戴维宁定理的验证、实验目的1.用实验方法验证戴维定理2.掌握有源二端网络的开路电压和等效电阻的测定方法二、实验原理1.戴维宁定理指出：任何一个线性有源二端网络，对外部电路而言，可以用一个理想电压源和一个电阻的串联组合等效代替，如图1所示。其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压，电阻等于原网络中所有独立电源均为零时的等效电阻。1线性oa有源UU一端口网络obb图1戴维宁定理图当有源二端网络的入端等效电阻R。与直流电压表的内阻R，相比可以忽略不计时，可以用电压表直接测量该网络的开路电压Uoc。对于已知的线性有源二端网络，其入端等效电阻R。可以从原网络计算得出，也可以通过实验测出。即开路电压、短路电流法是其中一种实验测量方法。由戴维宁定理可知Re.=U。/Isc，因此，只要测出有源二端网络的开路电压U。和短路电流Is，R即可得出。但是，对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部器件时）不能采用此法。应用戴维宁定理时，被变换的一端口网络必须是线性的，可以包含独立电源或受控电源，但是与外部电路之间除直接相联系外，不允许存在任何耦合，例如通过受控源耦合或者是磁的耦合（互感耦合）等。外部电路可以是线性、非线性或时变元件，也可以是由它们组合成的网络。三、实验步骤100Q150QAR01002图2有源二端网络电路
戴维宁定理的验证 一、实验目的 1． 用实验方法验证戴维定理 2． 掌握有源二端网络的开路电压和等效电阻的测定方法 二、实验原理 1. 戴维宁定理指出：任何一个线性有源二端网络，对外部电路而言，可以用一个理想电压源和 一个电阻的串联组合等效代替，如图 1 所示。其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压， 电阻等于原网络中所有独立电源均为零时的等效电阻。 线性 有源 一端口 网络 a b + U _ a b + _ UOC + U _ I I Ri 图 1 戴维宁定理图 当有源二端网络的入端等效电阻 R eq 与直流电压表的内阻 RV 相比可以忽略不计时，可以用电压 表直接测量该网络的开路电压 UOC 。 对于已知的线性有源二端网络，其入端等效电阻 R eq 可以从原网络计算得出，也可以通过实验 测出。即开路电压、短路电流法是其中一种实验测量方法。由戴维宁定理可知 / R U I eq oc sc = ，因此， 只要测出有源二端网络的开路电压 Uoc 和短路电流 sc I ， R eq 即可得出。但是，对于不允许将外部电 路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部器件时）不能采用此法。 应用戴维宁定理时，被变换的一端口网络必须是线性的，可以包含独立电源或受控电源，但是 与外部电路之间除直接相联系外，不允许存在任何耦合，例如通过受控源耦合或者是磁的耦合（互 感耦合）等。外部电路可以是线性、非线性或时变元件，也可以是由它们组合成的网络。 三、实验步骤 图 2 有源二端网络电路 100Ω 150Ω IL UL 100Ω 10V E1 + - RL V A + -
1+Uoc稳压电源提供811RRos图3戴维宁等效电路1.测定有源二端网络的外特性按图2的有源二端网络接线。有源二端网络的两端，依次按表1中各R，的值取电阻作为负载电阻R，，测量相应的端电压U和电流I，记入表1中。2.测定戴维宁等效电源的外特性按图3接线，图中Uoc和R为图2中有源二端网络的开路电压和等效电阻，Uoc从直流稳压电源取得，R。从电阻中取一个近似的得到。在其两端接上另一电阻作为负载电阻R,，R,分别取表1中所列的各值，测量相应的端电压U和电流I，记入表1中。表1有源二端网络及等效电路外特性实验数据R.负载电阻R，（Q)051100150220330有源U(V)端二I(mA)网络戴维宁U(V)等效I(mA)电路四、实验仪器设备直流稳压电源、直流电压表、直流电流表、元件若干五、实验注意事项1.改接电路前，必须先关断电源。2．直流稳压电源不能短路。六、思考题1.在求有源二端网络等效电路中的R。时，实验中如何实现“原网络中所有独立电源为零值”？2．戴维宁定理应用的条件是什么？3.若含源二端网络不允许短路，如何用其他方法测出其等效电阻R？（需要查阅相关资料）4.从实验中，能够验证最大功率传输定理么？写出验证过程。七、实验报告要求1.在同一坐标系下，做出实验中的两条外特性曲线，并加以分析比较。2.写出实验结论
