物电能环学院电工学实验讲义 - 图文

电工学实验讲义

杨志坤 2013年8月

教学目标：

㈠通过本课程学习，使学生直观地建立物理概念,巩固并加深对电路

基本理论的

理解,训练并学会使用GDDS电工实验装置设备，基本掌握电工仪器

仪表的正确

使用方法，熟悉电工技术的基本内容,掌握基本电参数测量方法及技

巧，掌握安 全用电知识和技术。

㈡培养学生应用所学理论进行分析和解决实际问题的能力。 教学要求：

㈠ 学生应树立安全用电的意识，掌握安全用电的基本常识。 ㈡学生实验前应认真预习，并完成实验预习部分内容。

㈢实验中要遵守安全用电，每次实验前和中途更换实验电路应断开电

源，按实验要求接好电路，待指导老师检查完毕方可通电， 实验中若有意外事故发生，应迅速切断电源，并立即报告指导老师，事故处理完毕才可重新开始实验。

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目 录

⑴实验一 GDDS型高性能电工系统实验装置的使用 ⑵实验二 基尔霍夫定律 ⑶实验三迭加定理

⑷实验四电压源与电流源的等效变换 ⑸实验五戴维南定理

⑹实验六最大功率传输条件的实验研究 ⑺实验七网络等效变换

⑻实验八日光灯电路和功率因数的提高（综合性） ⑼实验九用Multisim10软件仿真基尔霍夫定律

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实验一 GDDS型高性能电工系统实验装置的使用

一、实验目的

⒈熟悉新型实验台电源的操作使用。

⒉熟悉新型电工测量仪表的结构、特性、使用方法。 ⒊熟悉各模块的使用方法。

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图1 GDDS型高性能电工系统实验装置图

二、GDDS型高性能电工系统实验装置的组成及性能 序号 型号 名 称 技术指标和技术性能 数量 备 注 4

A．基本精度与实验精度0.5级 B．量程：0-2V-20V-200V-500V C．数字和模拟双显示 （1） 测量仪 表部分 JDV-2①直流精密1 D．超量程保护，声光报警，自动记 1 双显示电压录，有超强过载能力，过载表 消除自 动恢复测量，过载时模拟指针表自动回零无任何冲击 E．自锁功能 F．手动复位功能 G．带计算机接口 5

A．本精度与实验精度0.5级，接入 电路不改变电路原始状态。 B．量程：0-2mA-20mA-200mA -0-1A-2A-5A ②直流精密双显示电流表（毫安表与安培表组合） D．数字和模拟双显示 E．超量程保护，声光报警，自动记 录，有超强过载能力，过载消除自 动恢复测量，过载时模拟指针表自动回零无任何冲击 F．自锁功能 G．手动复位功能 H．带计算机接口 1 JDA-21 6

A．基本精度与实验精度0.5级 B．量程：0-50V-250V-500V C．数字和模拟双显示 D．超量程保护，声光报警，JDV-2③交流精密4 双显示电压表 自动记 录，有超强过载能力，过载消除自 动恢复测量，过载时模拟指针表自动回零无任何冲击 E．自锁功能 F．手动复位功能 G．带计算机接口 1 7

A．基本精度与实验精度0.5级，接 入电路不影响电路原始状态。 B．量程：0-200mA-1A-2A-10A C．数字和模拟双显示 JDA-1④交流精密1 双显示电流表 D．超量程保护，声光报警，自动记 录，有超强过载能力，接入220V电流，不会损坏仪表，过载消除自 动恢复测量，过载时模拟指针表自动回零无任何冲击 E．自锁功能 F．手动复位功能 G．带计算机接口 1 8

A．功率基本精度与实验精度0.5级 B．量程：0-20W-200W-2000W，分辨率为0.01W，功率因数量程：-1—0—+1，1级 C．功率数显，功率因数指示显示 D．超量程保护，声光报警，JWφ-33 ⑤交流功率自动记 1 与功率因数录，有超强过载能力，过载组合表 消除自 动恢复测量 E．自锁功能 F．手动复位功能 G．带计算机接口 H．过载能区分电压过载还是电流过 载，负载能自动区分是容性负载还 是感性负载 9

