实验一功率因数的提高一.实验目的(1) 了解提高功率因数的意义和方法(2) 学习如何使用功率表二.实验内容以日光灯电路为例,研究电感性电路功率因数的提高三.实验仪器和设备名称型号或规格数量日光灯电路实验板30w-40w 1交流电压表0-1A 1交流电流表0-300V 1功率表D-34W 1电容箱0-8F 1单掷单刀开关自制 1单掷双刀开关 1电流表插座板 1四. 实验方法说明用户中电感性负载较多,其功率因数较低,导致电能传输效率降低,发电设备容量得不到充分利用.为了提高经济效益,通常在负载断并联适当的电容器来提高功率因数.本实验以日光灯为例,研究并联于电感性负载上的电容器对提高电路功率因数的作用,同时研究功率因数随并联电容量变化而变化的规律。

日光灯电路主要由灯管和镇流器组成，见图5（a ），是一个功率因数较低的电路，灯管工作时，可以认为是一个电阻负载R ，镇流器是一个带铁心的线圈，可看作是由一个等效电阻r 和一个电感L 相串联的元件，如图5（b ）所示。

为了提高功率因数，可在日光灯电路两端并联适当的电容器。

由于日光灯电路的电流波形不是正弦波，因而会给实验结果带来一定的误差。

图5本实验线路图如图6（a ）所示，图6（b ）是实验电路的接线图。

由图6（a ）可见，电路消耗的功率为ϕcos UI P =故电路功率因数为：UIP=ϕcos图6因此，测出电路的电压，电流和功率的数值后，就可由上式求得电路的功率因数。

实验的主要操作步骤如下：（1）按图6（b）线路接线，闭合DK2后再合上电源开关DK1，测量电源电压U，灯管电压U1，流器电压U2，记于表4中。

表4（2）分开DK2，从电容C＝0开始依次递增电容量至8μ。

将各次测得I、I1、I C、P数值记入表5内。

五、注意事项（1）在实验过程中，要经常注意电路电流的数值，不要超过功率表和电流表的量程。

（2）在改变功率因数时，尽量测取cosϕ接近于1的一组数据。

六、实验报告要求ϕ=和＝曲线，并作（1）根据表5的数据，在同一坐标上作出cos()I()f c f c扼要分析。

ϕ=曲线，找出功率因数为1时应并联的电容量。

（2）根据cos()f c（3）回答下述问题①提高感性负载电路的功率因数能否改变负载本身的功率因数？为什么？②在感性负载电路中能否用串联电容器的方法来提高功率因数？③不论在感性负载两端并联多大的电容量，都可以提高电路的功率因数吗？试用相量图加以分析说明。

④试述如何测量交流负载的阻抗？实验二三相负载实验一、实验目的（1）实验三相负载在对称情况下线电压与相电压、线电流与电相流的关系。

（2）了解不对称负载作星形连接时，中线的作用。

（3）学习三相电路有功功率的测量方法。

（4）提高分析、判断三相电路故障的能力。

二、实验内容（1）三相负载星形接法时线电压与相电压关系的研究。

（2）三相负载三角形接法时线电流与相电流关系的研究。

（3）用两表法测量三相三线制中负载的总功率。

三、实验仪器设备四、实验方法说明为了避免使包载灯泡过压烧坏，实验时应调整三相调压器使其输出相电压保持220V。

实验的主要操作步骤如下：（1）研究三相负载星形接法时线电压和相电压的关系。

实验接线图如7所示图7①有中线时的情形如图7接好电路，DK2、DK3、DK4、合上后DK1接通电源，分别在负载对称和不对称的两种情形下，测量各相电压、线电压、中线电压、各相电流、中线电流，记录于表6中。

并记录各相负载值。

对称负载R A＝R B＝R C ；对称负载R A＝R B＝R C表6负载情况线电压相电压中线电压相电流中线电流U AB U BC U CA U A U B U C U0＇I A I B I C I0对称②无中线时的情形在①的基础上断开DK4，分别测量负载对称和不对称情形下测量各相电压、线电压，中线电压、相电流，记录于表7内。

并记录各相负载值。

断开DK2、DK3，测量上述对称和不对称负载三相总功率，记录于表7内。

对称负载R A＝R B＝R C＝不对称负载R A ＝R B＝R C＝表7测量完后，合上DK2、DK3，观察两功率表的读数有无变化。

（2）研究三相负载三角形接法时线电流与相电流的关系。

实验接线如图8所示。

如图连接电路，合上DK2、DK3后，再合上DK1接通电源，分别在负载对称和不对称两种情形下，测量各线电流、相电流和相电压，记录于表8内。

并记录各相负载值。

断开DK2、DK3，测量上述对称和不对称负载时三相总功率并记录于表8内。

图8对称负载R AB＝R BC＝R CA＝不对称负载R AB ＝R BC＝R CA＝表8负载情况线电流相电流相电压三相功率I A I B I C I ABI BCI CA U ABU BC U CA P1P2P对称不对称六、注意事项本实验用额定电压为200V的白炽灯作负载，实验前要注意三相调压器的正确接线，负载作三角形连接时输出线电压不要超过220V。

七、实验报告要求（1）整理实验数据，说明L P L P U I 、各在什么条件下成立。

（2）定性地画出三相不对称负载星形接法有中线和无中线时的电压位形图。

（3）定性地画出三相对称负载三角形接法时的电流相量图。

（4）回答下述问题：①采用三相四线供电方式时，为什么中线不允许装保险丝？②在三相四线制中，若负载不对称，能否用两表法测量三相总功率？为什么？实验三三相变压器绕组的极性差别与连接一、实验目的（1）学习三相变压器原、副绕组极性的判别方法。

