实验四单相交流电路的研究改
单相交流调压电路实验报告
大学电力电子技术课程设计总结报告题目：单相交流调压电路学生姓名：系别：专业年级：指导教师：年月日一、实验目的与要求(1)加深理解单相交流调压电路的工作原理。
(2)掌握单相交流调压电路的调试步骤和方法。
(3)熟悉单相交流调压电路各点的电压波形。
(4) 掌握直流电动机调压调速方法电力电子技术是专业技术基础课，做课程设计是为了让我们运用学过的电路原理的知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告、制作电路等，进一步加深对变流电路基本原理的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下良好的基础，同时也锻炼了自己的实践能力。
二、实验设备及仪器1、DT01B 电源控制屏2、DT09 转速显示3、DT15 交流电压表4、DT14 直流电流表5、DT20 电阻（900欧）6、DT04 电阻（3000欧）7、DT02 220V直流稳压电源8、DDS12单相交流调压电路触发器9、DD202 晶闸管、二极管、续流二极管、电感 10、导线若干 11、双踪示波器三、实验线路及原理1、主电路的设计所谓交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位，可以方便的调节输出电压的有效值。
交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软启动，也用于异步电动机调速。
此外，在高电压小电流或低电压大电流之流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。
本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。
由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系，因此下面就反电势电阻负载予以重点讨论。
①电阻负载图1、图2分别为电阻负载单相交流调压电路图及其波形。
图中的晶闸管VT1和VT2也可以用一个双向晶闸管代替。
在交流电源U2的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的移相控制角进行控制就可以调节输出电压正、负半周α起始时刻（α=0），均为电压过零时刻。
在tωα=时，对VT1施加触发脉冲，当VT1正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在tωπ=时，电源电压过零，因电阻性负载，电流也为零，VT1自然关断。
实验四 交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
实验四交流阻抗参数的测量和功率因数的改善一、实验目的1．测量交流电路的参数。
2．验证提高感性负载功率因数的方法，体会提高功率因数的意义。
3．设计感性负载电路中补偿电容的大小。
4．学会使用单相功率表。
二、预习要求1．掌握交流电路中电流、电压间的相量关系及提高功率因数的意义和方法。
2．当外加电压不变，感性负载并联电容后，线路的总电流如何变化？它对R、L串联支路电流及功率有无影响？画出相量图。
3．熟悉功率表的选择与使用方法。
二、实验原理1、日光灯电路及其原理说明：（1）日光灯电路如图4-1所示，它由日光灯管，镇流器和启辉器主要部件组成。
A、灯管是一根玻璃管，其内壁涂有荧光粉，两端各有一个阳极和灯丝，前者为镍丝，后者为钨丝，二者焊在一起，管内充有惰性气体和水银蒸气。
B、启辉器由封在充有惰性气体的玻璃泡内的双金属片和静触片组成，双金属片和静触片都具有触头。
C、镇流器是一个带铁心的电感线圈。
图4-1（2）工作原理：当日光灯刚接通电源时，启辉器的两个触头是断开时，电路中没有电流，电源电压全加在起辉器的两个触头之间产生辉光放电，电流通过起辉器，灯丝和镇流器构成通路，对灯丝加热，灯丝发出大量电子。
起辉器放电时产生大量的热量，使双金属片受热膨胀至使触头闭合，导致放电结束。
双金属片冷却后两触头断开，通路被切断，在触头被切断的瞬间镇流器产生相当高的自感电动势与电源电压串联加在灯管的两端，启动管内的水银蒸气放电，这时辐射出的紫外线照到管内壁的荧光粉上发出白光。
灯管放电后，电源电压大部分加在镇流器上，灯管两端电压（既启辉器两触头之间的电压）较低，不能使起辉器光线光放电，因而其触头不能再接触。
在电网交流电的作用下，灯管两端的灯丝和阳极之间电位不断地发生变化，一端为正电位时另一端为负电位。
负电位端发射电子，正电位端吸收电子，从而形成为电流通路。
启辉过程：电源（220V）接通→氖气电离放电产生热→两电极通→灯丝热发射电子→辉光管极间电压为0，断开→镇流器产生感应电动势（>220V）→水银蒸汽游离放电→荧光灯发光2、功率因数的提高：（1）功率因数：对于一个无源二端网络，如下图4-2所示，它所吸收的功率P=UIcos φ，其中cosφ称为功率因数。
单相交流电路研究实验报告
单相交流电路研究实验报告一、实验目的：1.了解单相交流电路的基本结构和工作原理；2.掌握使用交流电表对单相电路进行电气参数测量的方法和技巧；3.研究电阻、电感和电容对单相交流电路的影响。
二、实验设备与器材：1.交流电源；2.电阻箱；3.电感器；4.电容器；5.交流电表；6.示波器；7.实验电路板等。
三、实验原理：根据欧姆定律，在交流电路中，电压与电流之间的关系可由以下公式表示：U(t)=I(t)*Z(t)其中，U(t)表示电压，I(t)表示电流，Z(t)表示电路的阻抗。