实验台总电源由高分断能力三相四线空气开关、电流型漏电保护开关、带锁仪表开关、各种电源指示灯、2AZDY ①组合电源 保险管座、单相电源输出接线柱及二孔、三孔电源插座板等共装于同一面板上组（2） 电源部分 成，具有过流、过载、漏电保护。由三只电压表指示。 A．0-250V连续可调（≥0.5KVA） B．由电压表指示，熔断管KTY ②三相和单2A 相可调电源 C．具有过流、过载、短路三重保护 D．三相0-450V连续可调（≥1.5KVA） 1 1 10

A．同时实现正弦波、三角③多路输出DDH 大功率函数电源 波、方波、单脉冲多路输出 B．带功率输出 C．幅值：0-20V，连续可调 D．频率范围：0-20KHz E．频率显示同步进行 A．稳压电源二路，0-25V/1A连续可调 B．电压表指示 C．具有过流、过载、短路WDY ④稳压电源过热多重保护 与稳流电压 D．稳流一路0-200mA/25V连续可调 E．稳流一路用表指示 F．具有开路保护和过载、过流保护 （3） 实验部件 D01 ①组合式大功率十进可变电阻箱 由4个十进制独立可调精密电阻箱与固定精密线绕电阻串联可形成0-99999Ω可调电阻，总功率为384W。 1 1 1 11

由一个电阻、电容、二极管、D02 ②直流电路稳压管、电位器、非线性电实验单元 阻组成元件库和二个双口网络及一个桥式电路组成。 ③电路有源由回转器、负阻器、VCCSD03 元件实验单及CCVS、运算放大器、电元 D04 子开关等组成。 1 1 1 ④互感、日光高品质因数线性互感器，日灯实验单元 光灯控制单元组成。 由白炽灯、切换开关组，能⑤三相阻容进行单相和三相实验、三相D05 组合负载单对称与不对称实验，无中线元 实验，三相有功、无功功率，Y-△等实验 1 D06 ⑥电容箱、单步进可变电容箱（耐压＞相变压器 ⑦交流接触器单元 ⑧时间继电600V），和单相变压器组成 三只交流接触器，直观性好 1 D07 1 D08 器、热继电器单元 1个数字式时间继电器，1只热继电器，三个控制按钮 1 （4）

实验装置台优质薄钢板，双层喷塑，台12

1 实验装 体 面绝缘密度板，下面设有带刹车的移动轮子和金属固置台定支撑装置 体 三、实验内容和步骤

⒈了解GDDS型高性能电工系统实验装置的组成，各个模块的技术指标和性能。

⒉通电后学习电源部分的使用方法。

⒊学习仪表的使用方法。

⒋学习电路的连接方法，导线的使用方法。 四、实验报告

认真熟悉电工实验台的使用方法。

实验二 基尔霍夫定律

一、实验目的

⒈加深对基尔霍夫定律的理解。 ⒉用实验数据验证基尔霍夫定律。 ⒊熟练仪器仪表的使用技术。 二、实验原理

基尔霍夫定律是电路理论中最基本的定律之一，它阐明了电路整

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体结构必须遵守的规律，应用极为广泛。

基尔霍夫定律有两条：一是电流定律，另一是电压定律。

⒈基尔霍夫电流定律（简称KCL）是：在任一时刻，流入到电路任一节点的电流总和等于从该节点流出的电流总和，换句话说就是在任一时刻，流入到电路任一节点的电流的代数和为零。这一定律实质上是电流连续性的表现。运用这条定律时必须注意电流的方向，如果

I5 不知道电流的真实方向时可以先 I1

N 假设每一电流的正方向（也称参考方向），根 据参考方向就可写出基尔霍夫的电流定律表 I4

I2

达式,例如图1所示为电路中某一节点N，共

I3

有五条支路与它相连，五个电流的参考正

图1 方向如图，根据基尔霍夫定律就可写出：

I1+I2+I3+I4+I5=0

如果把基尔霍夫定律写成一般形式就是 ∑I=0。显然，这条定律与各支路上接的是什么样的元件无关，不论是线性电路还是非线性电路，它是普遍适用的。

电流定律原是运用某一节点的，我们也可以把它推广运用于电路中的任一假设的封闭面，例如图2所示封闭面S所包围的电路有三条支路与电路其余部分相联接其电流为I1，I2，I3，则

