電感性負載電路及功率因數(shù)的提高試驗VIP

1、電感性負載電路及功率因數(shù)的提高一實驗?zāi)康? 掌握正弦交流電路中電壓、電流的相量關(guān)系。2 了解電感性負載并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)的原理，從而認識提高功率因數(shù)的意義。3 學(xué)習(xí)用實驗方法求取線圈的參數(shù)。4 學(xué)習(xí)功率表的正確使用方法。二實驗原理 1電源設(shè)備的容量是視在功率SUI，而其輸出的有功功率P為UIcos,為了充分利用電源設(shè)備的容量，就要求提高電路的功率因數(shù)；另外，當負載的有功功率P和電壓U一定時，功率因數(shù)越高，輸出電線路中的電流就越小，在輸電線路電阻上消耗的功率也就越小，因此提高功率因數(shù)對電力系統(tǒng)的運行十分重要，有很大的經(jīng)濟意義。用電設(shè)備中，多數(shù)是電感性負載，例如工業(yè)中廣泛應(yīng)用中的三相異步電動機

2、、照明用的日光燈等。本實驗用變阻器R與帶鐵心線圈（、L）相串聯(lián)，模擬電感性負載，如圖3.1（開關(guān)S未合上）所示。 圖3.1 電阻及電感串聯(lián)電路 圖3.2電感性負載并C后各電流的相量圖一般電感性負載功率因數(shù)較低，通常用并聯(lián)適當?shù)难a償電容器來提高電路的功率因數(shù)。并聯(lián)電容后，雖然電感性負載支路的電流不變，但這個感性電流與電容支路的容性電流相補償，使電路總電流可以減小，功率因數(shù)可以提高。圖4.3.2是由電感性負載并聯(lián)電容后（圖3.1中開關(guān)S己合上），各電流的相量圖（以為參考相量）。 如果感性負載電路的功因率數(shù)從提高到則所需并聯(lián)電容器的電容值可按下式計算： 式中，U電源電壓（V），P電路消耗的有功功率（

3、W）。本實驗中電容器采用電容箱，其示意圖3.3。為使用方便每個電容連接一個開關(guān)，幾個電容并聯(lián)后，其總電容為各電容值之和。圖3.3電容箱示意圖 2本實驗測量電流時，借用輔助設(shè)備電流插座和插頭，如圖4.3.4所示。三路電流插座是獨立的，見圖4.3.4（a），可分別接入被測電流支路，電流插頭與一個電流表相接，見圖4.3.4（b），當需測量某一支路電流時，可用電流插頭插入電流插座的兩接觸銅片間，電流就流經(jīng)電流表而測得所需支路電流。（a） （b）圖3.4 三路電流插座及電流插頭（a）電流插座 （b）電流插頭1電流插座板 2電流插座接觸銅片 3電流插頭 4插頭引出線 5絕緣材料 3功率的測量，采用電動式單

4、相功率表（其原理見有關(guān)教材），它是多量程的，一般有三檔或四檔電壓量程，兩檔（串聯(lián)或并聯(lián)）電流量程。使用時應(yīng)根據(jù)被測電路中電流及電壓的大小，分別選用合適的電流、電壓量程，不能根據(jù)功率大小來選擇。由于功率表是多量程的，所以它的標度尺上只標有分格數(shù)，當選用不同的電流和電壓量程時，每一分格代表不同的瓦特數(shù)。為此，在使用功率表時，要注意被測量的實際值與指針示值之間的換算關(guān)系。假定測量時功率表指針讀數(shù)為X（格），則被測實際功率的數(shù)值（單位為W）為：PCX其中C為功率表的分格常數(shù)，單位是W格式中功率表標度尺的滿刻度格數(shù)所使用的電壓線圈的額定值（此值常標注在電壓線圈的接線端鈕旁）所使用的電流線圈的額定值（此值

5、常標注在電表盒蓋內(nèi)）功率表電流及電壓端子上標有符號（或±）端是同名端（或稱對應(yīng)端），即為兩個線圈的始端，接線時應(yīng)聯(lián)接在電源的同一端，其正確接法見4.3.5（a）、（b）；4.3.5（c）為錯誤接法，其中有一個線圈反接，指針將反向偏轉(zhuǎn)。（a） (b) (c)圖3.5 功率表電流和電壓線圈同各端的接線方法（a）功率表電壓線圈前接 (b)功率表電壓線圈后接 (c)錯誤接法具體測量時，功率表的電壓線圈兩端接測試筆，電流線圈應(yīng)串接入電流插頭，如圖4.3.6所示，并辨清那根引線為電流線圈的同名端，以保證電流線圈與電壓線圈的“”端接在一起如圖4.3.6。 圖3.6功率表的具體使用方法本實驗的電感性

6、負載支路由兩個元件串聯(lián)組成。當電流線圈插入該支路的插片中，而電壓線圈的兩根測試筆接于電感線圈兩端時，功率表指針偏轉(zhuǎn)值為電感線圈所消耗的功率；當兩測試筆跨接在電阻R兩端時，功率表指示的讀數(shù)，即為R消耗的功率。用功率表測量功率時，相當于同時在電路中接入電壓表和電流表，因此它們的內(nèi)阻會影響測量的準確度。功率表的電壓線圈一般要取用幾十毫安的電流，為了減小測量誤差，對高阻抗負載（本實驗電容容抗較大），電壓線圈支路分流影響大，所以，電壓線圈應(yīng)接在電流線圈之前，稱前接，如圖3.5（a），對于低阻抗負載，電流線圈上壓降影響大，電壓線圈應(yīng)后接，如圖3.5（b）。三實驗儀器和設(shè)備電感線圈（200500mH）、電阻

7、器（100，2A）、電容器（032F，250V）、交流電壓表（0250500V）、交流電流表（12A）、單相功率表（075150300V，0.51A）、電流插座板（三相）、電流插頭。四實驗內(nèi)容和步驟1測量電感性負載支路（斷開電容箱上所有開關(guān)）的電流，電壓和功率。2電感性負載支路兩端，并入8F電容，測量電路的電壓、電流和功率，3測量電容值與總電流之間的關(guān)系五預(yù)習(xí)要求1設(shè)圖3.7電感性負載電路，電阻R100，線圈阻抗Z150，電源電壓為127V，選擇電流表的量程。2閱讀教材中有關(guān)功率表的內(nèi)容，了解功率表的原理和使用方法。3從實驗步驟3所測各項數(shù)據(jù)，列出求取電阻R和鐵心線圈電阻r和電感L的計算式。4圖3.7中并聯(lián)電容后、是否改變？如果改變，是變大還是變??？為什么？六實驗總結(jié)報告1根據(jù)實驗步驟3 所得數(shù)據(jù)，計算出表4.3.4中列所列各項計算值，并填入表中。計算項目R（）r（）L(H)計算值 2根據(jù)實驗步驟3 、4所得測量值，按比例在坐標紙上畫出、及的相量圖（以為參考相