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，AC380V10%，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-10C-40C湿度 W80%(40C)4、实验箱外型尺寸：520mmX 340mmX 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。计算基本公式：阻抗的模|z| =P电路的功率因数cos中=侦一 P等效电阻R = 一 = Z cos中12等效电抗X =|Z|sin甲如果被测元件为一个电感线圈，则有：X = Xl =|Z| sin 中=2%如果被测元件为一个电容器，则有：X = X = |z| sin 中=c如果被测元件不是一个元件，而是一个无源一端口网络，虽然也可从U、I、P 三个量中求得R = |Z|cos中，X = |Z|sin甲但无法判定出X是容性还是感性。2、阻抗性质的判别方法在被测元件两端并联电容或串联电容的方法对阻抗性质加以判别，原理与方法 如下：（1）在被测元件两端并联电容一只适当容量的电容，若串联在电路中电流表 的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减小则为感性。图1.1（a）中，Z为待测定的元件，C为试验电容，（b）图是（a）图的等效电 路，图中G、B为待测阻抗Z的电导和电纳，B为并联电容C的电纳。在端电 压有效值不变的条件下，按下面两种情况进行分析：设B+B，=B，若B增大，B 也增大则电路中电流I将单调地上升， 故可判断B为容性元件。设B+B，=B ，若B，增大，而B 先减小而后增大，电流I也是先减小后 上升，如图1.2所示，故可判断B为感性元件。由以上分析可见，当B为容性元件时，对 并联电容C，值无特殊的要求；而当B为感性元件时，B，V| 2B |才有判定为感性的意义。B， 1 2B |时，电流单调上升，与B为容性时相 同，并不能说明电路是感性的，因此B，| 2B I是判定电路性质的可靠条件，由此得判定条件 为：（2）与被测元件串联一个适当容量的电容，若被测阻抗的端压下降，则判定1为容性，端压上升则为感性，判定条件为： F |2Xo C式中X为被测阻抗的电抗值，C为串联实验电容值，此关系式可自行证明。 判断待定元件的性质，除上述借助于实验电容C测定法外还可以利用该元件电 流、电压间的相位关系，若i超前于u，为容性；i滞后于u，则为感性。3、功率表的结构、接线与使用。功率表(又称为瓦特表)是一种动圈式仪表，其电流线圈与负载串联，(两个 电流线圈可串联或并联，因而可得两个电流量限)，其电压线圈与负载并联，有三 个量限。功率表的正确接法：为了不使功率表指针反向偏转，在电流线圈和电压线圈的 一个端钮上标有“* ”标记，连接功率表时，对有“* ”标记电流线圈一端，必须接 在电源一端，另一端接至负载端，对有“*”标记电压线圈一端，可以接电流线圈 任一端，另一端应接到负载的另一端。如此功率表指针就一定能正向偏转。图1.3 (a)所示连接，称并联电压线圈前接法，功率表读数中包括了电流线圈 的功耗，它适用于负载阻抗远大于电流线圈阻抗的情况。图1.3 (b)所示连接，称并联电压线圈后接法，功率表读数中包括了电压线圈 的功耗，它适用于负载阻抗远小于功率表电压支路阻抗的情况。图1.3三、实验设备1、交流电路实验箱1台2、交流电压表1台3、交流电流表1台4、功率表1台四、实验内容 测试线路如图1.4所示1、按图1.4接线，并经指导老师检查后，方可接通市电电源。2、分别测量25W白炽灯（R），15W日光灯镇流器（L）和4.7q F电容器（C）的 等效参数。要求R和C两端所加电压为220V； L中流过电流小于0.4A。3、测量L、C串联与并联后的等效参数。4、用并联试验电容的方法判别LC串联和并联后阻抗的性质。5、观察并测定功率表电压并联线圈前接法与后接法对测量结果的影响被测阻抗测量值计算值电路等效参数U（V）I（A）P（W）cos PZ（Q）cos PR（Q）L（mH）H（p f）15W白炽灯电感线圈L电容器CL与C串联L与C并联五、实验注意事项1、本实验直接用市电220V交流电供电，实验中要特别注意人身安全，不可用手 直接触摸通电线路的裸露部分，以免触电，进实验室应穿绝缘鞋。2、功率表要正确接入电路，读数时应注意量程和标度尺的折算关系。