正弦稳态交流电路相量的研究实验报告

实验三 正弦稳态交流电路相量研究一、 实验目的1. 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。

二、2. 掌握日光灯线路的接线。

三、 3. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

四、原理说明1. 在单相正弦交流电路中, 用交流电流表测得各支路的电流值, 用交流电压表测得回路各元件两端的电压值, 它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律, 即(I=0和(U=0 。

2．图3-1所示的RC 串联电路, 在正弦稳态信号U 的激励下, UR 与UC 保持有900的相位差, 即当R 阻值改变时, UR 的相量轨迹是一个半园。

U 、UC 与UR 三者形成一个直角的电压三角形, 如图3-2所示。

R 值改变时, 可改变(角的大小, 从而达到移相的目的。

五、 3. 日光灯线路如图3-3所示, 图中A 是日光灯管, L 是镇流器, S 是启辉器,C 是补偿电容器, 用以改善电路的功率因数（COS(值）。

有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。

六、 实验设备SC220V LU图3-2图3-32 交流电流表0~5A 1 D323 功率表 1 D344 自耦调压器 1 DG015 镇流器、启辉器与40W灯管配用各1 DG096 日光灯灯管40W 17 电容器1μF, 2.2μF,4.7μF/500V 各1 DG098 白炽灯及灯座220V, 15W 1~3 DG089 电流插座 3 DG09七、实验内容1. 按图3-1接线。

R为220V﹑15W的白炽灯泡, 电容器为4.7UF/450V。

经指导教师检查后,接通实验台电源, 将自耦调压器输出（即U）调至220V。

记录U﹑UR﹑UC值, 验证电压三角形关系。

测量值计算值U（V）UR （V）UC（V）U'（与UR'+ UC组成）U'=22R CU U+∆U=U'-U（V）∆U/U（%）220 214.2 47.03 219.3 -0.7 -0.322.日光灯线路接线与测量按图3-4接线。

实验二 正弦稳态交流电路相量的研究一、实验目的1．掌握正弦交流电路中电压、电流相量之间的关系。

2．掌握功率的概念及感性负载电路提高功率因数的方法。

3．了解日光灯电路的工作原理，学会日光灯电路的连接。

4．学会使用功率表。

二、实验原理1．R 、C 串联电路在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路的电流值，用交流电压表测得回路各元件两端的电压值，它们之间的关系应满足相量形式的基尔霍夫定律，即∑=0I 和 0=∑U实验电路为ＲＣ串联电路，如图1（a ）所示，在正弦稳态信号U的激励下，则有： )(CC R jX R I U U U -⋅=+= U 、R U 与C U 相量图为一个直角电压三角形。

当阻值R 改变时，R U 与CU 始终保持着 90°的相位差，所以RU 的相量轨迹是一个半圆，如图1（b ）所示。

从图中我们可知，改变C 或R 值可改变φ角的大小，从而达到移相的目的。

（a ）原理图 （b ）向量图图（c ）Multisim 仿真电路图 图1 RC 串联电路及相量图C RUUI2．日光灯电路及其功率因数的提高日光灯实验电路如图3（a）所示，日光灯电路由灯管、镇流器和启动器三部分组成。

