交流电路参数测定及功率因数的提高
实验四 交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
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。
单相交流电路及功率因数的提高实验报告
实验二 单相交流电路及功率因数的提高一、实验目的1. 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2. 了解日光灯电路的特点，理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、原理说明1. 交流电路中电压、电流相量之间的关系 在单相正弦交流电路中，各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律，即：ΣI ＝0和ΣU＝0 图1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，电阻上的端电压R U 与电路中的电流I 同相位，当R 的阻值改变时，R U 和C U 的大小会随之改变，但相位差总是保持90°，R U 的相量轨迹是一个半圆，电压U 、C U 与R U 三者之间形成一个直角三角形。
即U =RU +C U ，相位角φ＝acr tg (Uc / U R ) 改变电阻R 时，可改变φ角的大小，故RC 串联电路具有移相的作用。
图1 RC 串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比，即：cos φ＝P / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。
交流电路的负载多为感性（如日光灯、电动机、变压器等），电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率，因此功率因数比较低(cos φ＜0.5)。
从供电方面来看，在同一电压下输送给负载一定的有功功率时，所需电流就较大；若将功率因数提高 (如cos φ＝1 )，所需电流就可小些。
这样即可提高供电设备的利用率，又可减少线路的能量损失。
所以，功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。
为了提高交流电路的功率因数，可在感性负载两端并联适当的电容Ｃ，如图2所示。
并联电容Ｃ以后，对于原电路所加的电压和负载参数均未改变，但由于c I的出现，电路的总电流I 减小了，总电压与总电流之间的相位差φ减小，即功率因数cos φ得到提高。
2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数，如图3所示。
实验3交流参数的测定与功率因数提高
1
在实验过程中，我们发现数据采集和处理过程中 存在一定误差，需要进一步优化数据采集和处理 方法，以提高实验精度。
2
为了更全面地研究交流参数对功率因数的影响， 建议在更多种类的交流电参数下进行实验，以便 更准确地评估其效果。
3
我们还建议进一步研究不同类型滤波和补偿装置 对功率因数的影响，以找到更有效的提高功率因 数的方法。
结果讨论
对实验结果进行讨论，探讨可能影 响交流参数的因素以及提高功率因 数的有效方法。
提高功率因数的效果评估
评估方法
采用适当的评估方法，对提高功率因数的效果进行定 量评估。
效果比较
将提高功率因数前后的效果进行比较，分析提高功率 因数对交流参数的影响。
效果总结
总结提高功率因数的效果，为实际应用提供参考和借 鉴。
待测设备
待测设备的电路板、电阻、电 容等元件。
连接线
用于连接电源、仪表和待测设 备。
实验操作流程
准备实验设备与材料，确保电 源、仪表和待测设备正常工作 。
开启电源，记录电压、电 流和功率的测量值。
将待测设备接入测试电路， 确保连接线接触良好。
调整电源的频率和幅值，重复 上述测量步骤，获取多组数据 。
对实际应用的启示与展望
实验结果对实际电力系统的设计和优化 具有重要指导意义，可以帮助工程师更 好地理解和控制交流电参数，从而提高 电力系统的效率。
