交流参数的测定一、实验目的1.熟悉交流电压表、电流表及功率表的使用方法2.熟悉交流调压器(自耦变压器)的使用方法3.掌握实际电阻、电感、电容元件的参数测定方法4.加深对电压三角形、阻抗三角形及相位差概念的理解二、原理说明1.电阻R参数的测定,可通过功率表、电压表、电流表三个仪表中的任意两个的测量值确定。即2URPRURR2IRPRIR2.在理想元件构成的正弦稳态交流电路中,只有电阻消耗有功功率,而电感、电容的参数可依据电压表、电流表的测量值确定感抗和容抗,然后据电源角频率,可求出L和C。即XLULLILLXLU1XCCICC1CXC3.但是,在实际电路中,实际电感元件为导线绕制的线圈,带有线圈电阻rL,即线圈的阻抗值:ZL2XLrL2L2rL2当rL很小时,由于其耗功很小而可以忽略。实际电容元件则可能带有漏电阻。但一般电容器比较接近于理想情况,其漏电阻可以忽略,所以,电容的容抗可以式C1计算。XC4.在RLC串联电路中,若欲测得各元件的参数,可由电压表、电流表及功率表测出电路的电流有效值I,电阻电压UR,线圈电压UL,电容电压UC及总电压U,则由下述各算式即可获得各元件参数:RUUR11,XCC,CIICXCULIZLL2rL2,rLPR2IXLL三、实验线路2ZLrL2,LXLIR?*AV+220V*??W?R-+UR~+U-N-图2-9-1IR*AV*R'-+UR,W+220V~U+--N图2-9-2*IA*R-++URULrLLCW+220VVU~+-图2-9-3-+UC-N-I*AV*WUC'+220V+-~+UC'-N-图2-9-4I3A???U450V?图2-9-5注:各图中,R为4个灯泡(灯泡组件上两串联灯泡组相并联),R'为灯泡组件上串联的两个灯泡点亮,电容C=4μF,电感线圈为日光灯镇流器,C'为变电容箱。四、实验任务与步骤1.按图2-9-1接线,调压器分别输出交流电压有效值220V和110V,测量灯泡R的伏—安特性,求出灯泡R的阻值,数据填入表2-9-1。功率表接线端如图2-9-5所示。表2-9-1灯泡R的电阻参数U(V)220110IR(A)P(W)R(Ω)2.按图2-9-2接线,调压变压器分别输出交流电压有效值为220V和110V,测量灯泡R'的伏—安特性,求出灯泡R'的阻值,填入表2-9-2。表2-9-2灯泡R'的电阻参数U(V)220110IR'(A)P(W)R'(Ω)1.按图2-9-3接线,调压器输出220V,电容C接4μF,测电压、电流,求出R、rL、L、C,填入表2-9-3。表2-9-3RLC串联电路的交流参数U(V)UR(V)UL(V)UC(V)I(A)220P(W)R(Ω)rL(Ω)L(H)C(μF)4.按图2-9-4接线,调压器输出100V,调节电容箱的电容值,测电路中的电流,并注意功率表的读数。数据填入表2-9-4。表2-9-4电容电路的交流参数C(μF)20I(A)P(W)验证C20+1620+16+1020+16+10+652+452+4+258+158+1+1五、实验设备1.灯泡组件2.镇流器3.电容箱4.交流电压表、电流表2.功率表3.调压变压器六、回答思考题并完成实验报告1.对比表2-9-1和表2-9-2中灯泡阻值数据以及电压分别为220V和110V的数据,有何问题?作何解释?2.作出图2-9-3的相量图,如何体现电压三角形和阻抗三角形?3.将表2-9-3的rL、L、C数据与理论值作比较,分析误差原因。4.由表2-9-4数据,验证电容箱各档标定值。