图 3 戴维宁等效电路 1． 测定有源二端网络的外特性 按图 2 的有源二端网络接线。有源二端网络的两端，依次按表 1 中各 RL 的值取电阻作为负载 电阻 RL ，测量相应的端电压 U 和电流 I ，记入表 1 中。 2． 测定戴维宁等效电源的外特性 按图 3 接线，图中 UOC 和 R eq 为图 2 中有源二端网络的开路电压和等效电阻， UOC 从直流稳压 电源取得， R eq 从电阻中取一个近似的得到。在其两端接上另一电阻作为负载电阻 RL ， RL 分别取 表 1 中所列的各值，测量相应的端电压 U 和电流 I ，记入表 1 中。 表 1 有源二端网络及等效电路外特性实验数据 负载电阻 RL （） 0 51 100 150 220 330 R eq 有 源 二 端 网 络 U(V) I(mA) 戴维宁 等 效 电 路 U(V) I(mA) 四、实验仪器设备 直流稳压电源、直流电压表、直流电流表、元件若干 五、实验注意事项 1．改接电路前，必须先关断电源。 2．直流稳压电源不能短路。 六、思考题 1．在求有源二端网络等效电路中的 R eq 时，实验中如何实现“原网络中所有独立电源为零值”？ 2．戴维宁定理应用的条件是什么？ 3. 若含源二端网络不允许短路，如何用其他方法测出其等效电阻 R eq ？（需要查阅相关资料） 4. 从实验中，能够验证最大功率传输定理么？写出验证过程。 七、实验报告要求 1．在同一坐标系下，做出实验中的两条外特性曲线，并加以分析比较。 2. 写出实验结论
功率因数的提高一、实验目的1.掌握提高功率因数的意义及方法2.掌握正弦稳态电路分析方法3.学习日光灯电路的连接方法和功率表的使用方法二、实验原理发电机或变压器把电能经输电线传送给负载，图1是供电原理图。12,=R+X+U,U,2, =R +jX,图1供电原理图在工程频率下，当传输距离不长，电压不高时，线路阻抗Z，可以看成是电阻R和感抗X，相串联的结果。若输电线路的始端（供电端）电压为U，，终端（负载端）电压为U，，负载阻抗和负载功率分别为Z,=R,+jX,和P，负载端功率因数为cos，则线路电流为I=P/U,cos，线路上电压降△U=U-U，输电效率n=P/P=P/(P+△P)=P/P+R）（式中P为输电线始端测得的功率，△P为线路上的损耗功率）。在工业用户中，一般感性负载很多，如电动机、变压器等，其功率因数较低。当负载端电压一定时，功率因数越低，输电线路上的电流越大，导线上的压降也越大，由此导致电能损耗增加，传输效率降低，发电设备的容量得不到充分利用。从经济效益来说，也是一个损失，因此应设法提高负载端的功率因数。通常是在负载端并联电容器，以电容器的容性电流补偿原负载中的感性电流。虽然此时负载消耗的有功功率不变，但随着负载功率因数的提高，输电线路上的总电流减小，线路压降减小，线路损耗降低，因此提高了电源设备的利用率和传输效率。在感性负载电路两端并联电容器，是提高感性负载电路的功率因数方法。iiTi.xRU1UjacjL1Oi图2图3并联电容后，原感性负载取用的电流不变，吸收的有功功率和无功功率都不变，即负载工作状态没有发生任何变化。由于并联电容的电流I.超前U90°，总电流I减小。从相量图上看，U、I的夹角由,减小为β，功率因数得以提高。本实验使用日光灯线路作为感性负载，在日光灯两端并联不同的电容，观察线路电流及负载端功率因数的变化情况。日光灯电路的工作原理请同学们查阅相关参考文献
