实验四 交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
交流电路参数测定与功率因数提高(实验讲稿)
I ， cos ↘ C ↘， I C ↗， ↗， (-)容性↗
荧光灯支路的所有量（I、U、P）保持不变 I， cos 1
ULR ULr IC
UL I
I
cos
ILR C* C
LR
UR
Ur
荧光灯电路参数的计算方法
cos LR
PLR U LR I LR
或
或
cos LR
Rr
R r 2 2fL2
ULR ULr UL
R
PR 2 I LR
R
UR I LR
1 2f
r
Pr 2 I LR
L 有三种求法：
（1） Z Lr
LR
L
2 Z Lr r2
U Lr I LR
UR
Ur
ILR
（2） LR arccos
PLR U LR I LR
2 r 2 Lr
P A P B P C 总 P
U* I*
二瓦 图 11-4 三相交流电路实验接线图
2
QL PLR tan LR
Pr I LR
2
L
QL 2fI LR
（3） U
2 L
U
2 Lr
U U
L
XL 1 UL 2f 2f I LR
1
三相交流电路
(a)Y 形联接 图 11-1
(b) 形联接 三相负载的联接方式
图 11-2 三瓦计法 三相四线制电路： 通常采用三瓦计法，特殊也 可以用二瓦计法（三相星形对 称）
交流电路参数测定与功率因数提高
*U
ILR
I* ~220V
W
A
IC
实验四 改善功率因数实验
实验四改善功率因数实验一﹑实验目的1.掌握日光灯电路的工作原理机电路连接方法。
2.通过测量电路功率，进一步掌握功率表的使用方法。
3.掌握改善日光灯电路功率因数的方法。
二﹑原理说明1.日光灯电路机工作原理日光灯电路主要有日光灯管、镇流器、启辉器等元件组成，电路如图3-1所示。
图3-1灯管两端有灯丝，管内充有惰性气体（氩气或氪气）及少量水银，管壁涂有荧光粉。
当管内产生弧光放电时，水银蒸汽受激发，辐射大量紫外线，管壁上的荧光粉在紫外线的激发下，辐射出接近日光的光线，日光灯的发光效率较白炽灯高一倍多，是目前应用最普遍的光源之一，日光灯产生弧光放电的条件，一是灯丝要预热并发射电子，二是灯管两端需要加一个较高的电压使管内气体击穿放电，通常的日光灯管本身不能直接接在220伏电源上使用。
启辉器有两个电极，一个是双金属片，另一个是固定片，二极之间并有一个小容量电容器。
一定数值的电压加在启辉器两端时，启辉器产生辉光放电，双金属片因受热伸直，并与静片接触，而启辉器因动片与静片接触，放电停止，冷却且自动分开。
镇流器是一个带铁芯的电感线圈。
电源接通时，电压同时加到灯管两端和启辉器的两个电极上，对于灯管来说，因电压低不能放电；但对于启辉器，此电压则可以起辉、发热，并使双金属片伸直与静片接触。
于是有电流流过镇流器、灯丝、和启辉器，这样灯丝得到预热并发射电子，经1-3秒后启辉器因双金属片冷却，使动片与静片分开。
由于电路中的电流突然中断，便在镇流器两端产生一个瞬时高电压，此电压与电源叠加后加在灯管两端，将管内气体击穿而产生弧光放电。
灯管点燃后，由于镇流器的作用，灯管两端的电压比电源电压低很多，一般在50~100V 。
此电压已不足以使启辉器放电，故双金属片不会再与静片闭合。
启辉器在电路中的作用相当于一个自动开关 。
镇流器在灯管启动时产生的高压，有启动前预热灯丝及启动后灯管工作时的限流作用。
日光灯电路实质上是一个电阻与电感串联电路。
电工实验思考题
实验一常用电子仪器的使用1、示波器荧光屏上的波形不断移动不能稳定，试分析其原因。
调节哪些旋钮才能使波形稳定不变。
答：用示波器观察信号波形，只有当示波器内部的触发信号与所测信号同步时，才能在荧光屏上观察到稳定的波形。
若荧光屏上的波形不断移动不能稳定，说明触发信号与所测信号不同步,即扫描信号（X轴）频率和被测信号（Y轴）频率不成整数倍的关系（fx≠nfy）,从而使每一周期的X、Y轴信号的起扫时间不能固定，因而会使荧光屏上显示的波形不断的移动。
此时，应首先检查“触发源”开关（SOURCE）是否与Y轴方式同步（与信号输入通道保持一致）；然后调节“触发电平”（LEVEL），直至荧光屏上的信号稳定。
2、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压？它的表头指示值是被测信号的什么数值？它是否可以用来测量直流电压的大小？答；①正弦波电压和非正弦波电压都可以测，但测的是交流电压的有效值。
②它的表头指示值是被测信号的有效值。
③不能用交流毫伏表测量直流电压。
因为交流毫伏表的检波方式是交流有效值检波，刻度值是以正弦信号有效值进行标度的，所以不能用交流毫伏表测量直流电压。
④交流毫伏表和示波器荧光屏测同一输入电压时数据不同是因为交流毫伏表的读数为正弦信号的有效值，而示波器荧光屏所显示的是信号的峰峰值。
