实验四单相交流电路的研究改

提高功率因数的措施: 并电容
u
i
R uR C
L uL
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5
一般情况下很难做到完全补偿 （即：cos1）
功率因数补偿成感性好，还是容性好？
•
IC
•
U欠
•
补
I
偿
•
IC
过 补 偿
C 较大
••
IU
•
I RL
•
感性（ I C 较小）
•
I RL
•
容性（ I C 较大）
结论：在 角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容
容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。
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6
问题与讨论 功率因素补偿问题（一）
功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以 下三种情况:
•
IC
0
•
IC
0
•
•
U
U
•
•
I
I
•
I RL
呈电感性
cos1
•
I RL
呈电阻性
cos1
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•
IC
0
••
IU
•
I RL
呈电容性。
cos1 7
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8
问题与讨论 功率因素补偿问题（三）
提高功率因数除并电容外，用其他方法行不行？ 串电容
补偿前
补偿后
行否
•
I
•
U
R • U RL
L
•
•
I
C
R
U
•
L U RL
•
•
URL U
•
I
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•
UC
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•
U RL
•
U I
0
9
•
UC
•
I
C
•
R
•
U
U RL
L
•
U RL
•
U
•
UC
URL U
•
I
串电容功率因数可以提高，甚至可以补偿到1，但 不可以这样做！
实验四 单相交流电路的研究
一、实验目的
1．测量电路的参数。 2．掌握日光灯线路的接线。 3．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间 的关系。 ４. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 ５．学会使用单相功率表。
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1
二、实验原理图
~220V
镇流器
灯
S
管
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2
三、实验内容
电容值
关于功率因数提高的问题
问题的提出：日常生活中很多负载都是为感性的，其等效电
路及相量关系如下图。
~220V
镇流器
灯 管
Su
i
R uR L uL
其中消耗的有功功率为：
PPRUcIos
当U、P 一定时， cos
I
希望将 cos 提高
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•
•
UL
U
•
•
UR 4 I
提高功率因数的原则：
必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负 载上的电压和负载的有功功率不变。
电容值
（uF） P(W) 0 38.1 1 38.5 2.2 38.0 4.7 38.7 5.7 38.3
测 量 数值
cosφ U(V) UR(V) UL(V) I(A) IL(A) IC(mA)
L0.47 220 97.5 175.2 0.350 0.350 0 L0.57 219 94.8 179.5 0.303 0.351 67.1 L0.70 219 94.2 179.3 0.241 0.354 155.2 C0.92 221 94.5 179.1 185 0.352 327.7 C0.85 220 94.4 179.0 0.206 0.352 393.2
原因是：在外加电压不变的情况下，负载得不到所
需的额定工作电压。
同样，电路中串、并电感或电阻也不能用于功率因
数的提高。其请自行分析。
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按好线路后，通电日光灯点亮。 i
ic
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12
并联电容以及接入电流表
i ic
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功率表的使用：
接好线路后，按“功能”键选择所需要的测量值，如显示 “U”其后的数值为电压，显示“I”其后的数值为电流，显示 “P”其后的数值为功率，显示“cosφ”其后的数值为功率因数。
*根据测量数据计算出相关参可数编辑，ppt写出结论，并解答思考题14。
实验室欢迎您！ 可编辑ppt
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（uF） P(W) 0 1 2.2 4.7
测 量 数值
cosφ U(V) UR(V) UL(V) I(A)
IL(A) IC(A)
计算电路参数： R串 L 联电 coφ路 sP UI
Z U I
电路总电 R阻 Zcoφs 灯管电R阻 UR I
电感线圈 RL电 R阻 可R 编辑ppt
L XL Z sinφ 3 ω 2πf
问题与讨论 功率因素补偿问题（二）
并联电容补偿后，总电路（R-L//C）的有功
功率是否改变了？
•
I
•
I RL
•
R
U
j L
•
IC
j 1 C
•
IC
••
I I RL
L
•
U
•
I
• L
I RL
PUcI os 其中 cos 、 I
通过计算可知总功率不变。
定性说明：电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。