实验十五-交流电路功率的测量

实验十五-交流电路功率的测量————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验十五 交流电路功率的测量实验目的1．学习交流电路中功率及功率因数的测定方法；2．加深对功率因数概念的理解，进一步了解交流电路中电阻、电容、电感等元件消耗功率的特点；3．学习一种提高交流电路功率因数的方法．仪器和用具负载（铁芯电感为 40W 日光灯镇流器，阻值为 300Ω左右的变阻器）、电动型瓦特表（低功率因数瓦特表W -D34型额定电流为 0.5A 、1A ，额定电压为 150V 、300V 、600V ，功率因数20.φcos =）、铁磁电动型交流电压表、电磁型电流表、电容（0.5μF 、l μF 、2μF 、4μF 、10F 各一个）、调压变压器、示波器、音频信号发生器.-MF 20型晶体管万用表、双刀双掷开关两个等．实验原理一、交流功率及功率因数在直流电路中、功率就是电压和电流的乘积，它不随时间改变．在交流电路中，由于电压和电流都随时间变化，因而它们的乘积也随时间变化，这种功率称为瞬时功率p ．设交流电路中通过负载的瞬时电流i 为t ωI i sin m = （C.13.1）负载两端的瞬时电压u 为()φt ωU u +=sin m （C.13.2）则瞬时功率()()φt ωt ωI U i u p +=⋅=sin sin m m （C.13.3）平均功率OIURU ϕ图C.13.1()()()[]⎰⎰⎰+-⋅=+==T TT dt φt ωφI U T dt φt ωt ωI U Tpdt T P 0m m 0m m 02cos cos 211sin sin 11其中第二项积分为零，所以φUI φI U dt φI U T P T cos cos 21cos 211m m 0m m ===⎰ （C.13.4）平均功率不仅和电流、电压的有效值有关，并和功率因数φcos 有关．由图C.13.1所示可知I U φUI P R ==cos （C.13.5）故平均功率也就是电路中电阻上消耗的功率，也称有用功率．由于电压与电流有效值的乘积称为总功率，也称视在功率S ，即UI S = （C.13.6）故φUIφUI S P cos cos == （C.13.7） 功率因数φcos 就是电源送给负载的有用功率P 和总功率S 的比值，它是反映电源利用率大小的物理量．测量功率的方法很多，最常用的是瓦特表，此外示波器也可测量功率（示波器适用于测量高频情况下较小的功率）．二、瓦特表测量功率及功率因数 1．瓦特表测功率本实验采用电动型瓦特表，电动型瓦特表的测量机构示意图如图C.13.2所示．电动型瓦特表内部测量机构有两个线圈，线圈A 为固定线圈，它与负载串联而接人电路，通过固定线圈的电流就是负载电流，因此称固定线圈A 为瓦特表的电流线圈；线圈B 为动圈，线圈本身电阻很小，往往与扩程用的高电阻相串联，测量时与负载相并联，动圈支路两端的电压就是负载电压1U，因此图C.13.2 电动型仪表测量机构示意图 1．固定线圈；2．可动线圈；3、4．支架；5．指针；6．游丝动圈又称电压线圈，它与指针相连．使用时电路联接见图 C.13.3（a ）、（b ），负载小时瓦特表电流线圈外接，按图C.13.3(a ）连接；负载大时瓦特表电流线圈内接，按图C.13.3（b ）连线．瓦特表能测量负载功率的原理在于：电流通过固定的电流线圈产生接近均匀的固定磁场，电压支路的电流通过位于固定线圈中间的动圈B 并使动因产生偏转，偏转角的大小与流经瓦特表的电流、电压及二者之间相角的余弦乘积成正比，即与功率成正比，因而可借固定于动圈转轴上的指针直接指示功率值．瓦特表的量程转换，由改变固定线圈的串联和并联及电压支路之附加扩程电阻来实现．2．功率因数的测定及提高功率因数的方法根据φUI P cos =可知，若用瓦特表测出它的功率，而用交流电压表与交流安培表同时测出它的电压、电流值则可求得功率因数：UIPφ=cos （C.13.8） 一般用的电设备多数呈电感性的，这种电感性的负载造成功率因数的降低，当负载的端电压一定时，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，因此导致电能损耗增加，传输效率降低．要提高传输效率，必须提高功率因数．解决的方法是在负载两端并联电容性负载．如图C.13.3所示的负载若是电感性负载，通过它的电流1I 的相位落后于电压的相位，设两者的相位差为外，在未并联电容前1I I =，并联电容后电源供给的总电流I 变为21I I I +=，由于负载的电压U 不变，则电流1I 的大小和相位1φ不变，通过电容的电流2I 超前负载两端的电压2π，如图C.13.4所示．从矢量图可以清楚看出，总电流减少了，并且它与电压之间的相位差也减少了，因~UZIIUA1V600~UIIUA1V600图C.13.3 瓦特表接线图OIUϕ1ϕ 2I1I图C.13.4而总的功率因数φcos 得到了提高．而提高功率因数可以提高电源的有用功率．3．使用瓦特表的注意事项（1）必须正确接线—一定要遵守“发电机端”的接线规则．从瓦特表的工作原理可知，瓦特表有两个独立交路．为了使接线不致发生错误，通常在电流支路的一端（简称电流端）和电压支路的一端（简称电压端）标有“*”，“±”或“↑”等特殊标记，一般称它们为“发电机端”．瓦特表正确接线规则如下：①瓦特表标有“*”号的电流端钮（即电流线圈的“发电机端’）必须接至电源的一端，而另一电流端钮则接负载端．电流线圈是串联接入电路中的．②瓦特表中标有“*”号的电压端钮可以接至电源端的任一端，但必须注意电流、电压发电机端钮（即标有“*”的两个端钮）一定要接到电源同一侧，而另一个电压端钮则跨接到负载的另一端．瓦特表的电压支路是并联接人电路的，否则电表指针反转．③瓦特表在工作时I 、U 、P 都不能超过它们的量程，否则易烧坏仪表． （2）使用时，仪表水平放置，并尽可能远离强电流导线或强磁场地点，以免使仪表产生附加误差．（3）如果瓦特表的接线正确，但发现指针反转（例如：负载含有电源反过来向外输出功率），则可以改变仪表上装有的“换向开关”，它只改变电压线圈中电流的方向，不改变电压线圈与扩程电阻的相对位置，即不改变电压支路原来的接线位置．