随着可再生能源和分布式发电系统的广泛应 用，对交流参数的精确控制将变得越来越重 要。因此，本实验结果可以为这些领域的发 展提供有益的参考。
未来研究可以进一步探索如何将本 实验结果应用于实际电力系统，例 如开发更先进的滤波和补偿装置， 以提高电力系统的稳定性和效率。
简述在常用交流电路中提高功率因数的方法
简述在常用交流电路中提高功率因数的方法
在常用交流电路中，以下是提高功率因数的方法：
1. 加装电容器：电容器可以补偿感性负载中的电感，从而减小回路中的感性功率，提高功率因数。
2. 选择高功率因数电器：现代电器通常会标注功率因数，选择功率因数高的电器可以有效地提高功率因数。
3. 使用电子式镇流器：电子式镇流器可以有效地减小感性负载的电感，从而提高功率因数。
4. 增加电感元件：通过增加电感元件，可以减小电路中的冲击电路，从而降低谐波，提高功率因数。
5. 使用有功功率控制器：有功功率控制器可以精确控制电器的负载，从而降低谐波，提高功率因数。
6. 利用谐振效应：谐振电路可以消除回路中的电感和电容之间的相位差，从而提高功率因数。
实验二、交流电路参数测量与功率因数的改善
实验二、单相交流电路实验预习：一、实验目的 1、通过对R-L 串联电路及其与C 并联的单相交流电路的实际测定，查找出它们的电压、电流及功率之间的关系。
2、学习电路元件参数的测量方法（间接法测定R 、r 、L 、C 等）。
3、掌握感性负载并联电容提高功率因数的方法，并进一步理解其实质。
4、学习并掌握功率表的使用。
二、实验原理 1、R-L 串联电路LXRrSZ图1-8-1 R-L 串联电路图1-8-1表示了一个R-L 串联电路，其电感为空心线性电感。
由于空心线性电感的内阻不可忽略，这里用内阻r 与理想电感X L 串联来代替空心电感，设其总阻抗为Z S 。
根据0=∑U ，列出Lr R S R U U U U U U ++=+= 电感线圈上的正弦电压U S 将超前电流I 一个ϕ1角度，相量图如图1-8-2所示。
由相量图上的电压三角形，根据余弦定理，得：U S 2 = U R 2 +U 2 -2 U U R Cos ϕ1从而求出ϕ1，而U （R + r ）=U Cos ϕ1式中U （R + r ）=U R + U r又因为U L =U Sin ϕ1 ，这样可求得： R =U R / I 1 ； r = U r / I 1；X L =U L /L ； L =X L /ω =X L / 2πf2、研究感性负载电路提高功率因数的方法。
感性负载电路的功率因数一般比较低，为了提高电路的功率因数，常在感性负载电路的两端并联电容器，以提高电路的功率因数。
并入电容后的电压、电流相量图如图1-8-3所示。
电容支路的电流I C 在相位上超前电源电压90º（以U 为参考）。
图1-8-2 R-L 串联电路中电压、电流相量图图1-8-3 感性负载并联电容后的电流相量图R并联电容后线路的总电流 0=∑I CI I I +=1 由图1-8-3的相量图，根据余弦定理得：I 12 = I C 2 +I 2 -2 I I C COS （90º + ϕ）：式中 COS （90º + ϕ）= -Sin ϕ 。
实验三交流参数的测试及感性负载功率因数的提高ppt课件
④功率表的运用。
功率表的衔接：
a.将标有“*〞标志的两个同名端钮接 在一同，接到电源的同一端；
b.电流线圈的另一端串接至负载端； 电压线圈另一端那么并联至负载的另一 端。
图功6率是表功量率程表的在选电择路：中的衔接表示图。
⑤电感和电阻元件的取用。
功率表
电感和电阻元件
〔2〕实验线路衔接方法阐明。 〔3〕实验线路衔接示范。
路的性质从感性负载变为谐振形状后再改动到容性负载，每改 动一次电容C，测出相应的Ｕ总、ＵR、ＵrL、I总及P值并计算 功率因数，将数据填入表2中。
❖ 实验线路的衔接
〔1〕在实验台中找出对应的源、元件及 丈量工具。
①单相可调电压源的运用。 ②日光灯电路的组成以及线路衔接阐明。
③电容的调理与衔接阐明。
3.根据实验所得数据，计算日光灯的近似值，镇流器的电感值与 电阻值，功率因数和阻抗。
4.经过实验景象及实验数听阐明提高功率因数的意义?