功率因数的提高 一、实验目的 1.掌握提高功率因数的意义及方法 2.掌握正弦稳态电路分析方法 3.学习日光灯电路的连接方法和功率表的使用方法 二、实验原理 发电机或变压器把电能经输电线传送给负载，图 1 是供电原理图。 图 1 供电原理图 在工程频率下，当传输距离不长，电压不高时，线路阻抗 ZL 可以看成是电阻 RL 和感抗 XL 相串 联的结果。若输电线路的始端（供电端）电压为 U1 ，终端（负载端）电压为 U2 ，负载阻抗和负载 功率分别为 Z R jX 2 2 2 = + 和 P2 ，负载端功率因数为 2 cos ，则线路电流为 2 2 2 I P U = cos ，线路 上电压降 = − U U U 1 2 ，输电效率 2 2 1 2 2 2 2 ( ) ( ) = = + = + P P P P P P P I RL （式中 P1 为输电线 始端测得的功率， P 为线路上的损耗功率）。 在工业用户中，一般感性负载很多，如电动机、变压器等，其功率因数较低。当负载端电压一 定时，功率因数越低，输电线路上的电流越大，导线上的压降也越大，由此导致电能损耗增加，传 输效率降低，发电设备的容量得不到充分利用。从经济效益来说，也是一个损失，因此应设法提高 负载端的功率因数。通常是在负载端并联电容器，以电容器的容性电流补偿原负载中的感性电流。 虽然此时负载消耗的有功功率不变，但随着负载功率因数的提高，输电线路上的总电流减小，线路 压降减小，线路损耗降低，因此提高了电源设备的利用率和传输效率。 在感性负载电路两端并联电容器，是提高感性负载电路的功率因数方法。 图 2 图 3 并联电容后，原感性负载取用的电流不变，吸收的有功功率和无功功率都不变，即负载工作状 态没有发生任何变化。由于并联电容的电流 C I 超前 U 90，总电流 I 减小。从相量图上看， U 、I 的 夹角由 1 减小为 2 ，功率因数得以提高。 本实验使用日光灯线路作为感性负载，在日光灯两端并联不同的电容，观察线路电流及负载端 功率因数的变化情况。日光灯电路的工作原理请同学们查阅相关参考文献
三、实验步骤UuaU0,图4实验原理图1.按图4接线，检查无误后接通电源，在日光灯点亮后测量不同电容取值时的电量参数，并记录于下列表格中。2.计算cos和计算值测量值ciα (mA)i (mA)ic (mA)U, (V)U, (V)P (W)U源(V)cosS0(μF)2(μF)3.7(μF)4.7(μF)四、实验设备三相空气开关、三相熔断器、日光灯开关板、日光灯镇流器板（带电容）、单相电量仪（包含交流电压表、交流电流表、功率表）五、注意事项1.实验操作人员身体不要触及带电部分以保证人身安全。2.正确使用功率表，功率表电流线圈*端和电压线圈*端均接电源侧。六、思考题1.日光灯电路中，若镇流器短路，其后果如何？2.并联电容后，电路的总电流是增大还是减小？感性负载中的电流和功率是否改变？3.为了提高功率因数，是否电容并联越多越好？4.并联电容时，电容的选择应考虑哪些因素？5.并联电容后，功率表有何变化？为什么？七、预习要求1.熟悉R、L串联电路中电压与电流的关系2.在R、L串联与C并联的电路中，准备求coSΦ的计算公式3．查阅相关参考文献，掌握日光灯的工作原理八、实验报告要求
三、实验步骤 图 4 实验原理图 1．按图 4 接线，检查无误后接通电源，在日光灯点亮后测量不同电容取值时的电量参数，并记 录于下列表格中。 2. 计算 cos 和 测量值 计算值 C I总 (mA) I灯 (mA) C I (mA) U源 (V) U灯 (V) UL (V) P (W) cos 0 ( ) F 2 ( ) F 3.7 ( ) F 4.7 ( ) F 四、实验设备 三相空气开关、三相熔断器、日光灯开关板、日光灯镇流器板（带电容）、单相电量仪（包含交 流电压表、交流电流表、功率表） 五、注意事项 1．实验操作人员身体不要触及带电部分以保证人身安全。 2．正确使用功率表，功率表电流线圈*端和电压线圈*端均接电源侧。 六、思考题 1. 日光灯电路中，若镇流器短路，其后果如何？ 2. 并联电容后，电路的总电流是增大还是减小？感性负载中的电流和功率是否改变？ 3. 为了提高功率因数，是否电容并联越多越好？ 4. 并联电容时，电容的选择应考虑哪些因素？ 5. 并联电容后，功率表有何变化？为什么？ 七、预习要求 1．熟悉 R、L 串联电路中电压与电流的关系 2．在 R、L 串联与 C 并联的电路中，准备求 cos 的计算公式 3． 查阅相关参考文献，掌握日光灯的工作原理 八、实验报告要求