（2）学习三相变压器常用的连接方式。

二、实验内容（1）判定变压器同侧绕组的极性。

（2）判定变压器同相绕组的极性。

（3）练习三相变压器的连接。

三、实验仪器设备四、实验方法说明（1）同侧绕组极性的判别。

①找出三个原绕组和三个副绕组。

用万用表将同一绕组的两个端头找出来，并根据直流电阻大小分成两组。

如果是降压或变压器，则因原绕组匝数较多，线径较细而直流电阻较大。

②从三个原绕组中各取一端头连接在一起，如图9所示。

在其余三个线端中图9的任意两端间加上不大于额定值的交流电压，用交流电压表测所余线端与公共连接点间的电压。

如无示数，则所接电源的两线端同极性，如有示数，则为异极性。

更换其中一个绕组，重复上述方法，即可确定三相绕组的端头极性，并作出标记。

同理可以判断副绕组的各端头极性。

（2）同相绕组极性的判别。

①找出同相绕组。

给某相绕组加上额定电压，用电压表分别测量三个副绕组的电压，示数最大的副绕组和该原绕组是同相绕组。

这是由于同相原、副绕组是绕在同一铁心柱上，相互耦合较紧之故。

②在同相原、副绕组中各任选一个端头连接在一起，其余二个端头接一电压表，如图10所示，合上DK给原绕组加上额定电压U1，若电压表示数U＜U1，则连接电压表的两个端头是同极性端。

若U＞U1，则为异极性端。

并将判定后各相原副绕组首末端作出标记。

（3）三相变压器绕组的连接。

①在原边加上额定电压时，分别测量原、副绕组接成星形与三角形时的线电压及相电压，并记录于表9中。

图10表9测量值U1L U1P U2L U2P U1L/U2L U1P /U2P连接方式Y/Y Y/ΔΔ/ΔΔ/Y②Y/Y －12连接组的校核。

图11中，将三相变压器的原副绕组的末端X 、Y 、Z 和x 、y 、z 分别连接起来，合上DK ，原边加上三相额定电压，测量U AB 、U ab 、U Bb 、U Cc 可确定连接组号。

设原副绕组电压之比为1L2LU K U ＝，从电压位形图（图12）可知Y/Y 12连接组 的校核公式为： (1)Bb Cc AB ab ab U B B U K U ==-=-2202cos60BC AB ab AB ab U U U U U =+-ab U k k 12+-=测量有关电压，并将结果填表表10中。

表10 U AB ＝ U ab ＝ 项 目 U Bb U Cc U Bc 测量值BAaBCU & AB U & abU &CcU & BbU &bcBcU &C图12五、注意事项（1）实验中注意电源电压不能超过变压器原边额定电压。

（2）改接电路前必须切断电源。

六、实验报告要求（1）据表9中数据作出分析（2）回答下述问题：①试说明实验中判断同侧绕组极性和同相绕组极性的理论依据②三相变压器副边分别作三角形连接和星形连接时，若有一相反接，会现出现什么结果？画出电压相量图予以说明。

图12实验四三相异步电动机的使用一、实验目的（1）学习三相异步电动机的常规检查方法。

（2）了解三相异步电动机定子绕组始、末端的判别法。

（3）掌握三相异步电动机的使用方法。

二、实验内容（1）检查一台三相异步电动机。

（2）判别异步电动机定子绕组的始、末端。

（3）练习三相异步电动机的直接起动和正、反操作。

三、实验仪器设备四、实验方法说明（1）三相异步电动机的检查。

①机械方面的检查：了解待检电动机的铭牌；观察电动机外观有无缺损、裂纹；各紧固用的螺栓、螺母有无松动现象；电动机转轴转动是否自如，有无松动现象，转动中有无异常声音。

②测定电机的绝缘电阻。

用兆欧表测量定子绕组对机壳、定子绕组间的绝缘电阻，记于表11内。

表11 目项 D 1-D 2 D 2-D 3 D 3-D 1 D 1-机壳 D 2-机壳 D 3-机壳 R 1(M Ω)根据国家标准,电动机的绝缘电阻应达到下述要求：eeU M P 1000100f R ≥Ω（）＋式中U e 为绕组的额定电压（V ），P e 为该电动机的额定功率，单位为kW 。

对100kW 以下的中小型电动机，其绝缘电阻要求可近似用下式表示。

eU M 1000f R ≥Ω（）（2）定子绕组始、末端的判别。

找出三相组后，任意假设绕组的始、末端、标上端线字母D 1、D 4、D 2、D 5、D 3、D 6。

按下述方法之一进行判别。

①将D 1、D 2、D 3三个端头连在一起， D 4、D 5、D 6三个端头连在一起，把万用表拨至交流0.5mA 档后跨接于这两个连接端，见图13。

用手匀速转动转子，由于转子有剩磁，转子转动时便会在定子绕组中感应三相对称电动势。

若所标始末端正确，则两结点等电位，表中指针不动。

若指针有偏转，则说明某相始末端标错，找出该相并将其标号对调。

若使用的万用表没有交流小量程档，也可使用指针式检流计。

接法同前，当转动转子时，若所标始末端正确，则表针不动，但因绕组不可能完全对称，故指针略有摆动。

若指针摆动幅度较大，则说明有某相始末端标错。

②将任意二相绕组各选一端连接在一起，例如图14所示，将D4、D5连接，它们的余下端D1、D2加上交流电压（电压约为电动机绕组额定电压40%左右）。

余下一相绕组两端与一交流电压表（量程为电动机绕组额定电压20%左右）相接。

如电压表指针不动或偏转极小，则该二相绕组所标始、末端是正确的，即D1、D2同为始端或末端。