电工B实验指导书.docVIP

实验一 单相正弦交流电路 一、实验目的 1 学习常用交流仪表与功率表的使用。 2 通过日光灯电路的连接与测试，进一步加深对交流基尔霍夫电压定律的理解。 3 掌握改善感性电路功率因数的方法，体会提高功率因数的工程意义。 二、实验设备 1 交流电压表，交流电流表，功率表，自耦调压器，电容器。 2 镇流器，启辉器（与30W灯管配用），日光灯灯管。 3 电流插座与插头。 三、实验原理说明 1 日光灯电路如图2－1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（cosφ值）。 图2－1 日光灯工作时，灯管和镇流器可等效为一个RL串联电路（其中R为灯管的等效电阻与镇流器的线圈电阻之和），是一种感性负载。RL串联电路的电路参数可通过测量电路的有功功率、输入电压、输入电流求得。 功率因数；阻抗模； 等效电阻；等效电抗 2 提高功率因数的意义 供电系统的功率因数取决于负载的性质，例如白炽灯、电烙铁、电熨斗、电阻炉等用电设备，都可以看作是纯电阻负载，它们的功率因数为1，但在工农业生产和日常生活中广泛应用的异步电动机、感应炉和日光灯等用电设备都属于感性负载，它们的功率因数小于1。因此，在一般情况下，供电系统的功率因数总是小于1。如果功率因数太低，就会引起下面两个问题： 1）发电设备的容量不能充分利用。额定电压和额定电流的乘积，称为额定视在功率，即SN=UNIN。当负载的功率因数cosφ=1，发电机（或变压器）所能输出的最大有功功率P为：P= UNINcosφ=UNIN=SN 2）增加线路和发电机绕组的功率损失。 因此，必须设法提高负载端的功率因数，从而提高供电系统的功率因数。这样，一方面可以充分发挥电源设备的利用率，另一方面又可以减少输电线路及发电机绕组上的功率损耗，提高电能的传输效率。 四、实验任务 1 日光灯线路接线与测量。 利用实验室现有设备，按图2－2接线。确保电路接线无误后，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，测量电压U，UL，UR等值。日光灯30W/220V， 功率因数0.55， 表2－1 UR（V） UL（V） U（V） U0（日光灯点亮电压） 计算值 测量值 图2－2 2 并联电路——电路功率因数的改善 按图2－3组成实验线路。 图2－3 确保接线正确无误后，接通电源。将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。 表2－2 电容值 测量数值 计算值 （μF） P（W） cosφ U (V) I(A) IL(A) IC(A) cosφ 0 1 2.2 4.7 五、总结报告 1 根据实验数据，计算日光灯管的等效电阻和镇流器线圈电阻之和R及镇流器电感L。 2 为什么UUR+UL，IID+IC？ 3 日光灯电路并联电容器后，电路种哪些量发生变化？哪些量没有变化？为什么？ 4 并联电容器后，提高了电路的功率因数，能否改变感性负载本身的功率因数？为什么？ 5 要是电路的功率因数cosφ=1，应并联多大容量的电容。 实验二 三相交流电路 一、实验目的 1 掌握三相负载正确接入电路的方法。 2 观察和测量三相交流电路负载星形和三角形连接时，对称和不对称的线电压与相电压、线电流与相电流的关系。 3 充分理解中线在三相四线制供电线路中的作用。 4 学习使用单相功率表测量对称三相电路功率的方法。 5 了解安全用电常识。 二、实验设备 1 实验用三相照明灯组负载板。 2 单相功率表，交流电压表，交流电流表，自耦调压器。 3 电流测量插头与插座。 三、实验说明 1 三相四线制供电电源 三相四线制供电电源是民用电和工程用电中最常见的一种电源形式，理想情况下用三根相线和一根中性线（也称中线或零线）向用户同时提供三个大小相等、相位相差120度的正弦交流相电压（相线与中性线间电压）和三个大小相等、相位相差120度的正弦交流线电压（相线间电压），其中线电压有效值是相电压有效值的倍。民用电和工程用电中，多数情况下，线电压有效值为380伏，相电压有效值为220伏，本实验室的三相电源线电压设计值为220伏，相电压设计值为127伏，实际上由于电源内阻的存在，不对称的三相负载会破坏电源输出电压的对称性。 2 三相负载的连接 三相负载的基本连接方式有星形连接和三角形连接两种。对于星形连接按其有无中线，又可分为三线制和四线制，