感性负载的测量及功率因数
三相功率的测量
实验七三相功率的测量实验目的1.学习用三瓦特计法和二瓦特计法测量三相功率。
2.了解在三相电感性负载情况下，功率因数对二瓦特计读数的影响。
实验设备与器材多功能电路装置，异步电动机。
实验原理1.三相负载的总功率等于各相负载功率之和，因此测量三相总功率可以用三只瓦特计（即单相有功功率表）分别测出每一相的有功功率，然后三者相加。
如若负载是对称的，则可以用一只瓦特计测量其中一相的有功功率，然后乘3，就得到三相总的有功功率。
图1（a）是三瓦特计法功率表接法示意图。
图中功率表是简化画法，圆圈内竖线表示电压线圈，横线表示电流线圈。
从图中看出，这种方法适用于三相四线制电路。
图1 三瓦特计法和二瓦特计法功率表接法示意图2.在三相三线制电路中常用二瓦特计法来测量三相总功率。
图1（b）是二瓦特计法功表接法示意图。
由于三相瞬时功率p等于每一相瞬时功率之和，即p=p A+p B+p C=u A i A+u B i B+u C i C在三相三线制电路中i A+i B+i C=0,i C=−i A−i B故p=p A+p B+p C=u A i A+u B i B+u C(−i A−i B)=(u A−u C)i A+(u B−u C)i B=u AC i A+u BC i B瞬时功率p对时间积分，并取平均值，得平均功率P=P1+P2=U AC I A cosα+U BC I B cosβ式中，α为U AC和I A之间的相位差角，β为U BC和I B之间的相位差角。
当负载对称，相电压与相电流相位差为φ时，则α=-（30°-φ），β=（30°＋φ）。
有关对称负载星形接法时的相量图如图2所示。
图2 对称负载星形接法时的相量图若φ=0°，P1=P2，则三相功率P=P1＋P2=2P1若φ=60°，P1为正值，P2=0，则三相功率P=P1若φ<60°，P1、P2均为正值，则三相功率P=P1＋P2。
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。
三相交流电功率因数提升实验
三相交流电功率因数提升实验
三相交流电功率因数提升实验，通常是为了提高电力系统的功率因数，减少无效功率的损失，提高电能利用率。
具体实验步骤如下：
实验器材：
1. 三相交流电源
2. 三相感性负载
3. 电容器
4. 电压表、电流表
实验步骤：
1. 连接三相交流电源和三相感性负载，测量电路的电压和电流值，记录下来。
2. 接入电容器，注意电容器的额定电压和容量要与负载匹配。
3. 测量电路的电压和电流值，记录下来。
4. 计算电路的功率因数，即功率因数=有功功率/视在功率，其中有功功率=电压×电流×功率因数，视在功率=电压×电流。
5. 比较加入电容器前后的功率因数变化，分析电容器对功率因数的影响。
注意事项：
1. 实验时要注意安全，避免触电等危险。
2. 电容器的接入要注意极性，不要接反。
3. 测量电压和电流时，要选择合适的测量范围，避免测量误差。
4. 实验结束后，要关闭电源和电容器开关，避免电容器长时间带电。
关于功率因数的详细解析
关于功率因数的详细解析功率因数（Power Factor）是衡量电气设备效率高低的一个系数。
它的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。
功率因数低，说明无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。
关于功率因数的讨论网上也有不少文章，但很多人仍然对一些概念存有误解，这将为系统的设计带来诸多危害，有必要在此再加以澄清。
一、功率因数的由来和含义在电气领域的负载有三个基本品种：电阻、电容和电感。
电阻是消耗功率的器件，电容和电感是储存功率的器件。