1.整理测量数据，完成表格中的计算数据。2.对交流电路中，串联时各部分电压有效值的关系、并联时各支路电流与总电流有效值的关系，作一简要归纳。3.根据测量数据，在坐标值上画出当C=3.7μF时的相量图（包括i总、i灯、ic、U源、U灯?U,6个相量）。4.回答思考题的问题，写出实验结论
1. 整理测量数据，完成表格中的计算数据。 2．对交流电路中，串联时各部分电压有效值的关系、并联时各支路电流与总电流有效值的关系， 作一简要归纳。 3. 根据测量数据，在坐标值上画出当 C F = 3.7 时的相量图（包括 I总 、I灯 、 C I 、U源 、U灯 、 UL 6 个相量）。 4.回答思考题的问题，写出实验结论
RLC串联谐振一、实验目的1.学习测定RLC串联电路的通用谐振曲线的方法，了解O值对通用谐振曲线的影响，了解电路品质因数Q的物理意义。了解电路参数对谐振曲线形状及谐振频率的影响。2.掌握信号发生器及示波器的使用方法。二、实验原理RLC串联电路接在频率可调的电源上，如图1所示，因电路阳抗随频率的变化而变化Us所以电路的电流也在不断的变化，其表达式为：「=些：JR2+(L-)R+UsaC图1RLC申联电路当WL-=0时，电路处于电压谐振，谐振角频率为：0o=元，则谐振频率：石=oc2元V/e因此，电路的谐振角频率或谐振频率取决于L、C值，而与R值无关。电路谐振时，电路的阻抗呈阻性，电阻R上的电压等于电源电压且其端口电流与电压同相位，电路中的电流达到最大值即：lo=鉴R由于电感上有一定的内电阻，所以，当电路谐振时电阻R两端的电压要小于Us，此时电流：10=sR+rL如果wwo,电路呈感性。谐振电路中，电感电压和电容电压与角频率的关系为：WLUsUs1U, = IwL =Uc=IwC/R2+(oL - )c R2+(oL -)U,(）和Uc(）曲线如图2所示：ucy"l00
RLC 串联谐振 一、实验目的 1.学习测定 RLC 串联电路的通用谐振曲线的方法，了解 Q 值对通用谐振曲线的影响，了 解电路品质因数 Q 的物理意义。了解电路参数对谐振曲线形状及谐振频率的影响。 2. 掌握信号发生器及示波器的使用方法。 二、实验原理 RLC 串联电路接在频率可调的电源上，如图 1 所示，因电路阻抗随频率的变化而变化， 所以电路的电流也在不断的变化，其表达式为：𝐼 = 𝑈𝑆 𝑍 = 𝑈𝑆 √𝑅2+(𝜔𝐿− 1 𝜔𝐶) 2 US C R +− L 图 1 RLC 串联电路 当 𝜔𝐿 − 1 𝜔𝐶 = 0时，电路处于电压谐振，谐振角频率为：𝜔0 = 1 √𝐿𝐶，则谐振频率： 𝑓0 = 1 2𝜋√𝐿𝐶 ,因此，电路的谐振角频率或谐振频率取决于L、C值，而与R值无关。电路谐振时，电 路的阻抗呈阻性，电阻R上的电压等于电源电压且其端口电流与电压同相位，电路中的电流 达到最大值即： 𝐼0 = 𝑈𝑆 𝑅 。 由于电感上有一定的内电阻，所以，当电路谐振时电阻 R 两端的电压要小于𝑈𝑆，此时电流： 𝐼0 = 𝑈𝑠 𝑅+𝑟𝐿 如果𝜔 𝜔0,电路呈感性。 谐振电路中，电感电压和电容电压 与角频率的关系为： 𝑈𝐿 = 𝐼𝜔𝐿 = 𝜔𝐿𝑈𝑠 √𝑅2 + (𝜔𝐿 − 1 𝜔𝐶) 2 ， 𝑈𝐶 = 𝐼 1 𝜔𝐶 = 𝑈𝑠 𝜔𝐶√𝑅2 + (𝜔𝐿 − 1 𝜔𝐶) 2 𝑈𝐿 (𝜔)和 𝑈𝐶 (𝜔)曲线如图 2 所示: C L u u 、 0 C u L u 0