实验二叠加定理和戴维宁定理的验证1、在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？答：在叠加原理中，当某个电源单独作用时，另一个不作用的电压源处理为短路，做实验时，也就是不接这个电压源，而在电压源的位置上用导线短接就可以了。
2、叠加原理实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？答：当然不成立，有了二极管就不是线性系统了，但可能在一定范围内保持近似线性，从而叠加性与齐次性近似成立。
如果误差足够小，就可以看成是成立。
3、将戴维宁定理中实测的R0与理论计算值R0进行比较，分析电源内阻对误差的影响。
电工实验思考题
实验一常用电子仪器的使用1、示波器荧光屏上的波形不断移动不能稳定，试分析其原因。
调节哪些旋钮才能使波形稳定不变。
答：用示波器观察信号波形，只有当示波器内部的触发信号与所测信号同步时，才能在荧光屏上观察到稳定的波形。
若荧光屏上的波形不断移动不能稳定，说明触发信号与所测信号不同步,即扫描信号（X轴）频率和被测信号（Y轴）频率不成整数倍的关系（fx≠nfy）,从而使每一周期的X、Y轴信号的起扫时间不能固定，因而会使荧光屏上显示的波形不断的移动。
此时，应首先检查“触发源”开关（SOURCE）是否与Y轴方式同步（与信号输入通道保持一致）；然后调节“触发电平”（LEVEL），直至荧光屏上的信号稳定。
2、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压？它的表头指示值是被测信号的什么数值？它是否可以用来测量直流电压的大小？答；①正弦波电压和非正弦波电压都可以测，但测的是交流电压的有效值。
②它的表头指示值是被测信号的有效值。
③不能用交流毫伏表测量直流电压。
因为交流毫伏表的检波方式是交流有效值检波，刻度值是以正弦信号有效值进行标度的，所以不能用交流毫伏表测量直流电压。
④交流毫伏表和示波器荧光屏测同一输入电压时数据不同是因为交流毫伏表的读数为正弦信号的有效值，而示波器荧光屏所显示的是信号的峰峰值。
实验二叠加定理和戴维宁定理的验证1、在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？答：在叠加原理中，当某个电源单独作用时，另一个不作用的电压源处理为短路，做实验时，也就是不接这个电压源，而在电压源的位置上用导线短接就可以了。
2、叠加原理实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？答：当然不成立，有了二极管就不是线性系统了，但可能在一定范围内保持近似线性，从而叠加性与齐次性近似成立。
如果误差足够小，就可以看成是成立。
3、将戴维宁定理中实测的R0与理论计算值R0进行比较，分析电源内阻对误差的影响。
电工实验思考题
实验一常用电子仪器的使用1、示波器荧光屏上的波形不断移动不能稳定，试分析其原因。
调节哪些旋钮才能使波形稳定不变。
答：用示波器观察信号波形，只有当示波器内部的触发信号与所测信号同步时，才能在荧光屏上观察到稳定的波形。
若荧光屏上的波形不断移动不能稳定，说明触发信号与所测信号不同步,即扫描信号（X轴）频率和被测信号（Y轴）频率不成整数倍的关系（fx≠nfy）,从而使每一周期的X、Y轴信号的起扫时间不能固定，因而会使荧光屏上显示的波形不断的移动。
此时，应首先检查“触发源”开关（SOURCE）是否与Y轴方式同步（与信号输入通道保持一致）；然后调节“触发电平”（LEVEL），直至荧光屏上的信号稳定。
2、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压它的表头指示值是被测信号的什么数值它是否可以用来测量直流电压的大小答；①正弦波电压和非正弦波电压都可以测，但测的是交流电压的有效值。
②它的表头指示值是被测信号的有效值。
③不能用交流毫伏表测量直流电压。
因为交流毫伏表的检波方式是交流有效值检波，刻度值是以正弦信号有效值进行标度的，所以不能用交流毫伏表测量直流电压。
④交流毫伏表和示波器荧光屏测同一输入电压时数据不同是因为交流毫伏表的读数为正弦信号的有效值，而示波器荧光屏所显示的是信号的峰峰值。
实验二叠加定理和戴维宁定理的验证1、在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零答：在叠加原理中，当某个电源单独作用时，另一个不作用的电压源处理为短路，做实验时，也就是不接这个电压源，而在电压源的位置上用导线短接就可以了。
2、叠加原理实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗为什么答：当然不成立，有了二极管就不是线性系统了，但可能在一定范围内保持近似线性，从而叠加性与齐次性近似成立。
如果误差足够小，就可以看成是成立。