3、功率表不能单独使用，一定要有电压表和电流表监测，使电压表和电流表的读 数不超过功率表电压和电流的量限。4、电感线圈L中流过电流不得超过0.4A。六、实验报告1、根据实验数据，完成各项计算。2、分析功率表并联电压线圈前后接法对测量结果的影响。3、总结功率表的使用方法。实验二、日光灯电路实验、改善功率因素实验一、实验目的1、熟悉日光灯的电路接线。2、验证提高感性负载功率因数的方法。二、原理说明1、日光灯电路及其原理说明：（1）日光灯电路如图2.1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、启辉器又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。（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。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2.2所示，它所吸收的功率P=UIcos ?，其中cos里称为功率因数。功率因数的大小决定放电电压和电流之间的相位差， 即决定于该二端网络的等值负阻抗的复角。图2.2（2）提高功率因数的方法：提高功率因数，就是设法补偿电路的无功电流分量。对于感性负载，可以并联 一个电容器使流过电容的无功电流分量与流过电感负载的电流无功分量互相补偿， 以减少电压和电流之间的相位差，从而提高功率因数。3、提高功率因数的实际意义：作为动力系统主要用户的工厂，其负载如感应电动机，变压器都是感性的，它 们的功率因数较低。低功率因数的负载时动力系统的运行会产生不良的影响。例如 不能充分利用电源的容量，同时由于一定的负载功率需要较大的电流，因而增加了 输电线的损耗，降低了传输效率。提高功率的功率因数，就克服上述不良影响，具 有实际意义。三、实验设备1、交流电压表1台2、交流电流表1台3、功率表1台4、交流电路实验箱1台四、实验内容1、日光灯实验电路。（1）按图2.2所示连接电路（电容先不接入）。接通电源，观察日光灯发光过 程。（2）灯管点燃以后，记录电流I、功率P,并分别测量灯管两端的电压UD和 镇流器两端的电压ul。（3）计算视在功率S、无功功率Q和功率因数cos。2、日光灯改善功率因数的电路。（1）并入电容。，接入AC220V，将电容由川F、2.2p F、4.7p F逐渐增大， 观察电流I和功率P的变化情况。（2）计算每次的视在功率S、无功功率Q和功率因数cos。五、注意事项1、日光灯启动电流较大，必须使连线正确并牢靠，以保护瓦特表。2、接好电路，一定要检查无误后才可接通电源，以免损坏日光灯管。六、实验报告1、根据实验数据，完成各项计算。2、提高感性负载的功率因数的方法是什么？3、写出实验报告。实验三、单相铁芯变压器特性测试一、实验目的1、通过测量，计算变压器的各项参数。2、学会测绘变压器的空载特性与外特性。二、原理说明1、如图3.1所示测试变压器参数的电路，由各仪表读得变压器原边（AX-设 为低压侧）的UI、P1及副边（ax-设为高压侧）的U2、I2，并用万用 表RX1档测出原、副绕组的电阻R1和R2，即可算得变压器的各项参数 值。电压比：K =U U2原边阻抗：Z = U1 I1阻抗比：N =冬2 Z2负载功率：P2 = U212功率因数cos41 = Ui11副边铜耗PC 2 = 12 R2I电流比：K =1 I1U副边阻抗：Z 2 =2耗损功率P=P1 - P2原边线圈铜耗：?顷=I；R铁耗PFe = Po - ( PCu2)2、变压器空载特性测试铁心变压器是一个非线形元件，铁心中的磁感应强度B决定于外加电压的有 效值U,当副边开路（既空载）时，原边的励磁电流I10与磁场强度H成正比。在 变压器中，副边空载时，原边电压与电流的关系称为变压器的空载特性，这与铁芯 的磁化曲线（B-H）曲线是一致的。三、实验设备1、交流电压表1台2、交流电流表1台3、功率表1台4、交流电路实验箱 1台四、实验内容（1）按图3.1接线，AX为低压绕组，ax为高压绕组，AC220V接至高压绕组， 低压绕组接1k/2W的电阻，检查无误后，方可进行实验。（2）记录变压器的低压绕组的电流I、电压U1和高压绕组的电流I2、电压 U2。（3）改变低压绕组所接负载的阻值，分别测出两个1 k/2W串联或并联时的电 流和电压。