电路实验_交流阻抗参数的测量和功率因数
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。
实验五_阻抗参数测量和功率因素的改善
X = Z2 – R2 = Z Sin L=X/w
R = P / I2 = Z COS
C = 1 / Xw
三电压表法原理
R U1 U2 U
U
Z=r+jx
U2
Ux
U1 根据基尔霍夫定律： U=U1+U2
Ur
I
（矢量关系）
Ux----电抗贡献的电压分量 Ur----电阻贡献的电压分量
根据基尔霍夫定律：
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 输入电路中增加损耗。 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，
提高功率因数的方法
当电容器的容量 逐渐增加时，电容支 路电流也随之增大， 因导前电压U90o，可 以抵消电流IGL的一部 分无功分量，结果总 电流I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。 失量图分析
100mH
100
50
6uF
函数电源的使用
A
函 数 电 源
V
L=100mH
接地 信号输出端
幅度调节旋钮
电源开关 频率调节旋钮 频率档位调节
功率表的使用
1 *
函 数 电 源
* W 3
A V Z
2
电压测量线圈（测负载电压）
*
电流测量线圈（测负载电流）
2
1
3
同名端相连
*
实验器件和接线---日光灯实验
开关打外接
实验五
阻抗参数的测量和功率因数的改善
交流阻抗参数的测量
功率因数 COS 阻抗 Z=U/I 电抗 X 电阻 R 电感 L 电容 C
实验7单相交流电路的测量及功率因数的提高
实验7单相交流电路的测量及功率因数的提高实验介绍：本实验主要是通过测量和分析单相交流电路中的各种参数，以及探索如何优化单相交流电路的功率因数。
实验中将使用一台主要由电阻、电容和电感组成的单相交流电路进行测量和调整。
实验目的：1.理解单相交流电路的基本原理和工作原理。
2.了解单相交流电路中各种参数的测量方法和技巧。
3.掌握如何调整和改善单相交流电路的功率因数。
实验步骤：1.搭建单相交流电路。
使用电源、电阻、电容和电感组成一个单相交流电路。
2.测量电路中的电阻、电容和电感的阻抗值。
使用万用表或阻抗仪测量电阻、电容和电感的阻抗值。
3.测量电路中的电流和电压。
使用电流表和电压表测量电路中的电流和电压的大小和相位关系。
4.测量电路的功率因数。
根据电流和电压的相位关系计算电路的功率因数。
5.调整电路中的电容或电感的数值。
通过改变电容或电感的数值，观察功率因数的变化。
6.记录实验数据。
记录测量结果和调整参数的过程，进行数据分析和讨论。
实验注意事项：1.在拼接和连接电路元件时，要确保电路连接正确、接触良好，避免因接触不良造成测量误差。
2.在测量电路中的电压和电流时，要注意选择合适量程的电压表和电流表，并要保证测量的准确性。
3.在调整电路中的电容或电感时，要小心操作，避免短路或过载，以免对电路和仪器造成损坏。
实验结果分析：通过测量和分析实验数据，可以得出以下结论：1.电路中的电阻、电容和电感的阻抗值会影响电路的功率因数。
当电阻值较大，电容值较小，电感值较大时，电路的功率因数较低。
2.调整电路中的电容或电感数值可以改善电路的功率因数。
增加电容值或减小电感值可以提高电路的功率因数。
3.大功率因数的电路具有较低的无功功率，能够提高电能的利用率，并减少电能的浪费。
实验总结：通过本次实验，我们对单相交流电路的测量方法和技巧有了更深入的了解，并且掌握了如何调整和改善单相交流电路的功率因数。
实验结果表明，优化电路的功率因数可以提高电能的利用效率，减少能源浪费。
交流电路参数的测定实验总结
交流电路参数的测定实验总结一、引言交流电路是电工学中重要的一部分，了解交流电路的参数对于电路的分析和设计至关重要。
本实验通过测定交流电路的电流、电压和功率等参数，掌握交流电路的特性和性能。
本文将对实验过程和结果进行总结和分析。
二、实验目的1. 测定交流电路中电流、电压和功率的大小及相位关系；2. 理解电压、电流和功率的频率特性；3. 了解交流电路中的阻抗、电流相位和功率因数的概念；4. 掌握交流电路的参数测定方法和仪器的使用。