3、将戴维宁定理中实测的R0与理论计算值R0进行比较，分析电源内阻对误差的影响。
实验报告2交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
实验报告2交流阻抗参数的测量和功率因数的改善引言：交流电路中的阻抗参数和功率因数是电路负载特性的重要参数，对于电路运行和能源利用具有重要意义。
本实验旨在通过测量交流电路中的阻抗参数，并通过控制电路中的补偿元件来改善电路的功率因数。
一、实验目的：1.学习交流电路中的阻抗参数测量方法；2.掌握改善交流电路的功率因数的方法；3.了解交流电路中的功率因数改善对电路性能的影响。
二、实验仪器和设备：1.电阻箱、电感箱和电容箱；2.示波器；3.交流电源；4.电阻、电感和电容等元件。
三、实验内容：1.测量阻抗参数：（1）连接交流电源、电阻箱和示波器，将示波器调至交流电压档；（2）分别测量电阻、电感和电容的阻抗值，记录数据；（3）通过公式计算得到电阻、电感和电容的阻抗参数。
2.测量电路的功率因数：（1）连接交流电源、电阻箱和示波器，将示波器调至交流电压档；（2）测量电路中的电流和电压波形；（3）根据电压和电流波形的相位差，计算得到功率因数。
3.改善电路的功率因数：（1）通过加入补偿元件（如电容）来改善电路的功率因数；（2）调节补偿元件的电容值，观察功率因数的变化；（3）记录电容值和功率因数的关系。
四、实验结果与分析：1.阻抗参数测量结果：根据实验数据，我们得到了电阻、电感和电容的阻抗参数。
2.功率因数测量结果：根据实验数据，我们计算得到了电路的功率因数。
3.改善功率因数结果分析：通过加入电容作为补偿元件，我们可以改善电路的功率因数。
当电容的值增加时，功率因数逐渐提高，并最终趋近于1、这是因为电容器对交流电路具有阻抗的作用，可以减小电路中的感性负载的影响，使功率因数接近于1五、实验总结：通过本次实验，我们学习了交流电路中的阻抗参数测量方法，并掌握了改善交流电路功率因数的方法。
在实际应用中，改善功率因数可以提高电路的能源利用效率，降低能量损耗。
因此，掌握这些技术对于电路设计和运行都具有重要意义。
六、致谢：感谢实验室老师的指导和帮助，使我们能够顺利完成本次实验。
实验报告2：交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
实验报告交流阻抗参数的测量和功率因数的改善姓名马诗琪班级13教技学号14114交流阻抗参数的测量和功率因数的改善一．实验目的：1.测量交流电路的参数。
2.掌握提高感性负载功率因数的方法，体会提高功率因数的意义。
3.设计感性负载电路中补偿电容的大小。
4.学会使用单相功率表。
二．实验原理：1.感性负载参数的测定：用三表法（即交流电压表、交流电流表、功率表）测出上述电路的U、、、及电流I和功率P，就可按下列各公式求出电路的参数。
L、R串联电路的总功率因数电路总阻抗滑线电阻阻值电路总电阻值电感线圈电阻电感线圈电感2.感性负载并联电容器提高功率因数意义：在正弦交流电路中，电源发出的功率为，提高了，对于降低电能损耗、提高发电设备的利用率和供电质量具有重要的经济意义。
3.感性负载并联电容器提高功率的方法：实验时，在不同的C值下，测量出电路的总电流I、负载端电压U及负载吸收的功率P，便可计算出相应的功率因数′。
另外，也可以利用交流电流表测量出电路总电流I及各支路的电流的值、，画出向量图，在根据余弦定理()，计算出不同的C值下的相应的值大小及值大小。
三．实验仪器和设备：1.电工技术实验装置2.万能多用表四．实验内容：1.用三表法测量交流电路的参数：按图1-4-2所示电路接线，闭合电源开关，调节试验台上的调压器，使其输出电压约为30V。
调节电阻R（为了防止电流过大，在实验箱上采用两个串联），使感性负载之路电流，将测得的电压、电流值记入表2-4-1内，据此计算电路参数。
2.设计最佳补偿电容的大小：根据计算的电路参数，若将电路的功率因数提高为，设计出最佳补偿电容的大小.50Hz1,2 Z（1）设电感L为日光灯镇流器，画出提高功率因数的相量图。
（2）根据所测得的电感量，设计最佳补偿电容的大小。
（3）实验记录3.感性负载电路功率因数的提高：在上述实验的基础上，将调压器输入电压调到30V左右，保持=30mA不变，如图2-4-2所示，选择适当的电容大小（建议投入的电容量为0.47F~10F）,相应地测量U、I、及P的数值，并计算出对应的、C记入自行设计的表格内。
电路实验交流阻抗参数的测量和功率因数
电路实验交流阻抗参数的测量和功率因数
一、实验目的
1.学习了解交流电路的阻抗参数的定义及测量。
2.学习了解交流电路的三相电功率因数的定义及测量。
二、实验原理
1.交流电路阻抗参数
交流电路的阻抗参数指的是在一定频率下，在电路两端加入电压源和电流源，可以测出的电压与电流之间的关系参数，其参数有阻抗Z，电抗X，电导G，电纳B。
2.电功率因数