5.为何采用并联电容来提高功率因数？串联电容行不行？为什么？
6.普通在运用仪表丈量时都要选择适宜的量程，在运用功率表丈 量交流电路功率时，应根据什么值来选择它的量程？在实验中， 随者并联电容逐渐增大，虽然总功率没有变化，但功率表电流线 圈的量程能够需求改动才干继续丈量，为什么？
四 实验义务
1.设计一RL串联交流电路，实验参考线路图如下，丈量以下参 数：总电压Ｕ总，电感上的电压ＵrL ,电阻R上的电压ＵR , RL 串联支路中的电流I，总功率P；并计算出实验电路中的各部分参 数，将数据填入表1中。
❖ 实验线路的衔接
〔1〕在实验台中找出对应的 源、元件及丈量工具。
① 函数信号源的运用。 ② 交流电压表的运用。
2.交流电路中的功率因数及改善
电工电路实验：交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
电工电路实验：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、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。
4.在图2-4-2中，当电容器未投入时，若测得的输出端电压U=120V，电阻器R两端电压U2=45V，电感线圈两端电压U1=90V，电流I=0.6A，功率P=44W，试求该电路的功率因数。
若把功率因数提高到理想情况（cosφ=1），应并联电容量为多大的电容器？5.设计出“实验内容与步骤3”中所要记录数据用的表格。
三、实验原理1.感性负载参数的测定将电感线圈（含L和RL）和电阻器R串联后，接在单相调压器的输出端，如电路图1-4-2所示（电容器先不接入），则，根据基尔霍夫定律的相量形式，可知串联电路中总电压的相量等于各分段电压的相量和，即，画出相量图。
（1）用两表法（即交流电压表、电流表）测出上述电路的电压U、U1、U2 及电流I，利用相量图可以求出电路的参数。
其中，U1为电感两端的电压，U2为电阻两端的电压。
电感线圈的功率因数；其中：L、R串联电路总功率因数；电感线圈电阻；电感线圈阻抗；电感线圈电感；电阻阻值。
（2）用三表法（即交流电压表、电流表、功率表）测出上述电路的U、U1、U2及电流I和功率P，就可按下列各式求出电路的参数：L、R串联电路总功率因数；电路总阻抗；滑线电阻阻值；电路总电阻值；电感线圈电阻RL=R＇-R；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P=UI cosφ，cosφ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。
电工实验功率因数的提高实验报告
电工实验功率因数的提高实验报告一、实验目的1、深入理解功率因数的概念及其对电路的影响。
2、掌握提高功率因数的方法和原理。
3、通过实验测量和分析，验证提高功率因数的效果。
二、实验原理1、功率因数的定义在交流电路中，功率因数（Power Factor，简称 PF）是有功功率（P）与视在功率（S）的比值，用符号cosφ 表示，即cosφ ＝ P ／ S。
其中，有功功率是指电路中实际消耗的功率，用于做功（如发热、发光等）；视在功率是指电源提供的总功率，包括有功功率和无功功率。
无功功率（Q）是用于电路中电场和磁场的交换，但不做功。
2、功率因数低的影响当功率因数较低时，电路中的电流会增大，导致线路损耗增加，降低了电源的利用效率，同时也会增加设备的容量和成本。
3、提高功率因数的方法常见的提高功率因数的方法是在感性负载两端并联电容器。
电容器提供的无功功率可以补偿感性负载所需的无功功率，从而减小电路中的总无功功率，提高功率因数。
三、实验设备1、交流电源（0 220 V）2、功率因数表3、交流电流表4、交流电压表5、电感线圈6、电容器（不同容量）7、电阻箱8、连接导线若干四、实验步骤1、按图连接电路将交流电源、电感线圈、电阻箱串联组成感性负载电路，然后将功率因数表、交流电流表、交流电压表接入电路，测量未并联电容器时的各项参数。
2、测量未并联电容器时的参数接通电源，调节交流电源的输出电压至 220 V，记录此时的电流、电压、功率因数等数据。
3、并联电容器并测量参数依次并联不同容量的电容器，每次并联后重新测量电流、电压和功率因数等参数，并记录下来。
4、数据分析根据测量的数据，绘制功率因数与电容器容量的关系曲线，分析功率因数的变化规律。
