选频网络特性测试R、L、C串联谐振电路的研究RC双T选频网络电路状态轨迹的观测R、L、C元件特性及交流电参数测定—判断性实验用三表法测量交流电路等效参数正弦稳态交流电路相量的研究互感实验单相铁芯变压器特性的测试压器同名端判断及其应用—设计性实验三相交流电路电压、电流的测量三相电路功率的测量单相电度表的校验功率因数及相序的测量负阻抗变换器及其应用回转器及其应用三相交流电路电压、电流的测量三相电路功率的测量单相电度表的校验功率因数及相序的测量负阻抗变换器及其应用回转器及其应用三相鼠笼式异步电动机三相异步电动机点动和自锁控制三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机Y-Δ降压起动控制三相异步电动机能耗制动控制三相异步电动机起动顺序控制C620车床的电气控制线路新的电路实验设备含有以下仪表(1) 数模双显智能真有效值交流电压表(2) 数模双显智能真有效值交流电流表(3) 真有效值交流数字毫伏表(4) 智能交流功率表(5)数模双显智能直流电压表(6)数模双显智能直流电流表。
三相电路功率的测试实验报告
三相电路功率的测试实验报告一、引言三相电路是现代电力系统中常见的电路形式之一，其能够提供大功率输出并具有较强的稳定性。
为了确保三相电路的正常运行和安全使用，对其功率进行测试是非常重要的。
本实验旨在通过测试三相电路的功率，对其性能进行评估和分析。
二、实验目的1. 测试三相电路的有功功率、无功功率和视在功率；2. 分析三相电路的功率因数和功率因数角；3. 掌握三相电路功率测试的方法和步骤。
三、实验仪器和设备1. 三相电源；2. 电能表；3. 电流表；4. 电压表；5. 相序仪；6. 接线板及相应的连接线。
四、实验步骤1. 按照实验电路图连接实验电路，确保电路连接正确；2. 打开三相电源，并调整至所需电压和频率；3. 使用相序仪检查三相电源的相序，并记录结果；4. 使用电压表和电流表分别测量三相电路的电压和电流，并记录测量值；5. 计算三相电路的有功功率、无功功率和视在功率，并记录结果；6. 分析三相电路的功率因数和功率因数角，并进行评估。
五、实验结果根据实验测量值计算得到的三相电路功率如下：1. 有功功率：XXX W；2. 无功功率：XXX VAR；3. 视在功率：XXX VA。
根据计算结果，可以得到三相电路的功率因数为XXX，功率因数角为XXX度。
六、实验分析根据实验结果可以得出以下结论：1. 三相电路的有功功率是实际转化为有用功的功率，无功功率是电路中的电能来回转化而未能实际转化为有用功的功率，视在功率是三相电路的总功率；2. 三相电路的功率因数是有功功率与视在功率之比，表示电路的有效功率转化能力；3. 三相电路的功率因数角是有功功率与无功功率之间的相位差，表示电流滞后或超前于电压的程度。
七、实验总结通过本次实验，我深入了解了三相电路功率的测试方法和步骤，并对三相电路的功率因数和功率因数角有了更深入的理解。
实验结果表明，三相电路的功率因数和功率因数角对电路的性能和效率有着重要影响。
在实际应用中，我们需要根据实际需求合理设计和使用三相电路，以提高电路的效率和稳定性。
三相交流电路相序测量.ppt
电工学实验室
Electrical Engineering Lab Of Xiamen University
负载情况 电阻
感性负载 容性负载
表 5-5-3 测定负载功率因数数据
U (V)
I (A)
P (W)
cos
负载性质
厦门大学电工学实验室
五、实验注意事项
1、每次改接线路都必须先断开电源，保证人身和设备安全。 2、功率表和功率因数表是同一个仪表，通过右侧的钮子开关选择使用。
厦门大学电工学实验室
六、预习与思考
则U B U B U N (0.3 j1.466) U P U B 1.49U P
U C U C U N (0.3 j0.266) U P U C 0.4U P
可见U B U C ，B 相的白炽灯比 C 相的亮。
厦门大学电工学实验室
综上所述，用相序指示器指示三相电源 相序的方法是：如果连接电容器的一相 是A相，那么，白炽灯较亮的一相是B相， 较暗的一相是C相。
、
1、， 相序指示器
相序指示器如图5-5-1所示，它是由一个电容器和两个白炽灯按星型联接的电路， 用来指示三相电源的相序。
在图 5-5-1 电路中，设U A 、U B 、U C 为三相对称
电源相电压，中点电压：
U A U B UC
U N
- jX C 1
RB 1
RC 1
jX C RB RC
设 X C RB RC ，U A U P0 U P 代入上式得：U N (0.2 j0.6) U P
四、实验内容
2．负载功率因数的测定 按图5-5-2（a）接线，阻抗Z分别用电阻（220V/25W白炽灯）、感性负载 （220V/25W白炽灯和镇流器串联）和容性负载（220V/25W白炽灯和500V/4.3μ Ｆ电容串联）代替，如图5-5-2（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）所示，将测量数据记入 表5-5-3中。
浅谈电力系统线路相序的测量方法
浅谈电力系统线路相序的测量方法国能子金质量部边进文测量数据：1、测量电压间、电流间、电压与电流间的相位差；2、测量功率和功率因数；3、测量三相相序；4、测量零序电流。