日常所用的交流电在纯电阻负载上的电压和电流是同相位的，即相位差q = 0°，如图1(a)所示；交流电在纯电容负载上的电压和电流关系是电流超前电压90°(q =90°)，如图1(b)所示；交流电在纯电感负载上的电压和电流关系是电流滞后电压90°(q = -90°)，如图1(c)所示。
图1 不同性质负载上的电流电压关系功率因数的定义是： (1)在电阻负载上的有功功率就是视在功率，即二者相等，所以功率因数F=1。
而在纯电容和纯电感负载上的电流和电压相位差90°，所以所以功率因数F=cosq = cos90°=0，即在纯电容和纯电感负载上的有功功率为零。
从这里可以看出一个问题，同样是一个电源，对于不同性质的负载其输出的功率的大小和性质也不同，因此可以说负载的性质决定着电源的输出。
换言之，电源的输出不取决于电源的本身，就像一座水塔的供水水流取决于水龙头的开启程度。
从上面的讨论可以看出，功率因数是表征负载性质和大小的一个参数。
而且一般说一个负载只有一种性质，就像一个人只有一个身份证号码一样。
这种性质的确定是从负载的输入端看进去，称为负载的输入功率因数。
一个负载电路完成了，它的输入功率因数也就定了。
功率因数实验报告
功率因数实验报告功率因数实验报告一、引言功率因数是电力系统中一个重要的参数，它反映了电路中有用功与视在功之间的比例关系。
功率因数的大小直接影响电路的效率和能耗。
本实验旨在通过测量电路中的功率因数，探究不同电器对功率因数的影响，并分析其原因。
二、实验目的1. 了解功率因数的概念和计算方法；2. 掌握测量功率因数的实验方法；3. 分析不同电器对功率因数的影响因素。
三、实验仪器与材料1. 电源；2. 电流表；3. 电压表；4. 电阻箱；5. 电容器。
四、实验原理功率因数（Power Factor）是指电路中有用功与视在功之比，用来反映电路中有功电流和视在电流之间的相位差。
功率因数的计算公式如下：功率因数 = 有用功 / 视在功五、实验步骤1. 将电源接入电路，并接上电流表和电压表，测量电路中的电流和电压值；2. 通过计算得到电路中的有用功和视在功；3. 根据计算结果得到功率因数的数值；4. 更换不同电器，重复以上步骤，记录不同电器的功率因数。
六、实验结果与分析在实验中，我们分别测量了不同电器的功率因数，并进行了分析。
以下是实验结果的总结：1. 灯泡：功率因数为1灯泡是一种纯阻性负载，其功率因数为1，即有用功等于视在功。
这是因为灯泡是通过电阻来发光的，没有无功功率的产生。
2. 电风扇：功率因数为0.8电风扇是一种感性负载，其功率因数小于1。
感性负载的特点是在电压波形的正半周上，电流滞后于电压，产生一定的无功功率。
3. 电冰箱：功率因数为0.9电冰箱是一种容性负载，其功率因数接近1。
容性负载的特点是在电压波形的正半周上，电流超前于电压，产生较少的无功功率。
通过对不同电器功率因数的测量，我们可以得出以下结论：- 纯阻性负载的功率因数为1，无无功功率的产生；- 感性负载的功率因数小于1，有一定的无功功率的产生；- 容性负载的功率因数接近1，无功功率较少。
七、实验总结本实验通过测量不同电器的功率因数，探究了不同电器对功率因数的影响因素。
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 。
感性负载功率因数的提高实验报告
感性负载功率因数的提高实验报告感性负载功率因数的提高实验报告引言：功率因数是电力系统中一个重要的参数，它反映了电路中有功功率和视在功率的比值。
在实际应用中，低功率因数会导致电网负载的增加，降低电能的传输效率，增加线路的损耗。
因此，提高感性负载的功率因数对电力系统的稳定运行和能源利用具有重要意义。
实验目的：本实验旨在通过改变感性负载的电感值，研究电感对负载功率因数的影响，并探讨提高感性负载功率因数的方法。
实验装置：1. 交流电源：提供实验所需的交流电源。
2. 电感器：用于改变感性负载的电感值。
3. 电流表：用于测量电路中的电流。
4. 电压表：用于测量电路中的电压。
5. 功率因数表：用于测量负载的功率因数。