三相交流电功率因数是指在交流电路中，电压与电流的相位差，它是影响电功率及电能转换效率的一个重要参数，是能反映视在功率与有功功率的比值，以及相关的功率因数调节设备的效率和消耗的。
三、实验仪器
1.学习型多用途电子学实验台；
2.有源或无源三相电功率因数仪；
3.Digital Multi-Meter；
4.交流电路安全防护器。
四、实验步骤
1.校准三相电功率因数仪，确定电压和电流的相位关系；
2.在实验台上串联相应的交流电路，将有源或无源三相电功率因数仪接入交流电路；
3.调整实验台上的电压调节，使测量的电压有较大的波动；
4.用数字多用表测量相应的电压和电流，计算出电阻、电抗、电导、电纳B等参数；
5.稳定电压，计算出功率因数；
五、实验结果
1.测量的交流电路的阻抗参数如下：
电阻：R=50Ω
电抗：X=30Ω。
电路实验交流阻抗参数的测量和功率因数
电路实验交流阻抗参数的测量和功率因数交流阻抗是电路在交流电信号下对电流流过的阻力和电压的影响的量度。
在电路实验中，测量交流阻抗参数和功率因数是十分重要的。
本文将介绍交流阻抗参数的测量方法和功率因数的计算方法，并通过实验验证其可行性。
一、交流阻抗参数的测量方法1.电压、电流和相位测量方法为了测量交流阻抗参数，首先需要测量电压和电流的幅值以及它们之间的相位差。
电压的幅值可以通过示波器来测量，将示波器探头连接到电路的两端即可。
电压的幅值等于示波器上观察到的峰-峰值的一半。
电流的幅值通常需要使用电流互感器来测量。
电流互感器是一种能够将电路中的电流变成能够用示波器测量的电压信号的装置。
相位差可以通过示波器上的两个通道观察到的波形来测量。
将电压和电流分别连接到两个通道上，并调整示波器使得两个波形在示波器屏幕上重叠。
然后测量示波器上波形的水平差，即可得到相位差。
2.阻抗模值的计算方法交流阻抗的模值是电压与电流幅值之比。
假设电流的幅值为I，电压的幅值为V，阻抗的模值为Z，那么可以得到以下关系：Z=V/I通过测量得到的电压和电流的幅值，可以直接计算得到阻抗的模值。
二、功率因数的计算方法功率因数是交流电路中有用功率与总功率之比。
有用功率是指用于驱动负载工作的功率，而总功率是指电网提供的全部电能。
假设有用功率为P，视在功率为S，功率因数为pf，那么可以得到以下关系：pf = P / S有用功率可以通过测量电路中的电压和电流的相位差以及它们的幅值来计算。
假设电流的幅值为I，电压的幅值为V，电流与电压的相位差为Φ，那么可以得到以下关系：P = V * I * cos(Φ)视在功率可以通过测量电压和电流的幅值来计算。
假设电流的幅值为I，电压的幅值为V，那么可以得到以下关系：S=V*I通过测量得到的电压和电流的幅值以及相位差，可以计算得到功率因数。
三、实验验证为了验证上述测量方法的可行性，可以进行以下实验：1.准备一个带有电阻负载的电路，通过交流电源供电。
交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
交流阻抗参数的测量和功率因数的改善交流电路中，阻抗是指电路元件对电压和电流变化的反应，也是衡量电路难度的指标。
阻抗对交流电路的特性和稳定性有很大影响。
测量交流电路的阻抗参数并改善功率因数是非常重要的，下面我们详细讲述一下这两个方面。
1.测量方法首先，选择合适的测量方法是关键。
不同的电路会有不同的测量方法。
在通用的交流电路中，我们通常使用的是测试器来进行测试。
测试器通常是由一些连接和信号处理单元组成的系统，可以在电路中加入一定的测试信号来测量交流电路的阻抗参数。
2.测量环境其次，测量环境的选取也是非常重要的。
在测量之前，应尽量将电路的环境保持恒定，去除不必要的噪声干扰。
对于大型交流电路来说，测量环境一定要有一定条件的限制，以便能更准确地测量电路的阻抗参数。
3.测试信号测试信号也是关键的一点，我们应尽量选择具有一定波幅和频率的信号，以便能得到更准确的电路阻抗参数。
通常，我们会使用正弦波作为测试信号，因为正弦波是唯一能够表示所有频率的波形。
4.式子和数据处理最后，我们需要对测试数据进行数据处理，算出电路的阻抗参数。
对于不同的电路，数据处理的方式也不同。
对于一般的电路，我们应尽量采用简单易懂的算法进行数据处理，以便得到更准确的电路阻抗参数。
二、功率因数的改善1.功率因素的概念功率因素是指电路负载对电压和电流相位的影响，它是电路稳定性和电能消耗的重要指标。
功率因数越高，电路的稳定性越高，能源利用率也越高。
而功率因数低，则会导致电路不稳定、电网电压下降等问题。
2.功率因数的原理功率因数是根据电路的实际功率和视在功率的比值计算出来的。
实际功率指电路的有功功率，即电路所消耗的实际能量；而视在功率则指电路的复功率，是电压和电流的乘积。
如果电路的复功率远大于实际功率，表明电路存在着较大的电流滞后，即功率因数低。
改善功率因数，通常有以下几种方法：（1）添加电容：在电路中加入适当的电容，可缩小电路的复功率，从而提高功率因数。