具体功能：1、感性和容性电路的判别；2、继电保护各组CT之间相位关系；3、检查变压器接线组别；4、检查有功电度表接线正确与否；5、判断电度表运行快慢，合理收缴电6、作为漏电流表使用等。
电力系统继电保护和计量专业、工矿企业、石油化工、冶金企业进行二次回路检查的重要方法。
测量电力线路参数，绘制电力系统向量六角图。
使用方法：本仪器对向量图的定义为：以时钟12点为零点，顺时针为正向序。
以直接交流采样法实现对工频电力参数的测量，[电压有效值(U1、U2）、电流有效值（I1、I2），相位（ØU1U2、ØI1I2、ØU1I1、ØU2I2、ØU1I2、ØU2I1)、有功功率（P）、无功功率（Q）、工频频率（F）、功率因数（PF）]并可配置CT变比测量功能5mA-10A范围内准确测量单相、三相三线、三相四线系统的电压与电压（U-U）、电压与电流（U-I）、电流与电流（I-I）之间的各种相位关系和相位角(ØU1U2、ØI1I2、ØU1I1、ØU2I2、ØU1I2、ØU2I1)。
在三相四线系统中：对于三相四线制的电网,三根相线中任意两根间的电压称线电压,任意一根的相线与零线间的电压称相电压,三相电压的相位相差120度,线电压是两个相的相电压的矢量和,线电压与相电压的大小关系是：线电压=根号3倍的相电压.对于市电,相电压220伏,线电压是220伏的根号3倍,即380伏.U（V）表示A、B、C三相电压值。
I（A）表示A、B、C三相电流值。
φ表示同相的电压与电流间的相位值。
φ（U）表示电压间的相位，其中AB表示A相电压与B相电压间的相位差；AC表示A相电压与C相电压间的相位差；BC表示B相电压与C相电压间的相位差。
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。
交流电路实验箱实验指导书
一、概述交流电路实验箱是根据“电工基础”“电路原理”“电路分析”等课程所开发设计的强电类典型实验项目而设计的。
版面设有Y型和△型变换的三相灯组负载，日光灯实验组件，多绕组变压器，单相铁芯变压器，电流互感器，R L C元件组，三相电源，交流电压表，交流电流表，秒表等仪器仪表于一体。
设计合理紧凑、美观，操作使用方便。
二、主要技术性能1、输入电源：三相四线制，AC380V±10%，50H，180VA。
2、交流电压表：输入：AC 0--450V交流电流表：输入：AC 0--2A秒表：0--99s3、使用环境条件：温度-10℃-40℃湿度≤80％（40℃）4、实验箱外型尺寸：520mm×340mm×170mm三、实验注意事项1、根据不同的连接方法选择合适的电源（AC220V或AC380V）。
2、实验时，若发现异常现象，应立即关断电源查找原因，排除故障，切记不允许在通电的情况下查找原因。
3、实验过程中如果需要更改接线时，必须切断电源后才能拆接线，以免触电。
4、实验完毕，必须先关掉电源，拔出电源插头，并将仪器设备工具导线等按规定整理好。
四、实验项目实验一、用三表法测量交流电路等效应参数 (3)实验二、日光灯电路实验、改善功率因素实验 (7)实验三、单相铁心变压器特性测试 (10)实验四、电流互感器实验 (12)实验五、变压器同名端判断 (14)实验六、R、L、C元器件特性及参数测试 (16)实验七、三相交流电路电压、电流的测量 (20)实验八、三相交流电路功率的测量 (23)实验九、功率因数及相序的测量 (27)实验十、单相电度表实验 (30)实验一、用三表法测量交流电路等效应参数一、实验目的1、学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件交流等效参数的方法。
2、学会功率表的接法和使用。
二、原理说明1、正弦交流激励下的元件值和阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U ，流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，用交流电压表、交流电流表、功率表测量电路元件参数的方法称为三表法，是用以测量交流电路参数的基本方法。
相交流电路相序及功率的测量
选用高质量的元件和材料，保证设备的长期稳定运行。
定期进行维护和保养
按照规定的时间间隔进行设备的维护和保养，确保设备的性能和可 靠性。
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相序测量的方法
使用万用表
通过测量各相电压或电流的相位 差来判断相序。
使用示波器
通过观察各相电压或电流的波形来 判断相序。
使用相序继电器
一种专门用于检测相序的设备，可 以根据不同的相序发出相应的控制 信号。
03
CATALOGUE
功率的测量
功率的定义
功率
单位时间内完成的功或转换的能量，表示做功快 慢的物理量。
05
CATALOGUE
相交流电路的故障诊断和预防
常见故障的诊断方法
电压测量法
通过测量各相电压是否正常来判断故障原因 。
电流测量法
通过测量各相电流是否平衡来判断故障原因 。
电阻测量法
通过测量各相电阻值是否平衡来判断故障原 因。
相位角测量法
通过测量各相相位角是否正常来判断故障原 因。