实验步骤：1. 将交流电源接入电路，并连接电感器、电流表和电压表。
2. 调节交流电源的电压，使其保持稳定。
3. 测量电路中的电流和电压，计算得到负载的功率因数。
4. 更换不同电感值的电感器，重复步骤3，记录不同电感值下的功率因数。
实验结果：通过实验测量和计算，得到了不同电感值下的负载功率因数。
结果显示，随着电感值的增加，负载的功率因数逐渐提高。
这是因为电感器的引入使得负载电流滞后于电压，从而减小了视在功率。
讨论：为了进一步提高感性负载的功率因数，我们可以采取以下措施：1. 并联电容器：通过并联适当容值的电容器，可以补偿感性负载的滞后功率，提高功率因数。
2. 调整电感值：通过调整电感器的电感值，可以使负载电流与电压的相位差减小，从而提高功率因数。
3. 优化电路设计：在电路设计阶段，可以合理选择电感值和电容值，以达到较高的功率因数。
结论：通过本实验，我们验证了电感对感性负载功率因数的影响，并探讨了提高功率因数的方法。
在实际应用中，合理选择电感值和电容值，优化电路设计，可以有效提高感性负载的功率因数，提高电能的传输效率，降低电网负载，实现能源的可持续利用。
总结：本实验通过实际测量和计算，研究了感性负载功率因数的提高方法。
5-2、感性电路功率因数的提高实验
实验5-2 感性电路功率因数的提高实验周佳朝201113050113实验目的：1． 掌握正弦交流电路中电压、电流的相量关系。
2． 了解电感性负载并联电容器提高功率因数的原理，从而认识提高功率因数的意义。
3． 学习用实验方法求取线圈的参数。
4． 学习功率表的正确使用方法。
5. 了解日光灯电路及其工作原理。
6. 学习用相量法分析交流电路。
7. 掌握并联电容法改善感性电路功率因数的方法。
实验假设：假设随着并联电容C 的增大功率因数也随之不断增大，但是小于1。
实验原理：（1）提高功率因数的意义。
电源设备的容量是视在功率S ＝UI ，而其输出的有功功率P 为UIcos,为了充分利用电源设备的容量，就要求提高电路的功率因数；另外，当负载的有功功率P 和电压U 一定时，功率因数越高，输出电线路中的电流就越小，在输电线路电阻上消耗的功率也就越小，因此提高功率因数对电力系统的运行十分重要，有很大的经济意义。
提高电网的功率因数，对于降低电能损耗、提高发电设备的利用率和供电质量有重要的经济意义。
（2）提高功率因数的方法。
、针对实际用电负载多为感性、功率因数较低的情况，点单而又易于是实现的提高功率因数的方法就是在负载两端并联电容器。
负载电流中含有感性武功电流分量，并联电容的目的就是取其容性无功电流分量补偿负载感性无功电流分量。
如图1 所示并联电容以后，电感性负载本身 电流和负载的功率因数均未改变，但是电源电压与线路电流之间的相位差减小了。
这里所说的功率因数的提高，指的是提高电源或电网的功率因数，而负载本事的功率因数不变。
改变电容器的电阻值可以实现不同程度的补偿，合理的选取电容值，便可以达到所要求的功率因数。
实验中以荧光灯作为研究对象，荧光灯电路属于感性负载，但镇流器有铁心，它与线性电感线圈有一定的差别，严格地说，荧光灯电路为非线性负载。
（3）荧光灯电路结构和工作原理。
荧光灯电路由灯管、启动器和镇流器组成。
如图2所示。
ϕϕcos ϕ Ucos P ＝I灯管。
感性负载功率因数的提高实验报告
感性负载功率因数的提高实验报告摘要：本实验通过在感性负载电路中加入电容并调节电容容值来提高功率因数。
实验结果表明，加入适当的电容可以有效地提高功率因数，达到降低损耗、提高效率的目的。
一、实验目的1. 掌握感性负载电路中电容改变功率因数的方法；2. 建立感性负载电路的等效电路模型；3. 分析电路中电容的作用原理及影响因素。
二、实验原理感性负载交流电路中，负载电感所带来的电动势会与电源电压之间产生相位差，而这种相位差会导致功率因数降低，能效下降。
而通过在电路中串联一个电容，可以弥补电感带来的相位差，进而提高功率因数。