灯管是一根普通的真空玻璃管，管内壁涂上荧光粉，管两端各有一根灯丝，用以发射电子。

管内抽真空后充氩气和少量水银。

在一定电压下，管内产生弧光放电，发射一种波长很短的不可见光，这种光被荧光粉吸收后转换成近似日光的可见光。

镇流器是一个带铁芯的电感线圈，启动时产生瞬时高电压，促使灯管放电，点燃日光灯。

在点燃后又限制了灯管的电流。

启动器（如图2（a）所示）是一个充有氖气的玻璃泡，其中装有一个不动的静触片和一个用双金属片制成的U形可动触片，其作用是使电路自动接通和断开。

在两电极间并联一个电容器，用以消除两触片断开时产生的火花对附近无线电设备的干扰。

(a) (b) (c)图2启动器示意图和日光灯灯点燃过程日光灯的点燃过程如下：当日光灯刚接通电源时，灯管尚未通电，启动器两极也处于断开位置。

正弦稳态交流电路的研究实验报告正弦稳态交流电路的研究实验报告摘要：本实验旨在研究正弦稳态交流电路的特性。

通过构建不同类型的交流电路并测量其电流、电压以及功率等参数，我们了解到正弦稳态电路的频率响应、电流相位差、电压波形以及功率因数等重要特性。

实验结果表明，正弦稳态交流电路具有较好的稳定性和可靠性，适用于各种电力应用。

1. 引言正弦稳态交流电路是电力系统中最常见和重要的一类电路，广泛应用于发电、输电、变电等领域。

了解正弦稳态电路的特性对于电力工程师和电子技术研究者至关重要。

2. 实验原理本实验涉及了正弦稳态电路的基本原理，包括交流电路的频率响应、电流相位差、电压波形以及功率因数等。

2.1 交流电路的频率响应实验中我们构建了一个简单的RLC串联电路，通过改变输入交流信号的频率，测量电路中的电流和电压，来研究电路的频率响应。

2.2 交流电路的电流相位差通过在电路中添加电阻和电感元件，我们测量了电路中电流和电压之间的相位差，并分析了相位差对电路性能的影响。

2.3 交流电路的电压波形实验中我们使用示波器测量了电路中的电压波形，并观察了不同电路元件对电压波形的影响。

2.4 交流电路的功率因数通过测量电路中的有功功率和视在功率，我们计算了电路的功率因数，并探讨了功率因数对电路效率的影响。

3. 实验过程及结果我们按照实验原理部分所述方法搭建了正弦稳态交流电路，并进行了一系列测量。

3.1 频率响应实验在实验中，我们改变了输入交流信号的频率，测量了电路中的电流和电压。

实验结果显示，电路对不同频率的输入信号有不同的响应。

3.2 电流相位差实验通过添加电感元件和电阻元件，我们测量了电路中电流和电压之间的相位差。

实验结果表明，电路中的电感元件会导致电流滞后于电压。

3.3 电压波形实验我们使用示波器测量了电路中的电压波形，并观察了不同电路元件对电压波形的影响。

实验结果显示，电路中的电感元件会导致电压波形发生畸变。

3.4 功率因数实验通过测量电路中的有功功率和视在功率，我们计算了电路的功率因数。

竭诚为您提供优质文档/双击可除正弦稳态交流电路相量实验报告篇一：《模电实验报告》正弦稳态交流电路向量的研究实验四正弦稳态交流电路向量的研究班级：_计算机科学与技术五班姓名：学号：520日期：篇二：正弦稳态交流电路相量的研究电路实验报告九实验日期：20XX.12.12实验名称实验班级姓名学号同组同学指导老师一：实验目的1．研究正弦稳态交流电路中电压.电流向量之间的关系。

2．掌握日光灯电路的接线。

3．理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

二：原理说明1.在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路的电流值，用交流电压表测得回路各元件两端的电压值，他们之间的关系满足向量形式的基尔霍夫定律，既∑I=0和∑RuuRucu=0.9-1Rc串联电路2.图9-1所示的Rc串联电路，在正弦稳态信号u的激励下，uR与uc保持有90°的相位差，即当R阻值改变时。

uR 的向量轨迹是一个半圆。

u﹑uc与uR三者形成一个直角形的电压三角形，如图9-2所示。

R值改变时，也该表φ角的大小，从而达到移相的目的。

9-2相量图3.日光定线路如图9-3所示，图中A是日光灯管，L是镇流器，s是启辉器，c是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（cosφ值）。

有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。

图三：实验设备四：实验内容1.按图9-1接线，R为220V﹑25w的白炽灯泡，电容器为4.7Μf/450V。

经指导老师检查后，接通试验台电源，将自耦调压器输出（即u）调至220V。

记录u﹑uR﹑uc值，验证电压三角形关系。

2.日光灯接线与测量。

按图9-4接线。

经指导教师检查后接通试验台电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉器电量为止，记下三表的指示值。

然后将电压调至220V，测量功率p，电流I，电压u,uL,uA等值，验证电压﹑电流向量关系。

4.并联电路——电路功率因数的改善。

按图9-5组成试验线路。

经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器的输出调至220V，记录功率表，电压表读数。

《电路与模电》实验报告实验题目：正弦稳态交流电路相量的研究姓名： 学号： 实验时间： 实验地点： 指导老师： 班级：一、实验目的1.研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。

2.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

二、实验原理1. 在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路的电流值，用交流电压表测得回路各元件两端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律，即1. 实验线路如图7－1所示，图中 A 是日光灯管，L 是镇流器， S 是启辉器，C 是一组可由开关切换的补偿电容器，有多种容量可供选择，用以改善电路的功率因数（COS φ值）。