图2RLC串联电路的Uc(@)与U,()从理论上来说，谐振时WoL=电感上的电压U与电容上的电压Uc数值相等，相位woc'差为180°：谐振时电感上的电压（或电容上的电压）与电源电压之比称电路的品质因数Q，1E11但实际上，由于电感存在一定的电阻（约5～102），实RVCUsUsRWoCR验中U与Uc的实测值不完全相等，且对Q值也有一定的影响，在实验中应引起注意。RLC串联电路中，电流与角频率的关系称电流的幅频特性，即UsUsIR/1+Q2(只-0)JR2 +(L-1)oC在L、C和一定的情况下，不同的R值有不同的Q值，不同Q值时的幅频特性如图3所示。OO00图3不同Q值时的幅频特性而研究和比较不同参数电路的谐振特性，通常采用通用谐振曲线，它是电流比1/1o与角频率比w/Wo之间的函数关系即：111101+Q(%）Wo1+Q(n-(wo其中，l.为谐振时的电流值，n=の/wo。通用谐振曲线可通过实验方法获得，在保持函数发生器输出电压恒定的状态下，改变函数发生器的输出频率，通过测量电阻R上的电压，从而计算出电路中的电流I=Ur/R，当电路谐振时，电阻R上的电压U.为最大值，这时函数发生器输出信号的频率即为电路的谐振频率，曲线如图4所示。1/1.410=0.50.7070=1Q=100n(-0-0图4通用谐振曲线从实验所得的通用谐振曲线，可以求得Q值，其方法是在通用谐振曲线的纵坐标一o
图 2 RLC串联电路的𝑈𝐶 (𝜔)与𝑈𝐿 (𝜔) 从理论上来说，谐振时𝜔0𝐿 = 1 𝜔0𝐶 ，电感上的电压𝑈𝐿与电容上的电压U𝐶数值相等，相位 差为 180º；谐振时电感上的电压（或电容上的电压）与电源电压之比称电路的品质因数Q， 即𝑄 = 𝑈𝐿 𝑈𝑠 = 𝑈𝑐 𝑈𝑠 = 𝜔0𝐿 𝑅 = 1 𝜔0𝐶𝑅 = 1 𝑅 √ 𝐿 𝐶，但实际上，由于电感存在一定的电阻（约5～10Ω），实 验中𝑈𝐿与U𝐶的实测值不完全相等，且对Q值也有一定的影响，在实验中应引起注意。 RLC串联电路中，电流与角频率的关系称电流的幅频特性，即 𝐼 = 𝑈𝑠 √𝑅2 + (𝜔𝐿 − 1 𝜔𝐶) 2 = 𝑈𝑠 𝑅√1 + 𝑄2 ( 𝜔 𝜔0 − 𝜔0 𝜔 ) 2 在L、C和一定的情况下，不同的R值有不同的Q值，不同Q值时的幅频特性如图 3 所示。 I 0 Q1Q2Q3 图 3 不同𝑄值时的幅频特性 而研究和比较不同参数电路的谐振特性，通常采用通用谐振曲线，它是电流比 𝐼 ∕ 𝐼0 与 角频率比𝜔 ∕ 𝜔0 之间的函数关系即： 𝐼 𝐼0 = 1 √1 + 𝑄 ( 𝜔 𝜔0 − 𝜔0 𝜔 ) 2 = 1 √1 + 𝑄 (𝜂 − 1 𝜂 ) 2 其中，𝐼0为谐振时的电流值，𝜂 = 𝜔 ∕ 𝜔0。 通用谐振曲线可通过实验方法获得，在保持函数发生器输出电压恒定的状态下，改变 函数发生器的输出频率，通过测量电阻R上的电压，从而计算出电路中的电流𝐼 = 𝑈𝑅⁄𝑅，当 电路谐振时，电阻R上的电压𝑈𝑅为最大值，这时函数发生器输出信号的频率即为电路的谐振 频率，曲线如图 4 所示。 0 I I/ 0 ( ) 01 0.707 Q = 0.5 Q =1 Q =10 图 4 通用谐振曲线 从实验所得的通用谐振曲线，可以求得Q值，其方法是在通用谐振曲线的纵坐标 𝐼 𝐼0 =
=0.707，作一平行于n轴的直线，该直线与曲线有两个交点，它们对应的横坐标分别为n1、V2n2，那么电路的品质因数可由下式求得：Q=12-1三、实验仪器电感元件若干、电阻元件若干、电容元件若干，信号发生器1台四、实验内容与步骤1）按图1接线，给定R1=510Q，L=10mH，C=1μF，Us为10V正弦波，计算谐振频率，品质因数Q=_。在保持输入信号恒定的情况下，改变输出频率f，测fo=出相应的UR、Ui、Uc，填入表1：记录实测的Q值。2）改变R值，给定R2=3302，L=10mH，C=1μF，Us为10V正弦波，计算谐振频率在保持输入信号恒定的情况下，改变输出频率f，测fo=，品质因数Q=。出相应的UR、Ui、Uc，填入表1：记录实测的Q值。表1RLC串联谐振电路f/Hz3008001.2k1.4k1.5k1.7k1.8k2.2k2.6k3kf=foURt/mV谐振时Q=U/mVUc/mV谐振时UR2/mVQ=UL/mVUc/mV五、实验报告要求1）根据实验步骤1、2的要求，将数据填入表1，计算1o、1/lo、f/fo，在同一坐标系中分别作出两组参数下的串联通用谐振曲线。作出U,-及Uc-w曲线。2）3）求出实验步骤1、2中串联电路的品质因数Q，并与理论值比较。4）实验中，当谐振时，Uc=U吗？为什么？5）根据实验结果说明Q值对谐振曲线的影响