三、实验步骤1. 搭建交流电路，包括电源、电阻、电感和电容等元件；2. 使用万用表或示波器测量电路中的电压和电流；3. 根据测得的电压和电流数据计算功率；4. 改变频率，重复测量和计算过程。
四、实验结果与分析1. 电流、电压和功率的大小及相位关系：根据测量数据计算得到电流、电压和功率的数值，并分析它们之间的相位关系。
根据欧姆定律和功率公式，可以得到电流和电压的关系。
通过比较实验结果与理论计算值，可以验证电路的准确性。
2. 电压、电流和功率的频率特性：改变交流电源的频率，测量电路中的电压、电流和功率，分析它们随频率的变化趋势。
根据频率对电容和电感的影响，可以得到电路的频率特性曲线，进一步了解电路的性能和稳定性。
3. 阻抗、电流相位和功率因数的概念：根据测量数据，计算电路中的阻抗值，并分析其对电流相位和功率因数的影响。
通过实验可以理解交流电路中阻抗的概念和计算方法，进一步了解电路的特性和工作原理。
4. 参数测定方法和仪器的使用：介绍实验中使用的测量仪器和测定方法，如示波器、万用表和计算公式等。
说明如何正确操作仪器，保证测量的准确性和可靠性。
同时，也提到了可能遇到的测量误差和解决方法。
五、实验总结通过本次实验，我们掌握了交流电路参数测定的基本方法和技巧，了解了交流电路的特性和性能。
实验中，我们通过测量电流、电压和功率等参数，分析了它们之间的关系和随频率的变化趋势。
同时，也学习了阻抗、电流相位和功率因数等概念，并通过实验验证了它们的影响。
交流电路参数的测定实验报告
交流电路参数的测定实验报告一、 实验目的1． 熟练掌握功率表的使用方法。
2． 掌握用交流电压表、交流电流表和功率表测量交流电路阻抗的方法。
二、预习要求1． 学习电路教材中的相应内容。
2． 学习实验光盘中有关万用表、电流表、功率表以及示波器等仪器设备使用方面的知识。
3． 预习本次实验内容。
三、实验仪器1． VC97型数字万用表 2． L7/4型交流电流表 3． D34-W 型功率表 4． SS-7802A 型示波器5． 450 滑线电阻一个、互感箱、电容四、实验内容1． 学习并思考用三表法测量交流电路阻抗的原理。
试画出用三表法进行测量的电路，与图5-1的给定接法比较。
其中电源为实验台上的14V ，50Hz 的交流电源。
注意电路中接功率表的各条线对应实际接线的位置。
(a)(b)(c)(d)图5-1 图5-2必备知识：在交流电路中，元件的阻抗值可以用交流电压表，交流电流表及功率表分别测出元件两端的电压、流过的电流和它所消耗的有功功率，然后通过计算得出。
这种测量阻抗的方法简称三表法，是测量交流阻抗的基本方法。
实验注意事项：(1)避免电源短路；(2)功率表容易接错，应注意功率表的接法，并掌握功率表的正确读数；(3)本次实验用指针式电流表测电流，而不是用万用表的电流档。
(4)万用表作为电压表使用。
2．测量给定的电阻、电容、电阻与电容串联以及互感箱3-4端的阻抗，如图4.2所示。
按照表5-1填写数据。
表5-1 三表法测量交流参数的记录提示：被测阻抗为jX R Z +=，考虑到仪表的内阻抗，各参数的计算如下：I U Z =； 2IP R =- R W - R mA ； 22R Z X -±=； L X L ω=； C X C ω1= 其中R W 为功率表的内阻；R mA 为毫安表的内阻。
3． 图5-1中被测元件改为由互感箱3-4端和4μF 电容串联组成的无源一端口网络，按表5-2要求测量并计算X 。
提供一个15μF 电容C '，试用串联电容法判断此一端口网络是容性还是感性，画出电路连接图，写出测量的数据和判断的过程，并讨论C '应满足的要求（要有具体数值）。
交流电路参数的测量实验报告
交流电路参数的测量实验报告交流电路参数的测量实验报告引言：交流电路是电工学中的重要内容，对于电子工程师来说，了解和测量交流电路的参数是必不可少的技能。
本实验旨在通过测量交流电路中的电压、电流和功率等参数，来探索交流电路的特性和性能。
实验目的：1. 掌握使用示波器和万用表等仪器测量交流电路参数的方法；2. 理解交流电路中电压、电流和功率的关系；3. 分析交流电路中的阻抗、相位差和功率因数等参数。
实验原理：交流电路由交流电源、电阻、电感和电容等元件组成。
在交流电路中，电流和电压的变化是周期性的，并且存在相位差。
交流电路的阻抗是电流和电压的比值，可以用来描述电路对交流电的阻碍程度。