有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。

2. 普通日光灯由于使用了镇流器，因而是一个感性负载。

在感性负载的交流电路中，电流相量落后于电压相量，两者在时间有一定的滞后关系。

在感性负载两端并联电容，可以改变电路总的电流的大小，影响电路的功率因数。

若以并联电路的电压为参考相量，可画出相量图如图7－2所示。

由相量图，并联适当的电容，可以减少电路总电流和电压之间的相位角，提高电路的功率因数，从而提高电源的利用率以及电能的传输效率。

4．实验电路中使用了功率（功率因数）表来测量电路总的有功功率和功率因数。

这种表无论是指针式的模拟或者直接读数的数字表，都必须同时采集,0==∑∑∙∙U I S装订线电路中电流、电压两种信息，其工作原理可参考相关教材。

使用中需注意仪表的正确接法及功能选择，特别是用“*”标注的同名端的接法。

图7－2 相量图三、实验内容1. 按图7－1组成实验线路。

2.经指导老师检查后，接通市电，将自耦调压器的输出调至220V ，先不接电容，记录功率（功率因数）表，电压表读数，并通过一只电流表和电流插座测出各支路的电流。

3.并联三种不同的电容，重复测量并记录上述各电压、电流、功率、功率因数，填入下表。

4.并联电容后，要注意观察电路消耗的有功功率有无变化，负载支路的电流、电压是否变化，哪些支路的电流发生了改变，哪些不变。

正弦稳态交流电路相量的研究实验
正弦稳态交流电路相量的研究实验
研究实验是一种从实际实验出发，用实际的电路构建和测量，以解决问题和探索新的机制的研究方法。

本文将介绍一种研究正弦稳态交流电路相量的研究实验过程，包括实验准备、实验操作、实验结果分析和实验结论等各个部分。

一、实验准备：
1、实验仪器：多功能实验电源、电阻测试仪、万用表、数字多用表、交流电压表、电子元件测试仪等。

2、实验电路：正弦稳态交流电路。

3、实验耗材：各种电阻、电容、变压器及相关电子元件等。

二、实验操作：
1、根据实验电路结构图，进行电路构建，注意接线的次序，确保电路的正确性。

2、将多功能实验电源调节至所需电压，使用电阻测试仪测量每条线路内的线路电阻，以确保电阻值的正确性。

3、使用万用表测量各相电压，使用数字多用表测量电流，以确保电压和电流的正确性。

4、使用交流电压表测量正弦波频率。

5、使用电子元件测试仪测量元件之间的相量。

三、实验结果分析：
1、通过测量电压和电流值，计算每条线路的有功功率、无功功
率和视在功率。

2、计算各相电压、电流和功率之间的相位差，以确定不同电压和电流间的相量。

3、通过计算不同元件之间的相量，得出正弦波频率的测量结果，以确定不同相量之间的差异。

四、实验结论：
通过上述实验可以得出，正弦稳态交流电路相量的测量结果与理论值接近，可以得出正弦稳态交流电路在实际情况下的表现与理论上的理论相符。

正弦稳态交流电路相量的研究实验报告实验目的。

本实验旨在通过对正弦稳态交流电路相量的研究，探索交流电路中电压和电流的相量特性，加深对交流电路中相量概念的理解，并验证相关理论知识。

实验原理。

正弦稳态交流电路是指在电压和电流都是正弦波的情况下，电路中各个元件的电压和电流也是正弦波，并且频率相同、相位差不变。

在正弦稳态交流电路中，电压和电流的相量可以用复数表示，其中实部表示电压或电流的幅值，虚部表示相位差。

电压和电流的相量之间存在幅值比和相位差的关系。

实验仪器和材料。

1. 交流电源。

2. 电阻、电感、电容等元件。

3. 示波器。

4. 万用表。

5. 直流电源。

6. 信号发生器。

实验步骤。

1. 搭建正弦稳态交流电路，包括电压源、电阻、电感和电容等元件。

2. 连接示波器，观察电压和电流的波形，并测量其幅值和相位差。

3. 调节信号发生器的频率，观察电压和电流的波形随频率变化的规律。

4. 断开交流电源，接入直流电源，观察电压和电流的波形，并测量其幅值和相位差。

5. 记录实验数据，并进行数据处理和分析。

实验结果。

通过实验观测和数据处理，得出以下结论：1. 在正弦稳态交流电路中，电压和电流的相量可以用复数表示，实部表示幅值，虚部表示相位差。

2. 电压和电流的相量之间存在幅值比和相位差的关系，符合正弦函数规律。

3. 频率对电压和电流的相量有影响，频率增大时，电压和电流的相量幅值减小，相位差增大。

4. 在直流电源下，电压和电流的相量均为实数，相位差为零。

实验分析。

通过本实验的研究，加深了对正弦稳态交流电路中相量的理解，验证了相关理论知识。

实验结果表明，电压和电流的相量在交流电路中具有一定的规律性，频率对相量也有一定的影响。

这对于进一步研究交流电路、分析电路性能具有一定的指导意义。

结论。

本实验通过对正弦稳态交流电路相量的研究，验证了电压和电流的相量在交流电路中的特性，加深了对相量概念的理解。

同时，实验结果对于进一步研究交流电路、分析电路性能具有一定的指导意义。

实验二正弦稳态交流电路相量的研究实验目的1. 理解正弦交流电路的相量概念以及相关理论知识；2. 掌握基本仪器的使用方法，如万用表、示波器等；3. 通过实验验证正弦交流电路的相量和电流、电压等物理量之间的关系。