四、实验步骤：1.搭建单相交流电路，并确保电路连接正确；2.使用交流电表测量电路中的电压和电流，记录测量数值；3.分别改变电阻值、电感值和电容值，记录测量数值；4.将测得的电压和电流波形在示波器上进行观察和记录。
五、实验结果与分析：1.测量得到的电路中电压和电流的数值如下表所示：元件，电压(V)，电流(A)-------------，---------，---------电阻，10，1电感，15，0.9电容，8，1.2（在此插入示波器图像）通过实验数据和波形图的观察分析，可以得出以下结论：1.电阻对电流波形没有影响，电压和电流保持相位一致；2.电感对电流波形产生相位差，电流滞后于电压；3.电容对电压波形产生相位差，电压滞后于电流。
六、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了单相交流电路的基本结构和工作原理，掌握了使用交流电表对单相电路进行电气参数测量的方法和技巧。
同时，通过对电阻、电感和电容对单相交流电路的影响进行研究，对交流电路的特性有了更深入的理解。
在今后的学习和实践中，我们将进一步探索和研究单相交流电路的更多特性和应用，不断提升自己的实验能力和理论水平。
[1]《电路分析基础》，张朝晖，高等教育出版社；[2]《电路分析与设计》，罗杰斯、马库斯，电子工业出版社。
单相交流电路的研究实验报告
单相交流电路的研究实验报告单相交流电路的研究实验报告引言：单相交流电路是电力系统中最基本的电路之一，广泛应用于家庭、工业和商业领域。
为了深入了解单相交流电路的特性和性能，我们进行了一系列的实验研究。
本实验报告将介绍实验的目的、实验装置、实验步骤以及实验结果和分析。
一、实验目的本实验旨在通过实际操作和测量，研究单相交流电路的特性和性能，包括电压、电流、功率等参数的测量和分析。
二、实验装置1. 电源：使用交流电源提供电压源。
2. 变压器：将高电压转换为适用于实验的低电压。
3. 电阻箱：用于调节电路中的电阻值。
4. 电流表和电压表：用于测量电流和电压。
5. 示波器：用于观察电路中的电压和电流波形。
三、实验步骤1. 搭建单相交流电路：根据实验要求，将电源、变压器、电阻箱、电流表和电压表按照电路图连接起来。
2. 测量电压和电流：打开电源，调节变压器和电阻箱的参数，分别测量电路中的电压和电流值。
3. 记录数据：将测量到的电压和电流值记录下来，并绘制电压和电流的波形图。
4. 计算功率：根据测量到的电压和电流值，计算电路中的功率值。
5. 分析结果：根据实验数据和计算结果，分析单相交流电路的特性和性能。
四、实验结果与分析通过实验测量和计算，我们得到了一系列的实验结果。
首先，我们观察到电压和电流的波形图呈正弦波形，符合单相交流电路的特点。
其次，我们发现电路中的电压和电流存在一定的相位差，这是由于电路中的电感和电容等元件引起的。
此外，我们计算得到的功率值表明，单相交流电路在不同负载下的功率变化较大，这与负载的阻抗有关。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：单相交流电路的特性和性能受到电阻、电感和电容等元件的影响。
电路中的电压和电流呈正弦波形，且存在一定的相位差。
在不同负载下，电路的功率表现出不同的特点。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了单相交流电路的特性和性能。
通过实际操作和测量，我们得到了电压、电流和功率等参数的实验结果，并对其进行了分析。
《电工技术基础与仿真(Multisim 10)》项目4单相正弦交流电路分析
p
ui
Im
sin tU m
sin(t
2
)
U m I m cos t sin t
UI sin 2t
在电感元件的交流电路中，没有任何能量消耗，只 有电源与电感元件之间的能量交换，其能量交换的 规模用无功功率Q来衡量，它的大小等于瞬时功率 的幅值。
QL UI I 2 X L
4.2.3 纯电容电路
将开关K1闭合，K2和K3断开，分别按给定的频 率值调节信号源的频率，每次在信号发生器中设 置好频率后，打开仿真开关，双击万用表符号， 得到测量数据，
任务3 相量法分析正弦交流电路
4.3.1 RLC串联电路 1．RLC串联电路电压电流关系 (1)瞬时关系 由于电路是串联的，所以流过R、L、C三元
件的电流完全相同
1 Z1
1 Z2
（2）复阻抗并联的分流关系
I1
U Z1
I
Z Z1
I
Z2 Z1 Z2
U
I2
I Z1 Z1 Z2
I I1 I2 Z1 Z2
a）
I
U
Z
b)
4.3.3 功率因数的提高
1．提高功率因数的意义 功率因数愈大，所损耗的功率也就愈小，
输电效率也就愈高。 负载的功率因数 愈高，发电机可提供的有
1．电压与电流的关系 线性电容元件在图所示的关联方向的条件下
iC
C duc dt
i +
u
C
_
i C duc dt
C dUm sin t
dt
U mC cost
U
mC
s
in(t
2
)
据此，可得出电容元件电压与电流关系的结论：
实验四-单相交直交变频电路的性能研究
实验四-单相交直交变频电路的性能研究————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：北京信息科技大学电力电子技术实验报告实验项目：单相交直交变频电路的性能研究学院：自动化专业：自动化（信息与控制系统）姓名/学号：贾鑫玉/2012010541班级：自控1205班指导老师：白雪峰学期：2014-2015学年第一学期实验四单相交直交变频电路的性能研究一．实验目的熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM 逆变电路中元器件的作用，工作原理，对单相交直交变频电路在电阻负载、电阻电感负载时的工作情况及其波形作全面分析，并研究工作频率对电路工作波形的影响。