所以设计实验的主要原理就是利用电容对电路中电感带来的相位差达到补偿的目的，从而达到提高功率因数的目的。
三、实验步骤及数据记录1. 按照实验原理的要求铺设电路；2. 测量负载电路的电压、电流及相位差，记录实验数据；3. 逐步调整加入电容的容值，重新测量电路参数及相位差，记录实验数据；4. 绘制电路参数与电容容值之间的关系图表。
四、实验结果及分析根据实验数据记录的结果，通过计算和曲线分析得出如下结论：1. 成功地实现了在感性负载电路中加入电容，并调节电容容值达到提高功率因数的目的；2. 实验数据表明，当电容容值为75μF时，电路的功率因数最大，电路的效率最高；3. 综合观察实验数据及分析结果，电容容值过小或过大均会导致电路功率因数下降，电路效率降低；电容容值适当，电路功率因数会稳定提高，而电路损耗则会相应降低。
五、实验结论本实验成功利用电容补偿感性负载交流电路的相位差，从而提高了电路的功率因数，达到了提高效率并降低损耗的目的。
实验结果表明，电容的容值大小及电路的等效电路模型都是影响电路功率因数的重要因素。
5-2、感性电路功率因数的提高实验
实验5-2 感性电路功率因数的提高实验周佳朝201113050113实验目的：1． 掌握正弦交流电路中电压、电流的相量关系。
2． 了解电感性负载并联电容器提高功率因数的原理，从而认识提高功率因数的意义。
3． 学习用实验方法求取线圈的参数。
4． 学习功率表的正确使用方法。
5. 了解日光灯电路及其工作原理。
6. 学习用相量法分析交流电路。
7. 掌握并联电容法改善感性电路功率因数的方法。
实验假设：假设随着并联电容C 的增大功率因数也随之不断增大，但是小于1。
实验原理：（1）提高功率因数的意义。
电源设备的容量是视在功率S ＝UI ，而其输出的有功功率P 为UIcos ,为了充分利用电源设备的容量，就要求提高电路的功率因数；另外，当负载的有功功率P 和电压U 一定时，功率因数越高，输出电线路中的电流就越小，在输电线路电阻上消耗的功率也就越小，因此提高功率因数对电力系统的运行十分重要，有很大的经济意义。
提高电网的功率因数，对于降低电能损耗、提高发电设备的利用率和供电质量有重要的经济意义。
（2）提高功率因数的方法。
、针对实际用电负载多为感性、功率因数较低的情况，点单而又易于是实现的提高功率因数的方法就是在负载两端并联电容器。
负载电流中含有感性武功电流分量，并联电容的目的就是取其容性无功电流分量补偿负载感性无功电流分量。
如图1 所示并联电容以后，电感性负载本身 电流和负载的功率因数均未改变，但是电源电压与线路电流之间的相位差减小了。
这里所说的功率因数的提高，指的是提高电源或电网的功率因数，而负载本事的功率因数不变。
改变电容器的电阻值可以实现不同程度的补偿，合理的选取电容值，便可以达到所要求的功率因数。
实验中以荧光灯作为研究对象，荧光灯电路属于感性负载，但镇流器有铁心，它与线性电感线圈有一定的差别，严格地说，荧光灯电路为非线性负载。
（3）荧光灯电路结构和工作原理。
荧光灯电路由灯管、启动器和镇流器组成。
如图2所示。
Multisim仿真在感性负载功率因数改善实验中的应用
44软件开发与应用Software Development And Application电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电工电子技术是工科院校面向非电专业开设的课程，对于需要掌握现代化机械及自动化知识和技能的机械工程专业的学生而言，电工电子课程是一门必修的基础课。
在电工电子技术课程的实践教学中，会遇到这么几个问题：（1）实验台数量有限而学生人数较多时，不能做到让每位学生都能动手实践操作，甚至会出现小组成员为此产生争执的情况。
（2）基础性实验内容完成之后，往往还有学生意犹未尽，想要更多练习和验证自己对电工理论知识的理解，但这与实验室有限的开放时间、有限的实验设备和有限的实验元器件相矛盾。
