阻抗并聯(lián)及復(fù)聯(lián)電路功率因數(shù)的提高

1、阻抗并聯(lián)及復(fù)聯(lián)電路、功率因數(shù)的提高一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .觀察阻抗復(fù)聯(lián)電路中各電流及各電壓有效值的情況，加深理解相量形式的KCL和KVL2 .觀察改變與感性負(fù)載并聯(lián)的電容值對(duì)電路電流及功率因數(shù)的影響，并了解提高功率因數(shù)的意義3 .觀察復(fù)聯(lián)電路中，負(fù)載端電壓可能出現(xiàn)電壓升高的現(xiàn)象4 .鞏固單相功率表的使用二、實(shí)驗(yàn)原理與說明工業(yè)及生活用電中，大部分都是感性負(fù)載，要提高感性負(fù)載的功率因數(shù)，可以用并聯(lián)電容的方法，使流過電容器中的無功電流與感性負(fù)載中的無功電流互相補(bǔ)償，減小電壓與電流之間的相位差，從而提高功率因數(shù)，電路圖，相量圖如下：圖9-1并聯(lián)電容前后電路圖和相量圖由圖9-1知，并聯(lián)電容前|'=|；

2、=|1N中，并聯(lián)電容后=|；+IC=|中，顯然"<中，所以cos*'Acos中。若所加電容越來越大，根據(jù)IC=jcoCU可知IC越大I不斷減小，當(dāng)中=0時(shí)I最小，cos二1最大，由相量圖可知，實(shí)際上并聯(lián)電容C越大，則IC=JcUc(IC=JhCUC)越大(因?yàn)閁是一定的)所以測(cè)得數(shù)據(jù)觀察其現(xiàn)象是：IC逐漸增大，I先減小后增大，I1不變，U不變，而P=I12R也是不變的。功率因數(shù)提高可以充分利用發(fā)電設(shè)備的容量，可減少線路和發(fā)電機(jī)繞組的功率損失，因此意義十分重大。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.了解日光燈的基本數(shù)據(jù)(1)按下圖9-2接線圖9-2功率因數(shù)的提高(2)本實(shí)驗(yàn)先不接入電容，實(shí)驗(yàn)箱

3、上虛線表示未接入(3)燈管要接入電容中，且打到實(shí)驗(yàn)狀態(tài)通路后燈管要亮，表示進(jìn)入正常工作狀態(tài)。(3)觀察日光燈的啟動(dòng)情況，調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出電壓(三相中的一相)為210V,觀察啟輝器及日光燈的啟動(dòng)過程。(4)測(cè)量鎮(zhèn)流器的電壓和燈管的電壓鎮(zhèn)流器的電壓為V,燈管的電壓為V。2.感性負(fù)載與電容器并聯(lián)(1)按上圖9-2接線(2)調(diào)節(jié)負(fù)載端電壓至210V(3)分別在負(fù)載端不并電容，并2NF電容，并4NF電容，并8NF電容的四種情況下，測(cè)量電路總電流I1，負(fù)載電流II,電容電流Ic,負(fù)載的功率P2及電路的功率R,將測(cè)量數(shù)據(jù)記入表一中。并根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算電路的功率因數(shù)cos邛。注：電容在電容箱上(GDS-09)

4、,若沒有該數(shù)值電容直接表示，則該電容可由若干電容已有數(shù)值電容并聯(lián)，電容并聯(lián)，總電容等于各電容之和。(4)單相功率表接法短接如測(cè)量電路的功率Pi,在圖9-3電路中，電流表筆插在插孔a上，引出導(dǎo)線接在電路的B端位置。如測(cè)量負(fù)載的功率P2,在圖9-3電路中，電流表筆插在插孔c上，引出導(dǎo)線接在電路的B端位置。表一、感性負(fù)載與電容器并聯(lián)不并電容并2NF電容并4RF電容并8NF電容負(fù)載端電壓U2(V)測(cè)總電流Ii(A)負(fù)載電流Il(A)電容電流Ic(A)量總功率Pi(W)負(fù)載功率P2(W)計(jì)算電路的功率因數(shù)cos中3.感性負(fù)載與電容器并聯(lián)后再與線路阻抗串聯(lián)(1)在圖9-2電路中端鈕a與b之間串入一只空心線

5、圈(即用空心線圈來代替線路阻抗)，其它接線如圖9-2所示。(2)調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出電壓使得負(fù)載端電壓6為210V。(3)分別在負(fù)載端不并電容，并2F電容，并5F電容，并9F電容的四種情況下，測(cè)量調(diào)壓器的輸出電壓Ui,串聯(lián)空心線圈的電壓Ul,總電流Ii,電源端總功率Pi,負(fù)載端(并聯(lián)部分)的功率P2,將測(cè)量數(shù)據(jù)記入表二中，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算電路的功率因數(shù)cos中。注：(1)電容在電容箱上(GDS-09),若沒有該數(shù)值電容直接表示，則該電容可由若干電容已有數(shù)值電容并聯(lián)，電容并聯(lián)，總電容等于各電容之和。(2)單相功率表接法同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2表二、感性負(fù)載與電容并聯(lián)后再與線路阻抗串聯(lián)不并電容并2NF電容并5N

6、F電容并9NF電容負(fù)載端電壓U2(V)測(cè)電源端電壓Ui(V)線路阻抗電壓Ul(V)息電流Ii(A)量總功率Pi(W)負(fù)載功率P2(W)計(jì)電路的功率因數(shù)cos邛算線路功率損耗P=P1P2(W)線路電壓損失U=Ui-U2(V)注意：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二和三中，每改變一次電容，就必須調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出電壓，使負(fù)載電壓U2保持210V。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)儀表設(shè)備名稱選用掛箱型號(hào)數(shù)量備注1單相自耦調(diào)壓器GDS-0112交流電壓表GDS-1113交流電流表GDS-1214功率表GDS-1315空心線圈1自制7電容箱GDS-09和GDS-0628電流表插頭29電流表插座GDS-09和GDS-064五、注意事項(xiàng)1 .本實(shí)驗(yàn)中用的單相功率表。接入電路是利用電流表筆插入相應(yīng)插座（相當(dāng)于串聯(lián)一個(gè)電流表）測(cè)電流，用交流電壓表測(cè)其兩端電壓（相當(dāng)于并聯(lián)一個(gè)電壓表）。2 .交流電壓由電源控制屏的三相調(diào)壓器給出，要注意調(diào)準(zhǔn)調(diào)壓器的輸出電壓，使負(fù)載端電壓保持210V,考慮到燈管的承受電壓，該電壓源調(diào)壓不宜超過220V。電源是三相，其中一相接入一根火線（U、V、W相中任意一相，另一根是零線），不允許兩個(gè)火線同時(shí)接入電路。3 .日光燈發(fā)光后，測(cè)量時(shí)要避免頻繁通斷。4 .避免交流220V直接加在燈管兩端，原因同1,考慮燈管承受電壓不宜過大，