二．实验内容1．测量SPWM 波形产生过程中的各点波形。
2．观察变频电路输出在不同的负载下的波形。
三．实验设备及仪器1．电力电子及电气传动主控制屏。
2．NMCL-16组件。
3．电阻、电感元件(NMEL-03、700mH 电感)。
4．双踪示波器。
5．万用表。
四．实验原理单相交直交变频电路的主电路如图2—8所示。
本实验中主电路中间直流电压u d 由交流电整流而得，而逆变部分别采用单相桥式PWM 逆变电路。
逆变电路中功率器件采用600V8A 的IGBT 单管（含反向二极管，型号为ITH08C06），IGBT 的驱动电路采用美国国际整流器公司生产的大规模MOSFET 和IGBT 专用驱动集成电路1R2110，控制电路如图2—9所示，以单片集成函数发生器ICL8038为核心组成，生成两路PWM 信号，分别用于控制VT 1、VT 4和VT 2、VT 3两对IGBT 。
ICL8038仅需很小的外部元件就可以正常工作，用于发生正弦波、三角波、方波等，频率范围0.001到500kHz 。
五．实验方法45L1G3VT33E3VT4CG4E2图2—8 单相交直交变频电路G11E1G22VT1VT21．SPWM 波形的观察（1）观察正弦波发生电路输出的正弦信号Ur 波形（“2”端与“地”端），改变正弦波频率调节电位器，测试其频率可调范围。
实验四单相交流电路的研究
实验四单相交流电路的研究引言单相交流电路是最为简单的交流电路之一，广泛应用于我们的日常生活中。
了解和掌握单相交流电路的特性对于电气工程师和电子技术爱好者来说至关重要。
本实验旨在研究单相交流电路的基本原理和特性。
一、实验目的1.了解单相交流电路的基本组成和工作原理；2.学习分析单相交流电路的电压、电流、功率等参数的计算方法；3.了解单相电路中的电感和电容元件的作用；4.学习使用示波器和万用表进行电路参数的测量。
二、实验器材与仪器1.交流电源：50Hz，220V；2.变压器：220V-12V；3.电阻箱：100Ω、200Ω、300Ω、500Ω；4.电感箱：0.1H；5.电容箱：1μF；6.示波器；7.万用表。
三、实验原理1.单相交流电路的基本组成单相交流电路主要由电源、负载和开关组成。
电源产生交流电流，开关控制电流流向，负载则是吸收电能的部分。
2.交流电压和电流的特点交流电压和电流是随时间变化的，可以用正弦函数表示。
交流电的频率一般为50Hz或60Hz。
3.电感和电容的作用电感是指电流通过时产生磁场，而电容则是指电压变化时储存电荷。
在交流电路中，电感和电容元件会产生感性和容性反应，会影响电压和电流的相位差。
4.交流电路的电压、电阻和功率计算根据欧姆定律和功率公式，可以计算交流电路的电压、电阻和功率等参数。
四、实验步骤2.使用示波器测量电路中的电压波形；3.使用万用表测量电路中的电流大小；4.测量不同电阻下电路中的电流和电压；5.在电路中加入电感和电容元件，观察电路参数的变化；6.分析和计算电路中的功率。
五、实验结果与数据分析1.测量电压波形图和电流大小表格；2.绘制电流和电压与电阻的图像；3.分析不同电感和电容下电路参数的变化。
六、结论通过本实验，我们对单相交流电路的基本原理和特性有了更深入的了解。
我们学会了计算电路中的电压、电流、功率等参数，并且了解了电感和电容元件的作用。
此外，我们还学会了使用示波器和万用表进行电路参数的测量。
实验四 单相交流电路的设计和研究
实验四单相交流电路的设计和研究一、实验目的1．设计一个单相交流电路，并测量电路的参数；2．研究单相交流电路中的电流、电压的关系；3．掌握和了解用电容器改善功率因数的方法和意义；4．学习功率表的使用方法。
二、实验原理电力系统中的负载大部分是感性负载，其功率因数较低，为提高电源的利用率和减少供电线路的损耗，往往采用在感性负载两端并联电容器的方法进行无功补偿，以提高线路的功率因数。
日光灯电路为感性负载，其功率因数一般在0.3 ~ 0.4 左右，在本实验中，利用日光灯电路来模拟感性负载观察交流电路的各种现象。
图4-1 日光灯电路1.日光灯的工作原理如图4-1所示，日光灯电路由荧光灯管、镇流器和启辉器三者组成：（1）灯管：日光灯管是一根玻璃管，它的内壁均匀的涂有一层薄的荧光粉，灯管两端个有一个阳极和灯丝。
灯丝由钨丝制成，其作用是发射电子。
阳极是两根镍死，焊在灯丝上，与灯丝具有相同的电位，其主要作用是当它具有正电位时吸收部分电子，以减少电子对灯丝的撞击。
此外，它还具有帮助灯管点燃的作用。
灯管内还充有惰性气体（如氮气）与水银蒸气。
由于有水银蒸气，当管内产生辉光放电时，就会放射紫外线。
这些紫外线照射到荧光粉上就会发出可见光。
（2）镇流器：它是绕在硅钢片铁心上的电感线圈，在电路上与灯管相串联。
其作用有：在日光灯启动时，产生足够的自感电势，使灯管内的气体放电：在日光灯正常工作时，限制灯管电流。
不同瓦数的灯管应配以不同的镇流器。
（3）启辉器：它是一个小型的辉光管，管内充有惰性气体，并装有两个电极：一个是固定电极，一个是倒“U”型的可动电极，两电极上都焊有触头。
倒“U”型可动电极由热膨胀系数不同的金属片制成。
点燃过程：日光灯管、镇流器和启辉器的联接电路如图4-1所示。
刚接通电源时，灯管内气体尚未放电，电源电压全部加在启辉器上，使它产生辉光放电并发热，倒“U”型的金属片受热膨胀，由于内层金属的热膨胀系数大，双金属片受热后趋于伸直，使金属片上的触电闭合，将电路接通。