（4）由于电源电压较高，必须注意人身安全与仪器的安全，改接电路必须将调压变压器调至“零”点，并且断开电源，手切勿触及金属部分．本实验采用电感性负载、功率因数较低，故采用低功率因数瓦特表（W -D34型额定电流为0.5A 和1A ，额定电压为 150V 、300V 、600V ，功率因数为 0.2）．瓦特表的正确读数：瓦特表的标度尺只标有分格数，而并不标明瓦特数，这是由于瓦特表一般是多量限的，在选用不同电流量限和电压量限时，每一分格都代表不同的瓦特数，每一格所代表的瓦特数称为瓦特表的分格常量，可按下式计算瓦特表分格常量：mm m cos αφI U c =（单位为瓦每格） （C.13.9）式中：m U —所使用瓦特表的电压额定值； m I —所使用瓦特表的电流额定值；φcos —在额定电流、额定电压下能使指针满刻度的额定功率因数．φcos 值在面板上标明，例如W -D34型瓦特表=φcos 0.2；m α—瓦特表指针最大偏转所指示的格数．在测量时，读得瓦特表的偏转格数后乘上瓦特表相应的分格常量，就等于被测功率的数值：αc P =（单位为瓦） （C.13.10）式中：P —被测功率的瓦特数； c —瓦特表分格常量；α—瓦特表指针偏转指示格数．普通用的瓦特表的使用、测量与计算方法和上完全相同，所不同的是以上计算公式中1cos =φ．三、用示波器测量功率和功率因数用示波器测量功率的原理在于：负载上所消耗的有功功率的数值正比于示波器荧光屏上显示的闭合回线的面积．用示波器测功率的优点在于：可以适用较高频率、正弦和非正弦电压的情况；同时用示波器可以测量到小至W 103-的微小功率，这些优点是瓦特表所没有的．测量电路如图C.13.（a ）所示．负载Z 上的电压接至Y 轴，电容C 上的电压接至X 轴，通常负载上的电压是给定~1KZCRLFABCD EXS YydxO图((的，于是在荧光屏上出现了一个闭合曲线，如图 C.13.5(b ）所示，它是电源电压变化一周所描绘出来的，我们取x ，y 坐标，回线的面积为S ，负载上消耗的功率为P ：Yx K K SCfP ⋅=（C.13.11）x K 与Y K 分别为示波器的X 轴和Y 轴的电压常量，它等于偏转板上加V 1电压时，光点沿x 或y 方向的移动距离．f 为频率．当讯号电压为正弦讯号时，图形为一椭圆(见图C.13.6)，设椭圆长半轴为a ,短半轴为b ，则面积ab πS =，所以Yx K K abCfπP ⋅= （C.13.12）测出椭圆与x 轴交点的横坐标x '和光点的最大的横坐标0x ，就可算出功率因数cos x x φ'= （C.13.13）实验过程一、用瓦特表测员功率和功率因数1.电路按图C.13.7接线上为铁芯电感（40W 日光灯的镇流器）,R 为变阻器的全电阻值（Ω300=R 左右）．R 、L 的串联电路作为负载，先不并联电容，测出RL 电路的功率P 、负载的端电压和流过负载的电流值，按（C.13.8）式求得功率因数φcos2．用整流式交流电压表测出电感上的电压LU '和电阻上的电压R U 值.预先测出电感的电阻L R 值，计算L R U 值（L R R I U L 1=）．根据LR U 与LU '的矢量关系，作图定出L U 的大小．如图C.13.8所示． byy xx x 'x ' x 'xa图C.13.6正弦讯号图形ZIUA1V600~V ~ AV~ A 1RLC2K1KWD -340V22 调压器** 图C.13.7测量电路图由图可知LR R L RL R L R R LωU U U U U φL +=+==+tg 由计算的φ值与瓦特表所测得的φ值加以比较，求出它们的相对误差．3．在负载两端分别并联1μF 、2μF 、3μF 、4μF 、5μF 、6μF 、10μF 、12μF 的电容，并记下各对应的电压、电流、功率值，分别计算并找出功率因数最高的电容值.按()()220L ωR R LC L ++=求出使功率因数等于1的电容值0C .在负载上并联数值等于0C 的电容，以同样方法测出它的功率因数，并与计算值进行比较，求其相对误差．注意：每次更换电容时，必须将调压器电压调至0，再将1K 、2K 断开，并将电容器两端短路放电后再更换电容．二、用示波器测量功率和功率因数电路按图 C.13.5（a ）接线，把RL 串联电路作为负载Z ，电源用音频讯号发生器：4=C μF ，频率Hz 50=f ，输出电压V 00.5=U ．先将1K 开关短接，使电容短路，输出电压调至V 00.5，记下示波器y 轴的偏转格数0y ，然后断开1K ，将电容接入电路，调节音频振荡器的电压输出，使y 轴的偏转格数仍保持0y 值，调节示波器使椭圆图形位于对称中心位置，测量椭圆长半轴a 、短半轴b 、光点最大的横坐标0x 和椭圆与x 轴的交点坐标x '，用交流电压档测量x U 和y U ，光点最大纵坐标之间的距离02y （它表示两个峰一峰值的大小）．故Y 2222y U y U K y y ==同理可得X 2x U K x=图C.13.8L R U 与LU '的矢量关系 LR ULUϕ'LU '由测得的值代入（C.13.12）式可得P 值． 由测得的0x 与x 值则可求得功率因数φcos 值．思考题1．为什么瓦特计要按负载大小选择图C.13.3(a)或(b ）的不同接法，它和伏安法测电阻的接法有否相似之处？2．为什么提高功率因数要在RL 负载两端并联一电容？是否并联任何电容值均能提高功率因数？3．试指出W -D34型低功率因数瓦特表当额定电流分别为0.5A 、1A ，额定电压分别为 150V 、300V 、600V 满量程时对应的功率值，各档的功率分格常量各为多少？4．如何用示波器测量功率与功率因数？ 5．试画出功率表正确接线圈．6．瓦特表的电流、电压发电机端钮一定要接到电源同一侧，若不接到电源同一侧将产生怎样的结果？7．试分析实验误差的由来？8．试画出提高日光灯电路功率因数的测试电路图并写出测试步骤．参考文献[1]曾贻伟、龚德纯、王书颖、汪顺义 普通物理实验教程 北京师范大学出版社，1989； [2]贾玉润、王公治、凌佩玲主编，《大学物理实验》，复旦大学出版社，1987； [3]孟尔熹主编，《普通物理实验》，山东大学出版社，1988； [4] 梁灿彬主编，主编《电磁学》，高等教育出版社，1980.。

