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实验7单相交流电路的测量及功率因数的提高实验介绍：本实验主要是通过测量和分析单相交流电路中的各种参数，以及探索如何优化单相交流电路的功率因数。
实验中将使用一台主要由电阻、电容和电感组成的单相交流电路进行测量和调整。
实验目的：1.理解单相交流电路的基本原理和工作原理。
2.了解单相交流电路中各种参数的测量方法和技巧。
3.掌握如何调整和改善单相交流电路的功率因数。
实验步骤：1.搭建单相交流电路。
使用电源、电阻、电容和电感组成一个单相交流电路。
2.测量电路中的电阻、电容和电感的阻抗值。
使用万用表或阻抗仪测量电阻、电容和电感的阻抗值。
3.测量电路中的电流和电压。
使用电流表和电压表测量电路中的电流和电压的大小和相位关系。
4.测量电路的功率因数。
根据电流和电压的相位关系计算电路的功率因数。
5.调整电路中的电容或电感的数值。
通过改变电容或电感的数值，观察功率因数的变化。
6.记录实验数据。
记录测量结果和调整参数的过程，进行数据分析和讨论。
实验注意事项：1.在拼接和连接电路元件时，要确保电路连接正确、接触良好，避免因接触不良造成测量误差。
2.在测量电路中的电压和电流时，要注意选择合适量程的电压表和电流表，并要保证测量的准确性。
3.在调整电路中的电容或电感时，要小心操作，避免短路或过载，以免对电路和仪器造成损坏。
实验结果分析：通过测量和分析实验数据，可以得出以下结论：1.电路中的电阻、电容和电感的阻抗值会影响电路的功率因数。
当电阻值较大，电容值较小，电感值较大时，电路的功率因数较低。
2.调整电路中的电容或电感数值可以改善电路的功率因数。
增加电容值或减小电感值可以提高电路的功率因数。
3.大功率因数的电路具有较低的无功功率，能够提高电能的利用率，并减少电能的浪费。
实验总结：通过本次实验，我们对单相交流电路的测量方法和技巧有了更深入的了解，并且掌握了如何调整和改善单相交流电路的功率因数。
实验结果表明，优化电路的功率因数可以提高电能的利用效率，减少能源浪费。
提高功率因数实验报告引言：功率因数是电路中一个重要的参数，用来衡量电路对功率的利用效率。
功率因数越高，电路能更有效地利用输入电能转化为有用的输出功率。
为了提高功率因数，在实验中我们进行了一番研究和探索。
一、背景知识：功率因数是指电流与电压之间的夹角的余弦值，通常用cosφ来表示。
当电路中的电流和电压完全同相，即夹角为0时，功率因数为1，这意味着电路有效利用了输入电能。
而如果电流和电压之间的夹角为90度，此时功率因数为0，电路无法有效利用输入电能。
二、实验目的：本次实验的目的是通过实验研究，探索提高功率因数的方法和手段。
我们希望能找到一种方法，使得电路中的功率因数尽可能接近1，以提高电路的效率和稳定性。
三、实验方法：1. 实验装置：本次实验使用了一台交流供电电源、一块功率因数测试仪和一台示波器。
2. 实验步骤：首先，我们将交流供电电源与待测电路连接，确保电路中的电压和电流能够被测试仪正确测量。
然后，我们使用示波器观测电路中的电流和电压波形。
接下来，我们将调整电路中的元件，改变电路的结构和参数，以使功率因数得到改善。
这可能包括改变电容器或电感器的数值，调整电路中的电阻等。
在每一次调整后，我们使用功率因数测试仪测量电路中的功率因数，并记录结果。
四、实验结果：经过一番调整，我们得到了一些有关提高功率因数的实验结果。
以下是一些值得注意的发现：1. 增加功率因数的方法：通过在电路中添加补偿电容或补偿电感，我们可以显著提高功率因数。
这些补偿元件能够改变电流和电压之间的相位关系，从而使得功率因数接近1。
2. 调整电路参数的重要性：我们发现，调整电路中的参数对于改善功率因数十分重要。
例如，在并联电路中增加电阻和电感，可以有效地提高功率因数。
3. 实验结果的可重复性：我们进行了多次实验，结果显示，通过相同的调整方法，可以得到相似的功率因数改善结果。
这表明我们的实验结果是可重复的，提高功率因数的方法是有效的。
五、讨论：通过本次实验，我们发现了一些有关提高功率因数的方法和技巧。
1.4 单相电路参数测量及功率因数的提高1.4.1 实验目的1．掌握单相功率表的使用。
2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。
3．研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。
4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。
1.4.2实验原理1．日光灯电路的组成日光灯电路是一个rl串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图1.4.1所示。
由于有感抗元件，功率因数较低，提高电路功率因数实验可以用日光灯电路来验证。