I1+I2-I3=0

因为对任一封闭面来说，电流仍然必须是连续的。 ⒉基尔霍夫电压定律（简称KVL）：在任一时刻，沿闭合回路电压降的代数和总等于零。把这一定律写成一般形式即为∑U=0，例如在图3所示的闭合回路中，电阻两端的电压参考正方向如箭头所示，如果从节点a出发，顺时针方向绕行一周又回到a点，便可写出： U1+U2+U3-U4-U5=0 显然，基尔霍夫电压定律也是和沿闭合回路上元件的性质无关，因此，不论是线性电路还是非线性电路， 它是普遍适用的。

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U5 I1 a S

U1 U 4I2 U2

b I3

U3

图3 图2

三、实验内容和步骤

按照图4所示实验线路验证基尔霍夫两条定律。 1KΩ 300Ω A I R1 R2 B F + + E2=12V

E1=6V R3 100Ω - -

C E R5 R4

D 300Ω 200Ω 图4

图中E1=6V，E2=12V为实验台上稳压电源输出电压，实验中调节好后保持不变，R1、R2、R3、R4、R5为固定电阻，精度1.0级。实验时各条支路电流及总电流用电流表测量，在接线时每条支路可串联连接一个电流表插口，测量电流时只要把电流表所连接的插头插入即可读数。但要注意插头连接时极性，插口一侧有红点标记是与插头红线对应。实验需元器件可从部件D02上选取。 取E1=6V，E2=12V。

表一计算值、测量值及误差计算 I2 I3 UAB UCUAUDUFA 测量项目 E1 E2 I1 (V) (V) (mA(mA(mA(V) D (V) D E 实验内容 ) ) ) (V) (V) (V)

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理论值A1 测量值A2 相对误差 A2?A1/A1

四、实验报告

⒈完成实验测试、数据列表；

⒉根据基尔霍夫定律及电路参数计算出各支路电流及电压； ⒊计算结果与实验测量结果进行比较，说明误差原因； ⒋小结对基尔霍夫定律的认识。

实验三 迭加原理

一、实验目的

⒈通过实验来验证线性电路中的迭加原理以及其适用范围；

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⒉学习直流仪器仪表的测试方法。 二、实验原理

几个电动势在某线性网络中共同作用时，也可以是几个电流源共同作用，或电动势和电流源混合共同作用，它们在电路中任一支路产生的电流或在任意两点间的所产生的电压降，等于这些电动势或电流源分别单独作用时，在该部分所产生的电流或电压降的代数和，这一结论称为线性电路的迭加原理，如果网络是非线性的，迭加原理不适用。

本实验中，先使用单个电压源分别单独使用，测量各点间的电压和各支路的电流，然后再使用两个电压源共同作用，测量各点间的电压和各支路的电流，验证是否满足迭加原理。 三、实验内容和步骤

按图1接线，调节好E1=10V，E2=5V。

（1） E1=10V单独作用，K1接通电源，K2打向短路侧，测量各

支路电压，注意测量值的符号。

（2） E2=5V单独作用， K2接通电源，K1打向短路侧，测量支

路电压，注意测量值的符号。

（3） E1=10V，E2=5V共同作用，将K1、K2都接至电源，测量

各支路电压。 （4） 重复上述步骤，测量各支路电流。 （5） 所需元器件在部件D02上选取。

表一电压计算值、测量值 UBD UDF UCD 电压 计算测量计算测量计算测量项 目 值 值 值 值 值 值 E1单独作用 E2单独作用 E1,E2共同作 用 表二电流计算值、测量值 IBD IDF ICD 电压 计算测量计算测量计算测量项 目 值 值 值 值 值 值 E1单独作用 E2单独作用 E1,E2共同作