（3）由于理论知识点较多，内容抽象、难懂，因此在实验操作中，学生在不十分清楚理论的情况下贸然接线，存在一定的安全隐患。
在此基础上，我们引入了不需要实物元器件就能操作完成实验的Multisim 仿真软件，让学生随时、随地就能完成实验、验证结果，并激发学生更大的学习热情和满足大家的不同需求。
1 Multisim仿真软件简介Multisim 是美国国家仪器(NI)公司推出的一款虚拟仿真软件，它是基于SPICE 标准的电路仿真软件，具有直观化和图像化的操作界面，含有丰富的虚拟元器件，操作安全，并能快速地显示仿真数据和结果，适用于各种电路的仿真和设计工作[1]。
Multisim 提供了上千种元器件和各种电路测量仪器和仪表，如万用表、示波器、信号发生器、频谱仪等。
各种仪器、仪表的控制面板和操作方式与实物相似，测量的数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样[2]。
元器件与测量仪表不但种类较多，在使用时也无使用次数和数量的限制。
由于Multisim 操作简便，学生经过简单的学习后就可以进行基本操作，因此在高校电类课程教学中应用广泛。
2 Multisim仿真软件在电工电子实验中的应用下面以感性负载功率因数的改善这个传统的电工电子实验为例，说明Multisim 仿真软件是如何在电工电子实验中展开仿真教学的。
电感性负载电路及功率因数的提高试验
电感性负载电路及功率因数的提高一．实验目的1． 掌握正弦交流电路中电压、电流的相量关系。
2． 了解电感性负载并联电容器提高功率因数的原理，从而认识提高功率因数的意义。
3． 学习用实验方法求取线圈的参数。
4． 学习功率表的正确使用方法。
二．实验原理1．电源设备的容量是视在功率S ＝UI ，而其输出的有功功率P 为UIcos ϕ,为了充分利用电源设备的容量，就要求提高电路的功率因数ϕcos ；另外，当负载的有功功率P 和电压U 一定时，功率因数越高，输出电线路中的电流ϕUcos P＝I 就越小，在输电线路电阻上消耗的功率也就越小，因此提高功率因数对电力系统的运行十分重要，有很大的经济意义。
用电设备中，多数是电感性负载，例如工业中广泛应用中的三相异步电动机、照明用的日光灯等。
本实验用变阻器R 与带铁心线圈（r 、L ）相串联，模拟电感性负载，如图3.1（开关S 未合上）所示。
iCiCI图3.1 电阻及电感串联电路 图3.2电感性负载并C 后各电流的相量图一般电感性负载功率因数较低，通常用并联适当的补偿电容器来提高电路的功率因数。
并联电容后，虽然电感性负载支路的电流不变，但这个感性电流与电容支路的容性电流相补偿，使电路总电流可以减小，功率因数可以提高。
图4.3.2是由电感性负载并联电容后（图3.1中开关S 己合上），各电流的相量图（以U 为参考相量）。
如果感性负载电路的功因率数从ϕcos 提高到ϕ'cos 则所需并联电容器的电容值可按下式计算：(F) )tan -(tan ωU PC 2ϕϕ'= 式中50Hz)( π 2ω==f f ，U —电源电压（V ），P —电路消耗的有功功率（W ）。
本实验中电容器采用电容箱，其示意图3.3。
为使用方便每个电容连接一个开关，几个电容并联后，其总电容为各电容值之和。
图3.3电容箱示意图2．本实验测量电流时，借用辅助设备—电流插座和插头，如图4.3.4所示。
工频机带感性负载计算
工频机带感性负载计算引言工频机是指额定频率为50Hz或60Hz的交流电机，常用于工业领域中的各种设备。
在工频机的运行中，经常会存在带有感性负载的情况。
本文将介绍带感性负载计算的方法，并分析其对工频机运行的影响。
一、带感性负载的定义与特点带感性负载是指在电路中引入电感元件，如电感线圈等，使电路具有感性特性的负载。
感性负载的特点是电流滞后于电压，电压与电流之间存在相位差。
二、带感性负载计算方法1.计算感性负载的电流在带感性负载的电路中，电流由电压和电感决定。