交流电路参数的测定实验报告
《交流电路参数的测定实验报告》
实验目的：通过测定交流电路的参数，掌握交流电路的基本特性和性能。

实验仪器：示波器、信号发生器、电阻、电感、电容等元件。

实验原理：交流电路参数的测定是通过对交流电路中的电阻、电感、电容等元
件进行测量，从而得到交流电路的特性参数。

在实验中，我们将利用示波器和
信号发生器来测定交流电路的频率响应、相位响应等参数。

实验步骤：
1. 连接电路：根据实验要求，连接好交流电路，包括电阻、电感、电容等元件。

2. 调节信号发生器：调节信号发生器的频率和幅度，使其输出适合的交流信号。

3. 连接示波器：将示波器连接到交流电路中，观察并记录输出波形。

4. 测量参数：通过示波器的测量功能，测定交流电路的频率响应、相位响应等
参数。

5. 分析数据：根据测得的数据，分析交流电路的特性，掌握其性能。

实验结果：通过实验测定，我们得到了交流电路的频率响应曲线和相位响应曲线。

根据这些曲线，我们可以分析交流电路的频率特性和相位特性，了解其在
不同频率下的响应情况。

实验结论：通过本次实验，我们掌握了测定交流电路参数的方法和技巧，了解
了交流电路的基本特性和性能。

这对于我们进一步深入理解交流电路的工作原
理和应用具有重要意义。

实验总结：交流电路参数的测定实验不仅帮助我们掌握了实验技能，还提高了
我们对交流电路的理解和应用能力。

通过实验，我们深刻认识到了交流电路的
复杂性和重要性，为今后的学习和研究打下了良好的基础。

交流电路参数的测定实验总结一、引言交流电路是电工学中重要的一部分，了解交流电路的参数对于电路的分析和设计至关重要。

本实验通过测定交流电路的电流、电压和功率等参数，掌握交流电路的特性和性能。

本文将对实验过程和结果进行总结和分析。

二、实验目的1. 测定交流电路中电流、电压和功率的大小及相位关系；2. 理解电压、电流和功率的频率特性；3. 了解交流电路中的阻抗、电流相位和功率因数的概念；4. 掌握交流电路的参数测定方法和仪器的使用。

三、实验步骤1. 搭建交流电路，包括电源、电阻、电感和电容等元件；2. 使用万用表或示波器测量电路中的电压和电流；3. 根据测得的电压和电流数据计算功率；4. 改变频率，重复测量和计算过程。

