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. 掌握日光灯线路的接线。

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                                                  图13-1

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ΣI＝0和ΣU＝0  。

2. 图13-1所示的RC串联电路，在正弦稳态信

号U的激励下，U_R与U_C保持有90º的相位差，即当           图13-2

R阻值改变时，U_R的相量轨迹是一个半园。

U、U_C与U_R三者形成一个直角形的电压三

角形，如图16-2所示。R值改变时，可改

变φ角的大小，从而达到移相的目的。

3. 日光灯线路如图13-3所示，图中 A

是日光灯管，L 是镇流器，S是启辉器，                 图13-3

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。                                  

三、实验设备 

四、实验内容

1. 按图13-1 接线。R为220V、15W的白炽灯泡，电容器为4.7μF/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、U_R、U_C值，验证电压三角形关系。

2. 日光灯线路接线与测量。

                                图13-4

按图13-4接线。经指导教师检查后接通实验台电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉点亮为止，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，U_L，U_A等值，验证电压、电流相量关系。

3. 并联电路──电路功率因数的改善。按图16-5组成实验线路。

经指导老师检查后，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。通过一只电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流，改变电容值，进行三次重复测量。数据记入下页表中。

五、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。

    2. 功率表要正确接入电路。

    3. 线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。

                                   图13-5

六、预习思考题

　　1. 参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。

    2. 在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮（DGJ-04实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。）；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？

　　3. 为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？

　　4. 提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？

七、实验报告

　　1. 完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。

    2. 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。

    3. 讨论改善电路功率因数的意义和方法。

    4. 装接日光灯线路的心得体会及其他。