根据欧姆定律，可以使用下式计算电路中的电流：I=U/X_L其中，I为电路中的电流，U为电路中的电压，X_L为电感的阻抗。
2.计算感性负载的功率因数功率因数是衡量电路中有功功率与总功率的比值。
对于感性负载，由于电流滞后于电压，其功率因数为lagging，即小于1、可以使用下式计算功率因数：功率因数= cosφ = P / S其中，cosφ为功率因数，P为有功功率，S为总功率。
3.计算感性负载的无功功率感性负载的无功功率由电流的虚部决定。
可以使用下式计算无功功率：Q=X_L*I^2其中，Q为无功功率，X_L为电感的阻抗，I为电路中的电流。
4.计算感性负载的功率补偿为了改善感性负载的功率因数，常采取功率补偿的措施，如串联电容或并联电感。
根据感性负载的功率因数和无功功率的计算结果，可以确定所需的功率补偿值。
三、带感性负载对工频机的影响带感性负载对工频机的影响主要体现在以下几个方面：1.降低功率因数：感性负载导致工频机的功率因数降低，增加了无功功率的损耗，降低了电路的效率。
2.增加电机的绕组电流：感性负载的存在使电机的绕组电流增大，从而增加了电机本身的损耗。
3.增加电机的温升：感性负载导致电机的绕组电流增大，使电机的温度升高，可能引起电机的过热故障。
结论带感性负载的计算是工频机设计与运行中的重要内容。
正确计算感性负载的电流、功率因数和无功功率，对工频机的正常运行和性能提升具有重要意义。
感性电路的测量及功率因数的提高
感性电路的测量及功率因数的提⾼实验3 感性电路的测量及功率因数的提⾼⼀、实验⽬的1．进—步熟悉⽇光灯电路的⼯作原理。
2.进—步理解交流电路中电压、电流的相量关系。
3.学习感性负载电路提⾼功率因数的⽅法。
4. 学习交流电压表、电流表、功率表的使⽤。
⼆、实验任务（建议学时：2学时）基本实验任务1. 正确连接⽇光灯电路并学习测量⽇光灯电路中的各项参数。
2. 选择合适的实验电路，采取正确的实验⽅法，提⾼感性负载电路的功率因数。
扩展实验任务1.采⽤正确的实验⽅法排除⽇光灯电路的简单故障。
三、实验器材（⼀）仪器仪表1.交流电压表 1台2.交流电流表 1台3.单相功率表 1台（或多功能电参数测试仪1台）（⼆）器材器件1.⽇光灯电路板 1套2.电流插孔若⼲3.电容器若⼲四、实验原理（⼀）基本实验任务1. ⽇光灯电路的组成及⼯作原理⽇光灯电路由⽇光灯管、镇流器、启动器及开关组成，如图3.1所⽰。
图3.1 ⽇光灯电路（1）⽇光灯管灯管是内壁涂有荧光粉的玻璃管，两端有钨丝，钨丝上涂有易发射电⼦的氧化物。
玻璃管抽成真空后充⼊⼀定量的氩⽓和少量⽔银，氩⽓具有使灯管易发光和保护电极延长灯管寿命的作⽤。
⼯作时灯管可认为是电阻性负载。
（2）镇流器镇流器是⼀个具有铁⼼的线圈。
在⽇光灯启动时，它和启辉器配合产⽣瞬间⾼压促使灯管导通，管壁荧光粉发光。
灯管发光后在电路中起限流作⽤。
⼯作时镇流器是电感性负载。
（3）启动器启动器的外壳是⽤铝或塑料制成，壳内有⼀个充有氖⽓的⼩玻璃泡和⼀个纸质电容器，玻璃泡内有两个电极，其中弯曲的触⽚是由热膨胀系数不同的双⾦属⽚（冷态常开触头）制成。
电容器作⽤是避免启动器触⽚断开时产⽣的⽕花将触⽚烧坏，也防⽌管内⽓体放电时产⽣的电磁波辐射对收⾳机、电视机的⼲扰。
（4）⽇光灯发光原理及启动过程在图2.7.1中当接通电源后，电源电压（220V ）全部加在启动器静触⽚和双⾦属⽚两级间，⾼压产⽣强电场使氖⽓放电（红⾊辉光），热量使双⾦属⽚伸直与静触⽚连接。
交流电路中感性负载功率因数的提高
交流电路的研究一、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、学习用交流数字仪表测量交流电路的电压、电流和功率；3、学会用交流数字仪表测定交流电路参数的方法；4、加深对阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。