单相整流电路实验报告
一、实验目的1. 理解和掌握单相整流电路的工作原理和特性。
2. 学习使用整流元件（如二极管）将交流电转换为直流电。
3. 分析不同整流电路（如单相半波整流和单相全波整流）的输出波形和效率。
4. 掌握使用示波器等仪器对整流电路进行测试和分析的方法。
二、实验原理整流电路是将交流电（AC）转换为直流电（DC）的电路。
在单相整流电路中，通常使用二极管作为整流元件。
以下是两种常见的单相整流电路：1. 单相半波整流电路：该电路仅利用交流电的正半周进行整流，而负半周则由负载电阻自行放电。
其输出电压为脉动直流电，含有较大的纹波。
2. 单相全波整流电路：该电路利用交流电的正半周和负半周进行整流，通过两个二极管交替导通，使得负载上得到较为平滑的直流电。
三、实验仪器与设备1. 交流电源2. 二极管3. 电阻4. 示波器5. 连接线6. 负载电阻7. 电压表8. 电流表四、实验步骤1. 搭建单相半波整流电路：- 将交流电源的正极连接到二极管的阳极，负极连接到阴极。
- 将负载电阻连接到二极管的阴极和交流电源的负极。
- 使用示波器观察输出电压波形。
2. 搭建单相全波整流电路：- 将两个二极管反向并联，即一个二极管的阳极连接到另一个二极管的阴极。
- 将交流电源的正极连接到一个二极管的阳极，负极连接到另一个二极管的阴极。
- 将负载电阻连接到两个二极管的阴极和交流电源的负极。
- 使用示波器观察输出电压波形。
3. 测试和比较两种整流电路的输出：- 使用电压表和电流表分别测量两种整流电路的输出电压和电流。
- 比较两种整流电路的输出波形、电压和电流。
五、实验结果与分析1. 单相半波整流电路：- 输出电压波形为脉动直流电，含有较大的纹波。
- 输出电压和电流的平均值较低。
2. 单相全波整流电路：- 输出电压波形为较为平滑的直流电，纹波较小。
- 输出电压和电流的平均值较高。
六、实验总结通过本次实验，我们成功搭建了单相半波整流和单相全波整流电路，并对其进行了测试和分析。
单相整流电路实验报告
单相整流电路实验报告单相整流电路实验报告引言：单相整流电路是电力系统中常见的一种电路，广泛应用于各种电子设备和家庭电器中。
本次实验旨在研究单相整流电路的工作原理和性能特点，通过实际搭建电路并进行实验，深入理解单相整流电路的运行机制。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建单相整流电路，观察和分析电路的输出特性，了解单相整流电路的基本工作原理和性能。
二、实验原理单相整流电路是将交流电转换为直流电的一种电路。
在本次实验中，我们将使用半波和全波单相整流电路进行实验。
1. 半波单相整流电路半波单相整流电路由交流电源、二极管和负载组成。
当输入交流电源为正半周时，二极管导通，电流经过负载；当输入交流电源为负半周时，二极管截止，电流不经过负载。
因此，半波单相整流电路只能利用输入交流电的一半功率。
2. 全波单相整流电路全波单相整流电路由交流电源、二极管桥和负载组成。
二极管桥由四个二极管组成，可以实现对输入交流电的全波整流。
当输入交流电源为正半周时，二极管桥的D1和D3导通，电流经过负载；当输入交流电源为负半周时，二极管桥的D2和D4导通，电流同样经过负载。
因此，全波单相整流电路可以充分利用输入交流电的功率。
三、实验器材和仪器1. 交流电源2. 二极管3. 二极管桥4. 电阻5. 电压表6. 电流表7. 示波器四、实验步骤1. 搭建半波单相整流电路根据实验原理，按照电路图搭建半波单相整流电路。
连接好交流电源、二极管和负载，并接上电压表和电流表。
2. 测量电压和电流打开交流电源，调节电压和频率，记录电压表和电流表的读数。
通过示波器观察电流和电压的波形。
3. 分析输出特性根据测量结果，分析电压和电流的波形特点，计算输出电压和输出电流的有效值、平均值和纹波系数。
4. 搭建全波单相整流电路根据实验原理，按照电路图搭建全波单相整流电路。
连接好交流电源、二极管桥和负载，并接上电压表和电流表。
5. 测量电压和电流打开交流电源，调节电压和频率，记录电压表和电流表的读数。
单相整流电路实验指导书
实验四 锯齿波同步移相触发电路实验一、实验目的(1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。
(2)观察正弦波同步移相触发电路各点的波形，掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。
二、实验所需挂件及附件三、实验内容(1)锯齿波同步移相触发电路的调试。
(2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。
四、预习要求阅读电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。
五、实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路的原理图如图3-10所示。
锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成。
+15图3-10 锯齿波同步移相触发电路Ⅰ原理图由V3、VD1、VD2、C1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。
由V1、V2等元件组成的恒流源电路，当V3截止时，恒流源对C2充电形成锯齿波；当V3 导通时，电容C2通过R4、V3放电。
调节电位器RP1可以调节恒流源的电流大小，从而改变了锯齿波的斜率。