五、实验数据记录与处理｜电容器容量（μF）｜电流（A）｜电压（V）｜有功功率（W）｜无功功率（var）｜功率因数｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 0 ｜ 15 ｜ 220 ｜ 150 ｜ 220 ｜ 068 ｜｜ 1 ｜ 12 ｜ 220 ｜ 160 ｜ 180 ｜ 073 ｜｜ 2 ｜ 10 ｜ 220 ｜ 170 ｜ 150 ｜ 077 ｜｜ 3 ｜ 08 ｜ 220 ｜ 180 ｜ 120 ｜ 082 ｜｜ 4 ｜ 07 ｜ 220 ｜ 190 ｜ 100 ｜ 086 ｜以电容器容量为横坐标，功率因数为纵坐标，绘制曲线如下：插入功率因数与电容器容量关系曲线的图片从曲线可以看出，随着电容器容量的增加，功率因数逐渐提高。
单相交流电路及功率因数的提高
电路基础实验六实验名称单相交流电路及功率因数的提高一. 实验目的1、通过RL串联电路掌握单相交流电路的电压、电流、复阻抗之间的相量关系、有效值关系。
2、熟悉日光灯电路的组成，各元件的作用及日光灯的工作原理，学会日光灯电路的连接，了解线路故障的检查方法。
3、掌握交流电路的电压、电流和功率的测量方法。
4、掌握提高感性负载功率因数的方法。
二. 实验原理镇流器是一个铁心线圈，其电感L比较大，而线圈本身具有电阻R1。
日光灯在稳态工作时近似认为是一个阻性负载R2。
镇流器和灯管串联后接在交流电路中，可以把这个电路等效为RL串联电路。
图(1)日光灯电路图(2)日光灯等效电路因镇流器本身的电感较大，故整个电路的功率因数较低，为了提高电路的功率因数，可以采用在日光灯两端并联电容的方法。
并联电容后电路的总电流。
由于电容的无功电流抵消了一部分日光灯电流中的感性无功分量，所以总电流将减小，电路的功率因数被提高。
由于电源电压是固定的，并联电容器并不影响感性负载的工作状态，即日光灯支路的电流、功率和功率因数并不随并联电容的大小而改变，仅是电路的总电流及总功率因数发生变化。
提高电路的功率因数能够减小供电线路的损耗及电压损失，提高电源设备的利用率而又不影响负载的工作，所以并联电容器提高电路的功率因数的方法被供电部门广泛采用。
三. 实验设备序号名称型号与规格数量备注1 交流电压表0～500V 1 实验台2 交流电流表０～5A 1 实验台3 功率表 1 实验台4 自耦调压器 1 实验台5 日光灯灯管30W 1 实验台6 镇流器、启辉器与30W灯管配用各1 实验台7 电容器1μF,2.2μF,4.7μF/500V 各1 电工原理18 电流插座 3 实验台四. 实验内容及数据测量数值计算值P(W)cosφI(mA)U(V)U RL(V)U R(V)R1(Ω)L(H)cosφL R2(Ω)正常工作值29.47L0.53255220.0171.2109.424.19 2.140.036429.023、电容值(μF)测量数值P (W) cosφ′U (V)总电流I (mA)负载电流IRL(mA)电容电流IC(mA)0.47 29.6 L 0.59 220.0 230 257 431 29.97 L0.67 220.0 205 260 782.2 30.14 L0.89 220.0 157 261 1674.3 30.71 C0.75 220.0 187 260 327五.数据分析六. 思考题1、当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？2、为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性支路的电流和功率是否改变？3、提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并联的电容器是否越大越好？4、本节实验中，为了改善功率因数，分别并联了四个容值由小到大不等的电容，对应的功率因数是否也随之由小到大的变化？如果不是，分析原因。
交流参数测定与功率因数提高
.
13
实验提问
1. 为了提高感性负载端的功率因数，可在负载端 并联电容。有同学认为：并联电容越大，功率 因数提高越多。这种说法对么？为什么？
2. 三表法测量交流参数实验中，无法依据所测得 的三表读数判断负载性质。某同学在负载端并 联电容，观察到电流表读数变大，由此判断负 载为感性。结论一定正确么？为什么？
.
14
220V ～
*
I A*W
+
+
U
_
L
ZL
UV
+
C
_
ZR
U
_
R
图2
ZR＝100Ω，. ZL为L1正串L2
9
.