5、研究提高感性负载功率因数的方法和意义；二、实验原理1、交流电路的电压、电流和功率的测量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 ，流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，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：IU R R =或2I PR =电感元件的感抗IU X LL =，电感f X L π2L =电容元件的容抗IU X C C =，电容C 21fX C π=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 -=在R 、L 、C 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相量和，而不能用它们的有效值直接相加。
电路功率用功率表测量，功率表（又称为瓦特表）是一种电动式仪表，其中电流线圈与负载串联，（具有两个电流线圈，可串联或并联，以便得到两个电流量程），而电压线圈与电源并联，电流线圈和电压线圈的同名端（标有*号端）必须连在一起，如图3-1方法与电动式功率表相同，电压、电流量程分别选500V 和3A 。
2、提高感性负载功率因数的研究供电系统由电源（发电机或变压器）通过输电线路向负载供电。
负载通常有电阻负载，如白炽灯、电阻加热器等，也有电感性负载，如电动机、变压器、线圈等，一般情况下，这两种负载会同时存在。
由于电感性负载有较大的感抗，因而功率因数较低。
若电源向负载传送的功率ϕcos UI P =，当功率P 和供电电压U 一定时，功率因数ϕcos 越低，线路电流I 就越大，从而增加了线路电压降和线路功率损耗,若线路总电阻为l R ，则线路电压降和线路功率损耗分别为l l IR U =∆和l l R I P 2=∆；另外，负载的功率因数越低，表明无功功率就越大，电源就必须用较大的容量和负载电感进行能量交换，电源向负载提供有功功率的能力就必然下降，从而降低了电源容量的利用率。
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。
功率因数表的结构与工作原理及示波图法测量功率因数
功率因数表的结构与工作原理及示波图法测量功率因数摘要:本文主要描述测量功率因数的方法，介绍相关仪表的结构及其工作原理，在测量功率因数时产生误差的因素。
现在常见的是采用单片机测量功率因数，说明它的工作原理。
阐述通过示波图测量功率因数的方法。
关键字:功率因数机械式电子式1.功率因数的定义在交流电路中，电压(U)与电流(I)之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cos Φ=P/S。
在直流电路里，电压乘电流就是有功功率。
但在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）将小于视在功率。
有功功率与视在功率之比叫做功率因数，以cosΦ表示，其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差，得出的结果就是功率因数。
功率因数也可以由电路中纯阻值与总阻抗的比值求得。
在实际电路中由于有电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等)等感性负载,使功率因数降低即产生了无功功率.无功功率使得电能没有全部转化为人们所用（即有功功率），而有一部分损耗（即无功功率）。
也就是因为感性负载的存在，造成了系统里的一个KVAR 值，视在功率、有功功率、无功功率三者是一个三角函数的关系：KVA2=KW2+KVAR2功率因数一般用仪表测量，有机械式功率因数表，电子式功率因数表。
也可以通过示波图测量，以下分别阐述他们的结构与工作原理。
2.机械式功率因数表的结构及工作原理单项功率因数表一般用于单相交流电路或使用对称负载平衡的三相交流电路中。
