功率因数及相序的测量

1、实验二 功率因数及相序的测量一、 实验目的1. 掌握三相交流电路相序的测量方法。2. 熟悉功率因数表的使用方法，了解负载性质对功率因数的影响。3. 研究并联于感性负载两端的电容器对提高功率因数的作用。通过实验进一步理解提高功率因数的意义。二、 实验原理图2-1为相序指示器电路，用以测定三相电源的相序A、B、C（或U、V、W）。它是由一个电容器和两个电灯联接成的星形不对称三相负载电路。如果电容所接的是A相，则灯光较亮的是B相，较暗的是C相。相序是相对的，任何一相均可作为A相.但A相确定后，B相和C相也就确定了。为了分析问题简单起见设,则由于,故B相灯光较亮。电力系统中的大多数负载如电动机、日光灯

2、等都是感性负载，功率因数都比较低，对电力系统的运行时不利的。一是使电源的容量得不到充分利用，二是降低了输电效率。也就是说负载有功功率一定时，功率因数低，则线路电流大，输电线上的功率损耗就大。因此，从电力系统运行的角度考虑，总希望负载运行在功率因数高的情况，为此可以在感性负载两端并联适当的电容以提高功率因数。本实验用日光灯作为负载，整个日光灯电路有灯管、镇流器和启动器组成，镇流器是一带铁芯的线圈，因此日光灯是一个感性负载，其功率因数在0.5以下。三、 实验设备序号名称型号与规格数量1单相功率表12交流电压表0-500V13交流电流表0-5A14白灯灯组负载15W/220V35电感线圈30W镇流器

3、16电容器1F，4.7F1四、 实验内容1. 功率因数的提高图2-2（1） 按图接好实验电路和仪表。（2） 先在不加电容的情况下测量I,P,COS。（3） 加并联电容，找到中电流I最小的一点，可近似看成谐振点。测量此时的数据。（4） 当C小于谐振电容时，重复步骤3，测两组数。（5） 当C大于谐振电容时，重复步骤3，测两组数。每次应在U=220V时测量，将结果记入表中。五、 实验数据处理（1） 实验数据重新列表电路状态实验数据计算结果U(VI(AI灯(AIC(AP(WCOSC(FCOSQSC未加电容22004220.419044.170.4700.4881.9592.840感性22003640.

4、4190.067443.930.5510.5566.8880.081感性2200.2570.4190.21643.850.7830.7835.3856.543谐振2200.2060.4190.35743.911.0050.97045.535容性2200.2500.4200.50644.230.8370.8030.6855.007容性2200.3520.4200.65344.230.5890.5763.0877.449（2） 数据处理由COS=，计算出上表各量。产生误差的原因可能有以下2点：1 由于实验设备本身具有的系统误差产生的；2 由于有多台实验设备在运行，系统本身的绝缘能力不够，产生漏电。

5、负载性质与COS：当COS=1时，系统处于谐振状态；当COS1时，系统不处于谐振状态；而COS背离1越大，系统呈现的容性或感性越强。但是根据COS看不出系统是处于容性或感性。六、心得与体会实验一 RLC串联谐振电路的研究一、 实验目的1. 学习用实验方法绘制R、L、C串联电路的幅频特征曲线。2. 加深理解电路发生谐振的田间、特点，掌握电路品质因数的物理意义及其测定方法。二、 实验原理1. 在图1-1所示的R、L、C串联电路中，当正弦交流信号源的频率改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随而变。取电阻R上的电压作为响应，当输入电压的幅值维持不变时，在不同频率的信号激励下，测出之值，然

6、后以为横坐标，以为纵坐标（因不变，故也可直接以为纵坐标），绘出光滑的曲线，此即为幅频特性曲线，如图1-2。2. 在处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时,电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。在输入电压为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压同相位。从理论讲，此时,，式中的称为电路的品质因数。3. 电路品质因数值得两种测量方法一是根据公式测定，与分别为谐振时电容器C和电感线圈L上的电压；另一种方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度，在根据求出值。式中为谐振频率，和是失谐时，亦即输出电压的幅度下降到最大值的倍时的上、下频率点。值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，带你录的选择越好。在恒压源

7、供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。三、 实验设备序号名称型号与规格数量1函数信号发生器-12交流毫伏表0-600V13双踪示波器-14频率计-15谐振电路实验电路板R=200，1K，L30mH C=0.01F，0.1F-四、 实验内容1. 按图1-3组成监视、测量电路。先选用C1，R1.用交流毫伏表测电压，用示波器监视信号源输出。令信号源输出电压=3V，并保持不变。2. 找出电路的谐振频率，其方法是，将毫伏表接在R（200）两端，令信号源的频率由小逐渐变大,当的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率，并测量和之值。3. 在谐振点两侧，按

8、频率递增或递减500Hz或1kHz,依次各取8个测量点，逐点测出，之值。五、 实验数据处理（1）实验数据重新列表表0.4000.7001.0001.3001.4001.4501.4801.5000.5230.9901.4301.7501.8101.8201.8301.8400.3330.8471.6502.5302.7802.8902.9501.8403.1603.3103.4303.2903.1702.2103.0403.0101.6001.7001.8001.9002.2002.5002.8003.0001.7801.7601.7201.6601.4801.3001.1501.0603.1

9、202.5903.3603.4103.4803.4603.4103.3802.7803.2602.3902.2001.7101.3401.0800.941=3V , C=2.2f , L=5.25mH , R=30表0.4000.7001.0001.3001.4001.4501.4801.5000.2550.4980.8251.1901.2601.2801.2901.2901.6001.7001.8001.9002.2002.5002.8003.0001.2401.2101.1501.0900.8920.7380.6260.568=3V , C=2.2f , L=5.25mH , R=15（1） 数据处理1.曲线3、R=30时通频带宽度：=f1-f2=2.6-1=1.6 Q=Ul/Uo=3.01/3=1.003 Q=(f1-f2/fo=(2.6-1/1.6=1 两种方法算得的Q值不同，原因有：由图得出f1和f2不准确，因为点取得不够多，曲线不精确。R=15时通频带宽度：Q=(2.15-1.1/1.5=0.72两个Q值比较后得出R减小 Q也减小4谐振时Uo与Ui不同曲线曲线2.六、 预习思考题1. 由，算出上式；2.