四、实验结果与分析1. 电流、电压和功率的大小及相位关系：根据测量数据计算得到电流、电压和功率的数值，并分析它们之间的相位关系。

根据欧姆定律和功率公式，可以得到电流和电压的关系。

通过比较实验结果与理论计算值，可以验证电路的准确性。

2. 电压、电流和功率的频率特性：改变交流电源的频率，测量电路中的电压、电流和功率，分析它们随频率的变化趋势。

根据频率对电容和电感的影响，可以得到电路的频率特性曲线，进一步了解电路的性能和稳定性。

3. 阻抗、电流相位和功率因数的概念：根据测量数据，计算电路中的阻抗值，并分析其对电流相位和功率因数的影响。

通过实验可以理解交流电路中阻抗的概念和计算方法，进一步了解电路的特性和工作原理。

4. 参数测定方法和仪器的使用：介绍实验中使用的测量仪器和测定方法，如示波器、万用表和计算公式等。

说明如何正确操作仪器，保证测量的准确性和可靠性。

同时，也提到了可能遇到的测量误差和解决方法。

五、实验总结通过本次实验，我们掌握了交流电路参数测定的基本方法和技巧，了解了交流电路的特性和性能。

实验中，我们通过测量电流、电压和功率等参数，分析了它们之间的关系和随频率的变化趋势。

同时，也学习了阻抗、电流相位和功率因数等概念，并通过实验验证了它们的影响。

交流电路参数的测定实验报告一、 实验目的1． 熟练掌握功率表的使用方法。

2． 掌握用交流电压表、交流电流表和功率表测量交流电路阻抗的方法。

二、预习要求1． 学习电路教材中的相应内容。

2． 学习实验光盘中有关万用表、电流表、功率表以及示波器等仪器设备使用方面的知识。

3． 预习本次实验内容。

三、实验仪器1． VC97型数字万用表 2． L7/4型交流电流表 3． D34-W 型功率表 4． SS-7802A 型示波器5． 450 滑线电阻一个、互感箱、电容四、实验内容1． 学习并思考用三表法测量交流电路阻抗的原理。

试画出用三表法进行测量的电路，与图5-1的给定接法比较。

其中电源为实验台上的14V ，50Hz 的交流电源。

注意电路中接功率表的各条线对应实际接线的位置。

(a)(b)(c)(d)图5-1 图5-2必备知识：在交流电路中，元件的阻抗值可以用交流电压表，交流电流表及功率表分别测出元件两端的电压、流过的电流和它所消耗的有功功率，然后通过计算得出。

这种测量阻抗的方法简称三表法，是测量交流阻抗的基本方法。

实验注意事项：(1)避免电源短路；(2)功率表容易接错，应注意功率表的接法，并掌握功率表的正确读数；(3)本次实验用指针式电流表测电流，而不是用万用表的电流档。

(4)万用表作为电压表使用。

2．测量给定的电阻、电容、电阻与电容串联以及互感箱3-4端的阻抗，如图4.2所示。

按照表5-1填写数据。

表5-1 三表法测量交流参数的记录提示：被测阻抗为jX R Z +=，考虑到仪表的内阻抗，各参数的计算如下：I U Z =； 2IP R =- R W - R mA ； 22R Z X -±=； L X L ω=； C X C ω1= 其中R W 为功率表的内阻；R mA 为毫安表的内阻。

3． 图5-1中被测元件改为由互感箱3-4端和4μF 电容串联组成的无源一端口网络，按表5-2要求测量并计算X 。

提供一个15μF 电容C '，试用串联电容法判断此一端口网络是容性还是感性，画出电路连接图，写出测量的数据和判断的过程，并讨论C '应满足的要求（要有具体数值）。

交流电路参数的测定实验报告交流电路参数的测定实验报告引言：交流电路是电子工程中的重要部分，了解电路的参数对于电路设计和维护至关重要。

本实验旨在通过测定交流电路的参数来探索电路的性质和特点，为电子工程师提供实用的工具和知识。

实验目的：本实验的主要目的是测定交流电路的参数，包括电阻、电感和电容等。

通过测量电路中的电流和电压，我们可以计算出这些参数，并进一步了解电路的特性。

实验原理：在交流电路中，电流和电压是随时间变化的。

根据欧姆定律和基尔霍夫定律，我们可以得到以下公式：1. 电阻（R）：电压和电流之间的比值，即R = V/I。

2. 电感（L）：电感元件的电压和电流之间的相位差，即V = jωLI，其中j是虚数单位，ω是角频率。

3. 电容（C）：电容元件的电压和电流之间的相位差，即I = jωCV。

实验步骤：1. 准备工作：将实验所需的电阻、电感和电容元件连接到电路中，确保电路连接正确。

2. 测量电压：使用示波器测量电路中的电压波形，记录下电压的幅值和相位差。

3. 测量电流：使用电流表测量电路中的电流值，记录下电流的幅值和相位差。

4. 计算参数：根据测量得到的电压和电流值，使用上述公式计算出电路的电阻、电感和电容参数。

实验结果与分析：根据测量数据和计算结果，我们可以得到电路的参数值。

通过对这些参数的分析，我们可以了解电路的特性和性能。

在实验中，我们发现电阻是一个固定的值，它决定了电流和电压之间的比例关系。

电感和电容则是频率依赖的元件，它们对交流信号的频率有不同的响应。

通过改变电路中的电感和电容值，我们可以调整电路的频率响应。

这对于滤波器和放大器的设计非常重要。

此外，我们还可以通过测量电路的频率响应来了解电路的稳定性和幅频特性。

根据测量得到的振幅和相位差数据，我们可以绘制出Bode图并分析电路的频率响应。

结论：通过本实验，我们成功地测定了交流电路的参数，并对电路的性质和特点进行了分析。

这些参数对于电子工程师来说是非常重要的，它们在电路设计和维护中起着关键的作用。

项目十 交流电路参数的测定教学重点：交流仪表的使用 教学难点：功率表的正确使用一、实验目的1．学习用交流电压表、电流表和功率表测定交流电路参数的方法。

2．学习调压器和功率表的正确使用。

3．加深对阻抗角，相位差及功率因数等概念的理解。

二、实验原理 １．实验原理说明交流电路中，元件的参数电阻、电感量、电容量，可以用交流电桥直接测量，也可用交流电压表、电流表和有功功率表测得元件的端电压，通过元件的电流和元件所消耗的功率，利用公式计算得出。