图1.4.1日光灯的组成电路灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。
镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。
它有两个作用，一是在起动过程中，起辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而放电。
二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。
实验时，可以认为镇流器是由一个等效电阻rl和一个电感l串联组成。
起辉器：是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的u形动触片。
动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。
所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。
2．日光灯点亮过程电源刚接通时，灯管内尚未产生辉光放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上，起辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。
与此同时，由于起辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。
在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电，并发射紫外线到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点亮了。
提高功率因数的实验报告提高功率因数的实验报告引言：功率因数是电力系统中一个重要的参数，它反映了电路中有用功和无用功的比例关系。
在实际应用中，功率因数的大小直接影响着电网的稳定性和能效。
为了提高功率因数，我们进行了一系列实验，并对实验结果进行了分析和总结。
实验目的：本实验的目的是通过改变电路中的元件来提高功率因数，从而减少无用功的损耗，提高电路的效率和经济性。
实验材料和仪器：1. 交流电源2. 电阻箱3. 电容器4. 电流表5. 电压表6. 示波器7. 实验电路板8. 连接线等实验步骤：1. 搭建基本的并联电路，包括交流电源、电阻箱、电容器和电流表。
2. 测量并记录电路中的电流和电压值。
3. 通过调节电阻箱的阻值和电容器的容值，改变电路中的阻抗和容抗。
4. 重复步骤2和步骤3，记录不同阻抗和容抗条件下的电流和电压值。
5. 分析实验数据，计算功率因数的大小，并比较不同条件下的功率因数。
实验结果：通过实验数据的记录和分析，我们得出了以下结论：1. 当电路中只有电阻时，功率因数为1，电路中的有用功和无用功相等。
2. 当电路中加入电容器时，电路呈现感性负载，功率因数小于1。
3. 通过增大电容器的容值，可以提高功率因数的大小，减少无用功的损耗。
4. 当电路中加入电感器时，电路呈现容性负载，功率因数小于1。
5. 通过增大电感器的感值，可以提高功率因数的大小，减少无用功的损耗。
实验讨论：根据实验结果，我们可以得出以下讨论：1. 在实际应用中，我们可以通过合理地选择电容器和电感器的容值和感值，来调节电路的功率因数。
2. 提高功率因数有助于减少电网的无用功损耗，提高电路的效率和经济性。
3. 在电力系统中，功率因数的大小对电网的稳定性和电力设备的寿命都有重要影响。
实验结论：通过本次实验，我们验证了通过改变电路中的元件来提高功率因数的方法。
合理选择电容器和电感器的容值和感值，可以有效提高功率因数，减少无用功的损耗，提高电路的效率和经济性。
功率因数的提高实验报告功率因数的提高实验报告一、引言功率因数是电力系统中一个重要的参数，它反映了电路中有用功与视在功之间的比例关系。
功率因数的提高对于电力系统的稳定运行和能源的有效利用至关重要。
本实验旨在探究不同方法对功率因数的提高效果，并对实验结果进行分析和讨论。
二、实验目的1. 了解功率因数的概念和计算方法；2. 掌握提高功率因数的方法；3. 分析不同方法对功率因数的影响。
三、实验原理功率因数是有用功与视在功的比值，可以通过以下公式计算：功率因数 = 有用功 / 视在功四、实验步骤1. 搭建实验电路：使用电源、电阻、电容、电感等元件搭建一个简单的交流电路；2. 测量电路参数：使用万用表测量电路中的电压、电流、功率等参数；3. 计算功率因数：根据测量结果计算电路的功率因数；4. 提高功率因数：根据实验要求，采取不同的方法提高功率因数；5. 重新测量电路参数：使用相同的方法测量电路中的电压、电流、功率等参数；6. 计算新的功率因数：根据新的测量结果计算电路的功率因数。