控制电压U ct 、偏移电压U b 和锯齿波电压U T 在V5基极综合叠加，控制V5的截止与导通，从而构成移相控制环节，RP2、RP3 分别调节控制电压U ct 和偏移电压U b 的大小。
V6、V7构成脉冲形成放大环节，C5为强触发电容改善脉冲的前沿，由脉冲变压器输出触发脉冲，电路的各点电压波形如图3-11所示。
本装置有两路锯齿波同步移相触发电路，Ⅰ和Ⅱ，在电路上完全一样，只是锯齿波触发电路Ⅱ输出的触发脉冲相位与Ⅰ恰好互差180°，供单相整流及逆变实验用。
电位器RP1、RP2、RP3 均已安装在挂箱的面板上，同步变压器副边已在挂箱内部接好，所有的测试信号都在面板上引出。
六、实验方法及步骤(1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。
单相交流电路及功率因数的提高
电路基础实验六实验名称单相交流电路及功率因数的提高一. 实验目的1、通过RL串联电路掌握单相交流电路的电压、电流、复阻抗之间的相量关系、有效值关系。
2、熟悉日光灯电路的组成，各元件的作用及日光灯的工作原理，学会日光灯电路的连接，了解线路故障的检查方法。
3、掌握交流电路的电压、电流和功率的测量方法。
4、掌握提高感性负载功率因数的方法。
二. 实验原理镇流器是一个铁心线圈，其电感L比较大，而线圈本身具有电阻R1。
日光灯在稳态工作时近似认为是一个阻性负载R2。
镇流器和灯管串联后接在交流电路中，可以把这个电路等效为RL串联电路。
图(1)日光灯电路图(2)日光灯等效电路因镇流器本身的电感较大，故整个电路的功率因数较低，为了提高电路的功率因数，可以采用在日光灯两端并联电容的方法。
并联电容后电路的总电流。
由于电容的无功电流抵消了一部分日光灯电流中的感性无功分量，所以总电流将减小，电路的功率因数被提高。
由于电源电压是固定的，并联电容器并不影响感性负载的工作状态，即日光灯支路的电流、功率和功率因数并不随并联电容的大小而改变，仅是电路的总电流及总功率因数发生变化。
提高电路的功率因数能够减小供电线路的损耗及电压损失，提高电源设备的利用率而又不影响负载的工作，所以并联电容器提高电路的功率因数的方法被供电部门广泛采用。
三. 实验设备序号名称型号与规格数量备注1 交流电压表0～500V 1 实验台2 交流电流表０～5A 1 实验台3 功率表 1 实验台4 自耦调压器 1 实验台5 日光灯灯管30W 1 实验台6 镇流器、启辉器与30W灯管配用各1 实验台7 电容器1μF,2.2μF,4.7μF/500V 各1 电工原理18 电流插座 3 实验台四. 实验内容及数据测量数值计算值P(W)cosφI(mA)U(V)U RL(V)U R(V)R1(Ω)L(H)cosφL R2(Ω)正常工作值29.47L0.53255220.0171.2109.424.19 2.140.036429.023、电容值(μF)测量数值P (W) cosφ′U (V)总电流I (mA)负载电流IRL(mA)电容电流IC(mA)0.47 29.6 L 0.59 220.0 230 257 431 29.97 L0.67 220.0 205 260 782.2 30.14 L0.89 220.0 157 261 1674.3 30.71 C0.75 220.0 187 260 327五.数据分析六. 思考题1、当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？2、为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性支路的电流和功率是否改变？3、提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并联的电容器是否越大越好？4、本节实验中，为了改善功率因数，分别并联了四个容值由小到大不等的电容，对应的功率因数是否也随之由小到大的变化？如果不是，分析原因。
实验四 单相桥式全控整流电路的研究
0
60
90
U2 、Ud 、Id U2= 的值 Ud= Id=
U2= Ud= Id=
U2= Ud= Id=
3、按停止按钮，断开主电路电源。接上电感负载做阻感负 载实验，按起动按钮，接通主电路电源。调节控制电位器， 观察输电压ud波形的变化，记录α=0°、60°、90 °时ud、 id 的波形及U2 、Ud 数值于下表中。将α固定在60° ，改变电阻 的大小观察电流id 波形的变化。
1
2
3
负载最小
n/r.min-1
Id/A
六、实验说明及注意的问题
交流电源电压为 220V ， Udmax =0.9U2=198V ，故实验
时Ud电压不能达到电动机的额定值
七、实验报告要求
1．整理记录的触发电路波形，熟悉KC04集成触发器工作原 理。 1 cos U 0 . 9 U 2．整理电阻负载时记录的数据，验证 d 2 2 关系。 3 ．整理阻感负载时记录的数据，验证电流连续时U d 0.9U 2 cos 关系。 4 ．整理反电动势负载时记录的波形，画出电流断续时的波 形。比较电流断续与连续时ud、id波形有什么60
90
id
U2 、Ud 数值 U2= Ud=
U2= Ud=
U2= Ud=
4 、断开主电路电源，换接上直流电动机负载做反电动势负 载实验。 1）首先给直流电动机、直流发电机的励磁绕组接上直流电 源，把控制电位器调到零位，S1 , S2处于断开位置。 2）接通主电路电源，调节 RP，使Ud由零逐渐上升到最大值 (如190V)，观察电动机的运转情况，待运转正常后，闭合 S2 ，逐渐增加负载到规定值（约为额定值）。调节控制电 位器RP使α=0°、60°、90°并记录ud、id波形及Ud、 Id值。 波形及数据 ud波形 id波形 Ud/V Id/A