10
表二 功率因数提高实验数据
顺 序 号
测得值
电容值
(μF)
I
U P PR UL
(mA) (V) (W) (W) (V)
计算值
UR PL cos
(V) (W)
1 C＝0
2 C＝1
12 C＝11 13 C＝12
（二）功率因数提高 1. 按图2连接线路，测量C＝0时的U、I、P、UL、 UR、PR（ZR的功率）。
调压器
220V ～
*
I A*W
+
+
U
_
L
ZL
UV
+
C
_
ZR
U
_
R
. 图2
8
三、实验任务与方法
（二）功率因数提高 2. 按表二逐渐增加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
相量图
单相交流电路及功率因数的提高实验报告
实验二 单相交流电路及功率因数的提高一、实验目的1. 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2. 了解日光灯电路的特点，理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、原理说明1. 交流电路中电压、电流相量之间的关系 在单相正弦交流电路中，各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律，即：ΣI ＝0和ΣU＝0 图1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，电阻上的端电压R U 与电路中的电流I 同相位，当R 的阻值改变时，R U 和C U 的大小会随之改变，但相位差总是保持90°，R U 的相量轨迹是一个半圆，电压U 、C U 与R U 三者之间形成一个直角三角形。
即U =RU +C U ，相位角φ＝acr tg (Uc / U R ) 改变电阻R 时，可改变φ角的大小，故RC 串联电路具有移相的作用。
图1 RC 串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比，即：cos φ＝P / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。
交流电路的负载多为感性（如日光灯、电动机、变压器等），电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率，因此功率因数比较低(cos φ＜0.5)。
从供电方面来看，在同一电压下输送给负载一定的有功功率时，所需电流就较大；若将功率因数提高 (如cos φ＝1 )，所需电流就可小些。
这样即可提高供电设备的利用率，又可减少线路的能量损失。
所以，功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。
为了提高交流电路的功率因数，可在感性负载两端并联适当的电容Ｃ，如图2所示。
并联电容Ｃ以后，对于原电路所加的电压和负载参数均未改变，但由于c I的出现，电路的总电流I 减小了，总电压与总电流之间的相位差φ减小，即功率因数cos φ得到提高。
2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数，如图3所示。
单相交流电路及功率因数提高实验报告
单相交流电路及功率因数提高实验报告试验二单相沟通电路及功率因数的提高一、试验目的讨论正弦稳态沟通电路中电压、电流相量之间的关系。
了解日光灯电路的特点，理解改善电路功率因数的意义并把握其方法。
二、原理说明沟通电路中电压、电流相量之间的关系在单相正弦沟通电路中，各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律，即：工I = 0和》U = 0图1所示的RC串联电路，在正弦稳态信号U的激励下，电阻上的端电压Ur与电路中的电流I同相位，当R的阻值转变时，Ur和Uc的大小会随之转变，但相位差总是保持90°, UR的相量轨迹是一个半圆，电压U、Uc与Ur三者之间形成一个直角三角形。
即U = U R + U c，相位角0= acr tg (Uc / U r)转变电阻R时，可转变$角的大小，故RC串联电路具有移相的作用。
URUcURUc何RC串联电路图1 RC串联沟通电路及电压相量沟通电路的功率因数沟通电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比，即：cos 0= P / S其中0为电路的总电压与总电流之间的相位差。
沟通电路的负载多为感性(如日光灯、电动机、变压器等)，电感与外界交换能量本身需要肯定的无功功率，因此功率因数比较低(cos 0 0.5)。
从供电方面来看，在同一电压下输送给负载肯定的有功功率时，所需电流就较大；若将功率因数提高(如cos 0= 1 )，所需电流就可小些。
这样即可提高供电设备的利用率，又可削减线路的能量损失。
所以，功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。
为了提高沟通电路的功率因数，可在感性负载两端并联适当的电容C,如图2所示。
并联电容C以后，对于原电路所加的电压和负载参数均未转变，但由于ic的出现，电路的总电流I减小了，总电压与总电流之间的相位差0减小，即功率因数COS0得到提高。