阻抗参数测量和功率因数改善实验报告
阻抗参数测量和功率因数改善实验报告
一、实验前的准备
1、实验课程名称：阻抗参数测量和功率因数改善实验
2、实验室：艾滋病毒病理学实验室
3、实验组成：由学生、实习老师、实习助教、技术人员组成
4、实验设备：直流电源、电抗器、偏压电路等
5、实验内容：阻抗参数的测量与分析，功率因数改善测试和改善模型的验证
二、实验介绍
1、实验目的：
（1）理解单相、三相等容阻器的构造原理与特性；
（2）掌握阻抗参数测量的方法；
（3）熟练操作功率因数改善和模拟负荷的测试；
（4）熟练掌握功率因数改善的原理与模型，掌握功率因数改善的技术。
2、实验步骤
（1）测量、分析电路阻抗参数；
（2）测量电路的功率因数；
（3）分析、仿真功率因数改善技术；
（4）实际操作功率因数改善；
（5）验证改善参数和模型的有效性。
三、实验结果与讨论
1、阻抗参数测量结果
根据实验结果，电路的漏抗为2.34 ohm，寄生抗为0.54 ohm，电容抗为8.2 μF。
2、功率因数测量结果
利用实验装置测量电路的功率因数，得到的结果为0.90。
3、功率因数改善结果
实验仿真中，采用容抗补偿技术改善电路的功率因数，最终得到的改善结果为0.92。
四、实验总结
本次实验，我们通过步骤完成了对电路阻抗参数及功率因数改善的测量及模拟，得出完善的结果。
实验中掌握了各种阻抗参数测量技术，对电路的功率因数改善技术也深入学习，掌握实验方法的同时，也对实验原理有了更深的认识。
交流阻抗参数的测量实验报告
交流阻抗参数的测量实验报告一、实验目的交流阻抗参数的测量是一种重要的电化学研究方法，本次实验的目的在于：1、掌握交流阻抗参数测量的基本原理和实验方法。
2、学会使用相关仪器设备进行交流阻抗参数的测量。
3、分析和理解测量结果，探究电化学体系的性质和特征。
二、实验原理交流阻抗法是一种以小振幅的正弦波电位（或电流）为扰动信号，测量电极系统在不同频率下的响应，从而获得电极系统的阻抗信息。
在一个电化学系统中，总阻抗可以表示为电阻和电容、电感等元件的组合。
通过测量不同频率下的阻抗值，可以得到阻抗的实部（电阻）和虚部（电抗），进而构建出 Nyquist 图（复数阻抗平面图）和 Bode图（阻抗模量和相位角与频率的关系图）。
在简单的等效电路中，例如由电阻（R）和电容（C）串联组成的电路，其阻抗可以表示为：＼Z ＝ R ＋＼frac{1}｛j\omega C}＼其中，＼（j\）为虚数单位，＼（＼omega\）为角频率（＼（＼omega ＝ 2\pi f\），＼（f\）为频率）。
三、实验仪器与试剂1、电化学工作站2、三电极体系：工作电极（研究对象）、参比电极（提供稳定的电位参考）、辅助电极（传导电流）3、电解质溶液4、计算机四、实验步骤1、电极的准备对工作电极进行预处理，如打磨、清洗，以确保表面洁净、活性良好。
安装三电极体系，确保电极之间的接触良好。
2、仪器参数设置在电化学工作站上设置测量的频率范围、振幅、起始电位等参数。
3、测量启动测量程序，让仪器在设定的频率范围内自动施加交流扰动信号，并记录响应数据。
4、数据保存与处理将测量得到的数据保存到计算机中。
使用相应的软件对数据进行处理和分析，绘制 Nyquist 图和 Bode 图。
五、实验结果与分析1、 Nyquist 图分析观察 Nyquist 图的形状，判断电化学系统的等效电路类型。
从图中提取出电阻和电容等参数的值。
例如，如果 Nyquist 图呈现为一个半圆加一条直线，可能表示为一个电阻和一个常相位角元件（CPE）的组合。
交流电路功率因数的改善实验报告
交流电路功率因数的改善实验报告
实验目的：研究如何通过改变电路元件，改善交流电路的功率因数。
实验材料：电阻器、电容器、电感器、交流电源、万用表、示波器等。
实验步骤：
1.将电阻器连接到交流电源电路中，测量电路的功率因数。
2.将电容器连接到交流电源电路中，并调节电容器的电容值，测量电路的功率因数。
3.将电感器连接到交流电源电路中，并调节电感器的电感值，测量电路的功率因数。
4.根据测得的数据，分析并比较电阻器、电容器和电感器对电路功率因数的影响。
实验结果：经过实验，我们得出如下结果：
1.当电路中只有电阻器时，功率因数较低，无法有效利用电能。
2.当电路中添加电容器时，电路的功率因数得到了改善，并且随着电容值的增大，功率因数也会逐渐提高。
3.当电路中添加电感器时，电路的功率因数也得到了改善，并且随着电感值的增大，功率因数也会逐渐提高。
实验结论：通过实验，我们可以得出如下结论：
1.在交流电路中，只有电阻器是不能够起到改善功率因数的作用的。
2.电容器和电感器可以有效地改善交流电路的功率因数，而且电容器和电感器的大小对功率因数的影响是不同的，需要根据实际情况进行选择。
3.在实际电路中，可以通过组合使用电阻器、电容器和电感器，来达到更好的功率因数调节效果。
A4交流阻抗参数的测量和功率因素的改善(强电)2014.
