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年月 第卷第期 那阳师范高等专科学校学报 用示波器测量功率和功率因数 杨修文袁国祥 物理系 摘要本文介绍了一种用示波器测量功率和功率因数的方法 关键词示波器 功率功率因数 一 引言 示波器通常是用来观察图形 测频率及位相差的 本文介绍一种用示波器测量功率和功 率因数的方法 二 原理 将一待测功率的负载与一电容串联 然后将一正弦信号加到和的两端 将负载 两端的电压加到示波器的 一地 端 电容两端电压加到示波器的 一地 端 如 图所示 此时示波器荧光屏上显示一闭合曲线 可 以证明该闭合曲线所包围的面积与负 载所消耗的功率成正比 证明设负载电压与电流为 若 电容为纯 电容 则电容 上的电压为 收稿 日期 一一 用示波器测量功率和功率因数杨修文衰国祥 一 心 门 一 巨一山 州 喇目巨目巨 一 坐纵 势一 苦 斋 立 尹 声 设示波器横偏与纵偏的输入灵敏度分别为 则荧光屏上光点所处位置的横 标随时间变化的关系式为 夕 生丝 少 一 令 生 则上式变为 一 尹 这两个同频率的垂直简谐振动的合成轨迹为一椭圆 如图所示 则椭圆的面积元为 八 夕么 一 尹 少 二 一上夕 改 夕 式中为瞬时功率 经过一个周期后 光点运行一周 所以平均功率为 万 笋伽笋 夕二 争 一 务 笋 一 式中为椭圆面积 由式分析 知若 兀 时 士 少沙 测 出椭圆与轴的交点 和光点在轴方向的最大横坐标札 则功率因数为 一 州 四 实验举例 信号源输出 卜的正弦信号 将电感与 的电阻串联作为负载 电 容为 严 示波器选用一型 其 轴输入灵敏度为 测得椭圆 众或 二 派加 则 用示波器测量功率和功率因数杨修文 衰国祥 刀 尸 全全竺 尹 一 一 丝 而实际功率及功率因数为 加 沪 叮 一 叮夕 一 四 总结 由以上实验举例 可知用示波器测功率的误差并不大 但由于受到仪器本身精度 范围的限制 不宜测大功率 只适宜测以下的小功率 用本实验可 以非常形象 直观的反映出有功功率与负载 功率因数的关系 当改变 电感或 电阻改变功率因数时 椭圆的面积随着增大或减小 当给电感与电阻并联一适当电容时 可以看到椭圆面积增大 从而验证出提高功率 因数的途径 利用傅里叶级数的性质 可 以推广知也可以用这种测功率的方法测信号为非正弦交 流电压的功率 只是此时在荧
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