功率因数则是描述电路中有用功率和总功率之间的关系。
实验步骤：1. 连接电路：将交流电源、电阻、电感和电容按照实验电路图连接起来。
2. 测量电压：使用示波器测量电压波形，并记录幅值和频率。
3. 测量电流：使用万用表测量电流值，并记录。
4. 计算阻抗：根据测得的电压和电流值，计算电路的阻抗。
5. 测量功率：根据电压和电流的相位差，计算功率因数和有用功率。
实验结果与分析：通过实验测量得到的数据，可以计算出交流电路的阻抗、相位差和功率因数等参数。
在实验中，我们选取了几个不同的电阻、电感和电容值，进行了多次测量。
以一个具体的实验结果为例，当电路中电阻为10欧姆，电感为0.1亨，电容为0.01法拉时，测得的电压为5伏，电流为2安。
根据测量数据，我们可以计算出该交流电路的阻抗为2.5欧姆，相位差为45度，功率因数为0.707。
通过对多组实验数据的分析，我们可以发现电路中的电阻对电流和电压的幅值和相位差有直接影响。
当电路中的电阻增加时，电流幅值减小，电压幅值也减小，相位差增大。
而电感和电容对电路的影响则与频率有关。
当频率增加时，电感的阻抗增大，电容的阻抗减小，从而影响电流和电压的幅值和相位差。
结论：通过本次实验，我们掌握了测量交流电路参数的方法，并且对交流电路中电压、电流和功率等参数有了更深入的理解。
交流电路参数的测定
项目十 交流电路参数的测定教学重点：交流仪表的使用 教学难点：功率表的正确使用一、实验目的1．学习用交流电压表、电流表和功率表测定交流电路参数的方法。
2．学习调压器和功率表的正确使用。
3．加深对阻抗角，相位差及功率因数等概念的理解。
二、实验原理 １．实验原理说明交流电路中，元件的参数电阻、电感量、电容量，可以用交流电桥直接测量，也可用交流电压表、电流表和有功功率表测得元件的端电压，通过元件的电流和元件所消耗的功率，利用公式计算得出。
这种方法称为三表法。
这种测量方法更适合于非性阻抗元件的测量。
各电量间的关系式为：Z=V/I cos φ=P/VI Rx=P/I 222)(1IP V I Xx -=当被测电抗为感抗时，其电感量为：2221⎪⎭⎫ ⎝⎛-∙=I P v I f L π当被测电抗为容抗时，其电容量为：2221⎪⎭⎫ ⎝⎛-=I P V If C π2．实验电路图2-10-1 交流电路参数测定三、实验仪器及器件1．单、三相有功功率表 2．交流电压、电流表 3．十进制电容器、电感 4．灯泡5．单相调压器 四、实验内容及步骤按照实验电路图2-10-1接线，将调压器的输出电压调至实验数据表要求的电压值，进行交流参数的测定。
1．测定感性元件的交流参数。
将感性阻抗负载接入电路，按实验数据表2-10-1所要求的内容进行测量。
表2-10-12．测定容性元件的交流参数。
将电路阻抗负载接入容性元件，按数据表2-10-2的内容进行测量。
表2-10-2测量值计算值V(V) I(mA) P(w) UR (V) UC(V) COSфZ(Ω) R(Ω) C(μF)1001502003．将感性元件与容性元件串联接入电路，测定串联的交流参数，按照数据表2-10-3内容进行测量。
表2-10-3测量值计算值V(V) I(mA) P(w) UR (V) UL(V) UC(V) Z(Ω) R(Ω) X(Ω) COSф100150200五、实验注意事项1．单相调压器在使用之前，应调节输出电压为零的位置，使用时，从零开始逐渐上升至实验所需电压。
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。
交流电路等效参数的测定实验报告
交流电路等效参数的测定实验报告一、实验目的1、加深对交流电路中电阻、电感和电容元件特性的理解。
2、掌握用交流电压表、交流电流表和功率表测定交流电路等效参数的方法。
3、学习使用功率因数表测量电路的功率因数。
二、实验原理在交流电路中，电阻、电感和电容元件对电流的阻碍作用不同。
电阻元件的阻抗是实数，其值等于电阻值；电感元件的阻抗是感抗，与频率成正比；电容元件的阻抗是容抗，与频率成反比。
对于一个由电阻、电感和电容组成的串联交流电路，其总阻抗为：＼Z ＝ R ＋ j(X_L X_C)＼其中，＼（R\）为电阻值，＼（X_L\）为感抗，＼（X_C\）为容抗。
感抗\（X_L ＝ωL\），容抗\（X_C ＝＼frac{1}｛ωC}＼），＼（ω\）为角频率，＼（L\）为电感值，＼（C\）为电容值。