Z1
30
Z2
30
cos
U2
U12
U
2 2
2U1U2
U x U 2 sin
L RU x
U1
U r U 2 cos
r RU r U1
C U1
RU x
说明
①Z1=10Ω+jL（内阻为26Ω、114mH）时，阻抗 L>0呈感性，故计算参数时不能计算电容量C ②Z2=100Ω-j（C为 10uF）时，阻抗-j<0呈容性， 故计算参数时不能计算电感量L
2020/9/26
东南大学电工电子实验中心
6
三、实验内容
（1）用三电压表法测量交流电路中的RLC元件阻抗 值；
（2）用三表（电压表、电流表、功率表）法测量交 流电路中的RLC元件阻抗值。
（3）功率因数的改善 分别并联10uF、24uF的电容，观察并分析功
率因数的变化情况。
1.三电压表法——测量电路
交流阻抗参数的测量 和功率因数的改善
2020/9/26
东南大学电工电子实验中心
1
实验注意事项：
先连线，再通电； 先断电，再拆线。
2020/9/26
东南大学电工电子实验中心
2
一、实验目的
（1）学习测量阻抗参数的基本方法， 通过实验加深对阻抗概念的理解； （2）掌握电压表、电流表、功率表和 单相自耦调节器等电工仪表的正确使用 方法。
（3）测量交流电路中的元件阻抗值； （4）设计电路，学习提高功率因数的 方法。
2020/9/26
东南大学电工电子实验中心
3
二、实验原理
电阻元件中电压与电流是同频率的正弦量， 电压和电流同相。电阻元件是耗能元件，衡量 元件消耗功率的大小用有功功率P表示。
实验四三表法测交流参数和功率因数提高(精)
. + . I U
R jX
Z= Z Z=R+jX
二、实验原理 2、负载（无源一端口网络）交流等效参数的 测量
* W *
V
.
I
+
U
A
元 件 或负载
Z = R= P I2
U I
=cos= P UI
.
或 R= Z cos
或 X= Z sin
X= Z 2R2
交流多功能表 显示屏
U I f P U
功率表的接线
交流多功能表 显示屏
I f P
~ u * (单相调压 AC 器输出) ~
1 8
~ * i
7 5 6
~ u *
2 4
~ * i
3
被测 负载
二、实验原理 3、负载性质（感性或容性）的确定 * W *
V
.
I
+ U
A 元 件 或负载
.
.
IL
1F
IC
.