这种方法称为三表法。

这种测量方法更适合于非性阻抗元件的测量。

各电量间的关系式为：Z=V/I cos φ=P/VI Rx=P/I 222)(1IP V I Xx -=当被测电抗为感抗时，其电感量为：2221⎪⎭⎫ ⎝⎛-∙=I P v I f L π当被测电抗为容抗时，其电容量为：2221⎪⎭⎫ ⎝⎛-=I P V If C π2．实验电路图2-10-1 交流电路参数测定三、实验仪器及器件1．单、三相有功功率表 2．交流电压、电流表 3．十进制电容器、电感 4．灯泡5．单相调压器 四、实验内容及步骤按照实验电路图2-10-1接线，将调压器的输出电压调至实验数据表要求的电压值，进行交流参数的测定。

1．测定感性元件的交流参数。

将感性阻抗负载接入电路，按实验数据表2-10-1所要求的内容进行测量。

表2-10-12．测定容性元件的交流参数。

将电路阻抗负载接入容性元件，按数据表2-10-2的内容进行测量。

表2-10-2测量值计算值V(V) I(mA) P(w) UR (V) UC(V) COSфZ(Ω) R(Ω) C(μF)1001502003．将感性元件与容性元件串联接入电路，测定串联的交流参数，按照数据表2-10-3内容进行测量。

表2-10-3测量值计算值V(V) I(mA) P(w) UR (V) UL(V) UC(V) Z(Ω) R(Ω) X(Ω) COSф100150200五、实验注意事项1．单相调压器在使用之前，应调节输出电压为零的位置，使用时，从零开始逐渐上升至实验所需电压。

如何测电功率
方法一：伏——安法测量电功率。

实验器材：电源，滑动变阻器，电流表，电压表，导线若干，待测电阻。

实验原理：Px?U?I 实验电路：
方法二：伏——伏法测量电功率。

实验器材：电源，滑动变阻器，电压表两个，导线若干，已知电阻R0，待测电阻。

实验原理：Px?U2?
实验电路：
方法三：安——安法测量电功率
实验器材：电源，滑动变阻器，电流表两个，导线若干，已知电阻R0,待测电阻。

实验原理：Px?I2?R2?I1
实验电路：
方法四：安——滑法测量电功率
实验器材：电源，滑动变阻器最大阻值为Rm，电流表，导线若干，待测电阻。

实验原理：Px1?I1?2U1 R0I1?RmI?Rm2 Px2?I2?2 I2?I1I2?I1（Rx?I1?Rm, I1为滑动变阻器接入电路阻值最大时，电路的电流。

