實(shí)驗(yàn)八-單相交流電路及功率因數(shù)的提高

1、實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)八單相交流電路及功率因數(shù)的提高單相交流電路及功率因數(shù)的提高一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?.研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系。2.了解日光燈電路的特點(diǎn)，理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。二、原理說(shuō)明二、原理說(shuō)明1.交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系在單相正弦交流電路中，各支路電流和回路中各元件兩端的電壓滿(mǎn)足相量形式的基爾霍夫定律，即Σ?＝0和Σ＝0U?圖81所示的RC串聯(lián)電路，在正弦穩(wěn)態(tài)信號(hào)U的激勵(lì)下，電阻上的端

2、電壓與電路中的電流U?I?同相位，當(dāng)R的阻值改變時(shí)，和的大小會(huì)隨之改變，但相位差總是保持90，的相量軌RU?CU?RU?跡是一個(gè)半圓，電壓、與三者之間形成一個(gè)直角三角形。U?CU?RU?即=U?RU?CU?相位角φ＝acrtg(UcUR)改變電阻R時(shí)，可改變?chǔ)战堑拇笮?，故RC串聯(lián)電路具有移相的作用。2.交流電路的功率因數(shù)交流電路的功率因數(shù)定義為有功功率與視在功率之比，即cosφ＝PS其中φ為電路的總電壓與總電流之

3、間的相位差。交流電路的負(fù)載多為感性（如日光燈、電動(dòng)機(jī)、變壓器等），電感與外界交換能量本身需要一定的無(wú)功功率，因此功率因數(shù)比較低(cosφ＜0.5)。從供電方面來(lái)看，在同一電壓下輸送給負(fù)載一定的有功功率時(shí)，所需電流就較大；若將功率因數(shù)提高(如cosφ＝1)，所需電流就可小些。這樣即可提高供電設(shè)備的利用率，又可減少線路的能量損失。所以，功率因數(shù)的大小關(guān)系到電源設(shè)備及輸電線路能否得到充分利用。為了提高交流電路的功率因數(shù)，可在感性負(fù)載兩端并聯(lián)適

4、當(dāng)?shù)碾娙荩茫鐖D82所示。并聯(lián)電容Ｃ以后，對(duì)于原電路所加的電壓和負(fù)載參數(shù)均未改變，但由于的出現(xiàn)，電路的總電流減小了，總CII?電壓與總電流之間的相位差φ減小，即功率因數(shù)cosφ得到提高。按圖83組成線路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后接通市電交流220V電源，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出，使其輸出電壓緩慢增大，直到日光燈剛啟輝點(diǎn)亮為至，按表82記錄各表數(shù)據(jù)。然后將電壓調(diào)至220V，測(cè)量功率P和PR，電流I，電壓U，UL，UR等值，計(jì)算鎮(zhèn)

5、流器等值電阻r和等效電感L。表82日光燈電路的測(cè)量日光燈測(cè)量值計(jì)算值工作狀態(tài)U(V)I(A)P(W)UR(V)UrL(V)Pr(W)r(Ω)L(H)啟輝狀態(tài)正常工作3.并聯(lián)電路──電路功率因數(shù)的改善。按圖83組成實(shí)驗(yàn)線路。經(jīng)指導(dǎo)老師檢查后，接通市電，將自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220V，記錄功率表，電壓表讀數(shù)，通過(guò)一只電流表和三個(gè)電流插孔分別測(cè)得三條支路的電流，改變電容值，進(jìn)行重復(fù)測(cè)量。電容值測(cè)量數(shù)值計(jì)算值0P(w)U(v)I(A)IL(A)

6、IC(A)cosФI’Acos’Ф1F2.2F3.2F4.7F5.7F6.9F五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.本實(shí)驗(yàn)用交流市電220V，務(wù)必注意用電和人身安全。2.功率表要正確接入電路，讀數(shù)時(shí)要注意量程和實(shí)際讀數(shù)的折算關(guān)系。3.線路接線正確，日光燈不能啟輝時(shí)，應(yīng)檢查啟輝器及其接觸是否良好。六、預(yù)習(xí)思考題六、預(yù)習(xí)思考題1.參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。2.在日常生活中，當(dāng)日光燈上缺少了啟輝器時(shí)，人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器