实验原理正弦稳态交流电路是指以正弦信号作为输入的交流电路，在稳态下各个物理量的变化规律具有确定的周期性。

正弦信号的主要特点是其可表示为正弦函数的形式，根据欧姆定律和基尔霍夫定律，可以得到正弦稳态交流电路中电压、电流、功率等物理量的数学表达式。

在正弦稳态交流电路中，通过对电压、电流等物理量的相位和幅值的分析，可以得到交流电路的基本特征，比如电压的大小、电流的大小、功率的大小等。

相量是指在交流电路中，电压、电流等物理量的幅值和相位所构成的向量。

在正弦稳态交流电路中，相量是至关重要的，因为它们可以用来表示电压、电流等物理量的大小和相位，同时也可以用来计算电路中各种物理量之间的关系。

相量有实部和虚部两个部分，分别代表物理量的幅值和相位。

实部和虚部可以用极坐标或直角坐标系来表示。

实验器材1. 示波器2. 万用表3. 交流电源4. 标准电阻实验步骤1. 确定电路拓扑，并连接电路；2. 打开交流电源切换开关，调节电压、频率以及相位；3. 用万用表测量电路中的电流、电压等物理量，并记录数据；4. 用示波器观察电路中的电压波形，并记录数据；5. 分析数据，计算相量，并绘制相量图。

实验数据处理1. 测量电路中的电流、电压等数据通过万用表测量得到在电路中流过的电流、在电路中的电压等各种物理量的大小和方向。

具体测量过程如下：2. 计算相量3. 绘制相量图绘制相量图是为了更加直观地展示正弦稳态交流电路中各个物理量之间的关系。

相量图可以使用复平面或直角坐标系来表示。

复平面中，实轴表示正弦波的幅值，虚轴表示正弦波的相位。

直角坐标系中，横轴表示时间，纵轴表示电压或电流。

为了使相量图更加清晰和美观，应该画出相量图的主坐标轴，并在上面标注物理量和单位。

实验报告册2020-2021 学年第二学期课程名称：学院：专业：班级：学号：学生姓名：学院实验报告实验项目实验日期班级姓名指导教师综合成绩一、预习内容3、实验所用主要仪器设备（或实验环境）序号名称型号与规格数量备注1 交流电压表0～500V 12 交流电流表０～5A 13 功率表 14 自耦调压器 15 镇流器、启辉器与30W灯管配用各16 日光灯灯管30W 1 屏内7 电容器1μF,2.2μF,4.7μF/500V 各18 白炽灯及灯座220V，15W 1~39 电流插座 34、实验方案设计(思路、步骤和方法等)1）按图16-1 接线。

R为2.037kΩ,电容器为4.7μF。

电压输出( 即U)调至220V。

记录U、U R、U C值，计入表1，验证电压三角形关系。

2）日光灯线路接线与测量──电路功率因数的改善。

如图16-2日光灯实验线路。

按图16-3接线进行实验仿真，记录功率表、电流表读数。

改变电容值，进行重复测量。

数据记入表2中。

图16-2二、实验数据（现象）记录及结果处理实验结果表1表2电容值 测 量 数 值(μF) P(W) COS φ I （mA ）I L (mA) I C (mA) 0 1 2 3 4 5 6测 量 值 计 算 值U （V ） U R （V ） U C （V ） U ’（与U R ，U C 组成Rt △） （U ’=22C R U U ） △U=U ’－U （V ）△U/U （%）图16-3三、实验结果分析与讨论教师评阅意见（1）实验预习 (30分)成绩：□预习认真、熟练掌握方法与步骤(30～28) □有预习、基本掌握方法与步骤(27～22)□有预习、但未能掌握方法与步骤(21～18) □没有预习，不能完成实验(17～0)（2）操作过程 (40分)成绩：□遵规守纪、操作熟练、团结协作 (40～37) □遵规守纪、操作正确、有协作 (36～29) □遵规守纪、操作基本正确、无协作 (28～18) □不能遵规守纪、操作不正确、无协作(17～0)（3）结果分析 (30分)成绩：□结果详实、结论清晰、讨论合理(30～28) □结果正确、讨论适当(27～22)□结果正确、没有分析讨论(21～18) □结果不正确、没有分析讨论(17～0)其它意见：教师签名：年月日。