1 √2 = 0.707，作一平行于𝜂轴的直线，该直线与曲线有两个交点，它们对应的横坐标分别为𝜂1、 𝜂2，那么电路的品质因数可由下式求得： 𝑄 = 1 𝜂2−𝜂1 . 三、实验仪器 电感元件若干 、电阻元件若干、电容元件若干，信号发生器 1 台 四、实验内容与步骤 1) 按图 1 接线，给定𝑅1 = 510Ω ，L = 10mH，C = 1μF，Us 为 10V正弦波，计算谐振频率 f0= ，品质因数 Q= 。在保持输入信号恒定的情况下，改变输出频率 f，测 出相应的𝑈𝑅、𝑈𝐿 、𝑈𝐶，填入表 1；记录实测的 Q 值。 2) 改变R值，给定𝑅2 = 330Ω，L = 10mH，C = 1μF，Us 为 10V 正弦波，计算谐振频率 f0= ，品质因数 Q= 。在保持输入信号恒定的情况下，改变输出频率f，测 出相应的𝑈𝑅 、𝑈𝐿 、𝑈𝐶 ，填入表 1；记录实测的 Q 值。 表 1 RLC 串联谐振电路 f/Hz 300 800 1.2k 1.4k 1.5k 𝑓 = 𝑓0 1.7k 1.8k 2.2k 2.6k 3k UR1 /mV 谐振时 Q= UL /mV UC /mV UR2/mV 谐振时 Q= UL /mV UC /mV 五、 实验报告要求 1） 根据实验步骤 1、2 的要求，将数据填入表 1，计算𝐼0、I/𝐼0、f/f0，在同一坐标系中分 别作出两组参数下的串联通用谐振曲线。 2） 作出𝑈𝐿 − ω及𝑈𝐶 − ω曲线。 3） 求出实验步骤 1、2 中串联电路的品质因数Q，并与理论值比较。 4） 实验中，当谐振时，𝑈𝐶 = 𝑈𝐿吗？为什么？ 5） 根据实验结果说明Q值对谐振曲线的影响
三相电路电压电流和功率测量一、实验目的1.验证三相电路中相电压与线电压、相电流与线电流之间的关系，学习三相负载作星形连接、三角形连接的方法，观察某些故障情况。2.理解三相四线供电系统中中线的作用。3.掌握三相功率的概念，掌握功率表的使用方法。二、实验原理1.星形三相四线制电路中线电压为相电压的/3倍，各端线电流分别为该相电流，中线电流为各端线电流的相量和。电路对称时，中线电流为零，所以此时中线断开不影响电路的工作状态。2.当负载不对称时，若中线断开，则负载中点与电源中点之间将有电位差，负载阻抗较小的一相相电压降低，负载阻抗较大的一相相电压将升高，这就使得各负载电器不能正常工作，基至损坏电器设备。3.三角形连接的三相负载，当电路对称时，线电流为相电流的/3倍，若忽略线路阻抗，三角形连接的三相负载，在一相负载改变时，只影响本相负载和与之有关的线电流，而不影响其余两相的工作状态。4.对于三相四线制供电的三相星形联接的负载（即YO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（ZP=PA+PB+Pc）即为三相负载的总有功功率值（所谓的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即得三相总的有功功率。ACW三BO相负载WCoNo图 15.三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接还是△接，都可用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。测量线路如图2所示。三相负载所消耗的总功率P为两只功率表示值的代数和，即P=Pi+P2=UAclACOSP1+UBclBCOSp2=PA+PB+Pc。利用功率的瞬时值表达式，不难推出上述结论。当负载对称时，两只功率表的读数分别为Pi=UAclACOSOi=UAclAcOs(30°-)和P2=UBclBCOSp2=UBclBcOs(30°+p)I.三相负载-TW8+i.PCo图2