（4）根据所得数据绘出变压器的特性曲线。五、注意事项在联结电路时，必须分清变压器初、次级线圈的接线端子，不能接错，更不能 短接。六、实验报告1、根据所得数据绘出变压器的特性曲线。2、根据所得数据，计算变压器的各项参数。3、写出实验报告。实验四、电流互感器实验一、实验目的1、了解电流互感器的工作原理。2、测定电流互感器的变流比。二、原理说明电流互感器是根据变压器的原理制成的。它主要是用来扩大测量交流电流的量 程。电流互感器的原绕组的匝数很少（只有一匝或几匝），它串联在被测电路中。 副绕组的匝数较多，它与安培计或其它仪表及继电器的电流线圈相接。根据变压器原理，可认为：N= K NiI = NI = KI1 N 2 i 22式中Ki是电流互感器的变换系数。利用电流互感器可将大电流变换为小电流。安培计的读数I2乘上变换系数Ki 既为被测的大电流I1 （在安培计的刻度上可直接标出被测电流值）。电流互感器的 接线图及其符号如图4.1所示。图4.1灯组负载三、实验设备1、交流电流表2、交流电路实验箱四、实验内容1）按图4.2所示连接电路，N1通过灯泡负载（接入一盏220V 25W的灯泡） 接入AC220V，N2的接线端子1、2连接，接如电流表，观测电流互感器的两个绕 组的电流变化。图4.2（2）依次连接接线端子1、3； 1、4,观测电流互感器的两个绕组的电流变化。（3）改变灯泡负载的大小（串联两盏灯泡），观测电流互感器的两个绕组的电 流变化。五、注意事项在连接电流互感器时，副绕组电路是一般不允许开路，以免副边电压过高危险。六、实验报告1、根据所得数据，计算电流互感器的变换系数。2、写出实验报告。实验五、变压器同名端的判断一、实验目的学会判定变压器同名端的测定方法。二、原理说明判定变压器同名端通常采用下面两种实验方法。1、交流法用交流法测定绕组极性的电路如图5.1（a）所示。将两个绕组1-3和2-4的任 意两端（如3和4）联结在一起，在其中一个绕组（如1-3）两端加一个比较低的 便于测量的电压。用伏特计分别测量1、2两端的电压U12和两绕组的电压U13及 U24。如果U12的数值是两绕组电压之差，则1和2是同极性端。如果U12是两绕组 电压之和，则1和4是同极性端。2、直流法用直流法测定绕组极性的电路如图5.1（b）所示。当开关S闭合瞬间，如果毫 安计的指针正向偏转，则1和2是同极性端；反向偏转时，则1和4是同极性端。（a）（b）图5.1三、实验设备1、 交流电压表1台2、 交流电路实验箱1台四、实验内容用交流法判别变压器的同名端。（1）按图5.2接线，将N1端接入AC220V，然后将4、5连接，用交流电压 表测量u34、u35、U56的电压，判别变压器的同名端。的电（2）拆去4、5的连线，将4、6连接，用交流电压表测量U34、U35、U56 压，判别变压器的同名端。五、注意事项在连接线路时，应严格按照实验规定，严禁将变压器次级输出端短路。六、实验报告1、总结变压器同名端的判定方法。2、写出实验报告。实验六、R、L、C元器件特性及参数测试一、实验目的1、验证电阻、电抗、容抗与频率之间的关系，测定Rf, XLf与Xcf特性曲 线。2、加深理解R、C、L元件端电压与电流间的相位关系。二、原理说明1、在正弦交变信号作用下，电阻元件R两端电压与流过的电流有关系式：U=RI在信号源频率f较低情况下，略去附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻 值与信号源频率无关，其阻抗频率特性Rf如图6.1。如果不计线圈本身的电阻RL，又在低频时略去电容的影响。可将电感元件视 为纯电感，有关系式Ul = jXLI感抗 Xl = 2时l感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性XLf 如图6.1。在低频时略去附加电感的影响，将电容元件视为纯电容，有关系式Uc-jX/感抗X广+C容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性Xcf 如图6.1。2、单一参数R、L、C阻抗频率特性的测试电路如图6.2所示。图6.2图中R、L、C为被测元件，r电流取样电阻。改变信号频率，测量R、L、C 元件两端电压UR、UL、UC，流过被测元件的电流则可由r两端电压除以r得到。3、元件的阻抗角（即相位差？）随输入信号的频率变化而改变，同样可用作 实验方法测得阻抗角的频率特性曲线f。