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用 四、实验报告

（1） 测量数据列表并分析比较,计算各参数绝对误差。

（2） 含非线性元件的电路迭加原理是否适用（如将电路中1KΩ

电阻换成一个稳压管）。 （3） 根据你的实验结果说明迭加定理对电功率是否成立。

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实验四 电压源与电流源的等效变换

一、实验目的

⒈了解理想电流源与理想电压源的外特性。

⒉验证电压源与电流源互相进行等效转换的条件。 二、实验原理 ⒈在电工理论中，理想电源除理想电压源之外，还有另一种电源，即理想电流源，理想电流源在接上负载后，当负载电阻变化时，该电源供出的电流能维持不变，理想电压源接上负载后，当负载变化时其输出电压保持不变，它们的电路图符号及其特性见图1。

US I S+ +

US

IS - - 0 R

R

（a）理想电流源 （b）理想电压源

图 1 在工程实际上，绝对的理想电源是不存在的，但有一些电源其外

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四、实验报告

⑴ 画出开路短路法电路图。⑵ 画出外施电压法电路图。

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实验六 最大功率传输条件的实验研究

一、实验目的1

（1） 了解电源与负载间功率传输的关系。

（2） 熟悉负载获得最大功率传输的条件与应用。

（3） 实验证明最大功率传输时电源内阻与负载电阻数值的关

系。

（4） 熟悉测试方法。 二、实验原理

一个实际的电源，它产生的总功率通常由两部分组成，即电源内阻所消耗的功率和输出到负载上的功率。在电子技术与仪器仪表领域中，通常由于信号电源的功率较小，所以总是希望在负载上能获得的功率越大越好，这样可以最有效的利用能量。但由于电源总是存在内电阻，其等效电路为一个无内阻的电动势与一个电阻串联构成的二端

P．U 右边框内为负载电有源网络。如图1所示左边框内为电源等效电路，E0 阻。 I PM + + E 0- RL U R0 - 0 IS/2 IS 图1

图图2 2

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在RL上得到的功率为 PL=I2RL=（E0/R0+RL）2RL

当RL=0及RL=∞时，电源传输给负载的功率均为零，因此必有某一RL值使P=PM为最大值。以不同的RL值代入上式可求出不同的P值。可以证明只有当RL=R0时负载上才能得到最大的功率如图2所示。 图中IS为当RL=0时的最大电流 IS=E0/R0

事实上只要将负载功率表达式中以RL为自变量，功率P为应变量并使dP/dRL=0，即可求出最大功率的条件：

dP(R0?RL)2?2RL(RL?R0)dP/dRL=0，即 ?4dRL(R0?RL)使 （RL+R0）2-2RL（RL+R0）=0

得 RL=R0

当满足RL=R0时，电路称为最大功率“匹配”，此时负载上最大功率为： P=PM=E20RL/4RLR0= E20/4R0= E20/4RL

当然，在“匹配”条件下，电源内阻上也消耗与负载电阻上相等的功率，因此，这时电源效率仅50%。在电力工程中因为发电机内阻很低，运用到“匹配”条件时功率大大超过容许值会损坏发电机，所以负载电阻应远大于电源内阻，这样也可保持较高效率。但在电子技术领域中因一般信号源内阻都较大，功率也小，所以效率是次要的，主要的是获得最大输出功率。

三、实验内容

测量实验台上直流稳压电源在不同外加电阻时负载上获得的功率。因电源的内阻较小，为限制电流，实验时采用外加电阻作为电源内阻。实验线路如图3所示。

I + mA -

电+ + 压PL=ULI UL E0 P=E0I V RL - 源

R0=100Ω -

U0

P0=U0I

图3

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实验步骤

（1）调节R0=100Ω，E0=10V RL在0~1KΩ范围内变化时分别测量出U0、UL、I的值，数据列表。

（2）调节R0=500Ω，E0=15V RL在0~5KΩ范围内变化时分别测量出U0、UL、I的值，数据列表。

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实验结果 0 10Ω 20Ω 30Ω 50Ω 100Ω 300Ω 500Ω 1KΩ 5KΩ 10KΩ I E0 =10U 伏 L R0 P =100P Ω 0 P L I E0 =15U 伏 L R0 P =500P Ω 0 P L U 0 U 0 四、实验报告

