实验三 基尔霍夫定律

记为负值。

图9-2中二瓦法两只功率表的接法是(iA、uAC)与(iB、uBC),此外,还有另外两种连接方法,它们是(iB、uBA)与(iC、uCA)及 (iA、uAB)与(iC、uBC)。

三、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 名 称 三相交流电源 三相自耦调压器 交流电压表 交流电流表 功率表 三相灯组负载 电流插孔 型号与规格 3φ0~220V 15W/220V白炽灯 数量 1 1 1 1 2 9 3 备注 EM-09 PEE-03 PEE-03 四、实验内容

1.三相负载星形联接(三相四线制供电)

按图9-3线路组接实验电路,即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源,并将三相调压器的旋柄置于三相电压输出0V位置,经指导教师检查后,方可合上三相电源开关,然后调节调压器的输出,使输出的三相线电压为220V,按数据表格所列各项要求分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流(相电流)、中线电流、电源与负载中点间的电压,记录之。并观察各相灯组亮暗的变化程度,特别要注意观察中线的作用。

220V 220V

图9-3

表9-1 数据记录表 测量 数据 负载 情况 开灯盏数 线 电流(A) IB IC 线 电压(V) UAB UBC UCA 相 电压(V) UA UB UC 中线 中点 电流 电压 IN(A) UNN(V) A B C IA 相 相 相 3 3 Y0接平衡负3 载 16

Y接平衡负载 3 3 2 2 3 3 3 Y0接不平衡1 负载 Y接不平衡负1 载 2.负载三角形联接(三相三线制供电) 按图9-4改接线路,经指导教师检查后接通三相电源,调节调压器,使其输出线电压为220V,按数据表格的内容进行测试。

A X 220V B Y C Z

图7-4

表9-2 数据记录表

测量数据 负载 情况 开 灯 盏 数 A- B 相 3 1 B-C 相 3 2 A-C 相 3 3 线电压=相电压(v) 线电流(A) UAB UBC UCA IA IB IC 相电流(A) IAB IBC ICA 220V △接三相平衡负载 △接三相不平衡负载 3.用一瓦特表法测定三相对称Y0接以及不对称Y0接负载的总功率ΣP 按图9-5线路接线。线路中的电流表和电压表用以监视三相电流和电压,不得超过功率表电压和电流的量限。

U 220V ~ V 220V ~ W N A B C * A * W V 三 相 Y0 接 负 载 图9-5

经指导教师检查后,接通三相电源,调节调压器输出,使输出线电压为220V,测量时首先将三表按图9-5接入某一相(如B相)进行测量,然后分别将三个表换接到A相和C相,再进行测量,记录于表9-3并进行计算。

表9-3 数据记录表

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开灯盏数 负载情况 A相 Y0接对称负载 Y0接不对称负载 3 1 B相 3 2 C相 3 3 测 量 数 据 PA(W) PB(W) PC(W) 计算值 ΣP (W) 五、实验注意事项

1.本实验采用三相交流市电,线压为380V,应穿绝缘鞋进入实验室。实验时要注意人身安全,不可触及导电部件,防止意外事故发生。

2.每次接线完毕,同组同学应自查一遍,然后由指导教师检查后,方可接通电源,必须严格遵守先接线,后通电;先断电后拆线的实验操作原则。

六、预习思考题

1.三相负载根据什么条件作星形或三角形连接?

2.复习三相交流电路有关内容,分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下,当某相负载开路或短路时会出现什么情况?如果接上中线,情况又如何?

3.本次实验中为什么要通过三相调压器将380V的市电线电压降为220V的线电压使用?

七、实验报告

1.用实验测得的数据验证对称三相电路中的3关系。

2.用实验数据和观察到的现象,总结三相四线供电系统中中线的作用。 3.不对称三角形联接的负载,能否正常工作?实验是否能证明这一点?