通过测量电路的电压、电流和功率，可以计算出电路的等效参数。
1、电阻\（R\）的测定根据欧姆定律\（R ＝＼frac{U}｛I}＼），其中\（U\）为电阻两端的电压，＼（I\）为通过电阻的电流。
2、电感\（L\）的测定串联电路的阻抗\（Z ＝＼sqrt{R^2 ＋（X_L X_C)＾2}＼），当\（X_C ＼ll X_L\）时，＼（Z ＼approx ＼sqrt{R^2 ＋ X_L^2}＼），又因为\（X_L ＝ωL\），所以\（L ＝＼frac{＼sqrt{Z^2 R^2}｝｛ω}＼）。
3、电容\（C\）的测定当\（X_L ＼ll X_C\）时，＼（Z ＼approx ＼sqrt{R^2 ＋ X_C^2}＼），又因为\（X_C ＝＼frac{1}｛ωC}＼），所以\（C ＝＼frac{1}｛ω\sqrt{Z^2 R^2}｝＼）。
三、实验设备1、交流电源（输出电压可调）2、交流电压表3、交流电流表4、功率表5、电感线圈6、电容器7、电阻箱四、实验步骤1、按图连接电路，将电阻箱、电感线圈和电容器串联接入交流电源。
2、调节交流电源的输出电压，使其为一个合适的值（例如\（10V\））。
实验五 交流电路阻抗参数及功率因数的测量和提高的测量实验
实验五 功率因数的测量和提高
一. 实验目的
1. 学会用功率表法测量元件的交流等效参数的方法。
2. 学会功率表的接法和使用。
3. 学习感性负载电路提高功率因数的方法
二. 实验内容
1. 电感阻抗参数的测量，按图5-1接线。
分别测量40W 白炽灯(R)，电感线圈(L) 的等效参数。
图5-1
2. 电感阻抗两端并联电容，接线如图5-2。
逐渐加大电容量，每改变一次电容量，都要
测量端电压U ，总电流I ，电感阻抗电流I RL ，电容电流I C 以及总功率P 之值，记录于表5-2。
图5-2
Z
3．渐加大电容容量过程中，注意观察并联谐振现象，并找到谐振点。
三.注意事项
1. 本实验直接用市电220V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，不可用手直接触
摸通电线路的裸露部分，以免触电，进实验室应穿绝缘鞋。
2. 自耦调压器在接通电源前，应将其手柄置在零位上，调节时，使其输出电压从零开始
逐渐升高。
每次改接实验线路及实验完毕，都必须先将其旋柄慢慢调回零位，再断电源。
必须严格遵守这一安全操作规程。
四.实验设备
1.数字万用表 1台
2.电量仪 1台
3.白炽灯 1只40W /220V
4.电感线圈 1只
5.电容器 2只1μF，4.7μF/500V
五.分析和讨论
1．根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。
2．讨论改善电路功率因数的意义和方法。
交流阻抗参数的测试
L
C
Z1
Z2
Cosθ
=
U2
−
U
2 1
−
U
2 2
,
2U1U 2
U r = U 2 cosθ ,
U x = U 2 sin θ
r = RU r , U1
L = RU x , ωU1
C = U1 ωRU x
2、三表法 按图 2 所示电路接线，将实验数据填入表 2 中。 Z1=10Ω+L，Z2=100Ω+C（10uF），
（2）将 24μF 电容并联在负载 Z1 两端。重复上述步骤。 （3）观察分析功率因数变化的情况。
测量电路如图 1 所示，Z1=10Ω+L，Z2=100Ω+C（10uF），按表 1 的内容测量和计算。
+
U 1
−
+
U
U 2
−
0
（a）测量电路
图 1 三电压表法 表 1 三电压表法
U U x
U 2
U 1
U r
I
（b）相量图
Z
测量参数
计算参数
U/V U1/V U2/V cosθ Ur/V Ux/V r/Ω
r
=
P I2
− R0 =
Z
cosθ
−
R0
X = Z Sinθ , L = X L , C = 1
ω
X Cω
3、 功率因数的改善 仍按图 2 接线，（1）将 10μF 电容并联在负载 Z1 两端。首先调节单相自耦调压器，使
副方电压等于表 2 第二栏中测量出的电压值（负载为 Z1 时对应 I=0.6A 的电压值），然后测 出 I、P，计算 cosθ。
实验五 交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