（1）完成实验测试数据列表

（2）分别画出E0=10V，R0=100Ω，E0=15V，R0=500Ω，两种不同电压和内阻情况下的下列关系曲线：

① I—RL ② U0—RL ③ UL—RL ④ P—RL ⑤ P0—RL

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⑥ R0—RL

（3）从上述图表数据中说明负载获得最大功率的条件。

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实验七 网络等效变换

一、实验目的

（1） 熟悉Y—Δ网络等效变换的意义和方法 （2） 实验证明变换网络的等效性 （3） 学习等效网络的测试方法 二、实验原理

在许多场合下广泛应用具有三个独立参数的网络，这种网络中最常用的是T形网络和π形网络（有时也称Y和Δ网络），例如任意一个具有输入端口和输出端口的复什无源网络，都可以用一个T形或π形网络来等效代替。而T形和π形网络相互间也可互相转换等效代替。这种等效变换往往可以简化电路结构，并且T形和π形网络转换并不

R1 R2 影响网络其余未经变换部分的电压和电流。 R12 1 2 2 1

R23 R31 R3 3 3 图1

T形和π形网络等效互换的条件是变换前后网络的外特性不变，这就是说，如果我们在这两种网络相对应的端钮上分别施加相同的电流I1和I2，则各对应端钮间的电压U13和U23应该相等，如图2（a）及（b）。

R1 R2 R12 2 1 1 0 I 02

I1 I1 R23 R31 R3 I2 I2

3 3

图2 对T形网络来说

U13=R1I1+R3（I1+I2） U23=R2I2+R3（I1+I2） 即 U13=（R1+R3）I1+R3I2

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U23=[R3I1+（R2+R3）I2]

对π形网络来说，把图中电流源与电阻并联的实际电流源可等效转换成电压源与电阻串联的实际电压源。这样便可求得 I0=（R31I1-R23I2）/（R12+R23+R31） 以及 U13=R31I1-R31I0 U23=R23I0+R23I2 由此可得 U13=

U23=

R31(R12?R23)R23R31I1?I2

R12?R23?R31R12?R23?R31R23R31R(R?R31)I1?2312I2

R12?R23?R31R12?R23?R31这两式和T形网络得出的两式中I1与I2前面对应的系数应分别相等，所以可得下列等式

R1+R3= R3=R2+R3=

R31(R12?R23)

R12?R23?R31R23R31

R12?R23?R31R23(R12?R31)

R12?R23?R31

介上三式可得

R1=R12R31/（R12+R23+R31） R2=R12R23/（R12+R23+R31） R3=R23R31/（R12+R23+R31）

上述就是π形网络变换为等效T形网络参数的公式。同样，也可解得

R12=（R1R2+R2R3+R3R1）/R3

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R23=（R1R2+R2R3+R3R1）/R1 R31=（R1R2+R2R3+R3R1）/R2

这是T形网络变换为π形网络参数的公式。 三、实验任务

按图3所示实验线路中T形网络的参数计算出等效π形网络的参数，并对两个网络的外特性分别进行测量比较验证它们的等效性质。

+ - V1 300Ω R3 V2 RL

I1 1 R1 200Ω R2 100Ω 2 I2 3 实验步骤：

图3

（1）实验时调节电压源输出电压为10V保持不变，改变电阻RL的值，并记录V1、V2、I1、I2。

（1） 将根据T形网络参数计算出的π形网络参数代替T形网络，

重测V1、V2、I1、I2。 实验中可利D02直流电流路元件板中A、B两个网络进行测试，A、B两网络的内部结构如图4。 实验结果 T 形 网 络 测量内容0 RL(Ω) I1（mA） I2（mA） V1（V） V2（V） 50 100 200 33

300 500 1K 2K 5K ∞ π形I1（mA） 网I2（mA）

络 V1（V） V2（V） 1A 1A’