实验四单相交流电路
实验四单相交流电路单相交流电电路中只具有单一的交流电压，在电路中产生的电流，电压都以一定的频率随时间变化。
比如在单个线圈的发电机中（即只有一个线圈在磁场中转动）。
概念交流发电机中，只有一组（个）线圈和一个磁场。
凡类似这种结构的交流发电机，发出的交流电为单相交流电。
在线圈中只产生一个交变电动势，这样的交流电便是单相交流电。
交流发电机利用电磁感应原理工作，磁极同机座固定在一起构成定子，转动轴铁芯与线圈固定在一起构成转子。
当转子以ω角速度转动1周时，线圈的两个边各转动经过一次N极和S极，并且因切割磁力线而产生感应电动势，根据右手定则可知，线圈经过N极和S极时，感应电动势的方向相反，且经过N极和S极时，线圈垂直切割磁力线，这时，感应电动势最大，线圈经过中心位置时，不切割磁力线，不产生感应电动势，所以转子每转1周，感应电动势的方向和大小就变化1周，即感应电动势作周期性变化。
若线圈起始位置角度为φ（初相角），则线圈产生的电压为：。
一台最简单的发电机，它有一对磁极N、S，有一组N匝线圈，两个滑环和两个电刷，线圈两端分别接到两个滑环上，滑环固定在转轴上与转轴绝缘。
每一个滑环放着一个静止的电刷，利用滑环与电刷的滑动接触，将线圈和负载连接。
线圈固定、磁极旋转的发电机，当原动机带动磁极旋转时，线圈不断地切割磁力线产生感应电动势，由于外接负载形— 1 —成闭合回路，就有电流流通。
电流的大小和线圈在磁场中的位置有关，当线圈和磁极平行时，不切割磁力线，因此不产生电流。
如果线圈与磁场垂直时，则线圈切割磁力线最多，电流就最大，再由最大到零。
再旋转则切割磁力线方向开始改变，电流方向也开始转变。
故此不断地循环旋转，就产生了大小和方向不断变化的交流电。
因为只有一组线圈，所以只产生一相交流电，故称为单相交流电。
— 2 —。
单相桥式整流电路实验报告
单相桥式整流电路实验报告单相桥式整流电路实验报告引言单相桥式整流电路是一种常见的电力电子电路，广泛应用于家庭电器、电力系统等领域。
本实验旨在通过搭建单相桥式整流电路并进行实验验证，探究其工作原理和特性。
实验装置与原理本实验所用的装置包括一个变压器、四个二极管和一个负载电阻。
变压器的输入端与交流电源相连，输出端与整流电路相连。
整流电路由四个二极管组成，形成一个桥式结构。
负载电阻则连接在整流电路的输出端。
实验步骤1. 搭建单相桥式整流电路：将四个二极管按照桥式结构连接，确保极性正确。
2. 连接变压器：将变压器的输入端与交流电源相连，输出端与整流电路相连。
3. 连接负载电阻：将负载电阻连接在整流电路的输出端。
4. 打开交流电源：将交流电源接通，调节合适的电压。
5. 观察实验现象：通过示波器或万用表等仪器，观察电压波形和电流波形的变化。
实验结果与分析在实验过程中，我们观察到以下现象：1. 电压波形变化：在单相桥式整流电路中，当输入为正弦波时，输出为脉冲波。
这是由于二极管的导通特性，只有当输入电压大于二极管的正向压降时，二极管才能导通，从而实现整流功能。
2. 电流波形变化：在单相桥式整流电路中，当负载电阻不变时，电流波形与电压波形相同。
但是，当负载电阻发生变化时，电流波形也会相应变化。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 单相桥式整流电路能够将交流电转换为直流电，适用于各种电力电子设备。
2. 整流电路的输出电压和电流波形受到负载电阻的影响，负载电阻越大，输出波形越平稳。
3. 二极管的导通特性是整流电路正常工作的关键，需要保证二极管的正向压降小于输入电压。
实验中可能存在的误差和改进方向：1. 实验中使用的二极管可能存在导通压降不一致的问题，这可能导致输出波形不稳定。
可以尝试使用质量更好的二极管。
2. 实验中的负载电阻可能存在一定的内阻，这会影响整流电路的输出效果。
可以尝试使用更纯净的电阻材料。
3. 实验中的交流电源可能存在波形不稳定的问题，这会对整流电路的输出波形产生影响。
单相交流电路及功率因数的提高实验报告
1 实验二单相交流电路及功率因数的提高一、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. 了解日光灯电路的特点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. 交流电路中电压、电流相量之间的关系在单相正弦交流电路中各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律即∑I0和∑U0 图1所示的RC串联电路在正弦稳态信号U的激励下电阻上的端电压RU与电路械牡缌鱅同相位当R的阻值改变时RU和CU的大小会随之改变但相位差总是保持90°RU的相量轨迹是一个半圆电压U、CU与RU三者之间形成一个直角三角形。
即URUCU相位角φacr tg Uc / UR 改变电阻R时可改变φ角的大小故RC串联电路具有移相的作用。
图1 RC串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比即cosφP / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。
交流电路的负载多为感性如日光灯、电动机、变压器等电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率因此功率因数比较低cosφ0.5。
从供电方面来看在同一电压下输送给负载一定的有功功率时所需电流就较大若将功率因数提高如cosφ1 所需电流就可小些。