I2为滑动变阻I2?I1
器接入电路阻值最小时，电路的电流。

）。

如何使用电路实现功率测量使用电路实现功率测量电路在电力工程、电子工程等领域中起着至关重要的作用。

其中，功率测量是一项关键任务，它帮助我们了解电路中的能量转换情况。

本文将介绍如何使用电路来实现功率测量，并提供一种简单有效的设计方案。

一、功率的定义和计算公式在开始之前，我们先来了解功率的定义和计算公式。

功率P表示电路中的能量转换速率，单位为瓦特（W）。

电路中的功率可以通过如下公式计算：P = VI其中，V为电路中的电压，I为电路中的电流。

二、直流电路功率的测量在直流电路中，功率的测量相对较为简单。

我们只需测量电压和电流，然后使用上述公式计算功率即可。

下面是一种常用的直流电路功率测量电路。

1. 材料准备：- 直流电源- 电阻- 电压表- 连接线等2. 连接电路：- 将直流电源连接到电路中，作为电压源。

- 在电路中添加一个适当大小的电阻，用作负载。

- 将电流表置于电路中，测量电路中的电流。

- 将电压表置于电路两端，测量电路的电压。

3. 测量功率：- 记录电流表测得的电流数值，单位为安培（A）。

- 记录电压表测得的电压数值，单位为伏特（V）。

- 使用上述公式计算功率P。

三、交流电路功率的测量在交流电路中，功率的测量较为复杂。

为了准确测量交流电路的功率，我们引入了功率因数的概念。

功率因数(cosφ)表示电路中有用功率与视在功率之间的比值。

视在功率(S)表示电压和电流的乘积。

功率因数通常在0到1之间。

1. 材料准备：- 电阻- 电流表- 电压表- 相位差表- 连接线等2. 连接电路：- 将交流电源连接到电路中，作为电压源。

- 在电路中添加一个适当大小的电阻，用作负载。

- 将电流表置于电路中，测量电路中的电流。

- 将电压表置于电路两端，测量电路的电压。

- 使用相位差表来测量电压和电流之间的相位差。

3. 测量功率因数：- 根据电流表测得的电流和电压表测得的电压，计算视在功率S。

- 根据功率因数公式cosφ = P / S，利用已知的功率和视在功率计算功率因数。

实验名称三相交流电路电压、电流和功率的测量一、实验目的1.加深理解三相电路中线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系；2.掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接线时线、相电压及线、相电流之间的关系；3.理解三相四线供电系统中的中线作用；4.学习掌握用二瓦计法测量三相电路的有功功率.二、实验原理1.三相负载可以接成星形（“Y”接）或三角形（“Δ”接），如下图：其中，星形连接又包括有中线和无中线两种情况.2.主要概念相电压：电源或负载各相的电压称为相电压；线电压：端线之间大的电压称为线电压；相电流：流过电源或负载各相的电流称为相电流；线电流：流过各端线的电流称为线电流.首端和尾端的标记说明：旧标准：首端记为A,B,C；尾端记为X,Y,Z;新标准：首端记为U1,V1,W1；尾端记为U2,V2,W2.实际中常使用旧标准.3.星形连接的三相负载三相负载对称时：U L=√3U p;I L=I P此时流过中线的电流I0=0，可以省去中线.三相负载不对称时：必须采用三相四线制接法，即Y0接法，而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载儿每相电压维持对称不变.若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的一相的相电压过高，使负载遭损坏；负载重的一相的相电压又过低，负载不能正常工作.4.三角形连接的三相负载三相负载对称时：I L=√3I p;U L=U P三角形连接没有中线.三相负载不对称时：I L≠√3I p，但只要电源的线电压U L对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响.5.二瓦计法测量功率电路在三相三线制电路中，通常用二只功率表测量功率.功率表W 1和W 2的读数分别为P 1和P 2.三相电路的总功率等于二者代数和.P 1=U AC I A cosΦ1 P 2=U BC I B cosΦ2 P =P 1+P 2三、实验设备四、实验内容1.三相负载星形联接（三相四线制供电） 实验准备：将三相调压器的旋钮置于输出为0的位置，将交流电压表接到调压器的输出端，开启实验台电源，调节调压器，使输出的三相电源的线电压为220V （此时相电压为127V ）关闭电源开关，按图连接电路，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、中线电流、电源和负载中点间的电压，将所测得的数值记入表中，并观察各项灯组亮暗的变化过程，特别要注意观察中线的作用.测量数据负载状态开灯数量 线电流/mA线电压/V 相电压/V 中线电流 I 0/mA中线电压 U N 0/VA 相B 相C 相 I A I B I C U AB U BC U CA U ax U by U cy Y 0接对称有中线 3 3 3 Y 接对称无中线 3 3 3 Y 0接不对称有中线 1 2 3 Y 接不对称无中线 1 2 3 Y 0接有中线B 相断开 1 0 3 Y 接无中线B 相断开132.负载三角形联接（三箱三线制供电）关闭电源开关，按下图改接线路，按下表内容进行测试.（注意：三角形连接时没有中线）测量数据负载情况开灯数量 线电压=相电压/V 线电流/mA 相电流/mA 二瓦计/WAB 相 BC 相 AC 相 U AB U BC U CA I A I B I C I A B I BC I CA P 1 P 2 P all 三相平衡 3 3 3 三相不平衡123根据实验数据：(1)验证对称三相电路中的关系；序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 交流电压表 0~500V 1 实验台 2 交流电流表 0~5A 1 实验台 3 三相自耦变压器 1 实验台4 三相灯组负载 220V,15W 白炽灯 9 EEL5 电流插座 3 实验台(2)用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中的中线作用；(3)不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验能否验证这一点？(4)根据不对称负载三角形联接时的相电流值作向量图，并求出线电流值，然后与实验测得的线电流作比较，分析.五、注意事项1.本实验采用三相交流市电，实验时注意安全，不可触碰裸露的导电部件；2.每次接线完毕，同组同学自查，两人均确认无误后才能接通电源，必须严格遵守断电—接线—检查—通电；断电—拆线的实验操作原则；3.本次实验中，灯泡表面升温迅速，注意选择长度适合的导线，不要让导线与灯泡表面接触，以免融化导线绝缘皮，造成安全隐患.在操作过程中，手不要触碰灯泡，以免烫伤.六、思考1.查阅资料，了解三相电源相序的测定方法，简述测定原理、测定器材、测定步骤.最常用的是相序表，它适用于工频100~ 500V的三相交流电源.使用时，将表面上的三个接线端钮U,V,W上的引线（分别为黄、绿、红）分别待测的三根电源线上.按动一下按钮（数秒即可）.如果铝盘沿顺时针方向转动，则所接三根电源线为正相序；如果铝盘逆时针方向转动，则为逆相序.如果没有相序表，可灯泡法检查.如图所示，两个相同的220V灯泡(15~40W)H1,H2及一个电容C (0.22~0.47μF,400V)接成星形，1,2,3三根引出线分别接至被测三相电源上，此时两个灯泡的发光程度将不相同，一个较亮，一个较暗.若令接电容的一相作为U相，则发光较亮的一相为V相,剩下的一相为W相.2.对于三相对称负载的星形联接，如何证明U L=√3U P；同理，对于三相对称负载的三角形连接，如何证明I L=√3I P.三个相电压之间夹角120°.U AB=U A−U B U BC=U B−U C U CA=U C−U A利用几何关系求出： U AB=2U A cos30°=√3U A，同理有：U BC=√3U B U CA=√3U C故有：U L=√3U P.用同样的方法可以证明I L=√3I P.3.对于三相四线制电路，能否在中线上安装保险丝？为什么？在三相负载不对称时，平衡电流，不能安保险丝，因为假如中线融断，说明负载很不对称，这时极需中性线，不能断开.4.能否用数学方法证明二瓦计法，即三相电路的总功率等于两块功率表示数的代数和.设负载为Y形联接，根据功率表的工作原理，有：P1=Re[U AC I A∗] P2=Re[U BC I B∗]P1+P2=Re[U AC I A∗+U BC I B∗]又U AC=U A−U C U BC=U B−U C I A∗+I B∗=−I C∗故P1+P2=Re[U A I A∗+U B I B∗+U C I C∗]=Re[S A+S B+S C]=Re[S]=P A+P B+P C即三相电路的总功率等于两块功率表示数的代数和.由于Y形可变成∆形，故同样适用.5.查阅资料，了解除二瓦计法以外还有哪些测量三相电路功率的方法，简述测量方法及各自适用的情况.对于三相四线制供电的三相星形连接的负载，可用一只功率表测量各相的有功功率P A,P B,P C，则三相负载的总有功功率P=P A+P B+P C.这就是一瓦特表法.若三相负载是对称的，则只需测量一相的功率，再乘以3即得三相总的有功功率.三瓦计法适用于三相四线制电路.三瓦计法是将三只功率表的电流回路分别串入三条线中（A,B,C线），电压回路的“*”端接在电路回路的“*”端，非“*”端共同接在中线上.三只功率表读数相加就等于待测的三相功率.。