五、实验结果与分析1. 实验前的功率因数：根据测量结果计算出实验电路的初始功率因数；2. 实验后的功率因数：根据测量结果计算出采取不同方法后电路的功率因数；3. 对比分析：比较实验前后的功率因数，分析不同方法对功率因数的影响；4. 结果解释：解释不同方法对功率因数的影响原因，如电容的串联、并联效应等；5. 实验误差：分析实验中可能存在的误差来源，如测量误差、电路参数变化等。
六、实验结论根据实验结果和分析，可以得出以下结论：1. 不同方法对功率因数的提高效果不同，需根据具体情况选择合适的方法；2. 电容的串联、并联效应对功率因数的提高具有显著影响；3. 实验中可能存在的误差对结果的准确性有一定影响。
七、实验总结通过本次实验，我深入了解了功率因数的概念和计算方法，并掌握了提高功率因数的方法。
实验过程中，我遇到了一些困难和问题，但通过与同学的讨论和老师的指导，我成功地完成了实验，并得出了一些有价值的结论。
功率因数提高实验报告功率因数提高实验报告一、引言在电力系统中，功率因数是衡量电路效率的重要指标之一。
功率因数低会导致电网负荷增加，能源浪费严重，甚至对电力设备造成损坏。
因此，提高功率因数对于电力系统的稳定运行和节能减排具有重要意义。
本实验旨在探究如何通过电容器来提高功率因数。
二、实验目的1. 了解功率因数的概念和意义；2. 掌握使用电容器提高功率因数的原理和方法；3. 通过实验验证电容器对功率因数的影响。
三、实验原理1. 功率因数的定义功率因数是指电路中有功功率与视在功率之比，用来衡量电路中有用功率的利用效率。
功率因数的取值范围为-1到1之间，数值越接近1，表示电路的功率因数越高。
2. 电容器的作用电容器是一种储存电能的元件，能够在电路中存储和释放电荷。
在交流电路中，电容器可以通过吸收和释放电能来改善功率因数。
3. 电容器对功率因数的影响当电路中存在电感元件时，电流和电压之间会产生相位差，导致功率因数降低。
通过在电路中串联适当的电容器，可以补偿电感元件的相位差，提高功率因数。
四、实验步骤1. 搭建实验电路：将电容器串联到电感元件之前，形成一个并联电路。
2. 测量电路参数：使用万用表测量电路中的电流、电压和功率因数。
3. 记录实验数据：记录不同电容器容量下的电流、电压和功率因数数值。
4. 分析实验结果：比较不同电容器容量下的功率因数变化情况。
五、实验结果与讨论通过实验测量和数据分析，我们得到了以下结果：1. 随着电容器容量的增加，电路中的功率因数逐渐提高。
2. 当电容器容量达到一定值后，功率因数的提高趋势逐渐减缓。
这些结果说明了电容器对功率因数的提高起到了积极的作用。
通过合理选择电容器容量，可以有效地提高电路的功率因数，减少电网负荷，降低能源浪费。
六、实验结论通过本实验，我们得出了以下结论：1. 电容器能够提高电路的功率因数，改善电路效率。
2. 适当选择电容器容量可以达到最佳的功率因数提高效果。
七、实验总结本实验通过搭建实验电路、测量电路参数和分析实验结果，探究了电容器对功率因数的影响。
功率因数提高实验总结
本次实验旨在通过改变电路中电容器的容量来提高功率因数。
通过实验验证了在不改变总功率的情况下提高功率因数会降低电路中电流的大小，从而达到节约电能的目的。
首先，在实验前我们需要对功率因数有一定的了解，功率因数是指交流电路中实际功率与视在功率的比值，反映了电路中有用功率与装置总功率之间的关系，它是一个重要的电气参数。
在实验过程中，我们通过不断改变电容器的容量来提高电路的功率因数。
结果显示，当电容器的容量增加时，电路的功率因数也随之提高。
这个结果通过理论分析可以得到证实。
当交流电流通过电容器时，电容器会储存电荷，并在电流变换的方向时向电路释放电荷，这个过程有利于提高电路的功率因数。
但是需要注意的是，在实际应用中，如果电容器的容量太大，会增加电路中的谐波含量，可能会对电路的稳定性产生影响。
因此，在实际操作中需要根据具体的情况仔细选取电容器的容量。
通过本次实验，我们不仅学习了如何提高电路的功率因数，而且加深了对电路中重要参数的理解。
在今后的实际应用中，这个知识会对我们的电路设计和安装起到重要的帮助作用。
同时，也从实验中感受到节约能源的重要性，节省每一度电不仅仅是财富的节约，更是环保和实现可持续的电力发展的需要。
提高功率因数实验报告提高功率因数实验报告引言：功率因数是电力系统中一个重要的参数，它反映了电路中有功功率和视在功率之间的关系。
在实际应用中，功率因数的大小直接影响着电力系统的稳定性和效率。
为了提高功率因数，我们进行了一系列的实验研究，本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和分析。
一、实验目的本实验的主要目的是通过改变电路中的电感元件和电容元件，探究不同元件对功率因数的影响，并寻找提高功率因数的有效方法。
二、实验方法1. 实验器材准备：我们准备了电感元件、电容元件、电阻元件、交流电源、示波器等实验器材。
2. 实验电路搭建：按照实验要求，我们搭建了一个简单的交流电路，其中包括电感元件、电容元件和电阻元件。
3. 实验参数调节：我们通过调节电感元件和电容元件的数值，改变电路的阻抗和相位差。