367Ω 4 R12 R31 4 1.1K 100Ω 4 R2 2A 1B 4 R1 2B R23 4 550Ω 2A’ 1B’ 图4

R3 4 300Ω 2B’

电阻精度1.0级，功率每只4W。

四、实验报告

（1） 完成实验测试，数据列表

（2） 从实验测试中比较分析Y—Δ网络转换的等效性。 五、思考题

在上述实验线路中固定RL而改变US为不同值或者将网络两端对调后测试是否也能验证互换等效性。

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实验八日光灯电路和功率因数的提高（综合性）

一、实验目的

（1） 熟悉日光灯的接线，做到能正确迅速联接电路 （2） 通过实验了解功率因数提高的意义 （3） 熟练功率表的使用 二、实验原理 ⒈日光灯工作原理

日光灯电路由灯管、镇流器和启辉器等元件组成（图6-1）：

灯管：灯管外壳是一玻璃管，两端装有灯丝，管壁涂有荧光粉，

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管内充以惰性气体（氩气或氦气）和少量水银，点燃灯管需两个条件：一是预热灯丝使其发射电子；二是要有一个瞬时高电压使管内气体击穿放电。当管内产生弧光放电时，水银蒸汽受激光辐射出大量紫外线，紫外线又激发管壁上的荧光粉而发出白色的荧光。

镇流器又叫扼流圈，是一有铁芯的电感线圈，它在电路中有两个作用：一是起动瞬间能产生高电压帮助“点燃”灯管，二是在灯丝预热和灯管正常工作时，限制电流在一定范围内。

启辉器（图6—2）是一充有氖气的玻璃泡，内装两个电极：一为固定电极；二是双金属片制成“∩”形可动电极，它在电路中起一自动开关的作用。

日光灯的工作过程大体如下：

电源接通时，电源电压同时加到灯管和启辉器两个电极上，对灯管来说，这个电压太低不能使之放电。但对启辉器，这个电压可以使它产生辉光放电，双金属片因放电受热膨胀伸直，与静触片接触而接通电路，使电流流过镇流器、启辉器和灯丝，灯丝被预热，约1—3秒后，启辉器放电停止，双金属片冷却而与静触片分开，又使电流突然中断。这样，就在镇流器两端感应出一个瞬时高电压，迭加在电源电压上后形成一个更高的电压加在灯管两端，使管内气体击穿，产生弧光放电而被“点燃”，灯管点燃后，一半以上的电压降落在镇流器上，使灯管两端的电压比电源电压低得多（具体数值与灯管功率有关，一般在50V~110V范围内），不足以使启辉器放电，其触点始终断开，在灯管内部，两端的电极交替起着阳极和阴极的作用，当一端

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电位为正时，另一端发射电子而正端吸收电子；当另一端电位为正时，原来为正的那一端变负而发射电子。

由此可见，日光灯电路中的启辉器相当于一个自动开关，它是在灯管启动时作用，镇流器在启动时能产生一个瞬时高电压，而在启动前预热灯丝和启动后灯管正常工作时，起限制电流的作用，灯管则能把电能转化为热能和光能，发出柔和的白光。

由于电路中串联着镇流器，它是一个电感量较大的线圈，因而整个电路的功率因数不高。

负载功率因数过低，一方面没有充分利用电源容量，另一方面又在输电电路中增加损耗。为了提高功率因数，一般最常用的方法是在负载两端并联一个补偿电容器，抵消负载 * UL W IG * L C3 IGL+ II3 IC S I2 = IGR IC2 220V C1 +IUA A ~ I1 C I Ic1 Ic2 Ic3 (b)

(a)

电流的一部分无功分量。在日光灯接电源两端并联一个可变电容器，当电容器的容量逐渐增加时，电容支路电流IC也随之增大，因IC导前电压U90°，可以抵消电流IG的一部分无功分量IGL，结果总电流I逐渐减小，但如果电容器C增加过多（过补偿）。ICS>IGL总电 流又将增大（I3>I2）。 ⒉测量电功率

在交流电路中，平均功率P?UIcos?,直接用功率表（瓦特表）测量。

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⒊功率表的使用

功率表用于测量交流电路的有功功率。功率表由电流线圈和电压线圈组成，共有四个接线柱，标有*号的两个接头要接在一起，再接到电源端，称为同名端接线规则。

其接线如图5-1所示，图中，圆圈内的水平线圈表示电流线圈，竖直线圈表示电压线圈。

电流线圈要与负载串联，电压线圈要与负载并联。

若接头接错，例如电流线圈的两个头接反，则电压的相位要改变180?，电流与电压的相位差变为

180???，则 功率表的偏转角为负值：

a?KUIcos(180???)??KUIcos?

