试验八交流电路元件参数测量.docx

实验八交流电路元件参数测量 、实验目的 （1） 熟悉日光灯的接线，能做到正确迅速联接电路; （2） 通过实验了解功率因数提高的意义； （3） 熟练功率表及功率因数表的使用。 二、实验原理 、对于一个无源一端口网络（如图 8-1） 其吸收的有功功率为： P二Ul cos ’ 图8-1无源一端口网络其中cos?称为功率因数。功率因数的大小决定 于电压和电流之间的相位差，即一端口网络的等效阻 抗Z的辐角「。这表明，只有u、 图8-1无源一端口网络 有功功率反映了电路消耗的功率，但未反映电路储能元件的能量交换情况。在储 能元件中，能量交换的最大速率 Q =UI sin「，称之为无功功率。无功功率并非无用 之功，它是各种电气设备建立赖以工作的交变电磁场所必需的。 在工农业生产及日常生活中，如工矿企业中用的电动机、家用电器如日光灯、电 风扇、洗衣机等大都是感性负载。对于感性负载， 0,sin「?0,故Q?0,因而电感 元件吸收无功功率，为一无功负载；对于容性负载， <0,sin半c 0,故Q c 0,因而电 容元件输出无功功率，为一无功电源。 、由于负载多为感性，对一定的负载，所谓提高功率因数，不是减少它正常工作 所需的无功功率，而是在负载方并联一无功电源。例如在感性负载两端并联电容器， 使负载所需要的无功功率从无功电源获得部分补偿或全部补偿?这样，就整个系统来 看，总的功率因数提高了，减少了总电源供给负载的无功功率，减少了线路的电流， 因而也减少了由于传输无功功率而在线路上增加的功率损耗。所以提高功率因数既可 以充分发挥电源设备的利用率，又减少了输电线路的功率损失和电压损失。在实际生 产中，并不要求将功率因数提高到 1，因为这样做将大大增加设备费用，以致达不到预 期的经济效益。功率因数提高到什么程度为合适，应根据具体的技术经济综合指标， 经过全面比较来决定。 3、日光灯线路及工作原理 图8-2 图8-2日光灯线路 日光灯线路如图 8-2所示。由日光灯管 A,镇流器L（带铁芯电感线圈 ），启动器S 组成。当接通电源后，启辉器内发生辉光放电，双金属片受热弯曲，触点接通，将 灯丝预热使它发射电子，启动器接通后辉光放电停止，双金属片冷却，又把触点断 开，这时镇流器感应出高电压加在灯管两端使日光灯管放电，产生大 量紫外线，灯 管内壁的荧光粉吸收后幅射出可见的光，日光灯就开始正常工作。启辉器相当一只 自动开关，能自动接通电路 （加热灯丝）和开断电路（使镇流器产生高压，将灯管击穿放电）。镇流器的作用除了感应高压使灯管放电外，在日光灯正常工作时，起限制电 流的作用，镇流器的名称也由此而来。由于电路中串联着镇流器，它是一个电感量 较大的线圈，因而整个电路的功率因数不高。 负载功率因数过低， 一方面没有充分利用电源容量， 另一方面又在输电电路中增 加损耗。为了提高功率因数，一般最常用的方法是在负载两端并联一个补偿电容器， 抵消负载电流的一部分无功分量。在日光灯接电源 两端并联一个可变电容器，当电 容器的容量逐渐增加时，电容支路电流 Ic也随之增大，可以抵消总电流的一部分无 功分量，结果总电流逐渐减小， 但如果电容器 C增加过多（过补偿），总电流又将增大。 三、实验仪器及设备 表8-1 实验仪器及设备 GDD实验装置 DG实验装置 序号一 名称 型号 与规格 数 量 备 注 序号 名称 型号 与规格 数 量 备注 1 单相交流 电源 0 ? 250V 1 1 单相交流 电源 0 ?220V l 2 交流电压 表 JDV-24 1 2 三相自耦 调压器 1 3 交流电流 表 JDA-11 1 3 交流电压 表 l 4 交流功率 表 JDW-32 1 4 交流电流 表 1 5 电容箱 1 D06 5 功率表 1 6 日光灯实 验单元 1 D04 6 镇流器 与30w灯管 配用 1 DGJ-04 7 镇流器 1 7 电容器 1 g f、2.2 g f 4. 7 g f /450v DGJ-05 8 启辉器 8 启辉器 与30w灯管 配用 l DGJ-04 9 日光灯灯 管 20w 1 9 日光灯 灯 管 30w 1 10 电门插座 1 10 电门插座 1 DGJ-04 四、实验内容 1 、将日光灯及电容（箱）元件按实验图 8-3所示电路连接，在各支路串联接入 电流表电门插座，再将功率表接入线路，按图接线并经检查后，接通电源，电压 调 电流表和三个电门插座分别测量三条支路的电流。改变电容值，进行重复测量。 表8-2 实验数据记录表 电容 (卩f) 测 量 数 值 计算值 U(V) I (A) Il(A) Ic(A) P (W COS? COS? 0 电容 取值 GDDS 0.1、0.22、0.47、1.0、2.0、4.0、6.0 卩 f P cos? =— UI