图2沟通电路的功率因数及改善日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数，如图3所示。
单相交流电路及功率因数的提高实验报告
单相交流电路及功率因数的提高实验报告
一、实验目的
1.了解单相交流电路在给定的电阻、电感和电容时受到的控制力。
2.学习单相交流电路的功率因数的改变。
3.分析单相交流电路中功率因数的变化及其原因，并根据实验结果，
对单相交流电路的负载要求作出最佳选择。
二、实验原理
单相交流电路的功率因数是指电路中有效功率与视在功率的比值，它
反映了负载是否合理，以及负载电流是否垂直于电压的方向。
低功率因数
表示负载电流和电压之间存在偏移，因此，提高单相交流电路的功率因数
是有必要的。
三、实验方法
1、实验环境：在实验室，所用仪器有电场实验台、示波器、电流表、电压表以及一台开关等，环境安静，空气清新，能够使实验结果准确。
2、仪器配置：将电场实验台架设在实验室的台面上。
将开关及电阻、电感、电容连接在实验电路上，并将示波器和电流表、电压表依次连接在
电路中。
3、数据采集：分别调节电阻、电感、电容的值，测量一次电流和电压。
单相交流电路及功率因数的提高实验报告
1 实验二单相交流电路及功率因数的提高一、实验目的1. 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2. 了解日光灯电路的特点理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、原理说明 1. 交流电路中电压、电流相量之间的关系在单相正弦交流电路中各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律即∑I0和∑U0 图1所示的RC串联电路在正弦稳态信号U的激励下电阻上的端电压RU与电路械牡缌鱅同相位当R的阻值改变时RU和CU的大小会随之改变但相位差总是保持90°RU的相量轨迹是一个半圆电压U、CU与RU三者之间形成一个直角三角形。
即URUCU相位角φacr tg Uc / UR 改变电阻R时可改变φ角的大小故RC串联电路具有移相的作用。
图1 RC串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比即cosφP / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。
交流电路的负载多为感性如日光灯、电动机、变压器等电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率因此功率因数比较低cosφ0.5。
从供电方面来看在同一电压下输送给负载一定的有功功率时所需电流就较大若将功率因数提高如cosφ1 所需电流就可小些。
这样即可提高供电设备的利用率又可减少线路的能量损失。
所以功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。
为了提高交流电路的功率因数可在感性负载两端并联适当的电容如图2所示。
并联电容以后对于原电路所加的电压和负载参数均未改变但由于cI的出现电路的总电流I 减小了总电压与总电流之间的相位差φ减小即功率因数cosφ得到提高。
2 2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成C是补偿电容器用以改善电路的功率因数如图3所示。
其工作原理如下当接通220V交流电源时电源电压通过镇流器施加于启辉器两电极上使极间气体导电可动电极双金属片与固定电极接触。
交流电路参数测定及功率因数的提高
三、实验原理
1、日光灯的组成及工作原理（如图）
1
镇流器
220v
电容器
灯管
起辉器
2
①、组成： 灯管—灯管是一根内壁均匀涂有荧光粉的细 长的玻璃管，在管的两端装有灯丝，灯丝上 涂有受热容易发射的电子氧化物，管内充有 稀薄的惰性气体和水银。 镇流器—镇流器是一个带铁心的电感线圈属 于感性负载。 起辉器—起辉器是在一个密封玻璃泡内装有 一对电极，一个为静触片，一个为倒置的U型 双金属片，又称动触片。
七、注意事项
1、注意安全用电，电路按图连接完毕之后， 请老师检查后方可通电。 2、先把仪表的把量程放在最大位置。 3、所有仪器仪表均在关闭电源后方可换档或 取下。 4、启动电流较大，注意电流表量程。 5、C=0时，导致功率因数很小，可能有的表显 示不出来，是正常情况。
八、实验报告要求
D
电压测针 U*
D
U*
125
250
500
125
250
500
I*
C
I
黄线
I*
红线
I
黄线
C
红线
D26 Hale Waihona Puke 率 表电流插头 低量限串联
D26 功 率 表
B
电流插头 高量限并联
B
（2）如果瓦特表指针反转，应改变换向开关之 极性，这样即可使指针顺方向偏转；切忌互换电压 线圈的端钮，以免使仪表产生大的误差。 功率表的读数：P＝UmIm/m×（瓦），式中Um 为所选用的电压量限值，Im为所选用的电流量限值， m为功率表标尺的满刻度格数，为指针偏转格数。
0
1 2 3 4 5
六、功率表（相位表）的正确使用