4. 实验数据记录：在实验过程中，我们使用示波器记录了电路中电压和电流的波形，并测量了相应的数值。
5. 实验结果分析：通过分析实验数据，我们得出了不同电感和电容数值对功率因数的影响规律。
三、实验结果在实验中，我们分别改变了电感元件和电容元件的数值，并记录了相应的实验数据。
通过对数据的分析，我们得出了以下结论：1. 当电感元件的数值增加时，电路的阻抗增大，功率因数接近1。
2. 当电容元件的数值增加时，电路的阻抗减小，功率因数接近0。
四、实验分析通过实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 提高功率因数的有效方法之一是增加电感元件的数值。
由于电感元件具有阻抗性质，增加其数值可以增大电路的阻抗，从而使功率因数接近1。
这对于电力系统的稳定性和效率提升具有重要意义。
2. 另一种提高功率因数的方法是增加电容元件的数值。
由于电容元件具有导纳性质，增加其数值可以减小电路的阻抗，从而使功率因数接近0。
这在某些特定的应用场景中可能会有一定的需求。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了功率因数的概念和影响因素，并探究了提高功率因数的有效方法。
课内实验二 单相电路参数测量及功率因素的提高
一 实验目的
1．掌握单相功率表的使用。
2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。
3．研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。
4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。
二 实验原理
1．日光灯电路的组成
日光灯由灯管，镇流器，启辉器组成，如图4.2.1所示。
日光灯管 A
补偿电容 C
~ 220V
起辉器 S
镇流器 L
L I I C
4.2.1日光灯的组成电路图
灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，真空情况下充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。
镇流器：是绕在硅钢片铁芯上的电感线圈。
它有两个作用，一是在启动过程中，启辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而起燃。
二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。
实验时，可以认为镇流器是由一个小电阻和一个电感串联组成。
启辉器：是一个充有氖气的玻璃炮，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的U 形动触片。
动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。
所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。
2．日光灯点亮过程
电源刚接通时，灯管尚未放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在启辉器的二个触片上，启辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是
电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。
与此同时，由于启辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。
在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电发出紫外线射到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点亮了。
灯管点亮后，电路中的电流在镇流器上产生较大的电压降（有一半以上电压），灯管两端（也就是起辉器两端）的电压锐减，这个电压不足以引起启辉器氖管的辉光放电，因此它的两个触片保持断开状态。
即日光灯点亮正常工作后，起辉器不起作用。
3．日光灯的功率因数
日光灯点亮后的等效电路如图4.2.2 所示。
灯管相当于电阻负载R A ，镇流器用内阻R L 和电感L 等效代之。
只要测出电路的功率P 、电流I 、总电压U 以及灯管电压U R ，就能算出灯管消耗的功率P A =I ×U R ，
镇流器消耗的功率P L =P −P A
L
镇流器R L
R A
~ 220V
L
4.2.2日光灯工作时的等效电路
4、功率因数的提高
通常用的电气设备中，有很多是感性负载，功率因数较低，由于cos P UI =ϕ，为保证负载吸收一定的功率P ，需增加线路电流I ，由此引起线路损耗，所以电源设备没有得到充分利用。
