电路实验_交流阻抗参数的测量和功率因数

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1、东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电路实验第三次实验实验名称：交流阻抗参数的测量和功率因数的改善院（系）：仪器科学与工程学院专业：测控技术与仪器姓名：范默涵学号：22012231实验室:实验组别：同组人员：实验时间：2014年3月12日评定成绩：审阅教师：交流阻抗参数的测量和功率因数的改善一、实验目的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1．三电压表法原理：用电路的相量图法测量并计算交流阻抗参数：相对于电路串联部分的电流相量，根据VCR确定串联部分有关

2、电压相量与电流相量之间的夹角，再根据回路上的KVL方程，用相量平移求和的法则，得到回路上各电压相量所组成的多边形。这样就可以用几何关系计算图中的几何参数得到与其相对应的电路参数。2．三表法原理：1）电表的使用方法：电压表电流表测量值为有效值；功率表测量值为平均功率。2）被测参数之间的关系：3．功率因数的改善原理：1）平均功率、有功功率的概念；2）功率因数的概念及其含义；3）通过对感性电路并联电容提高功率因数：电容的无功功率补偿电感吸收的部分无功功率，提高能量的利用率；4）控制变量研究并联的电容大小与功率因数的关系。三、实验内容1、三电压表法测量电路如图1所示，Z1=

3、10Ω+L（114mH），Z2=100Ω+C（10uF），按表1的内容测量和计算。（a）测量电路（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/VU1/VU2/VcosθUr/VUx/Vr/ΩL/mHC/uFZ16033.332.30.59415.38320.83724.811107.03Z2608.928.70.06090.174728.6999.876分析：1）误差计算：电感内阻r测量误差为电感L测量误差为电容C测量误差为2）误差分析：（1）由误差分析知道：电感测量误差相对较大，而电容的测量较准确；因为测量过程中，电路发热增加，使得电感自身性质发生

4、改变，导致测量值偏离理论值。（2）自耦变压器的旋钮十分敏感，电压表示数甚至会闪烁不定，因此记录数据时可能带来一定偏差；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中。Z1=10Ω+L（114mH），Z2=100Ω+C（10uF），图2三表法表2三表法Z测量参数计算参数I/AU/VP/Wz/Ωcosθr/Ωx/ΩL/mHC/uFZ10.314.53.0848.330.708034.2234.13108.700.629.112.3748.500.708534.3634.23109.01Z20.398.58.80328.110.2976313

5、.2510.170.6196.835.88327.780.3037312.3010.20Z1+Z20.393.011.92310.000.4272132.44280.2811.360.6185.648.04309.330.4314133.44279.0711.41Z1//Z20.315.53.7551.750.807841.8130.5197.150.631.114.9951.820.803241.6330.8798.32分析：1）当Z=Z1时，测得的r包含了10Ω的电阻和电感的内阻，用I=0.3A和0.6A时测量值的平均值作为结果，则电感测得内阻为，测量误差为；电

6、感测量值为误差为，测量误差为；可见，对电容的测量，用三表法测量误差仍然很大，原因同三电压表法中的误差分析（1）。2）当Z=Z2时，电容测量值为，测量误差为，可见用三表法测量电容时误差仍然是很小的。综合两种测量电感和电容参数的方法，对电感的测量误差都很大，而对电容的测量误差都非常小，可见这是由原件自身性质所决定的。电感在测量过程中太容易受温度变化等因素的影响，而电容是比较稳定的。3）当Z=Z1+Z2时，可见电路呈现容性；1）当Z=Z1//Z2时，可见此时电路呈现感性；1、功率因数的改善仍按图2接线，并将电容（24μF）并联在负载Z1两端。首先调节单相自耦调压器，使副方

7、电压等于表2第二栏中测量出的电压值（负载为Z1时对应I=0.6A的电压值），然后测出I、P，计算cosθ，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较。表3并联电容测量参数计算参数I/mAU/VP/Wcosθ10uF533.629.112.400.79924uF465.229.112.270.906分析：1）与不并电容时测得的功率因数0.7085相比较，并联电容后功率因数提高了；2）并联电容分别为10uF和24uF时，功率因数分别提高到了0.799和0.906，即并联24uF比并联10uF更能提高功率因数；四、思考题1、为了提高感性阻抗的功率因数，为