实验报告2：交流阻抗参数的测量和功率因数的改善

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1、实验报告交流阻抗参数的测量和功率因数的改善姓名马诗琪班级13教技学号13103414114交流阻抗参数的测量和功率因数的改善一．实验目的：1.测量交流电路的参数。2.掌握提高感性负载功率因数的方法，体会提高功率因数的意义。3.设计感性负载电路中补偿电容的大小。4.学会使用单相功率表。二．实验原理：1.感性负载参数的测定：用三表法（即交流电压表、交流电流表、功率表）测出上述电路的U、U1、U2、及电流I和功率P，就可按下列各公式求出电路的参数。L、R串联电路的总功率因数cosφ=PUI电路总阻抗Z=UI滑线电阻阻值R=U2I电路总电阻值R'=Zcosφ电感线圈电阻RL=R'-R电感线圈电

2、感L=XLω=Zsinφ2πf1.感性负载并联电容器提高功率因数意义：在正弦交流电路中，电源发出的功率为P=UIcosφ，cosφ提高了，对于降低电能损耗、提高发电设备的利用率和供电质量具有重要的经济意义。2.感性负载并联电容器提高功率的方法：实验时，在不同的C值下，测量出电路的总电流I、负载端电压U及负载吸收的功率P，便可计算出相应的功率因数cosφ'。另外，也可以利用交流电流表测量出电路总电流I及各支路的电流的值IH、IC，画出向量图，在根据余弦定理(IH2=I2+IC2-2IIccos(90°-φ'))，计算出不同的C值下的相应的φ'值大小及cosφ'值大小。一．实验仪器和设备：

3、1.电工技术实验装置2.万能多用表二．实验内容：1.用三表法测量交流电路的参数：按图1-4-2所示电路接线，闭合电源开关，调节试验台上的调压器，使其输出电压约为30V。调节电阻R（为了防止电流过大，在实验箱上采用两个串联），使感性负载之路电流IH=30mA，将测得的电压、电流值记入表2-4-1内，据此计算电路参数。1.设计最佳补偿电容的大小：根据计算的电路参数，若将电路的功率因数提高为cosφ=1，设计出最佳补偿电容的大小.（1）设电感L为日光灯镇流器，画出提高功率因数的相量图。（2）根据所测得的电感量，设计最佳补偿电容的大小。（3）实验记录测量参数计算参数I/AU/VU1/VU2/V

4、P/Wcosθcosθ

5、Z

6、/ΩR/ΩRL/ΩXL/ΩL/mH0.023010270.590.850.981500500037257902.5162.感性负载电路功率因数的提高：在上述实验的基础上，将调压器输入电压调到30V左右，保持=30mA不变，如图2-4-2所示，选择适当的电容大小（建议投入的电容量为0.47F~10F）,相应地测量U、I、及P的数值，并计算出对应的、C记入自行设计的表格内。（1）自拟数据表格，用实验方法测出最佳补偿C的大小（2）与设计的最佳补偿C进行比较，并分析误差的原因。测量参数计算参数I/AU/VIH/AIC/AP/WcosθcosθR/ΩRL/ΩXc/ΩC

7、/uF0.035320.030.0020.940.800.9850003725160000.199一．思考题：1.为了提高感性阻抗的功率因数，为什么采用的是并联电容而不是串联电容？答：并联电容可以保持Z1两端的电压不变，从而不改变电路的性质以及Z1消耗的功率，而串联电容无法达到。2.“并联电容”提高了感性阻抗的功率因数，试用矢量图来分析并联的电容容量是否越大越好？答：并联电容并不是越大越好。功率三角形如图所示：S1：未并联电容时复功率S2：并联电容时复功率P：有功功率Q2：并联电容时无功功率QC：电容无功功率，QC随C的增大而增大，当C增大到一定程度时无功功率又会由C产生，因此C并不是

8、越大越好。3.若改变并联电容的容量，试问功率表和电流表的读数应作如何变化？答：由于电容是并联在Z1两端，加上去并不影响有功功率P，故功率表读数不变化。当C变大时，电流表读数变小，当C增大到一定程度时，电流表读数达到最小然后又开始变大。1.感性负载在并联电容后，电路的总功率P及电流IH，电路的功率因数COSψ是否发生变化，为什么？答：P及电流IH不变COSψ变化2.使用功率表时，应注意哪些问题？答：注意量程，注意精确度。