实践中，常在感性负载两端并联电容器，使电感性负载所需的无功功率由电容器供给，从而线路损耗减小，电源设备得到充分利用。
日光灯的功率因数较低，一般在0.5 以下，且为感性电路，可以采用并联电容器的方法来提高。
此时总电流I 是日光灯电流 I L 和电容器电流 I C 的相量和：
∙
∙
∙
+=C L I I I ，日光灯并联电容器后的相量图如图4.2.3 所示。
由于电容支路的电
流I C 超前于电压U 90°角。
抵消了一部分日光灯支路电流中的无功分量，使电路的总电流I 减小，从而提高了电路的功率因数。
电压与电流的相位差由原来的
1ϕ减小为ϕ，故cos ϕ＞cos 1ϕ。
当电容量增加到一定值时，电容电流等于日光灯电流中的无功分量，ϕ= 0。
此时总电流下降到最小值，cos ϕ=1，整个电路呈电阻性。
若继续增加电容量，总电流I 反而增大，整个电路变为容性负载，功率因数反而下降。
L
I 1I 2
I 3
I 1
C I 2C I 3C I U
φ1
φ
C1
φ
C2
φC3
图4.2.3 日光灯并联电容器后的相量图
5、功率表及其用法
具体内容见实验三的实验原理3。
三 实验预习要求
1．预习日光灯工作原理，预习并联电容器对提高感性负载功率因数的原理。
2．如图4.2.1所示电路中，日光灯管（R A ）与镇流器（R L 、L ）串联后，接于220V 、50Hz 的交流电源上，点亮后，测得其电流I =0.35A ，功率P =40W ，灯管两端电压U A =100V 。
要求写出下列各待求量的计算式。
①求cos φ1=？、φ1=？、R A =？、R L =？、L=？、灯管消耗的功率A P 和镇流器消耗的功率L P 。
②并联C=3μF 后，求I C =？、I =？、cos φ=？。
③按比例尺画出并联电容器后的相量图。
（如图4.2.3，计算出各夹角φ）
四 实验设备
1．交流电压表、交流电流表和功率表 2．自耦调压器 3．镇流器
4．电容器 2.2F μ，F μ7.4 5．启辉器 6．日光灯管 7．电流表插座
五 实验内容
日光灯实验线路如图4.5.1所示。
V **
W A
镇流器L
∙
I
∙
C
I ∙
L
I U
P
日光灯管A
S
C 1C 2C 3
QS ~ 220V L
N
自
耦
调
压器
cos φ
电流表插孔
R L L R A
图4.5.1日光灯交流电路
1．日光灯电路等效参数测量
按图4.5.1接线，注意功率表的接法，断开所有的电容器，经指导教师检查后接通市电交流220V 电源，记下三表的指示值，测量功率P ，电流I ，电压U 、
L U 与A U ，将数据记录在表4.5.2中，并计算出R A 、R L 、L 填入下表
表4.5.2 日光灯电路等效参数测量 测量数据
计算值
P （W ） ϕcos
ϕ
U (V)
I （mA ） L U (V) A U (V) ()L R Ω
()A R Ω
()L H
正常 工作值
2．提高感性负载功率因数实验
如图4.5.1所示的实验线路中，并上电容器。
当电容变化时，记录功率表及电压表读数，分别测得三条支路电流I 、L I 、C I 的值。
测量数据记入表4.5.3。
表4.5.3日光灯功率因数提高测量
电容值/F μ 测量数据
计算值
P （W ） ϕcos
ϕ
U (V) I （mA ） L I （A ） C I （mA ） 'I （mA ）
0 2.2 4.7 6.9
表中'
I 为I 的计算值，∙
∙∙+=C L I I I ，其中L I 和C I 为上表中测量值。
六 实验思考题
1．给出实验要求（1）中计算R A 、R L 、L 的计算过程及公式，将结果填入表4.5.2中。
2．计算出本实验中灯管消耗的功率A P 和镇流器消耗的功率L P 。
3．画出实验要求（2）当电容为0、2.2F μ、4.7F μ、6.9F μ时类似图4.2.3的电压电流相量图，要求计算出各总电流I 与总电压U 的夹角，给出公式及计算过程。
4．若要使本实验中日光灯电路完全补偿（也就是功率因数提高到1），需要并联多大容值的电容？请给出计算式并计算出最后结果。
5．是否并联电容越大，功率因数越高？为什么？
6．当电容量改变时，功率表有功功率的读数、日光灯的电流、功率因数是否改变？为什么？
七 实验注意事项
1．本实验用交流市电220V ，务必注意用电和人身安全。
注意电源的火线和地线。
2．不能将220 V 的交流电源不经过镇流器而直接接在灯管两端，否则将损坏灯管。
3．功率表、电压表、电流表要正确接入电路，电流表应串入电路中测量电流。
4．电路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。
5．每次改接线路，一定要在断开电源的情况下进行，以免发生意外。
八 实验报告
（1）简述实验原理。
（2）对实验结果进行整理和分析，完成实验思考题。
（3）讨论改善电路功率因数的意义和方法。
（4）装接日光灯电路的心得体会。
*（5）根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。
