单相交流电路的研究机械基础.doc

实验二单相交流电路的研究
一､实验目的
､L､C的串联､并联及混联电路的实验,了解正弦交流电路中,总电压､电流和各部分电压､电流之间的相量关系;
;
､电流及功率的测量方法｡
二､实验原理
-L-C串联电路
R-L-C串联电路是一个典型的交流电路,它可以简单明了地说明交流电路中电压和电流及各部分电压之间的相量关系｡其电路图及相量图如图2-1(a)和(b)所示,
图2-1 RLC串联电路
R
C
.
I
U
.
.
UR
.
UC
.
UL
(a)
(b)
.
UC
UR
UL
U
I
.
.
.
.
j
+
-
XL
+
+
+
-
-
-
其电流电压关系为
U=UR+UL+UC=Rİ+jXLİ-jXCİ=İ(R+jXL-jXC)=İZ

交流电路的有功功率不仅与电压､电流有效值的乘积有关,而且还与负载的功率因数有关,即
P=UIcosφ
单相交流电路的功率,一般用功率表测量,功率表的原理结构图如图2-2(a)所示｡
功率表内有两个线圈,一个是电流线圈,测量时与所测元器件串联连接,另一个是电压线圈,测量时与所测元器件并联连接｡图2-2(b)所示为单相功率测量的接线图,其电压､电流的量程均需选择大于实测电压､电流的大小｡功率表的使用方法详见第二章第三节｡
*
*
*
*
RL
U
.
.
I
(a) 原理图
(b) 测量图
图2-2 单相功率测量接线图
公共端
电压线圈
电流线圈
三､实验内容与要求
图2-3 RC串联电路
R
C
I
U
.
.
UR
.
UC
.
.
UL
XL
R
I
U
.
.
UR
.
图2-4 RL串联电路
.
UL
XL
R
I
U
.
.
UR
.
图2-5 RLC串并联电路
C
.
IL
IC
.
-
+
-
-
+
-
-
+
+
-
+
+
根据实验室提供的实验设备完成以下实验内容的设计:
-C串联电路(图2-3,取R=120W,C=30mF):
设计实验方案,根据测量数据了解RC串联电路中,各部分电压和电流之间的相量关系｡测量数据记录在表2-1中,并与理论计算值进行比较｡
表2-1
物理量
U
I
UR
UC
测值
计算
-L-C串联电路(图2-1,取R=120W,C=15mF,XL=100W):
设计实验方案,根据测量数据了解R-L-C串联电路中,各部分电压和电流之间的相量关系｡测量数据记录在表2-2中,并与理论计算值进行比较｡
表2-2
物理量
U
I
UR
UL
UC
测值
计算
-L串联电路(图2-4,取R=120W,XL=100W):
设计实验方案,根据测量数据了解RL串联电路中,各部分电压和电流之间的相量关系｡测量数据记录在表2-3中,并与理论计算值进行比较｡
表2-3
物理量
U
I
UR
UL
测值
计算
-L-C串并联电路(图2-5):
以3的内容为基础,并联电容