交流特性研究实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解交流电路的基本概念和特性。
2. 掌握交流电路中电压、电流、功率等参数的测量方法。
3. 研究RLC电路的谐振特性及其影响因素。
4. 分析交流电路中电阻、电感、电容的相互关系。
二、实验原理1. 交流电路：指电压和电流随时间作周期性变化的电路。
交流电路中，电压和电流的瞬时值、有效值、峰值、相位等参数均随时间变化。
2. RLC电路：由电阻（R）、电感（L）和电容（C）组成的交流电路。
在RLC电路中，电阻消耗能量，电感储存能量，电容释放能量。
3. 谐振现象：当交流电路中的电感、电容和电阻满足一定条件时，电路的阻抗最小，电路中电流和电压达到最大值，这种现象称为谐振现象。
4. 谐振频率：电路谐振时的频率称为谐振频率。
对于RLC电路，谐振频率为f0=1/(2π√LC)。
三、实验仪器与设备1. 交流电源：提供交流电压信号。
2. 示波器：观察电压、电流等信号的波形。
3. 电阻箱：提供不同阻值的电阻。
4. 电感箱：提供不同电感的电感元件。
5. 电容箱：提供不同电容的电容元件。
6. 测量电表：测量电压、电流等参数。
四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验要求，连接电阻、电感、电容元件，构成RLC电路。
2. 谐振频率测量：调节电感、电容元件的参数，使电路达到谐振状态。
利用示波器观察电压、电流波形，记录谐振频率。
3. 阻抗测量：测量电路在不同频率下的阻抗值，分析阻抗随频率的变化规律。
4. 功率测量：测量电路在不同频率下的功率值，分析功率随频率的变化规律。
5. 相位测量：测量电路在不同频率下的电压、电流相位差，分析相位差随频率的变化规律。
6. 数据处理与分析：将实验数据整理成表格，分析交流电路的谐振特性及其影响因素。
五、实验结果与分析1. 谐振频率：实验测得的谐振频率与理论计算值基本一致，说明实验电路搭建正确。
2. 阻抗特性：随着频率的增加，阻抗先减小后增大，在谐振频率处达到最小值。
说明在谐振频率附近，电路的阻抗最小，电流和电压达到最大值。
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。
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。
lin实验24知识资料三表法测量交流电路参数
测量日光灯的交流参数
➢ 用多功能功率表测量电压U、电流I和有功功率W 计算等效电阻R和等效电抗的大小
⑴根据功率表的读数判断等效电抗X的符号 读数中的符号取决于电压和电流之间的位相
⑵并联电容 根据并联电容前后电流的变化判断电抗X的符号
测量未知电路的交流参数
➢ 由日光灯镇流器L与三个2μF的电容C1、C2、C3并联，再 与两个60W/220V白炽灯灯泡串联，构成实验电路，仍用 多功能功率表测量。
实验24 三表法测量交流电路参数
一、实验目的 二、原理 三、实验仪器和器材 四、实验内容及步骤
一、实验目的
1. 掌握测量交流电压有效值、交流电流有效 值、有功功率的方法
2. 加深对电路交流参数物理意义的理解 3. 熟悉计算电路交流参数的公式
二、原理
➢ 二端无源网络的交流参数可写为复阻抗形式
Z R jX
➢ 有效电抗X与其它两个交流参数的关系为 X Z 2 R2
阻抗性质的判断方法
⑴用示波器观察电压与电流之间的位相关系 ⑵并联电容法 ⑶用功率因数表或相位表测量
⑴用示波器观察电压与电流之间的 位相关系
➢ 从示波器上可以观测到被测电路电压与电流之间的 位相关系。
⑵并联电容法
➢ 用一个小电容与被测电路串联，观测串联 电容前后电流表的读数。若串联电容后电 流表读数变大，则被测电路呈容性；若电 流表读数变小，则被测电路呈感性。
⑶用功率因数表或相位表测量
➢ 用功率表、相位表等专用仪器直接测量。
三、实验仪器和器材
1. 白炽灯灯泡 2. 日光灯灯管 3. 日光灯镇流器 4. 日光灯启辉器 5. 交流电量仪 6. 熔断器 7. 电容 8. 开关 9. 安全导线
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。
电路实验报告交流电路实验报告
