实验八 交流电路元件参数测量

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1、实验八交流电路元件参数测量一、实验目的(1)熟悉日光灯的接线，能做到正确迅速联接电路；(2)通过实验了解功率因数提高的意义；U.I.图8-1无源一端口网络(3)熟练功率表及功率因数表的使用。二、实验原理1、对于一个无源一端口网络（如图8-1）其吸收的有功功率为：其中称为功率因数。功率因数的大小决定于电压和电流之间的相位差，即一端口网络的等效阻抗Z的辐角。这表明，只有u、i的同相位分量才产生有功功率。有功功率反映了电路消耗的功率，但未反映电路储能元件的能量交换情况。在储能元件中，能量交换的最大速率，称之为无功功率。无功功率并非无用之功，它是各种电气设备建立赖

2、以工作的交变电磁场所必需的。在工农业生产及日常生活中，如工矿企业中用的电动机、家用电器如日光灯、电风扇、洗衣机等大都是感性负载。对于感性负载，，因而电感元件吸收无功功率，为一无功负载；对于容性负载，故因而电容元件输出无功功率，为一无功电源。2、由于负载多为感性，对一定的负载，所谓提高功率因数，不是减少它正常工作所需的无功功率，而是在负载方并联一无功电源。例如在感性负载两端并联电容器，使负载所需要的无功功率从无功电源获得部分补偿或全部补偿．这样，就整个系统来看，总的功率因数提高了，减少了总电源供给负载的无功功率，减少了线路的电流，因而也减少了由于传输无功功率

3、而在线路上增加的功率损耗。所以提高功率因数既可以充分发挥电源设备的利用率，又减少了输电线路的功率损失和电压损失。在实际生产中，并不要求将功率因数提高到1，因为这样做将大大增加设备费用，以致达不到预期的经济效益。功率因数提高到什么程度为合适，应根据具体的技术经济综合指标，经过全面比较来决定。日光灯A镇流器L启辉器S电容C交流电源图8-2日光灯线路3、日光灯线路及工作原理日光灯线路如图8-2所示。由日光灯管A，镇流器L(带铁芯电感线圈)，启动器S组成。当接通电源后，启辉器内发生辉光放电，双金属片受热弯曲，触点接通，将灯丝预热使它发射电子，启动器接通后辉光放电停

4、止，双金属片冷却，又把触点断开，这时镇流器感应出高电压加在灯管两端使日光灯管放电，产生大量紫外线，灯管内壁的荧光粉吸收后幅射出可见的光，日光灯就开始正常工作。启辉器相当一只自动开关，能自动接通电路(加热灯丝)和开断电路(使镇流器产生高压，将灯管击穿放电)。镇流器的作用除了感应高压使灯管放电外，在日光灯正常工作时，起限制电流的作用，镇流器的名称也由此而来。由于电路中串联着镇流器，它是一个电感量较大的线圈，因而整个电路的功率因数不高。负载功率因数过低，一方面没有充分利用电源容量，另一方面又在输电电路中增加损耗。为了提高功率因数，一般最常用的方法是在负载两端并联

5、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，当电容器的容量逐渐增加时，电容支路电流Ic也随之增大，可以抵消总电流的一部分无功分量，结果总电流逐渐减小，但如果电容器C增加过多(过补偿)，总电流又将增大。三、实验仪器及设备表8-1实验仪器及设备GDDS实验装置DGJ实验装置序号名称型号与规格数量备注序号名称型号与规格数量备注1单相交流电源0～250V11单相交流电源0～220Vl2交流电压表JDV-2412三相自耦调压器13交流电流表JDA-1113交流电压表l4交流功率表JDW-3214交流电流表15电容箱1D065功

6、率表16日光灯实验单元1D046镇流器与30w灯管配用1DGJ-047镇流器17电容器1μf、2.2μf4．7μf／450vDGJ-058启辉器8启辉器与30w灯管配用lDGJ-049日光灯灯管20w19日光灯灯管30w110电门插座110电门插座1DGJ-04四、实验内容可调交流电源L123WV**AS电容器C（取不同值）～iiLic、、为电流插孔123图8-3日光灯功率因数提高1、将日光灯及电容（箱）元件按实验图8-3所示电路连接，在各支路串联接入电流表电门插座，再将功率表接入线路，按图接线并经检查后，接通电源，电压调至220V。2、改变可变电容箱的电

7、容值，先使C=0，记录功率表、电压表读数，通过一只电流表和三个电门插座分别测量三条支路的电流。改变电容值，进行重复测量。电容(μf)测量数值计算值U(V)I(A)IL(A)IC(A)P（W）0电容取值GDDS：0.1、0.22、0.47、1.0、2.0、4.0、6.0μfDGJ：1.0、2.2、3.2、4.7、5.7μf备注GDDS实验装置不能完成的测量，计算即可。表8-2实验数据记录表五、实验注意事项1、本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全；2、在接通电源前，应先将自耦调压手柄置在零位上；3、功率表要正确接入电路，功率表的同名端按标准接法联结

8、在一起，否则功率表中模拟指针表会反向偏转，数字表则无显示。使用功率