一、實驗目的
1. 研究正弦穩態交流電路中電壓、電流相量之間的關係；
2. 掌握交流引數的測量方法；
3. 學會日光燈線路的接線；
4. 理解改善電路功率因數的意義，提高功率因數的方法。
二、原理說明
1. 在單相正弦交流電路中，用交流電流錶測得各支
路的電流值， 用交流電壓表測得迴路各元件兩端的電壓圖7-1 rc串聯電路
值，它們之間的關係滿足相量形式的基爾霍夫定律，
即 σi＝0和σu＝0 。
2. 圖7-1所示的rc串聯電路，在正弦穩態信
號u的激勵下，ur與uc保持有90的相位差，即當
r阻值改變時，ur的相量軌跡是乙個半園
u、uc與ur三者形成乙個直角形的電壓三圖7-2 rc串聯電路電壓相量圖
角形，如圖7-2所示。r值改變時，可改變φ角的大
小，從而達到移相的目的。
3. 圖7-1所示的電容元件電路中，電壓值與電流
值的比值為，稱為容抗，用xc代表。當電壓u
一定時，容抗愈大，則電流愈小。
圖7-3 rl串聯電路
容抗xc與電容c，頻率f成反比。
圖7-3所示的電感元件電路中，電壓值與電流值
的比值為，稱為感抗，用xl代表。當電壓u
一定時，感抗愈大，則電流愈小
感抗xl與電感l，頻率f成正比。
4. 日光燈線路如圖7-4所示，圖中 a 是日光
燈管，l 是鎮流器， s是啟輝器，c 是補償
電容器，用以改善電路的功率因數（cosφ值圖7-4 日光燈電路
三、實驗裝置
四、實驗內容及步驟
1. 按圖7-1 接線。r為15w/220v的白熾燈泡，電容器為4.
7μf/450v經指導教師檢查後，接通實驗台電源（注意：自耦調壓器輸出220v）。記錄i、u、ur、uc值，驗證相量形式的基爾霍夫定律。
表7-1 rc串聯電路測量資料
2. 按圖7-3 接線。r為15w/220v的白熾燈泡，電感為鎮流器經指導教師檢查允許後，通電實驗，記錄i、u、ur、ul值。
表7-2 rl串聯電路測量資料
3. 日光燈線路連線及電路功率因數的改善。
按圖7-5組成實驗線路。經指導老師檢查允許後，通電實驗，記錄功率表、
圖7-5 日光燈電路功率因數的改善
電壓表讀數。通過乙隻電流錶和三個電流插座分別測得三條支路的電流，改變電容值，進行三次重複測量。資料記入表7-3中。
表7-3 日光燈線路測量資料
五、注意事項
1. 本實驗用交流市電220v，務必注意用電和人身安全。
2. 功率表要正確接入電路。
3. 線路接線正確，日光燈不能啟輝時， 應檢查啟輝器及其接觸是否良好。
六、思考題
1. 參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。
2. 在日常生活中，當日光燈上缺少了啟輝器時，人們常用一根導線將啟輝器的兩端短接一下，然後迅速斷開，使日光燈點亮（dg09實驗掛箱上有短接按鈕，可用它代替啟輝器做一下試驗。）或用乙隻啟輝器去點亮多隻同型別的日光燈，這是為什麼？
3. 為了改善電路的功率因數，常在感性負載上併聯電容器， 此時增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時感性負載上的電流和功率是否改變？
4. 提高線路功率因數為什麼只採用併聯電容器法， 而不用串聯法？所並的電容器是否越大越好？
七、實驗報告要求
本實驗是綜合性實驗請按綜合實驗報告格式完成。
1. 完成資料**中的計算，。
2. 根據實驗1和實驗2資料，分別繪出電壓相量圖， 驗證相量形式的基爾霍夫電壓定律，如果資料誤差較大，應進行誤差分析
3. 根據實驗1和實驗2資料分別計算電容值c、電感值l。
3. 根據實驗3資料討論改善電路功率因數的意義和方法。
4. 裝接日光燈線路的心得體會及其他。
正弦穩態交流電路分析
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