浙大电工电子学实验报告实验2单向交流电路.docVIP

专业： 姓名： 学号：__ _ 日期： 地点： 实验报告 课程名称： 电工电子学实验 指导老师： 实验名称： 单向交流电路 一、实验目的 1.学会使用交流仪表（电压表、电流表、功率表）。 2.掌握用交流仪表测量交流电路电压、电流和功率的方法。 3.了解电感性电路提高功率因数的方法和意义。 二、主要仪器设备 1.实验电路板 2.单相交流电源(220V) 3.交流电压表或万用表 4.交流电流表 5.功率表 6.电流插头、插座 三、实验内容 1.交流功率测量及功率因素提高 按图2-6接好实验电路。 图2-6 (1)测量不接电容时日光灯支路的电流IRL和电源实际电压U、镇流器两端电压UL、日光灯管两端电压UR及电路功率P，记入表2-2。 计算：cosφRL= P/ (U·IRL)= 0.46 测量值计算值U/VUL/VUR/VIRL/AP/WcosφRL2191721120.38038.370.46表2-2  (2)测量并联不同电容量时的总电流I和各支路电流IRL、IC及电路功率，记入表2-3。 并联电容C/μF测量值计算值判断电路性质 (由后文求得)I/AIC/AIRL/AP/Wcosφ0.470.3540.0400.38539.180.51电感性10.3220.0800.38439.660.56电感性1.470.2930.1150.38339.630.62电感性2.20.2570.1700.38740.520.72电感性3.20.2190.2460.38740.770.85电感性4.40.1990.3290.38941.370.95电感性表2-3 注：上表中的计算公式为cosφ= P/( I ·U)，其中U为表2-2中的U=219V。 四、实验总结 1.根据表2-2中的测量数据按比例画出日光灯支路的电压、电流相量图，并计算出电路参数R、RL、XL、L。 如图，由于IRL在数值上远远小于各电压的值，因而图中只标明了方向，无法按比例画出。 另外，此处IRL是按照UR的方向标注的。(如若按照cosφRL=0.46，得IRL与U的夹角φRL=-63°，则IRL与UR的方向有少许差别，这会在后文的误差分析中具体讨论。) R=UR/IRL=294.7 Ω 据图得UL与IRL夹角为81°，则得：RL+jXL=Z=UL/IRL=26.9+169.9 j 因而得：RL=26.9 Ω XL=169.9 Ω L= XL/2пf=0.54 H 2.根据表2-3的数据，按比例画出并联不同电容量后的电源电压和各电流的相量图，并判别相应电路是电感性还是电容性。 所得向量图如下，其中由于电压与电流数量级相差过多，电压未按比例绘制长度。 如图，由于φ全部0，因此所测电路都为电感性。  并联电容C/μF测量值向量图φ电路性质I/AIC/AIRL/A0.470.3540.0400.3850电感性10.3220.0800.3840电感性1.470.2930.1150.3830电感性2.20.2570.1700.3870电感性3.20.2190.2460.3870电感性4.40.1990.3290.3890电感性 3.讨论电感性负载用并联电容器的方法来提高功率因素的方法和意义。 根据上面各图所示，IRL在电容变化时基本保持不变，这是因为加在负载(包括电感和日光灯)两端的电压是恒定的，因此其内部的电流不变，而当并联的电容改变时，只改变IC的相位，因而导致I的相位改变，可以看出，在φ0时，随着电容的增大φ越来越接近0，即I与U的方向趋于一致，因而cosφ趋向于1，功率因素提高。而当φ=0时，系统为电阻性，功率因素为1，功率利用率最高。而当电容继续增大时，φ0且不断增加，致使cosφ变小，功率因素减小，此时系统处于电容性。此次实验由于实验次数与数据尺度的限制，没有出现电阻性和电容性的情况。 综上可得，提高功率因素的一般方法是，对于电感电路(日常使用电路通常为电感电路)，并联适当大小的电容器有利于功率因素的提高，其电容大小以使总电压与总电流相位差接近0为宜。根据公式计算，当，即并联谐振时，功率因素达到最大(式中R表示负载和电感的等效电阻)。在现实生活生产中增大功率因素是有积极意义的，因为这样可以更充分地利用电源所供给的功率，增大生产效率。由于日常所用电路大多为电感性的，因此并联电容这种方法