. I . IL . (I) . I
2 2
负载功率P2
P U I cos
2
线路上的电流： I
P2 U 2 cos 2
U 2一定，cos ，输电线路上 I ，输电线路上损耗增加
输电效率：
P2 P2 P2 P总 P2 P P2 I 2 R1
输电效率降低，发电设备的容量得不到充分的利用。
5、提高功率因数 方法： 在负载端并联电容，以流过电容器中的容性 电流补偿原负载中的感性电流。
220V
~
被测负载 A：耦合电感正串 B：10F电容与151电阻串联 2、测量负载A的U、I、P，将测量结果记入表一。
交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
课程名称： 电路实验名称： 交流阻抗参数的测量和功率因数的改善交流阻抗参数的测量和功率因数的改善一、 实验目的1、 学习测量阻抗参数的基本方法，通过实验加深对阻抗概念的理解；2、 掌握电压表、电流表、功率表和单相自耦调节器等电工仪表的正确使用方法。
二、 实验原理 略三、 实验内容1、三电压表法测量电路如图1所示，Z 1=10Ω+L （114mH ），Z 2=100Ω+C （10uF ），按表1的内容测量和计算。
50HzR 0Z =r+jX 01,2Z1UrU I（a ）测量电路 （b ）相量图图1 三电压表法表1三电压表法221212r 22cos ;2;;X U U U U U U U Cos U U Sin θθθ--===1X11X RU r=;U RU L=;WU U C=;WRU r得到处理后的数据如表所示，通过数据计算我们发现电感，电容的大小及功率因数的大小与理论值相比有很大的误差，鉴于实际测量过程中小组多次检查电路连接与读数，因此可排除测量时的线路连接逻辑错误，下面推断产生此现象的错误原因：1）电容存放时间长，其参数值已经变化，偏离了原理论值； 2）所连接的电感线圈实际值并没有达到所要求的114mH ；2、三表法（电流表、电压表、功率表）按图2所示电路接线，将实验数据填入表2中。
Z 1=10Ω+L （114mH ），Z 2=100Ω+C （10uF ），50Hz1,2Z图2 三表法分析： 根据三表法的原理知，2U Z=;IP COS =;IUP r=;ZCOS I ϕϕ=;;1*LC X ZSin X L WC X W ϕ====根据公式处理P ，U ，I,数据后得到上表，根据表中的数据分析如下：1）使用三表法测量的结果与三电压表法测得的电感、电容数值接近一致，因此验证实验一所做的推断是正确的，电容、电感理论值与实际值有较大的偏差。
因此无法比较两种方法测量的结果哪种更加接近实际值。
实验四交流参数的测量
阻抗模
交流电压表
| Z |
U
U I
功率因数
等效电阻
cos
R
P UI
交流电流表
I
P | Z | cos I2
XL L 2 f
C 1 2 fX C
2
交流功率表
P
电感 X L U L
电容
XC UC I
2、交流功率表的接法
实验四
交流电路等效参数的测定 及日光灯电路功率因数提高方法的研究
一、实验目的 1. 学会使用交流数字仪表（电压表、电流表、功 率表）和自耦调压器。 2. 学会用交流数字仪表测定交流电路参数的方法。
3. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法； 4. 了解日光灯电路的工作原理，掌握日光灯线路
的接线；
二、实验原理 1、三表法测交流参数
启辉值
正常工作
（三）功率因数提高 逐渐增加C值，使电路负载端的功率因数逐步提高。
（尽量找到电流最小点）
调压器
I
A * W
*
+
镇流器
220V ～
S
C
启辉器
U V
_
功率因数提高实验数据
顺 序 号 1 2 3 电容值 (μF) C＝0 C＝0.47 C＝1 测得值 I (A) U (V) P (W) UA (V) UL (V) 计算值
感性 负载
. I . U . IC 感性负载 相 量 图
I
+
U
.
.
IL
IC C
.
. I . IL . 未并电容 ( I )
三、实验任务与方法
实验电路如图2-2所示，功率表的连接方法见图2-1，交流电源 经自耦调压器调压后向负载供电。 1．测量白炽灯的电阻 图2-2电路中的Z为一个220V、 25W的白炽灯，用自耦调压器调 压，使U=220V，（用电压表测 量），并测量电流和功率，记录
实验4指导书 交流参数的测定(电工)
交流参数的测定一、实验目的1．研究电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定其随频率变化的特性曲线。
2．掌握交流数字仪表（电压表、电流表、功率表）和交流自耦调压器的使用方法。
3．掌握使用交流电压表、电流表、功率表（即三表法）测量交流电路中的阻抗及元件参数的方法。
4．学习电抗容性、感性性质的判定方法。
二、实验预习打印实验指导书，预习实验内容，了解本实验的目的、原理和方法。
三、实验设备与仪器NEEL-II 型电工电子实验装置。
四、实验原理1．单个元件阻抗与频率的关系。
对于电阻元件，根据︒∠=0RR R I U，其中R I U =R R ，电阻R 与频率无关；对于电感元件，根据L LL j X I U= ，其中fL X I U π2L L L ==，感抗X L 与频率成正比；对于电容元件，根据C CCj X I U -= ，其中fC X I U π21C C C ==，容抗X C 与频率成反比。
图1 阻抗频率特性测量电路测量元件阻抗频率特性的电路如图1所示，图中的r 是提供测量回路电流用的标准电阻，流过被测元件的电流（R I 、L I 、C I ）则可由r 两端的电压r U 除以r 阻值所得，又根据上述三个公式，用被测元件的电流除对应的元件电压，便可得到R 、L X 和C X 的数值。
2．交流电路的参数测量方法。