交流电路功率的测量实验报告
《交流电路功率的测量实验报告》
实验目的：通过实验测量交流电路中的功率，掌握功率的测量方法和原理。

实验仪器：交流电源、电阻、电压表、电流表、示波器。

实验原理：交流电路中的功率可以通过电压和电流的乘积来计算，即P=VI。

在交流电路中，电压和电流是随时间变化的，因此需要使用示波器来观察电压和电流的波形，并通过测量电压和电流的有效值来计算功率。

实验步骤：
1. 将交流电源接入电路，连接电阻、电压表和电流表。

2. 使用示波器观察电压和电流的波形，记录波形的峰值和有效值。

3. 根据记录的电压和电流有效值，计算功率的值。

实验结果：通过实验测量得到了交流电路中不同电压和电流下的功率值，验证了功率计算公式P=VI的准确性。

同时，观察了电压和电流的波形，了解了交流电路中电压和电流的变化规律。

实验总结：通过本次实验，我们掌握了交流电路功率的测量方法和原理，了解了功率计算公式的应用。

同时，实验还加深了对交流电路中电压和电流变化规律的理解，为今后的电路实验打下了基础。

结论：本次实验通过测量交流电路中的功率，加深了对功率计算公式和交流电路中电压和电流的理解，为今后的电路实验积累了经验和知识。

通过本次实验，我们不仅掌握了功率的测量方法和原理，还加深了对交流电路的理解，为今后的电路实验打下了基础。

交流电路功率的测量实验报告交流电路功率的测量实验报告引言：交流电路功率的测量在电工实验中具有重要的意义。

本次实验旨在通过测量交流电路中的功率，探究电路中电压、电流和功率之间的关系，以及测量功率的方法和技巧。

实验目的：1. 了解交流电路中功率的概念和计算方法；2. 学习使用电流表和电压表测量交流电路中的电流和电压；3. 掌握功率测量的方法和技巧；4. 分析电路中功率的分配和转换。

实验仪器和材料：1. 交流电源；2. 电流表和电压表；3. 电阻箱；4. 电路板；5. 连接线等。

实验原理：交流电路的功率可以通过电压和电流的乘积来计算。

对于纯电阻负载，功率的计算公式为P=VI，其中P为功率，V为电压，I为电流。

而对于非纯电阻负载，如电感和电容，功率的计算则需要考虑相位差。

实验步骤：1. 搭建交流电路：将电源、电流表、电压表和负载电阻依次连接起来，形成一个简单的交流电路。

2. 测量电压和电流：将电压表和电流表分别连接到电路中，测量电压和电流的数值。

3. 计算功率：根据测量得到的电压和电流数值，使用功率计算公式计算功率的数值。

4. 更换负载电阻：通过更换不同数值的负载电阻，观察功率的变化情况。

5. 分析功率的分配和转换：根据测量结果，分析电路中功率的分配和转换情况，探究电路中能量的流动路径。

实验结果与讨论：通过实验测量，我们得到了不同负载电阻下的电压、电流和功率数值。

从实验结果中可以观察到以下现象：1. 当负载电阻增加时，电流减小，功率也随之减小；2. 当负载电阻减小时，电流增加，功率也随之增加；3. 当负载电阻为纯电阻时，功率的计算相对简单，只需将电压和电流相乘即可；4. 当负载电阻为电感或电容时，由于相位差的存在，功率的计算需要考虑相位差的影响。

通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 交流电路中的功率与电压、电流和负载电阻之间存在着密切的关系；2. 负载电阻的变化会影响电流和功率的数值；3. 对于非纯电阻负载，功率的计算需要考虑相位差的影响。

电路实验交流阻抗参数的测量和功率因数交流阻抗是电路在交流电信号下对电流流过的阻力和电压的影响的量度。

在电路实验中，测量交流阻抗参数和功率因数是十分重要的。

本文将介绍交流阻抗参数的测量方法和功率因数的计算方法，并通过实验验证其可行性。

一、交流阻抗参数的测量方法1.电压、电流和相位测量方法为了测量交流阻抗参数，首先需要测量电压和电流的幅值以及它们之间的相位差。

电压的幅值可以通过示波器来测量，将示波器探头连接到电路的两端即可。

电压的幅值等于示波器上观察到的峰-峰值的一半。

电流的幅值通常需要使用电流互感器来测量。

电流互感器是一种能够将电路中的电流变成能够用示波器测量的电压信号的装置。

相位差可以通过示波器上的两个通道观察到的波形来测量。

将电压和电流分别连接到两个通道上，并调整示波器使得两个波形在示波器屏幕上重叠。

然后测量示波器上波形的水平差，即可得到相位差。

2.阻抗模值的计算方法交流阻抗的模值是电压与电流幅值之比。

假设电流的幅值为I，电压的幅值为V，阻抗的模值为Z，那么可以得到以下关系：Z=V/I通过测量得到的电压和电流的幅值，可以直接计算得到阻抗的模值。

二、功率因数的计算方法功率因数是交流电路中有用功率与总功率之比。

有用功率是指用于驱动负载工作的功率，而总功率是指电网提供的全部电能。

假设有用功率为P，视在功率为S，功率因数为pf，那么可以得到以下关系：pf = P / S有用功率可以通过测量电路中的电压和电流的相位差以及它们的幅值来计算。

假设电流的幅值为I，电压的幅值为V，电流与电压的相位差为Φ，那么可以得到以下关系：P = V * I * cos(Φ)视在功率可以通过测量电压和电流的幅值来计算。