0(53用双踪示波器测量阻抗角（相位差）的方法。将欲测量相位差的两个信号分别接到双踪示波器Ya和YB两个输入端。调节 示波器的有关旋钮，使示波器屏幕上出现大小适中、稳定的波形，如图6.3所示， 荧光屏上数得水平方向一个周期占n格，相位差占m格，则实际的相位差？（阻3600抗角）为：中=mxn三、实验设备1、交流电路实验箱1台2、交流毫伏表1台3、双踪示波器1台4、函数信号发生器1台5、频率计1台四、实验内容1、测量单一参数R、L、C元件的阻抗频率特性。实验线路如图6.4所示，取R=1kQ，L=1.1H，C=1q f，通过导线将函数信号 发生器输出的正弦波信号接至电路输入端，作为激励源u，并用交流毫伏表测量， 使激励电压的有效值为U=3V，并在整个实验过程中保持不变。图6.4改变信号源的输出频率从200HZ逐渐增5kHZ （用频率计测量），按照图6.4 分别连接线路，用交流毫伏表分别测量UR、ul、uc，记录数值，并计算得到各频 率点时的R、XL与XC之值。2、用双踪示波器观察RL串联和RC串联电路在不同频率下阻抗角的变化情况。五、注意事项该实验使用的仪表比较多，实验时要正确使用各种仪表。六、实验报告1、根据实验数据，在方格纸上绘制R、L、C三个元件的阻抗频率特性曲线， 从中得出结论。2、根据实验数据，在方格纸上绘制RL串联、RC串联电路的阻抗角频率特性 曲线，并总结、归纳出结论。实验七、三相交流电路电压、电流的测量一、实验目的1、掌握三相负载作星形连接，三角形连接的方法，验证这两种接线下线、相 电压，线、相电流之间的关系。2、充分理解三相四线供电系统中中线的作用。二、原理说明三相电路中的电流有相电流与线电流之分，每相负载中的电流称为相电流表示 为Ip，每根线中的电流称为线电流表示为IL。1、三相负载接成星形（又称“Y”接法）：线电压UL是相电压Up的J3倍。线电流IL等于相电流Ip ，既 ul= J3 up IL=Ip中性线电流IN =、+ IV + IW ,当三相负载对称时流过中线的电流IO=0，所以可以省去中线。2、当对称三相负载作形连接时：有 ul= up，il=3【p。不对称三相负载作Y连接时，必须采用三相四线制接法，即Y接法。而且中 线必须牢固连接，以保证三相不对称负载的每相电压维持不变。倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的一相的相电压过 高，使负载遭受损坏，负载重的一相的相电压过低，使负载不能正常工作。尤其是 对于三相照明负载，无条件的一律采用Y接法。对于不对称负载作接法时，L尹J3ip ，但只要电源的线电压ui对称，加 在三相负载上的电压仍是对称的，对各项负载工作没有影响。三、实验设备1、交流电压表1台2、交流电流表1台3、交流电路实验箱1台四、实验内容1、三相负载星形连接（三相四线制供电）按图7.1连接实验电路，即三相灯组负载接成星形接法。1、三相负载星形连接（三相四线制供电）按图7.1连接实验电路，即三相灯组负载接成星形接法。（1）三相负载平衡时，每相都接入两盏灯泡，检查无误后接入电源。分别测 量三相负载的线电压、相电压、线电流、中线电流，记录数据。（2）三相负载不平衡时，一相接入一盏灯泡，其余两相接入两盏灯泡，检查 无误后接入电源。分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、中线电流，记录 数据。2、三相负载三角形连接（三相三线制供电）按图7.2连接实验电路，检查无误后接入电源。分别测量三相负载的线电压、 相电压、线电流、线电流，记录数据。五、注意事项1、本实验采用三相交流电，线电压为380V，应穿绝缘鞋进入实验室。实验时 要注意人身安全，不可触及导电部分，防止意外事故发生。2、每次接线完毕，都应由指导老师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先 接线，后通电；先断电后拆线的实验操作原则。六、实验报告1、用实验测得的数据验证对称三相电路中的倍关系。2、用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。3、不对称三角形连接的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？4、写出实验报告。