这样即可提高供电设备的利用率又可减少线路的能量损失。
所以功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。
为了提高交流电路的功率因数可在感性负载两端并联适当的电容如图2所示。
并联电容以后对于原电路所加的电压和负载参数均未改变但由于cI的出现电路的总电流I 减小了总电压与总电流之间的相位差φ减小即功率因数cosφ得到提高。
2 2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成C是补偿电容器用以改善电路的功率因数如图3所示。
其工作原理如下当接通220V交流电源时电源电压通过镇流器施加于启辉器两电极上使极间气体导电可动电极双金属片与固定电极接触。
单相交流电路及功率因数的提高实验报告
实验二 单相交流电路及功率因数的提高一、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. 了解日光灯电路的特点，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. 交流电路中电压、电流相量之间的关系 在单相正弦交流电路中，各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律，即：ΣI ＝0和ΣU＝0 图1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，电阻上的端电压R U 与电路中的电流I 同相位，当R 的阻值改变时，R U 和C U 的大小会随之改变，但相位差总是保持90°，R U 的相量轨迹是一个半圆，电压U 、C U 与R U 三者之间形成一个直角三角形。
即U =RU +C U ，相位角φ＝acr tg (Uc / U R ) 改变电阻R 时，可改变φ角的大小，故RC 串联电路具有移相的作用。
图1 RC 串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比，即：cos φ＝P / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。
交流电路的负载多为感性（如日光灯、电动机、变压器等），电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率，因此功率因数比较低(cos φ＜0.5)。
从供电方面来看，在同一电压下输送给负载一定的有功功率时，所需电流就较大；若将功率因数提高 (如cos φ＝1 )，所需电流就可小些。
这样即可提高供电设备的利用率，又可减少线路的能量损失。
所以，功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。
为了提高交流电路的功率因数，可在感性负载两端并联适当的电容Ｃ，如图2所示。
并联电容Ｃ以后，对于原电路所加的电压和负载参数均未改变，但由于c I的出现，电路的总电流I 减小了，总电压与总电流之间的相位差φ减小，即功率因数cos φ得到提高。
2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数，如图3所示。
单相交流电路研究实验报告
单相交流电路研究实验报告一、实验目的本次实验的目的是利用实验测试单相交流电路的基本参数，例如电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等等。
此外，还需要学习并理解单相电路的工作原理、电路模型以及其它相关知识。
二、实验器材1. 万用表2. 电阻器3. 桥式整流电路板4. 模拟电表5. 计算机6. 示波器三、实验原理1. 单相交流电路单相交流电路是指由单个电源供电的电路，电压随时间的变化呈现正弦波形，频率为50Hz。
单相交流电路由交流电源、负载、开关、保险丝、插头插座等组成。
其基本电路如下所示：2. 电路参数单相交流电路的电路参数包括下列几个方面：(1). 电压单相交流电路中的电压是指正弦波形电压，即交流电压。
(2). 电流单相交流电路中的电流是指通过负载的电流。
(3). 有功功率在单相交流电路中，有功功率是指电路中产生有用功率的功率。
(4). 无功功率在单相交流电路中，无功功率是指电路中产生反馈(no-feedback)功率的功率。
(5). 视在功率在单相交流电路中，视在功率是指电路中的总功率，它等于有功功率加上无功功率。
(6). 功率因数功率因数是指有功功率与视在功率之比。
(7). 电阻电阻是指电路中任何两点间的电位差与通过该点的电流关系的比值。
单位为欧姆(Ω)。
四、实验过程1. 连接电路将电源线连接到电路板，并通过桥式整流电路板来正弦变换为直流电压，然后将其连接到测试电路上。
在这个过程中，需要使用多用途表来测量电路的电压、电流、电阻等数据。
2. 调试电路对电路进行调试，使其达到合适的工作状态，以便进行测试。
3. 测量电路参数测量电路的电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数。
四、实验结果经过测试，我们得到了单相交流电路的基本参数，结果如下：1. 电压：220V2. 电流：0.5A3. 有功功率：50W4. 无功功率：10W5. 视在功率：54W6. 功率因数：0.937. 电阻：440Ω五、实验结论通过实验，我们了解了单相交流电路的基本工作原理，学习了电路模型和其它相关知识，更加深入地理解了电路的基本参数，例如电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数等等。
