阻抗并联及复联电路、功率因数的提高.docVIP

阻抗并联及复联电路、功率因数的提高 一、实验目的 1.观察阻抗复联电路中各电流及各电压有效值的情况，加深理解相量形式的KCL和KVL 2.观察改变与感性负载并联的电容值对电路电流及功率因数的影响，并了解提高功率因数的意义 3.观察复联电路中，负载端电压可能出现电压升高的现象 4.巩固单相功率表的使用 二、实验原理与说明 工业及生活用电中，大部分都是感性负载，要提高感性负载的功率因数，可以用并联电容的方法，使流过电容器中的无功电流与感性负载中的无功电流互相补偿，减小电压与电流之间的相位差，从而提高功率因数，电路图，相量图如下： 图9-1 并联电容前后电路图和相量图 由图9-1知，并联电容前，并联电容后，显然，所以。 若所加电容越来越大，根据可知越大不断减小，当时最小，最大，由相量图可知，实际上并联电容C越大，则=（＝）越大（因为U是一定的）所以测得数据观察其现象是：逐渐增大，I先减小后增大，I1不变，U不变，而P=R也是不变的。 功率因数提高可以充分利用发电设备的容量，可减少线路和发电机绕组的功率损失，因此意义十分重大。 三、实验内容 1.了解日光灯的基本数据 （1）按下图9-2接线 图9-2 功率因数的提高 （2）本实验先不接入电容，实验箱上虚线表示未接入 （3）灯管要接入电容中，且打到实验状态通路后灯管要亮，表示进入正常工作状态。 （3）观察日光灯的启动情况，调节调压器的输出电压（三相中的一相）为210V，观察启辉器及日光灯的启动过程。 （4）测量镇流器的电压和灯管的电压 镇流器的电压为 V，灯管的电压为 V。 2.感性负载与电容器并联 （1）按上图9-2接线 （2）调节负载端电压至210V （3）分别在负载端不并电容，并2电容，并4电容，并8电容的四种情况下，测量电路总电流I1，负载电流IL，电容电流IC，负载的功率P2及电路的功率P1,将测量数据记入表一中。并根据测量结果计算电路的功率因数。 注：电容在电容箱上（GDS-09），若没有该数值电容直接表示，则该电容可由若干电容已有数值电容并联，电容并联，总电容等于各电容之和。 （4）单相功率表接法 图9-3 功率表的接法 如测量电路的功率P1，在图9-3电路中，电流表笔插在插孔a上，引出导线接在电路的B端位置。 如测量负载的功率P2，在图9-3电路中，电流表笔插在插孔c上，引出导线接在电路的B端位置。 表一、感性负载与电容器并联 不并电容 并2电容 并4电容 并8电容 测 量 负载端电压U2(V) 总电流I1(A) 负载电流IL(A) 电容电流IC(A) 总功率P1(W) 负载功率P2(W) 计算 电路的功率因数 3.感性负载与电容器并联后再与线路阻抗串联 （1）在图9-2电路中端钮a与b之间串入一只空心线圈（即用空心线圈来代替线路阻抗），其它接线如图9-2所示。 （2）调节调压器的输出电压使得负载端电压U2为210V。 （3）分别在负载端不并电容，并2电容，并5电容，并9电容的四种情况下，测量调压器的输出电压U1,串联空心线圈的电压UL,总电流I1，电源端总功率P1，负载端（并联部分）的功率P2，将测量数据记入表二中，并根据测量结果计算电路的功率因数。 注：（1）电容在电容箱上（GDS-09），若没有该数值电容直接表示，则该电容可由若干电容已有数值电容并联，电容并联，总电容等于各电容之和。 （2）单相功率表接法同实验内容2 表二、感性负载与电容并联后再与线路阻抗串联 不并电容 并2电容 并5电容 并9电容 测 量 负载端电压U2(V) 电源端电压U1(V) 线路阻抗电压UL(V) 总电流I1(A) 总功率P1(W) 负载功率P2(W) 计 算 电路的功率因数 线路功率损耗 （W） 线路电压损失 （V） 注意：实验内容二和三中，每改变一次电容，就必须调节调压器的输出电压，使负载电压U2保持210V。 四、实验设备 序号 仪表设备名称 选用挂箱型号 数量 备注 1 单相自耦调压器 GDS-01 1 2 交流电压表 GDS-11 1 3 交流电流表 GDS-12 1 4 功率表 GDS-13 1 5 空心线圈 1 自制 7 电容箱 GDS-09和GDS-06 2 2 9 电流表插座 GDS-09和GDS-06 五、注意事项 1.本实验中用的单相功率表。接入电路是利用电流表笔插入相应插座（相当于串联一个电流表）测电流，用交流电压表测其两端电压（相当于并联一个电压表）。 2.交流电压由电源控制屏的三相调