实验八、三相交流电路功率的测量一、实验目的掌握用一瓦特表法、二瓦特表测量三相电路的有功功率和无功功率的方法。二、原理说明1、对于三相四线制供电的三相星形连接的负载（即Y接法），可用一只功率 表测量各相的有功功率PA、PB、PC，三相功率之和ep=pa+pb+pc即为三相负载 的总有功功率（所谓一瓦特表法就是用一只单相功率表去分别测量各相的有功功 率）。实验线路如图8.1所示。若三相负载是对称的，则只需测量一相的功率即可， 该相功率乘以3即得总的有功功率。图8.12、三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是Y接法还 是接法，都可以用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。测量线路如图8.1所 示。若负载为感性或容性，且当相位差寸60时，线路中的一只功率表指针将 反偏（对于数字式功率表将出现负读数），这时应将功率表电流线圈的两个端子调 换（不能调换电压线圈端子），而读数应记为负值。图8.2中二瓦特表测量法的接法是（iA、厂与（iB、uBC），此外，还有另外 两种接法，它们是（i、u ）与（小、u ）及Q、u）与（小、u）。B BAC CAA ABC CB图8.23、对于三相三线制供电的三相对称负载，可用一瓦特表法测的三相负载的总 无功功率Q,测试原理电路如图8.3所示。UVW图8.3图示功率表读数的y3倍，等于对称三相电路总的无功功率。除了上图给出的一种连接法（ia，ubc）夕卜，还有另外两种连接法，即接成（ib，uac）或（ic，uab）。三、实验设备1、交流电压表1台2、交流电流表1台3、功率表1台4、交流电路实验箱1台四、实验内容1、用一瓦特表法测定三相对称Y接法以及不对称Y接法负载的总功率P0按图8.4连接，线路中的电流表和电压表用以监视三相电流和电压，不得超 过功率表电压和电流的量限。经指导老师检查后，接通三相电源，使输出相电压为220V，测量时首先将功 率表按图接入某一相（如B相）进行测量，然后分别将功率表换到A相和C相， 再进行测量，记录并进行计算。(1) 三相负载平衡时，各相均开2盏灯，测量各相的电压U,电流I,功率P 以及计算总功率Po(2) 三相负载不平衡时，如A相开一盏灯，B、C两相开两盏灯。测量各相 的电压U,电流I,功率P以及计算总功率P02、用二瓦特表法测量三相负载的总功率。(1) 按图8.5接线，将三相灯组负载接成Y形接法。图8.6 三相负载平衡时，各相均开2盏灯，检查无误后，接通电源，测量电路中 PP2,记录数据并计算总功率Po 三相负载不平衡时，如A相开一盏灯，B、C两相开两盏灯。检查无误后， 接通电源，测量电路中PP2,记录数据并计算总功率Po(1)按图8.5接线，将三相灯组负载接成形接法。三相负载平衡时，各相均串入3盏灯，检查无误后，接通电源，测量电路中 PP2,记录数据并计算总功率Po三相负载不平衡时，如A相串入2盏灯，B、C两相每相均串入3盏灯。检查无 误后，接通电源，测量电路中P1、P2,记录数据并计算总功率Po3、用一瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率。按图8.6所示的电路接线。每相负载由三盏白炽灯和4.7mF电容器并联而成，将三相容性负载接成Y接 法。检查无误后，接通三相电源，读取三表的读数，记录数据并计算无功功率EQ。五、注意事项1、本实验采用三相交流电，线压为380V，应穿绝缘鞋进入实验室。实验时要 注意人身安全，不可触及导电部分，防止意外事故发生。2、每次接线完毕，都应由指导老师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先 接线，后通电；先断电后拆线的实验操作原则。六、实验报告1、完成各项数据的测量和计算，比较一瓦特表和二瓦特表的测量结果。2、总结、分析三相电路功率的测量的方法与结果。实验九、功率因数及相序的测量一、实验目的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9.1为相序指示电路，用以测定三相电源的相序U、V、W。它是由一个电 容器和两个瓦数相同白炽灯连接成的星形不对称三相负载电路。如果电容器所接的 是U相，则灯光较亮的是V相，较暗的是W相。（相序是相对的，任何一相均可 作为U相，但U相确定后，V相和W相也就确定了）。