實驗八-單相交流電路及功率因數(shù)的提高

1、實驗八實驗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、實驗目的一、實驗目的1.研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關系。2.了解日光燈電路的特點，理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。二、原理說明二、原理說明1.交流電路中電壓、電流相量之間的關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U的激勵下，電阻上的端

2、電壓與電路中的電流U?I?同相位，當R的阻值改變時，和的大小會隨之改變，但相位差總是保持90，的相量軌RU?CU?RU?跡是一個半圓，電壓、與三者之間形成一個直角三角形。U?CU?RU?即=U?RU?CU?相位角φ＝acrtg(UcUR)改變電阻R時，可改變φ角的大小，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。交流電路的負載多為感性（如日光燈、電動機、變壓器等），電感與外界交換能量本身需要一定的無功功率，因此功率因數(shù)比較低(cosφ＜0.5)。從供電方面來看，在同一電壓下輸送給負載一定的有功功率時，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)的大小關系到電源設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)，可在感性負載兩端并聯(lián)適

4、當?shù)碾娙荩?，如圖82所示。并聯(lián)電容Ｃ以后，對于原電路所加的電壓和負載參數(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)指導教師檢查后接通市電交流220V電源，調節(jié)自耦調壓器的輸出，使其輸出電壓緩慢增大，直到日光燈剛啟輝點亮為至，按表82記錄各表數(shù)據(jù)。然后將電壓調至220V，測量功率P和PR，電流I，電壓U，UL，UR等值，計算鎮(zhèn)

5、流器等值電阻r和等效電感L。表82日光燈電路的測量日光燈測量值計算值工作狀態(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組成實驗線路。經(jīng)指導老師檢查后，接通市電，將自耦調壓器的輸出調至220V，記錄功率表，電壓表讀數(shù)，通過一只電流表和三個電流插孔分別測得三條支路的電流，改變電容值，進行重復測量。電容值測量數(shù)值計算值0P(w)U(v)I(A)IL(A)

6、IC(A)cosФI’Acos’Ф1F2.2F3.2F4.7F5.7F6.9F五、實驗注意事項五、實驗注意事項1.本實驗用交流市電220V，務必注意用電和人身安全。2.功率表要正確接入電路，讀數(shù)時要注意量程和實際讀數(shù)的折算關系。3.線路接線正確，日光燈不能啟輝時，應檢查啟輝器及其接觸是否良好。六、預習思考題六、預習思考題1.參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。2.在日常生活中，當日光燈上缺少了啟輝器時，人們常用一根導線將啟輝器