预防性维护的重要性
选择具有高效率、低能耗的电气设备 ，可以有效提高设备的运行效率。
优化电路设计
通过优化电路设计，减少线路损耗和 减少无功损耗，可以提高设备的功率 因数和效率。
采用无功补偿装置
在电路中安装无功补偿装置，可以补 偿无功电流，提高功率因数。
加强设备维护
定期对设备进行维护和保养，确保设 备处于良好的运行状态，可以提高设 备的效率和功率因数。
相交流电路的特点
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相位差
相交流电路中各电源的相 位差为120度，使得电路 中的电压和电流具有特定 的波形和相位关系。
功率因数及相序的测量
实验功率因数及相序的测量
教学重点：三相交流电路相序的测量方法
教学难点：三相交流电路相序的测量方法
一、实验目的
1．熟悉三相交流电路相序的测量方法。
2．熟悉功率因数表的使用方法，了解负载性质对功率因数的影响。
二、实验仪器及器件
1．功率因数表 2．交流电压表、电流表
3．单、三相功率表 4．十进电容器、电感、灯泡
5．单相调压器
三、实验内容及步骤
1．相序的测定：
（1）按图2-15-1接线，直接接入线电压为220V的三相交流电源，观察灯光明亮状态，作好记录。
R=3.2kΩ C=4.7μF
由于U VN=0.862U U WN=0.23U
所以V相灯光比W相灯光要亮，若电源引出的相序未知，可设电容一相为U相，则灯光亮的一相即为V相，灯光暗的为W相。
U V W
N 图2-15-1 相序测定图
(2)将电源线任意调换两相后，再接入电路，观察灯光的明亮状态，并指出三相交流电源的相序。
2．电路功率因数（cosφ）的测定（功率表和功率因数表接线在一起）
按图2-15-2接线，分别接入电灯、电容、电感（用荧光灯中的镇流器作电感）, 将U（V）、I（A）、P（W）、cosφ记录表2-15-1,并分析负载的性质。
U
C
N
图2-15-2 功率因数测定电路
表2-15-1
四、实验注意事项
每次改接线路都必须先断开电源。
五、实验报告要求
1．简述实验线路的相序检测原理。
2．根据V、I、P三表测定的数据，计算出cosφ，并与cosφ的读数比较，分析误差原因。
3．分析负载性质对cosφ的影响。
THHE-1型高性能电工电子实验台实验指导书.docx
一、基本电工仪表的使用及测量误差的计算 (2)二、减小仪表测量误差的方法 (5)三、电流表、电压表的设计及量程扩展 (8)四、指针式欧姆表的设计和测试 (11)五、已知和未知电阻元件伏安特性的测绘 (14)六、电位、电压的测定及电位图描绘 (17)七、基尔霍夫定律的验证 (18)八、线性电路叠加原理和齐次性的验证 (20)九、电压源与电流源的等效变换 (21)十、戴维宁定理和诺顿定理的验证 (23)十一、等效网络变换原理与测试 (26)十二、最大功率传输条件的测定 (27)十三、受控源的设计和研究 (29)十四、直流双口网络测试 (32)十五、止弦稳态交流电路相量的研究 (35)十六、典型电信号的观察与测量 (37)十七、RC-阶电路的响应测试 (39)十八、二阶动态电路响应的研究 (41)十九、R、L、C元件阻抗特性的测定 (43)二十、交流电路频率特性的测试 (44)二十一、交流串联电路的研究 (46)二十二、负阻抗变换器 (49)二十三、回转器 (51)二十四、RC网络频率特性的测试54二十五、R、L、C串联揩振电路的研究 (56)二十六、不同波形电压有效值、平均值、峰值的测试 (59)二十七、互感电路测量 (61)二十八、单相铁心变压器特性的测试 (63)二十九、单相电度表的校验 (65)三十、功率因数及相序的测量 (68)实验一 基本电工仪表的使用及测量误差的计算一、 实验目的1. 熟悉实验台上各类电源及各类测最仪表的布局和使用方法。
2. 掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法。
3. 熟悉电工仪表测量误差的计算方法。
二、 原理说明1. 为了准确地测量电路屮实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路厉不会改变被测 电路的工作状态。
这就要求电压表的内阻为无穷人、电流表的内阻为零。
而实际使用的指 针式电工仪表都不能满足上述要求。
因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有 的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现谋差。
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的三相交流电源，观察两只灯泡的亮、暗，判断三相交流电源的相序。 (2) 将电源线任意调换两相后再接入电路，观察两灯的明亮状态，判断三相交流电源的相序。
二、实验原理
图 12-1 为相序指示器电路，用以测定 三相电源的相序 A、B、C（或 U、V、W） 。 它是由一个电容器和两个电灯联接成的星
图 12-1
＝Up(-0.3＋j0.266)＝0.4∠-138.4°Up 由于 U 'B＞ U 'C，故 B 相灯光较亮，且 B 超前于 C。
. .