实验报告实验课程：电路实验实验名称：交流电路的研究专业班级：应用物理1001学生姓名：段杰（201011010103）龚之珂（201011010104）实验时间：周二下午第一节电工实验中心一、交流电路等效参数的测量一、实验目的1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。
2. 学会功率表的接法和使用。
二、原理说明1. 正弦交流信号激励下的元件的阻抗值，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 ，然后通过计算得到元件的参数值，这种方法称为三表法。
计算的基本公式为：阻抗的模I U Z =， 电路的功率因数UI P =ϕcos 等效电阻 R ＝ 2IP＝│Z │cos φ， 等效电抗 X ＝│Z │sin φ2. 阻抗性质的判别方法可用在被测元件两端并联电容的方法来判别, 若串接在电路中电流表的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减小则为感性。
其原理可通过电压、电流的相量图来表示：图7-1 并联电容测量法 图7-2 相量图3. 本实验所用的功率表为智能交流功率表，其电压接线端应与负载并联，电流接线端应与负载串联。
三、实验设备DGJ-1型电工实验装置：交流电压表、交流电流表、单相功率表、白灯灯组负载、镇流器、电容器、电感线圈。
四、实验内容测试线路如图7-3所示，根据以下步骤完成表格7-1。
1、先按图7-3接好实验电路和仪表。
2、先在不加电容的情况下测量I 、P 、cos φ。
3、加并联电容，找到总电流I 最小的一点，可以近似看成谐振点。
测量此时的数据。
4、当C 小于谐振电容时，重复步骤3，测量两组数。
5、当C 大于谐振电容时，重复步骤3，测量两组数。
每次应在U=220V 时测量，并将结果记入表7-1。
图7-3电路状态实验数据U （V）I（mA）I灯（mA）Ic（mA）P（W）cosφC（uF）未加电容220感性220感性220谐振220容性220容性220五、实验数据的计算和分析六、实验注意事项每次改接线路都必须断开电源七、实验心得掌握了交流电路的基本实验方法，学会使用调压器，交流电压表、交流电流表，用功率表测量元件的功率。
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东南大学电工电子实验中心
实验报告
课程名称：电路实验
第三次实验
实验名称：交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
院（系）：仪器科学与工程学院
专业：测控技术与仪器
姓名：范默涵学号：22012231
实验室: 实验组别：
同组人员：实验时间：2014年3月12日评定成绩：审阅教师：
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
1． 三电压表法原理：
用电路的相量图法测量并计算交流阻抗参数：相对于电路串联部分的电流相量，根据VCR 确定串联部分有关电压相量与电流相量之间的夹角，再根据回路上的KVL 方程，用相量平移求和的法则，得到回路上各电压相量所组成的多边形。
这样就可以用几何关系计算图中的几何参数得到与其相对应的电路参数。
2． 三表法原理：
1）电表的使用方法：电压表电流表测量值为有效值；功率表测量值为平均功率。
2）被测参数之间的关系：
2cos cos U z I
P IU P
r z I
ϕϕ
=
=
==
sin 1x z x
L w
C xw ϕ
==== 3． 功率因数的改善原理：
1） 平均功率、有功功率的概念； 2） 功率因数的概念及其含义；
3） 通过对感性电路并联电容提高功率因数：电容的无功功率补偿电感吸收的部分无功
功率，提高能量的利用率；
4） 控制变量研究并联的电容大小与功率因数的关系。
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。
50Hz
R 0
Z =r+jX 0
1,2
Z
1
U
r
U I
（a ）测量电路 （b ）相量图
图1 三电压表法
表1三电压表法
分析： 1） 误差计算：
电感内阻r 测量误差为
2624.811
100% 4.57%26
-⨯=
电感L 测量误差为
114107.03