正弦交流电路中各个元件的参数值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U ，流过该元件的电路I 和其所消耗的功率P ，然后通过计算得到元件的各参数值，这种方法称为三表法，是用来测量50Hz 交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为：电阻元件的电阻：RR I U R =或2I PR =电感元件的感抗：LL L I U X =，电感f X L L π2=电容元件的容抗：CC C I U X =，电容C fX C π21=串联电路复阻抗的模I U Z =，阻抗角RXarctg =ϕ 其中，等效电阻2I PR =，等效电抗22R Z X -=功率因数UIP =ϕcos 在RLC 串联电路中，各元件电压之间存在相位差，电源电压应等于各元件电压的向量和，而不能用它们的有效值直接相加。
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实验四交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
一、实验目的
1．测量交流电路的参数。
2．验证提高感性负载功率因数的方法，体会提高功率因数的意义。
3．设计感性负载电路中补偿电容的大小。
4．学会使用单相功率表。
二、预习要求
1．掌握交流电路中电流、电压间的相量关系及提高功率因数的意义和方法。
2．当外加电压不变，感性负载并联电容后，线路的总电流如何变化？它对R、L串联支路电流及功率有无影响？画出相量图。
3．熟悉功率表的选择与使用方法。
二、实验原理
1、日光灯电路及其原理说明：
（1）日光灯电路如图4-1所示，它由日光灯管，镇流器和启辉器主要部件组成。
A、灯管是一根玻璃管，其内壁涂有荧光粉，两端各有一个阳极和灯丝，前者为镍丝，后者为钨丝，二者焊在一起，管内充有惰性气体和水银蒸气。
B、启辉器由封在充有惰性气体的玻璃泡内的双金属片和静触片组成，双金属片和静触片都具有触头。
C、镇流器是一个带铁心的电感线圈。
图4-1
（2）工作原理：
当日光灯刚接通电源时，启辉器的两个触头是断开时，电路中没有电流，电源电压全加在起辉器的两个触头之间产生辉光放电，电流通过起辉器，灯丝和镇流器构成通路，对灯丝加热，灯丝发出大量电子。
起辉器放电时产生大量的热量，使双金属片受热膨胀至使触头闭合，导致放电结束。
双金属片冷却后两触头断开，通路被切断，在触头被切断的瞬间镇流器产生相当高的自感电动势与电源电压串联加在灯管的两端，启动管内的水银蒸气放电，这时辐射出的紫外线照到管内壁的荧光粉上发出白光。
灯管放电后，电源电压大部分加在镇流器上，灯管两端电压（既启辉器两触头之间的电压）较低，不能使起辉器光线光放电，因而其触头不能再接触。
在电网交流电的作用下，灯管两端的灯丝和阳极之间电位不断地发生变化，一端为正电位时另一端为负电位。
负电位端发射电子，正电位端吸收电子，从而形成为电流通路。
启辉过程：电源（220V）接通→氖气电离放电产生热→两电极通→灯丝热发射电子→辉光管极间电压为0，断开→镇流器产生感应电动势（>220V）→水银蒸汽游离放电→荧
光灯发光
2、功率因数的提高：
（1）功率因数：对于一个无源二端网络，如下图4-2所示，它所吸收的功率P=UIcos φ，其中cosφ称为功率因数。
功率因数的大小决定放电电压和电流之间的相位差，即决定于该二端网络的等值负阻抗的复角φ。
图4-2
（2）提高功率因数的方法：
提高功率因数，就是设法补偿电路的无功电流分量。
对于感性负载，可以并联一个电容器使流过电容的无功电流分量与流过电感负载的电流无功分量互相补偿，以减少电压和电流之间的相位差，从而提高功率因数。
3、提高功率因数的实际意义：
作为动力系统主要用户的工厂，其负载如感应电动机，变压器都是感性的，它们的功率因数较低。
低功率因数的负载时动力系统的运行会产生不良的影响。
例如不能充分利用电源的容量，同时由于一定的负载功率需要较大的电流，因而增加了输电线的损耗，降低了传输效率。
提高功率的功率因数，就克服上述不良影响，具有实际意义。
三、实验设备
四、实验内容
1、日光灯实验电路。
（1）按图3-2所示连接电路（电容先不接入）。
指导教师检查后接通实验台电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉点亮为止，记下三表（交流电压表、电流表、功率表）的指示值。
然后将电压调至220V，接通电源，观察日光灯发光过程。
（2）灯管点燃以后，记录电流I、电压U、功率P，并分别测量灯管两端的电压U A和镇流器两端的电压U L，填入表4-1
（3）计算视在功率S、无功功率Q和功率因数cosφ，填入表4-1
2、日光灯改善功率因数的电路。
图4-3
（1）如图4-3所示，并入电容C，接入AC220V，将电容由0.47μF、1μF、2μF逐渐增大，观察电流I和功率P的变化情况。
填入表4-2。
（2）计算功率因数cosφ，填入表4-2。
五、注意事项
1、本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全，①断电后接线，②检查线路时先切断电源再检查，③实验完成后须切断电源后再拆线。
2、日光灯启动电流较大，必须使连线正确并牢靠，以保护功率表。
3、接好电路，一定要检查无误后才可接通电源，以免损坏日光灯管。
4、线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。
六、思考题
1、为什么感性负载在并联电容后，可以提高功率因数？是不是并联电容越大，功率因数就越高？
2、感性负载在并联电容后，电路的总功率P及日光灯支路电流I H，电路的功率因数是否发生变化，为什么？。