即 功率表指针将发生反转。

三、实验内容和步骤

（1）将D04日光灯及D06可变电容箱元件按实验图a所示电路连接。在各支路串联接入电流表插座，再将功率表接入线路，按图接线并经检查后，接通电源，电压增加至220V。

（2）改变可变电容箱的电容值，先使C=0，测日光灯单元（灯管、镇流器）二端的电压及电源电压，读取此时灯管电流IG及功率表

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读数P。

（3）逐渐增加电容C的数值，测量各支路的电流和总电流。电容值不要超过6?f，否则电容电流过大。

表一 实验数据 电容 总电镇流器（?f） 压 电压ULU（V） （V） 0 0.47 1.0 1.47 2.0 2.47 3.0 3.47 4.0 4.47 5.0 5.47 6.0 灯管电总电电容日关灯总功功率因数 压UA流 IC IG 率Pcos??P/UI （V） I（m（mA） （W） （mA） A） 四、实验报告

（1） 完成上述数据测试，并列表记录，计算功率因数。 （2） 绘出总电流I=f（c）曲线，并分析讨论。

（3） 计算未并联电容时电路的功率因数，试设计需要并联多

大的电容器可以将功率因数提高到0.9？ 五、注意事项

（1） 日光灯电路是一个复杂的非线性电路，原因有二，其一

是灯管在交流电压接近零时熄灭，使电流间隙中断，其二是镇流器为非线性电感。

（2） 日光灯管功率（本实验中日光灯标称功率20W）及镇流

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器所消耗功率都随温度而变，在不同环境温度及接通电路后不同时间中功率会有所变化。

（3） 电容器在交流电路中有一定的介质损耗。

（4） 日光灯启动电压随环境温度会有所改变，一般在180V

左右可启动，日光灯启动时电流较大（约0.6A），工作时电流约0.37A，注意仪表量限选择。

（5） 本实验中日光灯电路标明在D04实验板上，实验时将双

向开关扳向“外接220V电源”一侧，当开关扳向“内接电源”时由内部已将220V电源接至日光灯作为平时照明光源之用。灯管两端电压及镇流器两端电压可在板上接线插口处测量。 （6） 功率表的同名端按标准接法联结在一起，否则功率表中

模拟指针表反向偏转，数字表则无显示。

（7） 使用功率表测量必须按下相应电压、电流量限开关，否

则可能会有不适当显示。

（8） 为保护功率表中指针表开机冲击，JDW-32型功率表采用

指针表开机延时工作方式，仪表通电后约10秒钟两表自动进入同步显示。

（9） 本实验如数据不符理论规律首先检查供电电源波形是否

过份畸变，因目前电网波形高次谐波份量相当高，如能装电源进线滤波器是有效措施。

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实验9用Multisim10软件仿真基尔霍夫定律

一、实验目的

⒈学习Multisim10软件基本使用方法；

2.用Multisim10软件仿真基尔霍夫定律，并得出理论值。 二、实验步骤

⒈用Multisim10软件仿真图1所示电路，将结果填入表一。

300Ω I F + E1=6V - E R4 200Ω D 图1

R5 300Ω C R3 100Ω R1 A 1KΩ R2 B + E2=12V -

表一理论值 I2 I3 UAB UCUAUDUFA 测量项目 E1 E2 I1 (V) (V) (mA(mA(mA(V) D (V) D E 实验内容 ) ) ) (V) (V) (V) 理论值A1

⒉将理论值和实际测量值进行比较。

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