三相电路电压电流和功率测量 一、实验目的 1.验证三相电路中相电压与线电压、相电流与线电流之间的关系，学习三相负载作星形连接、三角 形连接的方法，观察某些故障情况。 2.理解三相四线供电系统中中线的作用。 3.掌握三相功率的概念，掌握功率表的使用方法。 二、实验原理 1.星形三相四线制电路中线电压为相电压的 3 倍，各端线电流分别为该相电流，中线电流为各端线 电流的相量和。电路对称时，中线电流为零，所以此时中线断开不影响电路的工作状态。 2.当负载不对称时，若中线断开，则负载中点与电源中点之间将有电位差，负载阻抗较小的一相相电 压降低，负载阻抗较大的一相相电压将升高，这就使得各负载电器不能正常工作，甚至损坏电器设备。 3.三角形连接的三相负载，当电路对称时，线电流为相电流的 3 倍，若忽略线路阻抗，三角形连接 的三相负载，在一相负载改变时，只影响本相负载和与之有关的线电流，而不影响其余两相的工作状态。 4. 对于三相四线制供电的三相星形联接的负载（即 Y0 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（ΣP= PA+PB+PC ）即为三相负载的总有功功率值（所谓的一瓦特表法就是用 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 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 即得三相总的有功功率。 图 1 5.三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 接还是 Δ 接，都可用二瓦特表 法测量三相负载的总有功功率。测量线路如图 2 所示。三相负载所消耗的总功率 P 为两只功率表示值的 代数和，即 P=P1+P2=UACIAcosφ1+UBCIBcosφ2=PA+PB+PC。利用功率的瞬时值表达式，不难推出上述结论。 当负载对称时，两只功率表的读数分别为 P1=UACIAcosφ1=UACIAcos(30°-φ)和 P2=UBCIBcosφ2=UBCIBcos(30°+φ) 图 2
三、实验内容1.星形连接的三相电路如图3IAAOAIB&380VB0X丫IccoQ1$牛BE④田1Q2Io00Q8图3i、电路接成三相四线制，每相两盏灯泡均接入电路，测量在对称负载下各相电流及中线电流：测量各相电压、线电压，检验是否有/3的关系；观察有无中线对星形对称负载的影响。i、令负载不对称（将C相负载的灯泡增加一组，其它两相仍各为一组）。观察有中线和无中线时，负载能否正常工作，分别测出相应的相电压、相电流。注意：在断开中线时，由于各相电压不平衡，测量完毕应立即断开电源或接通中线。相电流中线电流线电压（负载侧）相电压（负载侧）I,(mA)UAB(V)UBc(V)Uc(V)UA.(V)UBo(V)Uc.(V)I (mA)I (mA)Ic(mA)负载有对称中线无中线负载有不中线对称无中线
三、实验内容 1．星形连接的三相电路如图 3 图 3 ⅰ、电路接成三相四线制，每相两盏灯泡均接入电路，测量在对称负载下各相电流及中线电流；测 量各相电压、线电压，检验是否有 3 的关系；观察有无中线对星形对称负载的影响。 ⅱ、令负载不对称（将 C 相负载的灯泡增加一组，其它两相仍各为一组）。观察有中线和无中线时， 负载能否正常工作，分别测出相应的相电压、相电流。注意：在断开中线时，由于各相电压不平衡，测 量完毕应立即断开电源或接通中线。 线电压（负载侧） 相电压（负载侧） 相电流 中线电流 (mA) o (V) I UAB (V) UBC (V) UCA (V) UAo (V) UBo (V) UCo (mA) A I (mA) B I (mA) C I 负载 对称 有 中 线 无 中 线 负载 不 对称 有 中 线 无 中 线