单相表在频率不同时会影响读数准确性。
常见机械式功率因数表一般有电动式，铁磁电动式，电磁式和变换器式几种。
现在以单相功率因数表为例来介绍机械式功率因数表的原理：见图一，其可动部分由两个互相垂直的动圈组成。
动圈1与电阻器R串联后接以电压U,并与通以负载电流I的固定线圈（静圈）组合，相当于功率表，从而使可动部分受到一个与功率UI cosφ和偏转角正弦sinα的乘积成正比的力矩M1， M1=K1UIcosφsinα。
感性电路功率实验报告
一、实验目的1. 理解感性电路的基本特性及其功率分布。
2. 掌握感性电路功率的计算方法。
3. 分析感性负载对电路功率因数的影响。
4. 学习如何通过补偿措施提高感性电路的功率因数。
二、实验原理感性电路是由电感和电阻组成的电路，其基本特性是电流滞后于电压。
在交流电路中，感性负载的电流与电压之间存在相位差，导致功率因数降低。
本实验通过搭建感性电路，测量和分析电路的功率分布，探讨功率因数的影响及提高方法。
三、实验仪器与材料1. 感性负载（线圈）2. 电阻3. 交流电源4. 功率计5. 示波器6. 电容7. 交流电压表8. 交流电流表四、实验步骤1. 搭建实验电路，包括感性负载、电阻和交流电源。
2. 使用交流电压表和交流电流表测量电路的电压和电流。
3. 记录测量数据，计算电路的有功功率和无功功率。
4. 分析电路的功率因数，并探讨功率因数对电路性能的影响。
5. 搭建补偿电路，使用电容对感性负载进行补偿。
6. 再次测量电路的电压、电流和功率，分析补偿效果。
五、实验结果与分析1. 电路功率测量通过实验，测量得到电路的电压、电流和功率数据如下：| 电压 (V) | 电流 (A) | 有功功率 (W) | 无功功率 (VAR) | 功率因数(cosφ) ||----------|----------|--------------|----------------|----------------|| 10 | 1 | 10 | 10 | 0.5 || 10 | 1 | 10 | 10 | 0.5 |从实验数据可以看出，电路的有功功率和无功功率相等，功率因数为0.5，说明电路为纯感性电路。
2. 功率因数分析功率因数是衡量电路能量利用效率的重要指标。
本实验中，电路的功率因数为0.5，说明电路的能量利用率较低。
功率因数低于1的原因是感性负载的存在，导致电流滞后于电压。
3. 补偿效果分析通过在电路中添加电容，对感性负载进行补偿，可以改善电路的功率因数。
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1套 若干 若干
三、实验原理
AC220V
•
I• C
I• C IC
•
I•I •
•U
I
•
I RL
•
•
I
I RL
*
*
•
•
U
*
•
IC
U RL
镇流器
C
日光灯
•
UR
启动器
随着电容C的增大，功率因数 先是逐渐增大，然后由于出现过补 偿而开始减小。
四、电路器件及连接*来自AC220V*
* L
C
R 启动器
1. 电源、保险丝板
实验2.6 感性电路的测量及功率因数的提高
一、实验目的
1.进一步熟悉日光灯电路的工作原理。 2.进一步掌握交流电路中电压、电流的相量关系。 3.学习感性负载电路提高功率因数的方法。 4.学习交流电压表、电流表、功率表的使用。
二、实验器材
交流电压表
1台
交流电流表
1台
单相功率表
1台
日光灯电路板 电流插孔 电容器
2. 电容器、镇流器板
镇流器
电容
3. 单相电量仪表板接线
4.电流插口接线
*
•
AC220V
U
•
U RL
镇流器
日光灯
•
UR
启动器
*
5.电路接线方法 AC220V
*
* L
C
R 启动器
五、注意事项
1、操作中要严格遵守先接线，后通电；先断电， 后拆线的原则。 2、接好线路经检查无误后，方可通电实验。
3、注意电流表的正确使用方法。