实验3 交流参数的测定及功率因数改善
UR
UC
U
2.方法
实验线路如图1所示,适当选取电阻电容值,
用交流电压表分别测量电阻的电压UR ,电容的电 压UC 及总电压U ,验证电压三角形关系。
(二). 日光灯电路的参数测定
1.原理
图中：UA 表示灯管电压,UL 表示镇流器电压,UL′表示镇流器电感电 压,ULR 表示镇流器电阻电压
一、实验目的
1. 掌握交流电流表、交流电压表、功率表等电工仪表的正 确使用方法。
2. 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。 3. 掌握交流参数的测试方法。 4. 学会正确使用功率表测量单相交流电路的功率。 5. 加深理解感性负载并联电容后改善电路功率因数的意义。
二、实验步骤及方法
(一). 验证电压三角形关系
2. 用坐标纸画出cosφ＝f(c)的曲线，在同一坐标纸上再画 出总电流I随电容C变化的曲线。
3. 定性分析cosφ＝f(c)非单调性的原因。 4. 讨论改善电路功率因数的意义和方法。
综上分析可见只要测出电路中的电流I,灯管功率PA ,电路总功率P总 及镇流器端电压UL ,各元件的参数可以由以上各式计算得出。
2.方法
通过测量总电压U ,灯管上的电压UA ,镇流器上的电压 UL ,总功率P及总电流I，求出日光灯电路的各部分参数,
将数据填入自拟表中。
(三). 改善感性负载电路的功率因数
三、实验设备
1.交流电压表、电流表、功率表。 2.三相调压输出。 3.EEL—04组件，30W镇流器，400V/4电容器，电流插头（或
EEL—17)。 4.30W日光灯（左面板上侧） 5.EEL—05组件40W220V白炽灯（或EEL—17)。
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单相交流电路及功率因数的提高实验报告
实验二 单相交流电路及功率因数的提高一、实验目的1. 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2. 了解日光灯电路的特点，理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、原理说明1. 交流电路中电压、电流相量之间的关系 在单相正弦交流电路中，各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律，即：ΣI ＝0和ΣU＝0 图1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，电阻上的端电压R U 与电路中的电流I 同相位，当R 的阻值改变时，R U 和C U 的大小会随之改变，但相位差总是保持90°，R U 的相量轨迹是一个半圆，电压U 、C U 与R U 三者之间形成一个直角三角形。
即U =RU +C U ，相位角φ＝acr tg (Uc / U R ) 改变电阻R 时，可改变φ角的大小，故RC 串联电路具有移相的作用。
图1 RC 串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比，即：cos φ＝P / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。
交流电路的负载多为感性（如日光灯、电动机、变压器等），电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率，因此功率因数比较低(cos φ＜0.5)。
从供电方面来看，在同一电压下输送给负载一定的有功功率时，所需电流就较大；若将功率因数提高 (如cos φ＝1 )，所需电流就可小些。
这样即可提高供电设备的利用率，又可减少线路的能量损失。
所以，功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。
为了提高交流电路的功率因数，可在感性负载两端并联适当的电容Ｃ，如图2所示。
并联电容Ｃ以后，对于原电路所加的电压和负载参数均未改变，但由于c I的出现，电路的总电流I 减小了，总电压与总电流之间的相位差φ减小，即功率因数cos φ得到提高。
2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数，如图3所示。
实验三 交流参数的测试及感性负载功率因数的提高09-10(2)
实验中注意点
(1)交流电路实验先接线，后调节电源(调节电 源前检查电源幅度调节旋钮是否归零)。 (2)改接实验线路或实验完毕，先将电源幅度 调节旋钮归零，再断电源。 (3)开启函数电源开关前，合理的选择交流电 压表(50V)、交流电流表(200mA)和功率表 (50V,0.4A)的量程。 (3)函数电源频率和幅度的正确调节: ①频率：200HZ； ②幅度：18V (4)数据采集点说明。
1.掌握交流参数的测试方法（三表法）。 2.掌握感性负载功率因数提高的方法和实际意义。 3.了解日光灯电路的基本原理，并学会日光灯电路的 正确连接和使用。 4.掌握正确使用交流电流表、电压表、功率表的方法。
二 预习要求