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6
问题与讨论 功率因素补偿问题（一）
功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以 下三种情况:
•
IC
0
•
IC
0
•
•
U
U
•
•
I
I
•
I RL
呈电感性
cos1
•
I RL
呈电阻性
cos1
可编辑ppt
•
IC
0
••
IU
•
I RL
呈电容性。
cos1 7
电容值
（uF） P(W) 0 38.1 1 38.5 2.2 38.0 4.7 38.7 5.7 38.3
测 量 数值
cosφ U(V) UR(V) UL(V) I(A) IL(A) IC(mA)
L0.47 220 97.5 175.2 0.350 0.350 0 L0.57 219 94.8 179.5 0.303 0.351 67.1 L0.70 219 94.2 179.3 0.241 0.354 155.2 C0.92 221 94.5 179.1 185 0.352 327.7 C0.85 220 94.4 179.0 0.206 0.352 393.2
*根据测量数据计算出相关参可数编辑，ppt写出结论，并解答思考题14。
实验室欢迎您！ 可编辑ppt
15
实验四 单相交流电路的研究
一、实验目的
1．测量电路的参数。 2．掌握日光灯线路的接线。 3．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间 的关系。 ４. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 ５．学会使用单相功率表。
可编辑ppt
1
二、实验原理图
~220V
镇流器
灯
S
管
可编辑ppt
2
三、实验内容
电容值
（uF） P(W) 0 1 2.2 4.7
测 量 数值
cosφ U(V) UR(V) UL(V) I(A)
IL(A) IC(A)
计算电路参数： R串 L 联电 coφ路 sP UI
Z U I
电路总电 R阻 Zcoφs 灯管电R阻 UR I
电感线圈 RL电 R阻 可R 编辑ppt
L XL Z sinφ 3 ω 2πf
提高功率因数的措施: 并电容
u
i
R uR C
L uL
可编辑ppt
5
一般情况下很难做到完全补偿 （即：cos1）
功率因数补偿成感性好，还是容性好？
•
IC
•
U欠
•
补
I
偿
•
IC
过 补 偿
C 较大
••
IU
•
I RL
•
感性（ I C 较小）
•
I RL
•
容性（ I C 较大）
结论：在 角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容
原因是：在外加电压不变的情况下，负载得不到所
需的额定工作电压。
同样，电路中串、并电感或电阻也不能用于功率因
数的提高。其请自行分析。
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10
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11按好线路后，通电日光灯点亮 Nhomakorabea iic
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12
并联电容以及接入电流表
i ic
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13
功率表的使用：
接好线路后，按“功能”键选择所需要的测量值，如显示 “U”其后的数值为电压，显示“I”其后的数值为电流，显示 “P”其后的数值为功率，显示“cosφ”其后的数值为功率因数。
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问题与讨论 功率因素补偿问题（三）
提高功率因数除并电容外，用其他方法行不行？ 串电容
补偿前
补偿后
行否
•
I
•
U
R • U RL
L
•
•
I
C
R
U
•
L U RL
•
•
URL U
•
I
•
UC
可编辑ppt
•
U RL
•
U I
0
9
•
UC
•
I
C
•
R
•
U
U RL
L
•
U RL
•
U
•
UC
URL U
•
I
串电容功率因数可以提高，甚至可以补偿到1，但 不可以这样做！
关于功率因数提高的问题
问题的提出：日常生活中很多负载都是为感性的，其等效电
路及相量关系如下图。
~220V
镇流器
灯 管
Su
i
R uR L uL
其中消耗的有功功率为：
PPRUcIos
当U、P 一定时， cos
I
希望将 cos 提高
可编辑ppt
•
•
UL
U
•
•
UR 4 I
提高功率因数的原则：
必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负 载上的电压和负载的有功功率不变。
问题与讨论 功率因素补偿问题（二）
并联电容补偿后，总电路（R-L//C）的有功
功率是否改变了？
•
I
•
I RL
•
R
U
j L
•
IC
j 1 C
•
IC
••
I I RL
L
•
U
•
I
• L
I RL
PUcI os 其中 cos 、 I
通过计算可知总功率不变。
定性说明：电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。