實(shí)驗(yàn)三交流參數(shù)的測試及感性負(fù)載功率因數(shù)的提高

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1、優(yōu)秀精品課件文檔資料電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)3)電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)上海理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)三交流參數(shù)的測試及感性負(fù)載功率因數(shù)的提高一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握交流參數(shù)的測試方法（三表法）。2.掌握感性負(fù)載功率因數(shù)提高的方法和實(shí)際意義。3.了解日光燈電路的基本原理，并學(xué)會日光燈電路的正確連接和使用。4.掌握正確使用交流電流表、電壓表、功率表的方法。二預(yù)習(xí)要求1.復(fù)習(xí)交流串并聯(lián)電路中電壓和電流的相量關(guān)系及提高功率因數(shù)的意義和方法。2.熟悉日光燈電路的組成及工作原理。3.熟悉交流電壓表、電流表、功率表的使用。三實(shí)驗(yàn)原理1.三表法測交流電路的等效參數(shù)

2、正弦交流激勵(lì)下的等效參數(shù)(阻抗值)，可以用交流電壓表、交流電流表及功率表，分別測量出元件兩端的電壓U，流過該元件的電流I和它所消耗的功率P，如圖1所示，然后通過計(jì)算得到所求的等效參數(shù)，這種方法稱為三表法。根據(jù)交流電路的歐姆定律，可以有：阻抗的模：│Z│＝Ｕ／Ｉ電路的功率因數(shù)：cosφ＝Ｐ／UI等效電阻：R＝Ｐ／I2＝│Z│cosφ等效電抗：X＝│Z│sinφ對于感性元件：X＝XL＝2πfL對于容性元件：X＝Xc＝１／2πfC2.交流電路中的功率因數(shù)及改善(1)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＝P/S＝

3、Ｐ／UI（P=UIcosφ）其中φ為電路的總電壓與總電流之間的相位差。(2)功率因數(shù)提高的實(shí)際意義功率因數(shù)的大小關(guān)系到電源設(shè)備容量的利用率和輸電線路能量的消耗。交流電路的負(fù)載多為感性(如日光燈、電動(dòng)機(jī)、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＜1)。從供電方面來看，在同一電壓下輸送給負(fù)載一定的有功功率時(shí)，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(shè)備的利用率，又可減少線路的能量損失。2.交流電路中的功率因數(shù)及改善(3)功率因數(shù)提高的方法為了提高交流電路

4、的功率因數(shù)，可在感性負(fù)載兩端并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙荩?，如圖2所示。并聯(lián)電容Ｃ以后，對于原電路所加的電壓和負(fù)載參數(shù)均未改變，但由于Ic的出現(xiàn)，電路的總電流I減小了，總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。電感負(fù)載所需的無功功率大部分或全部由電容器供給，使供電系統(tǒng)的能量得到充分利用。鎮(zhèn)流器作用:a.在燈管啟輝瞬間產(chǎn)生一個(gè)比電源電壓高的多的自感電壓幫助啟輝。b.限制日光燈的工作電流。啟輝器作用:在電路中起自動(dòng)開關(guān)作用。電容是防止燈管啟輝時(shí)對無線電干擾。(1)日光燈電路的組成日光燈由燈管、啟輝器和鎮(zhèn)流器組成。如圖3所示。3.日光燈

5、電路的工作原理(2)日光燈電路的工作原理日光燈管的工作原理：當(dāng)燈管兩端加上高壓時(shí)，管內(nèi)水銀蒸氣游離放電，發(fā)出弧光，弧光中的紫外線射到管壁熒粉上，使它受到激勵(lì)而發(fā)光。日光燈管的工作特性如圖4所示，由圖可見日光燈管在開始游離放電時(shí)需要足夠高的電壓，正常工作時(shí)燈管兩端電壓較低。日光燈電路的工作過程：當(dāng)接通電源瞬間，電源電壓都加在啟輝器光管的兩電極之間，使“U”型的雙金屬片接通，這時(shí)日光燈的燈絲通過電極與電源構(gòu)成一個(gè)閉合回路。同時(shí)，啟輝器接通后電極間電壓為零，啟輝器停止放電，倒“U”型雙金屬片冷卻，在此瞬間回路中的電流突然斷電，于是鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)

6、生一個(gè)比電源電壓高得多的感應(yīng)電壓連同電源電壓一起加在燈管兩端，使管內(nèi)水銀蒸氣游離放電，發(fā)出弧光，管壁熒粉受到弧光激勵(lì)而發(fā)光。四實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.設(shè)計(jì)一RL串聯(lián)交流電路，實(shí)驗(yàn)參考線路圖如下，測量以下參數(shù)：總電壓Ｕ總，電感上的電壓ＵrL,電阻R上的電壓ＵR,RL串聯(lián)支路中的電流I，總功率P；并計(jì)算出實(shí)驗(yàn)電路中的各部分參數(shù)，將數(shù)據(jù)填入表1中。實(shí)驗(yàn)線路的連接(1)在實(shí)驗(yàn)臺中找出對應(yīng)的源、元件及測量工具。①函數(shù)信號源的使用。②交流電壓表的使用。③交流電流表的使用。函數(shù)信號源交流電壓表交流電流表實(shí)驗(yàn)線路的連接功率表組成的三個(gè)關(guān)鍵部分：a.具有不同量限電流

7、線圈，測量時(shí)應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)；b.具有不同量限的電壓線圈，測量時(shí)應(yīng)與負(fù)載并聯(lián)；c.同名端：為了不使功率表的指針反向偏轉(zhuǎn)，在電流線圈和電壓線圈的一個(gè)端鈕上都標(biāo)有“*”標(biāo)記，稱為同名端。④功率表的使用。功率表功率表的連接：a.將標(biāo)有“*”標(biāo)記的兩個(gè)同名端鈕接在一起，接到電源的同一端；b.電流線圈的另一端串接至負(fù)載端；電壓線圈另一端則并聯(lián)至負(fù)載的另一端。圖6是功率表在電路中的連接示意圖。④功率表的使用。功率表量程的選擇：⑤電感和電阻元件的取用。功率表電感和電阻元件(2)實(shí)驗(yàn)線路連接方法說明。(3)實(shí)驗(yàn)線路連接示范。實(shí)驗(yàn)中注意點(diǎn)(1)交流電路實(shí)驗(yàn)先

8、接線，后調(diào)節(jié)電源(調(diào)節(jié)電源前檢查電源幅度調(diào)節(jié)旋鈕是否歸零)。(2)改接實(shí)驗(yàn)線路或?qū)嶒?yàn)完畢，先將電源幅度調(diào)節(jié)旋鈕歸零，再斷電源。(3)開啟函數(shù)電源開關(guān)前，合理的選擇交流電壓表(50V)、交流電流表(200mA