交流电路参数测定和功率因数的研究和荧光灯电路功率因数的提高.ppt

电路实验,实验 三表法测交流电路等效参数与 荧光灯电路功率因数的提高,一、实验目的 二、实验任务 三、实验器材 四、任务分析 任务1分析 实验原理 实验电路设计 操作说明 五、数据分析,一、实验目的,1.学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。 2.学习功率表的接法和使用 3.掌握R-L串联电路的电压三角形关系； 4.学习测量单相交流电路的功率和功率因数；掌握提高功率因数的方法 5.了解各种补偿现象。,二、实验任务,（一）、设计测量电路，测未知元件（2种）的交流等效参数 条件： 1、供电电源电压200V、50Hz。 2、被测未知元件最大允许电流0.5A。 3、设计测量电路（注意器件安全）及实验方案 （二）、对其中的感性测试电路测定功率因数，要使电路功率因数提高到0.9以上，设计实验方案，并绘制不同补偿（欠、最佳、过）的相量关系图。,三、实验器材,DGJ-3实验台、万用表 1.功率表 2.交流电流表 3.交流电压表 4.大功率可调电阻 5.电阻箱（2W）,四、任务分析,交流元件的阻抗可以用 Z=R + j X 其中R为元件的等效电阻，X为与之串联的电抗。,即：被测元件可以看成一个电阻与一个纯电抗元件（电容或电感）的串联。,（一）、任务1分析,如图：,Z,R,L,或,R,C,当电抗为零时为纯电阻元件；当电阻为零时为纯电抗元件。,1,2,X为+,X为-,如何进行判断（即如何判断元件是感性还是容性）？等效参数R、L或C如何测量？,已学过的方法,今天我们研究用三表法来进行判断与测量,（二）实验原理,三表法适用于测量工频电源下交流电路等效参数。利用正弦交流电路中R、L、C元件的电压与电流关系来进行判断量,当被测阻抗元件两端并入小的试验电容时，如果电路总电流减小,则可以确定被测阻抗元件呈感性,应用 来等效。,1,U,Ic,如果电路总电流增大,则可以确定被测阻抗元件非感性,可用 来等效。,为什么不能确定为容性？,2,（a）电压三角形 (b)阻抗三角形 (c)功率三角形 图 电压、阻抗、功率三角形,等效参数则利用电压、阻抗、功率三角形关系来进行测量和计算。以RL串联为例：,交流电源为频率50Hz时，可计算出等效电感L。这种测量阻抗的方法简称三表法，是测量交流阻抗的基本方法。,RZ cos,XZ sin,实验电路设计,因被测元件电流不允许超过0.5A，则考虑在串入一个已知的电阻r。,a,b,操作说明,串入电阻r的选用：该元件应能承受0.5A以上电流！必须选用大功率电阻！ 功率表使用 电路的连接 交流电实验操作规程。（对比直流操作） 实验的安全注意事项。,选A1、A2两端，大小由万用表测得,交流电实验操作规程,1、仪表调零与校准 2、连接电路 3、实验预操作（加小电压，观测） 4、逐渐加压到实验电压 5、记录数据 6、调压到零 7、关闭电源 8、调整电路或拆线（重复2-8步骤）,实验的安全注意事项,1. 本实验直接用市电220V交流电源供电， 实验中要特别注意人身安全，不可用手直接触摸通电线路的裸露部分，以免触电，进实验室应穿绝缘鞋。 2. 自耦调压器在接通电源前，应将其手柄置在零位上，调节时， 使其输出电压从零开始逐渐升高。每次改接实验线路、换拨黑匣子上的开关及实验完毕，都必须先将其旋柄慢慢调回零位，再断电源。必须严格遵守这一安全操作规程。 3. 实验前应详细阅读智能交流功率表的使用说明书，熟悉其使用方法。,功率表使用,W,I,*,*,U,同名端一般连在一起,电压取样。并联,电流取样，串联,P=UIcos,有功功率,电路的连接,被测元件,功率因数提高,电路性质判断,计算功率因数，等于1时为电阻 功率因数不等于1时，并入小电容后，电流表读数（总电流）下降，则电路呈感性。电流表读数增加，则呈容性。,数据分析C+程序,#include #include #include #define pi 3.1415926535898 using namespace std; int main() double p,u,i,c; double k,l,z1,r,x,t,k1,l1,t1; while(1) coutpui; z1=u/i;,k=p/(u*i); l=sqrt(1-k*k); t=l/k; x=z1*l; r=z1*k; cout“功率因数=“kendl “|z|=“z1endl “R=“rendl “X=“xendl “等效电容=“1/(2*pi*50*x)endl/当确定元件为单一的电容时 “等效电感=“x/(2*pi*50)endl /当确定元件为单一的电感时 “z=“r“+j“xendl/当确定电路为感性时 “最大电容=“2*l/(2*pi*50*z1)endl;/仅当电路为感性时有此内容,for(c=0.1;c=1;c=c+0.0125) k1=c; l1=sqrt(1-c*c); t1=l1/k1; cout“并联电容后的功率因数=“cendl “欠补偿时的电容值=“p*(t-t1)/(2*pi*50*u*u)endl “过补偿时的电容值=“p*(t+t1)/(2*pi*50*u*u)endl; return 0; ,分析结果,对同一个功率因数，对应两个补偿电容，一个欠补偿，一个过补偿，已知荧光灯的电路是感性的，一旦并联电容，功