1、电源：交流输入三相四线380V±10%，配4芯电源插头。2、配三相四线带漏电保护电源开关。3、有三路短路保护、三路电源指示灯、三相四线电源输出接线端子和三路电流测量接口。4、配三相灯组负载：每相有三个15W灯泡，用3只开关控制通断，共9只灯泡。每相留有电流测量插孔1对，便于相电流的测量。5、日光灯器件组：设有10W镇流器、10W日光灯管、启辉器以及用于改善功率因数的高压电容（1uF/500V、2.2uf/500V、0.47uF/500V各3个）。6、日光灯管和灯脚装在电路板的正面，方便灯管的维修维护。7、日光灯管上面装有亚克力板保护罩，既能保护灯管又能保护实验者的安全。8、R、L、C元件特性组：设有1kΩ/25W功率电阻、1H/0.5A电感及4?F/500V高压电容各一只，通过实验可测试各元件的参数。9、36V/220V升降压铁芯变压器 1只，原、副边均设有电流插座便于电流的测试，可测量原、副边电流，通过实验可掌握变压器参数测试的方法，并了解电压、电流和阻抗的变换关系。10、双绕组变压器1只：220V/双路12V。通过实验可掌握变压器原、副边同名端，副边双绕组同名端的判断方法，进一步理解同名端在变压器应用中的意义。11、交流电路实验箱设置交流电压表一只，量程0～450V；交流电流表一只，量程0～500mA，带有短路保护。12、三相灯组上装有有机玻璃保护罩，既防止灯泡损坏，又保护实验导线不被烫坏，还保护了安全。13、交流电路实验箱箱子设计有专用接地保护设施。14、配置独立三相开关1个（9脚），短接按钮1个。15、配置510/3W电阻2个，配置发光二极管2个。16、配套自锁紧护套实验导线12根（红、黄、绿、黑各3根），电流接口线1根。17、可选配耦合电感1对，通过实验可进一步理解电流互感器的原理。18、机箱：坚固型铝合金框架，厚实的 ABS 塑料包角，参考外形尺寸 486×366×148mm。二、实验项目1、用三表法测量交流电路等效参数2、正弦稳态交流电路相量的研究3、单相铁心变压器特性的测试4、三相交流电路电压、电流的测量5、三相电路功率的测量6、功率因数及相序的测量7、日光灯电路接线8、日光灯电路及功率因数的提高9、电流互感器实验

一、能量转换机制

实验箱的核心功能在于将工频交流电转换为可观测的电路参数，其能量转换过程分为三级：

电源预处理输入的220V/50Hz市电经自耦调压器（调压范围0-250V）输出可调电压，通过电压互感器（变比1:100）将高压信号降至安全范围。此过程满足公式：

二、信号处理流程

实验箱通过信号采集-处理-显示三阶段实现电路特性分析：

信号采集

电压信号通过10:1分压器（阻容式）降压至0-5V

电流信号采用霍尔传感器（精度±0.5%）转换为0-5V电压

相位差测量采用过零比较器+异或门电路，精度达1°

数据处理内置微控制器（如STM32F103）执行以下算法：

傅里叶变换提取基波分量

计算视在功率S=UI、有功功率P=UIcosφ、无功功率Q=UIsinφ

通过卡尔曼滤波消除谐波干扰

结果显示

功率表显示电压、电流、功率因数等参数

示波器接口（BNC）输出信号波形，带宽20MHz

数字显示屏（128×64点阵）显示计算结果

三、保护机制

实验箱采用三级防护体系确保安全：

硬件保护

漏电保护器（动作电流≤30mA，响应时间≤0.04秒）

过流保护：当负载电流超过额定值1.2倍时，熔断器（10A/250V）熔断

过压保护：当输入电压超过250V时，压敏电阻（10D471K）导通

软件保护

微控制器实时监测电压/电流参数，当超出安全阈值时自动切断电源

启动自检程序，检测元件连接状态（如开路、短路）

热防护

功率电阻采用陶瓷基板（热阻0.8℃/W）

电感线圈绕组温度传感器（NTC 10kΩ）实时监测温度

强制风冷系统（风量10CFM）确保关键元件温度≤85℃