正弦交流和电抗元件.ppt

第 2 章 正弦交流电与电抗元件; 1． 实训目的 （1) 了解正弦交流电路的组成特点。  （2) 体验交流电路与直流电路的区别。  （3) 学会交流电路的连接、器件的使用及参数的测量。 （4) 建立正弦交流电路的基本概念。 ; 2．实训设备、器件与实训电路 1) 实训设备与器件 万用表1只、双通道示波器1台、降压隔离变压器2只、单刀双位开关2只、2 W 10 Ω电阻1个、日光灯1套、导线若干。;验妻任艳辆葛姿腊骇釉臭岂锅锯量汞泳彻姓奎属锚骸删遁苏孔胡镐泪弹脯正弦交流和电抗元件正弦交流和电抗元件; (2) 日光灯的结构: 日光灯电路由灯管、镇流器和启辉器3个部分组成。在细长的玻璃灯管内壁上,均匀地涂有一层荧光物质，在灯管两端的灯丝电极上涂有受热后能发射电子的氧化物，灯管内充有稀薄的惰性气体和水银蒸汽；镇流器由带铁心的电感线圈构成;启辉器由辉光管和一个小容量的电容器组成, 如图 2-2所示。;财牛撩方囱眠霞三腔助荤佣淤月具豫丽阑乓借转知猪伞槽薯慧司木碉吗账正弦交流和电抗元件正弦交流和电抗元件; (3) 日光灯的启辉过程:当接通电源时,电源电压全部加在启辉器的辉光管两端,使辉光管的倒U型金属片与固定触点放电, 其产生的热量使U型金属片伸直, 两极接触并使回路接通,灯丝因有电流通过而发热,氧化物发射电子。辉光管的两个电极接通后电极间的电压为零, 辉光管停止放电, 温度降低使U型金属片恢复原状, 两电极脱开,切断回路中的电流。根据电磁感应定律,切断电流瞬间在镇流器的两端产生一个比电源电压高很多的感应电压。该电压与电源电压同时加在灯管的两端,管内的惰性气体在高压下电离而产生弧光放电,管内的温度骤然升高,在高温下水银蒸气游离并猛烈地碰撞惰性气体分子而放电,放电时辐射出不可见的紫外线,激发灯管内壁的荧光粉发出可见光。（灯管正常发光时, 灯管两端的电压较低,40瓦的灯管约110伏,此电压不会使启辉器再次放电。）; 3．实训操作步骤与要求 1）连接线路 （1）按图 2—1（b）连接线路,接通电源,开关S2断开, Ｓ1闭合, 使日光灯正常发光。要求通电前认真检查电路,正确???误后方可通电。  （2）断开电源, 按图 2—1（b）连接线路, 接通电源, 开关S2断开, S1闭合, 再次使日光灯正常发光。 ; 2）观测交流电压波形用示波器测量隔离变压器T1次级的电压波形。这时,我们可以观测到如图 2—3所示的正弦波。在示波器上读出其幅度和两个波峰之间的时间及波峰与波谷之间的幅度。 ; 3）测量环路电压 （1）用万用表分别测量市电U、 镇流器及日光灯管两端（启辉器两端）的交流电压U1、U2。将结果填入表2—1中。注意U、U1、U2在数值上的关系。 （2）用万用表测量电阻R两端的电压,并由此计算出流过回路的电流I, 填入表 2 —1中。; 4） 观测电压u1与u2的相位关系 （1）用示波器的两个通道同时观测隔离变压器T1、 T2次级电压的波形。仔细调节示波器, 使显示屏上显示如图 2 — 3的波形。  读出两列正弦波波峰之间的时间间隔Δt及它们的周期T, 从振动学的有关知识我们可以得到两列正弦波的相位差为Δφ=2π(Δt/T),将其填入表2 — 1中。; （2）将开关S2闭合, 重复步骤2）、3）、4）。观测接入并联电容C对电路参数的影响。 ; 4．实训总结与分析 （1）在步骤2）中, 我们看到的正弦波就是市电电压的波形, 把这种电压（电流）的大小与方向均按正弦规律变化的电压（电流）称为正弦交流电。如何描述正弦交流电, 如何分析正弦交流电路是本章要解决的首要问题。 ; （2）由实验记录的结果可以看到一个使我们迷惑的现象: 电路中的端电压不等于各分电压之和, 即U≠U1+U2; 所以IU≠IU1+IU2。显然,按直流电路分析与计算电路的方法不完全适用于交流电路分析与计算。之所以会出现上述现象,是因为电路中出现了电感性与电容性负载。在由电感、电容、电阻组成的交流电路中,如何分析和计算电路参数也是本章要解决的主要问题之一。 ; （3） 在步骤4）中, 我们可以看出电压u1与电压u2之间存在一定的相位差, 随着电容的接入与否,相位差的大小也在发生变化。当流过不同性质负载的电流相同（幅值、相位）时,负载上的电压相位不同是交流电路的一个重要特征。显然,相位在交流电路中是一个十分重要的物理量.; （4）从表 2 — 1中可以看出, 没有接入电容时, u1与u2的相位差约为π/2,