交流阻抗参数的测量和功率因数的改善

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1、课程名称：电路实验名称：交流阻抗参数的测量和功率因数的改善交流阻抗参数的测量和功率因数的改善一、实验冃的1、学习测量阻抗参数的基本方法，通过实验加深对阻抗概念的理解；2、掌握电压表、电流表、功率表和单相自耦调节器等电工仪表的正确使用方法。二、实验原理略三、实验内容1＞三电压表法测量电路如图1所示，Zi=10Q+L(114mH),Z2=100Q+C(10uF),按表1的内容测量和计算。-220V50HzUs+乙at十jx(b)相量图图1三电压表法表1三电压表法Z测量参数计算参数U/VUi/Vu2/v

2、COS0Ur/Vux/vr/QL/mHC/uFZ1306.225.70.63116.21519.93726.154102.4/Z2308.72&50.0240.69328.4927.967/61.071分析：可由处理公式RU,r=——U.L=R5；2U#2wu/Ur=U2Cos0c=u-;Ux=U2Sm0WRUX得到处理后的数据如表所示，通过数据计算我们发现电感，电容的大小及功率因数的大小与理论值相比有很大的误差,鉴于实际测量过程屮小纟R多次检杏电路连接与读数，因此可排除测呈时的线路连接逻辑错

3、课,下面推断产住此现象的错谋原因：1)电容存放时间长，其参数值已经变化，偏离了原理论值；2)所连接的电感线圈实际值并没冇达到所要求的114mH；2＞三表法(电流表、电压表、功率表)按图2所示电路接线，将实验数据填入表2-PoZi=10Q+L(114mH),Z2=100Q+C(10uF),-220V50Hz，乙I2表2三表法Z测量参数计算参数I/AU/VP/Wz/Qcos0r/Qx/QL/mHC/uFZ10.314.23.0547.330.71633.8933.05105/0.62&712.2347

4、.830.71033.9733.67107/Z20.398.48.83328.000.29998.11312.98/63.900.6197.536.01329.170.304100.03313.60/63.78Z1+Z20.393.012.00310.000.430133.33279.86//0.6186.448.32310.670.432134.22280.18//Z1//Z20.315.03.6250.000.80440.2229.70//0.630.514.6050.830.79840.56

5、30.65//分析：根据三表法的原理知,X=yjz2-r2=ZSin(pz-H.rPcos°=——；IUp=ZCOScp;根据公式处理P,U,I,数据后得到上表,根据表中的数据分析如下：1)使用三表法测量的结果与三电压表法测得的电感、电容数值接近一致，因此验证实验一所做的推断是正确的，电容、电感理论值与实际值有较大的偏差。因此无法比较两种方法测量的结果哪种更加接近实际值。在这里只能做相对的分析：两者功率因数测量的相对误差分别为：W严勺oo%=旦四=11.3%接入电感时,Cos輕0-71Cos02

6、-Cos%接入电容时,*100%=0.029—0.024_0.029=17.2%2）两者从理论上分析都是准确测量阻抗值的方法，但是由于实际操作屮各表的误差和电感，电容的误差使得测量结果产生偏差；3、功率因数的改善仍按图2接线，并将电容（24UF）并联在负载Zi两端。首先调节单相自耦调压器，使副方电压等于表2第二栏中测量出的电压值（负载为Z］时对应1=0.6A的电压值），然后测出I、P,计算cosO,将实验数据填入表3中，并与不接电容前的负载功率因数相比鮫。表3并联电容测量参数计算参数1/mAU/V

7、P/Wcos010uF0.540028.712.240.79024uF0.479428.712.280.893分析:Z参数测量计算参数I/AU/VP/Wz/nCOSQr/flx/QL/HC/廿10uF0.540028.712.2453.150.79041.9832.60////24uF0.47942&712.2859.870.89353.4327.00////由实验结果可分析，在并联电容24uF和lOuF后，功率因数与原0.71相比，增大了;但是由于Z增大，相应的I便减小；四、思考题1、为了提高感

8、性阻抗的功率因数，为什么采用的是并联电容而不是吊联电容？串联和并联电容这两种方法均可以提高感性阻抗的功率因数，但是提高功率因数后的结果是不一样的：串联电容（左图）：由于Z=/?+jwL・j/wC,当jwL-j/wC由正逐渐较小时，功率因数不断增人，当其减为零时，功率因数达最人1；阻抗Z最小，由于此时电流最人，而加在电感，电容两端的电流均为此值，因此会在电感、电容两端产牛很大的电压，可能会使电容击穿；Z=S+jwL）*（_j/wC）并联电容（右图）：由于R+jwL・j/wC,功率因数