大学物理实验交流电路功率因素与三相交流电PPT学习教案

1、会计学1大学物理实验交流电路功率因素与三相大学物理实验交流电路功率因素与三相交流电交流电 正弦交流电在工农业生产、科研和日常生活中与我们息息相关，其性质与直流电有很大的不同。其电流、电压除了有幅值（一般以有效值表示）的关系外还存在着相位关系。第1页/共27页一、实 验 目 的第2页/共27页 1、学习测量交流功率及功率因数的方法。 2、学习使用各种交流电表。 3、学习三相电源，掌握星形，三角形的供电方式 。第3页/共27页二、实 验 原 理第4页/共27页 1、功率因素 图1是一个电阻R与电感L串联再与电容C并联的交流电路，各分段电压和总电压的关系，或并联支路的分电流和总电流的关系，都不能用代

2、数和来处理，而必须用矢量和来处理，有如下关系式：LRUUU21III(1)(2)II1I2RLC图 1U第5页/共27页I1图 2如果用I1 作为相位的参考方向，图2是它们之间的相位矢量图，由图可见I1与 同相。而纯电感L上电压 比I1 超前 ，合成的 是总电压的幅值，是I1 落后 的相位角 。第6页/共27页 在直流电路中，电路的功率等于电流与电压的乘积，而对于交流电路，计算其平均功率时还要考虑电压与电流间的相位差即： COS为电路的功率因数。很大程度上它取决于负载的性质，若负载是纯电阻性质，如白炽灯、电炉等，由于电压与电流同相，则COS=1。 第7页/共27页 但在大多数电路中，常常使用交

3、流异步电动机、电焊机以及日光灯等，都是电感性负载。这时COS1，电流滞后于电压角。它意味着电源除了向负载提供平均功率而转换为其他形式的能量（热能、机械能等）外，还有一部分无功功率要不断往返于电源与负载之间。为尽量减少电路中的无功功率，我们必须要适当提高电路功率因数 。 第8页/共27页 2、提高功率因数常用的方法： 提高功率因数，常用的方法就是在靠近感性负载端并联电容器，其电路图如图1所示，由相量图3 可知原感性负载电流滞后于电压1，当并联电容以后，只要电容的大小选择得当，就可以使并联电容以后的总电流小于原来电感中的电流，使21，使功率因数得到提高。 12图 3第9页/共27页三、实 验 仪

4、器 装 置第10页/共27页日光灯管整流器电容启辉器开关电压表功率表电流表三相交流电 1、实验电路配电板第11页/共27页2、 三用表（电压，功率，电流）的使用常识 (1):使用时仪表应放置水平位置，尽可能远离强电流导线和强磁性场，以免仪表增加误差。 (2):仪表指针如不在另位时，可利用表盖上调节器调整之。 (3)：根据所需测量范围将仪表接入电路，在通电前，必须对线路中的电流，电压有所估计，避免超载。 (4)：当仪表使用于直流电路内时，应将接线柱接线互换，取二次读数之平均值作为正确指示值，以消除剩磁误差。AvwA第12页/共27页 (5):D26w功率表测量时如遇仪表指针反向偏转时，应改变换向

5、开关之极性。即可使指针顺方向偏转，切忌互换电压接线，以免使仪表产生误差。 (6):D26w功率表之指示值可按下式计算： P= C (瓦特) 式中：P为功率指示值 C为仪表常数，亦即每格刻度所代表之瓦特，列表于下 为指针偏转后指示格数第13页/共27页三用表的接线黄线将同铭端* 都联接起来红线是电压联线蓝线是电流联线第14页/共27页四、实 验 内 容第15页/共27页 1、日光灯的组装 日光灯是典型的感性负载电路，按线路完成连线，要求能点亮灯管即可。接线如下。s电容c镇流器日光灯开关220v火线零线起辉器132第16页/共27页 2、各种交流电表的使用 在上图箭头处断开电路，将所组合的三用表按

6、对应数字接入电路，进行电流，电压及功率的测量，用公式：解出没有并联电容时的功率因数。 （3）s电容c镇流器日光灯开关220v火线零线起辉器132第17页/共27页三用表的连接过程演示第18页/共27页 3、并联电容提高功率因数 将电容并入日光灯电路（按图中虚线所示），观察三用表的指示，运用公式（3），解出并联电容后的功率因数，进行比较。实验的所有数据填入下表。 未 加电容 加 电 容C1（ ）C2（ ）C3（ ）C4（ ）I（A） V (V) P (W) COS 第19页/共27页点击观察过程实验现象观察第20页/共27页AABB0CC星形电路三角形电路图 6 4、三相交流电路（选做） 三相交

7、流电是目前使用 广泛的供电方式，常见的是采用以三相相序A，B，C为顺序，相位互差1200的正弦交流电组合在一起进行供电。 三相交流电的负载常用的有“星形”，“三角形”，其示意图如下：由负载的不同又分成“对称负载”和“不对称负载”，（在星形负载中还有有中线与无中线的区分），由电工原理可知： 第21页/共27页 对星形电路而言：A 线电压是相电压的 倍； 线电流 = 相电流；B 对称负载时星形电路中线电流为另，而不对称负载电路中线电流不为零。 对三角形电路而言：线电压 = 相电压，线电流等于相电流的 倍第22页/共27页（1）、测量星形电路三相四线制电源的相、线电压，电流 相电压 线电压 相电流 线电流 UA0UB0UC0UABUBCUCAIA0IB0IC0IAIBIC 对称负载不对称负载有 中线无 中线有中线无 中线相电压 电流 UA0UB0UC0IAIBICI0第23页/共27页（2）测量星形电路三相四线制电源对称负载电路，有中线和无中线时的各电量；（3）测量三