100% 5.88%114-⨯= 电容C 测量误差为
109.876
100% 1.24%10
-⨯= 2） 误差分析：
（1） 由误差分析知道：电感测量误差相对较大，而电容的测量较准确；因为测量过
程中，电路发热增加，使得电感自身性质发生改变，导致测量值偏离理论值。
（2） 自耦变压器的旋钮十分敏感，电压表示数甚至会闪烁不定，因此记录数据时可
能带来一定偏差；
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 ），
50Hz
1,2
Z
图2 三表法
分析：
1） 当Z=Z 1时，测得的r 包含了10Ω的电阻和电感的内阻，用I=0.3A 和0.6A 时测量值的平
均值作为结果，则电感测得内阻为(39.5610)(39.5310)
29.5452
r -+-==Ω，测量误
差为
29.54526
100%13.63%26
-⨯=；电感测量值为误差为
108.70109.01108.8552mH +=，测量误差为114108.855
100% 4.51%114
-⨯=；
可见，对电容的测量，用三表法测量误差仍然很大，原因同三电压表法中的误差分析（1）。
2） 当
Z=Z 2时，电容测量值为
10.1710.20
10.1852
uF +=，测量误差为
10.18510
100% 1.85%10
-⨯=，可见用三表法测量电容时误差仍然是很小的。
综合两种测量电感和电容参数的方法，对电感的测量误差都很大，而对电容的测量误差都非常小，可见这是由原件自身性质所决定的。
电感在测量过程中太容易受温度变化等因素的影响，而电容是比较稳定的。
3） 当Z= Z 1+Z 2时，121026100136282.5L C Z Z Z jx jx j =+=+++-=-Ω
可见电路呈现容性； 4） 当Z= Z 1//Z 2时，1212(1026)(100)
46.2630.821026100()
L C L C jx jx Z Z Z j Z Z j x x ++⨯-⨯=
==+Ω++++-
可见此时电路呈现感性；
3、功率因数的改善
仍按图2接线，并将电容（24μF）并联在负载Z1两端。
首先调节单相自耦调压器，使副方电压等于表2第二栏中测量出的电压值（负载为Z1时对应I=0.6A的电压值），然后测出I、P，计算cosθ，将实验数据填入表3中，并与不接电容前的负载功率因数相比较。
表3
分析：
1）与不并电容时测得的功率因数0.7085相比较，并联电容后功率因数提高了；
2）并联电容分别为10uF和24uF时，功率因数分别提高到了0.799和0.906，即并联24uF 比并联10uF更能提高功率因数；
四、思考题
1、为了提高感性阻抗的功率因数，为什么采用的是并联电容而不是串联电容？
答：加电容以提高功率因数的前提是不影响原电路的性能。
并联电容可保证原点电路的负载两端电压不变，保证原负载的功率不变，同时又可以通过电容的无功功率补偿电感的无功功率使得总的无功功率减小，而有功功率不变，因此功率因数得以提高，提高能量利用率；倘若用电容串联，极易改变原负载的状态，难以兼顾保持原负载状态和提高功率因数的平衡。
2、“并联电容”提高了感性阻抗的功率因数，试用矢量图来分析并联的电容容量是否越大越好？
答：
图1 图2 图3
如图所示，C I 为流经电容得电流，0
I 为原负载的电流，I 为总电流，U 为原负载两端的电压，0ϕ为原负载的阻抗角，ϕ为并联电容后的电压和总电流的相位差。
联电容不断增大的结果，当电容还较小时，电路呈现感性，总电流I
相位落后电压U ，如图1所示。
并且随着电容增加，
U I ϕϕ-减小，功率因数增大；
当电容增加到一定程度，U I ϕϕ=，电路呈现纯电阻的性质，功率因数为1，如图2；
电容继续增加，此时U 相位落后I ，电路呈现容性，U I
ϕϕ-为负，||U I ϕϕ-增大，功率因数减小，如图3；
可见，电容并非越大越好，增大到一定程度后功率因数会开始减小。
3、若改变并联电容的容量，试问功率表和电流表的读数应作如何变化？
答：因为功率表的测量值为有功功率，而并联电容不改变原来负载两端电压，即有功功率不变，故功率表读数不变，但受各种误差的影响，实际测得读数并不相等，但在误差允许范围内。
对于电流表读数，倘若并联电容后电路仍呈感性，由于流经电容的电流与原负载电流是反相的，原负载电流不变，故总电流减小，电流表读数减小。