4.根据不对称负载三角形联接时的相电流值作相量图,并求出线电流值,然后与实验测得的线电流作比较,分析之。

5.总结、分析三相电路功率测量的方法与结果。 6.心得体会及其他。

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实验十 单相铁心变压器特性的测试

一、实验目的

1.通过测量,计算变压器的各项参数。 2.学会测绘变压器的空载特性与外特性。

二、原理说明

1.如图10-1所示测试变压器参数的电路,由各仪表读得变压器原边(AX设为低压侧)的U1、I1、P1及副边(ax设为高压侧)的U2、I2,并用万用表R×1档测出原、副绕组的电阻R1和R2,即可算得变压器的各项参数值。

图10-1

电压比 Ku?U1U2, 电流比 Ks?I2I1,原边阻抗 Z1?U1I1, 副边阻抗 Z2?U2I2, 阻抗比NZ=Z1Z2,负载功率P2?U2I2cos?,损耗功率 P0?P1?P2,功率因数?1?22原边线圈铜耗PCu1?I1R1,副边线圈铜耗PCu2?I2R2, 铁耗 PFe?P0?(PCu1?PCu2)

P1, U1I2.变压器空载特性测试

铁芯变压器是一个非线性元件,铁心中的磁感应强度B决定于外加电压的有效值U,当副边开路(即空载)时,原边的励磁电流I10与磁场强度H成正比。在变压器中,副边空载时,原边电压与电流的关系称为变压器的空载特性,这与铁芯的磁化曲线(B—H曲线)是一致的。

空载实验通常是将高压侧开路,由低压侧通电进行测量,又因空载时功率因数很低,故测量功率时应采用低功率因数瓦特表,此外因变压器空载时阻抗很大,故电压表应接在电流表外侧。

3.变压器外特性测试

为了满足实验装置上三组灯泡负载额定电压为220V的要求,故以变压器的低压(36V)绕组作为原边,220V的高压绕组作为副边,即当作一台升压变压器使用。在保持原边电压U1=36V不变时,逐次增加灯泡负载(每只灯为15W),测定U1、U2、I1和I2,即可绘出变压器的外特性,即负载特性曲线U2=f(I2)

三、实验设备 序号 1 2 3 名 称 单相交流电源 三相自耦调压器 交流电压表 型号与规格 0~200V 数量 1 1 2 备注 19

4 5 6 7 交流电流表 功率表 试验变压器 白炽灯 36V/220 50VA 15W/220V 2 1 1 3 EM09 PEE-03 四、实验内容

1.用交流法判别变压器绕组的极性。

2.按图10-1线路接线,AX为低压绕组,ax为高压绕组,即电源经调压器TB接至低压绕组,高压绕组接220V,15W的灯组负载(用3只灯泡并联获得),经指导教师检查后方可进行实验。

3.变压器外特性测试:合上交流电源,调节调压器使变压器原边电压U1=UN=36V,逐渐增加负载电流,即减小负载电阻的值,从空载到额定负载范围内测试表10-1所示四项,共取6~7组数据,记录于表中,绘制变压器的外特性曲线U2=f(I2)。测取数据时,I2=0和I2=I2N=0.227A必测。

表10-1 数据记录表 U1(V) I1 (A) P1 (W) U2 (V) I2 (A) 36 36 实验完毕将调压器调回零位,断开电源。

4.变压器空载特性测试:将高压线圈(副边)开路,确认调压器处在零位后,合上电源,调节调压器的输出电压,使U1从0逐次上升到42V (1.2倍的额定电压),分别记录各次测得的U1,U2和I1,填入表10-2中,绘制变压器的空载特性曲线U1=f(I1)。其中U1=UN的点必须测,并在该点附近取的点应密些。

表10-2 数据记录表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 实 验 数 据 U1(V) 15 20 25 30 33 36 39 42 I1(A) P1(W) U2(V) 36 36 36 36 五、实验注意事项

1.本实验是将变压器作为升压变压器使用,并用调节调压器提供原边电压U1,故使用调压器

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