图9.1为了分析问题简单起见设 Xc=Rv=Rw=RUU=UPUW, V相灯光较亮。三、实验设备1、交流电压表1台2、交流电流表1台3、功率因数表1台4、交流电路实验箱1台四、实验内容1）相序的测定（1）按图9.1接线，取220V/25W白炽灯两只，0.47p F/450V电容器一只， 输入三相交流电源，观察两只灯泡发亮的状态，判断三相交流电源的相序。（2）将电源线任意间调换两相后在接入电路。观察两灯的明亮状态，判断三 相交流电源的相序。2）电路功率（P）和功率因数（cos里）的测定按图9.2接线，接通电源，输入AC220V，观测电压表、电流表、功率因数表 的读数，并记录。分析负载特性。图9.2开关状态测量值计算值负载特性U(V)UR(V)UL=UC(V)I(A)P(W)cos?cos?S1合S2、S3随意*S.S3随意S3合S.S2随意S2合S3合、S1断五、注意事项本实验为强电实验，注意安全。每次改接线路都必须先断开电源。六、实验报告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cos，并与cos的读数比较，分 析误差原因。3、分析负载性质对cos的影响。实验十、单相电度表实验一、实验目的1. 掌握电度表的接线方法。2. 了解电度表的校验方法。二、实验原理1. 电度表是一种感应式仪表，是根据交变磁场在金属中产生感应电流，从而 产生矩阵的基本原理而工作的仪表，主要用于测量交流电路中的电能。它的指示器 不能象其它指示仪表的指针一样停留在某一位置，而应能随着电能的不断增大（也 就是随着时间的延续）而连续地转动，这样才能随时反应出电能积累的总数值。因 此，它的指示器是一个“积算机构”，它是将转动部分通过齿轮传动机构折换为被 测电能的数值，由一系列齿轮上的数字直接指示出来。它的驱动组件是由电压铁芯线圈和电流铁芯线圈在空间上、下排列，中间隔以 铝制的圆盘。驱动两个铁芯线圈的交流电，建立起合成的特殊分布的交变磁场，并 穿过铝盘，在铝盘上产生出感应电流，该电流与磁场的相互作用结果产生旋动力矩 驱使铝盘转动。铝盘上方有一个永久磁铁，其作用是对转动的铝盘产生制动力矩，使铝盘转速 与负载功率成正比。因此，在某一测量时间内，负载所消耗的电能W就与铝盘的 转数n成正比。即 N =w比例系数N称为电度表常数，常在电度表上标明，其单位是转/1千瓦小时。2. 电度表的灵敏度是指在额定电压、额定频率及cos0=1的条件下，从零开 始调节负载电流，测出铝盘开始转动的最小电流值Imin，则仪表的灵敏度表示为S = x 100%IN式中的IN电度表的额定电流。3. 电度表的潜动是指负载等于零时，电度表仍出现缓慢转动的情况，按照规 定，无负载时，外加电压为电度表额定电压的110%（达242V）时，观察铝盘的 转动是否超过一周，凡超过一周者，判为潜动不合格电度表。三、实验要求电度表的资料：额定电流IN，额定电压UN，电度表常数N及准确度。1 .用功率表、秒表法校验电度表的准确度按图10-1接线，电度表的接线与 功率表相同，其电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联。图10-1 校验电度表实验电路线路经指导教师检查后，接通电源，按表10-1的要求接通灯组负载，用秒表 定时记录电度表铝盘的转数及记录各表的读数。为了计时、数圈数的准确起见，可将电度表铝盘上的一小段红色标记刚出现(或 刚结束)时作为秒表计时的开始。此外，为了能记录整数转数，可先预定好转数， 待电度表铝盘刚转完时，作为秒表测定时间的终点，所有资料计入表10-1中。表 10-1负载情 况测量值计算值U(V)I (A)P(W)测定 时间 (s)转数(n)实测电能W(kwh)计算电能W(kwh)AW/W电度 表常 数N9x25W6x25W为了准确和熟悉起见，可重复多作几次。四、实验设备序号名称型号规格数量备注1电度表12交流电压表13交流电流表14灯组负载15秒表16单相功率表1五、实验报告1 .对被校电度表的各项技术指标作出评论2.对校表工作的体会。六、注意事项1.电度表为独立仪表，接线时要卸下护板，实验完毕，拆除线路后，要装回护板。2. 记录时，同组同学要紧密配合，秒表定时，读取转数步调要一致，以确保 测量的准确性。七、思考题1. 查找有关资料，了解电度表的结构、原理及其接线方法。2. 电度表接线有那些错误接法，它们会造成什么后果？