1.复习交流串并联电路中电压和电流的相量关系及提 高功率因数的意义和方法。 2.熟悉日光灯电路的组成及工作原理。 3.熟悉交流电压表、电流表、功率表的使用。
六 注意事项
1.严格遵守电工实验安全操作条例。 2.交流电路实验先接线，后调节电源。线路连接好后，开启电压源开 关前，先将电源幅度调节旋钮调整到零位。实验中，输出电压从零开 始逐渐升高。改接实验线路或实验完毕，先将电源幅度调节旋钮调回 零位，再断电源。 3.功率表要正确接入电路，并且要有电压表和电流表监测，使两表的 读数不超过功率表电压和电流的量限。 4.做完实验后,应先断开电源开关,再拆线。 5.实验时，电流表应串联，电压表应并联，合理选择量程。 6.使用单相功率表时，应将公共端接在一起，然后将电流线圈与负载 串联，电压线圈与负载并联。 7.日光灯的启动电流较大，启动时要注意电流表及功率表电流线圈的 量程，以免损坏仪表。
2.交流电路中的功率因数及改善
(1)功率因数 交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比，即： cosφ＝P / S＝Ｐ／UI （P=UIcosφ ） 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。 (2)功率因数提高的实际意义 功率因数的大小关系到电源设备容量的利用率和输电线路 能量的消耗。 交流电路的负载多为感性(如日光灯、电动机、变压器等)， 电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率，因此功率因数 比较低(cosφ＜1)。从供电方面来看，在同一电压下输送给负 载一定的有功功率时，所需电流就较大，若将功率因数提高 (如cosφ＝1 )，所需电流就可小些。这样即可提高供电设备的 利用率，又可减少线路的能量损失。
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三、实验原理
1、日光灯的组成及工作原理（如图）
1
镇流器
220v
电容器
灯管
起辉器
2
①、组成： 灯管—灯管是一根内壁均匀涂有荧光粉的细 长的玻璃管，在管的两端装有灯丝，灯丝上 涂有受热容易发射的电子氧化物，管内充有 稀薄的惰性气体和水银。 镇流器—镇流器是一个带铁心的电感线圈属 于感性负载。 起辉器—起辉器是在一个密封玻璃泡内装有 一对电极，一个为静触片，一个为倒置的U型 双金属片，又称动触片。
②、工作原理
1、通电瞬间的工作情况 2、启动过程 3、启动后的电路情况 4、电路稳定工作情况
P UICOS
2、功率因数的提高 如图所示单相正弦电路
I . IC . I C L . IL
R
COS
P UI
P S
其功率为：
并联电容的目的是补偿负载所需的无功功率，让 感性负载所需的无功功率由电容器提供。从图4相量图 中可以看出，并联电容前后若维持电源电压有效值不 变，则并联电容后总电流应减小，从而提高了电路的 功率因数。
实验三 交流电路参数测定与 功 率因数的提高
一、实验目的
1、掌握交流电压、电流、功率、相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的测量方法。 2、了解并联电容提高电路的功率因数的原理。
3、学习交流电压表、交流电流表、功率表和相位表 的使用方法。
二、实验设备
交流电压表 交流电流表 功率表 相位表 电工实验箱
一只 一只 一只 一只 一只
七、注意事项
1、注意安全用电，电路按图连接完毕之后， 请老师检查后方可通电。 2、先把仪表的把量程放在最大位置。 3、所有仪器仪表均在关闭电源后方可换档或 取下。 4、启动电流较大，注意电流表量程。 5、C=0时，导致功率因数很小，可能有的表显 示不出来，是正常情况。
八、实验报告要求
0
1 2 3 4 5
六、功率表（相位表）的正确使用
（1）功率表的电流线圈要与负载串联，并且将标有 “*”的电流端钮接至电源的一端，而另一电流端钮接 至负载端。功率表上标志“*”的电压端钮，可以接至 有“*”号的电流端钮，而另一个电压端钮接到负载的 另一端，电压线圈是与负载并联的。
1 2 3 4
电压测针
D
电压测针 U*
D
U*
125
250
500
125
250
500
I*
C
I
黄线
I*
红线
I
黄线
C
红线
D26 功 率 表
电流插头 低量限串联
D26 功 率 表
B
电流插头 高量限并联
B
（2）如果瓦特表指针反转，应改变换向开关之 极性，这样即可使指针顺方向偏转；切忌互换电压 线圈的端钮，以免使仪表产生大的误差。 功率表的读数：P＝UmIm/m×（瓦），式中Um 为所选用的电压量限值，Im为所选用的电流量限值， m为功率表标尺的满刻度格数，为指针偏转格数。
四、实验电路
I总
0.5A
*
*
* *
cos
IL
w
A
Ic
A A
V
U R1 C 220V
镇流器
U L
五、实验内容
1、按图5连接好实验线路，电流表应串入电路，电 压表并入电路，按图连接检查无误后，闭合S接通 交流220V电压。 2、通电之后按表1进行测量并做好记录。 表1
C(uF)
测试项目
I总(mA) IC(mA ) IL (mA ) UL(v ) P总(w ) UR1(v ) COS
1、为什么并联电容能提高功率因数？