假设电流的幅值为I，电压的幅值为V，那么可以得到以下关系：S=V*I通过测量得到的电压和电流的幅值以及相位差，可以计算得到功率因数。

三、实验验证为了验证上述测量方法的可行性，可以进行以下实验：1.准备一个带有电阻负载的电路，通过交流电源供电。

三相交流电路功率的测量实验报告一、实验目的1、掌握三相交流电路中有功功率和无功功率的测量方法。

2、理解三相电路中功率的平衡关系。

3、熟悉功率表的使用方法和接线原理。

二、实验原理在三相交流电路中，总功率等于各相功率之和。

三相电路的功率分为有功功率、无功功率和视在功率。

有功功率是电路中实际消耗的功率，单位为瓦特（W），其计算公式为：＼P ＝＼sqrt{3} U_{L} I_{L} ＼cos\varphi\其中，＼（U_{L}＼）为线电压，＼（I_{L}＼）为线电流，＼（＼cos\varphi\）为功率因数。

无功功率用于衡量电路中电感和电容元件与电源之间能量交换的规模，单位为乏（Var），其计算公式为：＼Q ＝＼sqrt{3} U_{L} I_{L} ＼sin\varphi\视在功率是电路中电压与电流的乘积，单位为伏安（VA），其计算公式为：＼S ＝＼sqrt{3} U_{L} I_{L}＼在三相四线制电路中，可以通过测量各相的有功功率，然后相加得到三相总功率；在三相三线制电路中，通常采用二瓦计法测量三相功率。

三、实验设备1、三相交流电源2、三相负载（灯泡、电感、电容等）3、功率表（两个）4、电压表5、电流表6、连接导线若干四、实验步骤1、按实验电路图连接线路，检查无误后接通电源。

2、测量三相四线制电路的功率将三相负载接成星形连接，分别测量各相的电压、电流和有功功率。

计算三相总功率，并与各相功率之和进行比较，验证功率平衡关系。

3、测量三相三线制电路的功率将三相负载接成三角形连接，采用二瓦计法测量线电压、线电流和两个功率表的读数。

计算三相总功率，验证功率平衡关系。

五、实验数据及处理1、三相四线制星形连接负载实验数据｜相序｜电压（V）｜电流（A）｜功率（W）｜｜｜｜｜｜｜ A 相｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ B 相｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ C 相｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜三相总功率：＿____各相功率之和：＿____2、三相三线制三角形连接负载实验数据｜功率表 1 ｜功率表 2 ｜线电压（V）｜线电流（A）｜｜｜｜｜｜｜读数（W）｜读数（W）｜＿____ ｜＿____ ｜三相总功率：＿____六、实验结果分析1、在三相四线制星形连接电路中，通过测量各相功率并相加，与计算得到的三相总功率相比较，两者基本相等，验证了功率平衡关系。

实验报告实验课程：电路实验实验名称：交流电路的研究专业班级：应用物理1001学生姓名：段杰（201011010103）龚之珂（201011010104）实验时间：周二下午第一节电工实验中心一、交流电路等效参数的测量一、实验目的1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。

2. 学会功率表的接法和使用。

二、原理说明1. 正弦交流信号激励下的元件的阻抗值，可以用交流电压表、 交流电流表及功率表分别测量出元件两端的电压U 、流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到元件的参数值，这种方法称为三表法。

计算的基本公式为：阻抗的模I U Z =， 电路的功率因数UI P =ϕcos 等效电阻 R ＝ 2IP＝│Z │cos φ， 等效电抗 X ＝│Z │sin φ2. 阻抗性质的判别方法可用在被测元件两端并联电容的方法来判别, 若串接在电路中电流表的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减小则为感性。

其原理可通过电压、电流的相量图来表示：图7-1 并联电容测量法 图7-2 相量图3. 本实验所用的功率表为智能交流功率表，其电压接线端应与负载并联，电流接线端应与负载串联。

三、实验设备DGJ-1型电工实验装置：交流电压表、交流电流表、单相功率表、白灯灯组负载、镇流器、电容器、电感线圈。

四、实验内容测试线路如图7-3所示，根据以下步骤完成表格7-1。

1、先按图7-3接好实验电路和仪表。

2、先在不加电容的情况下测量I 、P 、cos φ。

3、加并联电容，找到总电流I 最小的一点，可以近似看成谐振点。

测量此时的数据。

4、当C 小于谐振电容时，重复步骤3，测量两组数。

5、当C 大于谐振电容时，重复步骤3，测量两组数。

每次应在U=220V 时测量，并将结果记入表7-1。

图7-3电路状态实验数据U （V）I（mA）I灯（mA）Ic（mA）P（W）cosφC（uF）未加电容220感性220感性220谐振220容性220容性220五、实验数据的计算和分析六、实验注意事项每次改接线路都必须断开电源七、实验心得掌握了交流电路的基本实验方法，学会使用调压器，交流电压表、交流电流表，用功率表测量元件的功率。