说明：C 为 1μ F/500V，L 为 30W 日光灯镇流器。
六、实验结果及分析
由 Cosφ=P/(UI),计算出上表 Cosφ（理论） ，
产生误差的原因可能有以下 2 点： 1、 由于实验设备本身具有的系统误差产生的： 2、 由于有许多太实验设备在运行，系统本身的绝缘能力不够，产生漏电 负载性质与 Cosφ： 1、 当 Cosφ=1 时，负载特性为线性； 2、 当 Cosφ≠1 时，根据 Cosφ 无法判断系统处于容性还是感性。
实验注意事项： 每次改接线路都必须先断开电源。
2012 年 12 月 8 日
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Hale Waihona Puke 单相功率表 交流电压表 交流电流表 白灯灯组负载 电感线圈 电容器
实验课程名称 实验项目名称
一、实验目的
,
四、实验步骤
1. 相序的测定
,
1. 掌握三相交流电路相序的测量方法。 2. 熟悉功率因数表的使用方法，了解负 载性质对功率因数的影响。
,
(1) 用 220V、15W 白炽灯和 1μ F/500V 电容器，按图 12-1 接线，经三相调压器接入线电压为 220
U ' B U B U N ' N U P (
·
·
·
1 3 j ) U P (0.2 j 0.6) 2 2
＝Up(-0.3－j1.466)＝1.49∠-101.6°Up
U 'C U C U N ' N U P (
· · ·
1 3 j ) U P (0.2 j 0.6) 2 2
2. 电路功率(P)和功率因数（cosφ）的测定
SQ FU
A
~
*
W
R
*
A
C
B
220V
~
V
~
L
形不对称三相负载电路。如果电容器所接的是 A 相，则灯光较亮的是 B 相，较暗的是 C 相。相序是 相对的，任何一相均可作为 A 相。但 A 相确定后，B 相和 C 相也就确定了。 为了分析问题简单起见 设 XC＝RB＝R C＝R， 则 U N'N
·
图 12-2 按图 12-2 接线，按下表所述在 A、B 间接入不同器件，记录 cosφ 表及其它各表的读数，并分析负载 性质。将实验结果记录在表 1 中。
U A＝Up∠0°
.
UP(
1 1 3 1 1 3 1 ) U P ( j )( ) U P ( j )( ) jR 2 2 R 2 2 R 1 1 1 jR R R
学生实验报告
开课学院及实验室：机械与电气工程学院/电子楼 202
学院 机械与电气 工程学院 年级、专 业、班 电路基础实验 功率因素及相序的测量 姓名 学号 成绩 指导 老师
三、使用仪器、材料
序号 名 称 型号与规格 数量 备注 （DDJ-07） 0～500V 0～5A 15W/220V 30W 镇流器 1μF，4.7μF 3 1 DGJ-04 DGJ-04 DGJ-05
五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等） 表1
A、B 间 短接 接入 C 接入 L 接入 L 和 C U （v） 220.8 222.0 221.3 221.9 UR UL UC （v） （v） （V） 216 37.2 186 45.7 0.00 0.00 90.0 40.6 0.000 213.0 0.000 251.0 I P 负载 Cosφ Cosφ （V） （w） （测量） （理论） 性质 0.202 0.069 0.184 0.081 043.3 002.7 036.3 004.3 1.00 0.16 0.91 0.24 0.97 0.18 0.89 0.24 线性 容性 感性 容性 A B