电路实验 功率因数的提高,华北电力大学 电工电子教学实验中心 王民富,一 实验目的,1。掌握功率因数的物理概念，理解功率因数提高的实际意义 2。熟悉提高功率因数的方法 3。熟悉日光灯、多功能功率表和电流插接端子的使用方法,二 实验原理功率因数,1。功率因数 有功功率和视在功率之比。 在交流电路中，如果有电感或电容元件，就产生负载与电源之间功率来回推送的现象，这部分功率就是无功功率Q。 有功功率P是单位时间内电源提供的电能转化为机械能、光能、热能、磁能等形式的能量。 视在功率S是电源输入负载的电压有效值和电流有效值的乘积S=I*U.,二 实验原理功率因数提高,2。功率因数的提高 功率因数较低意味着视在功率中无功功率成份较大，负载呈现感性或容性，电源最大输出较大，线路损失较多。提高功率因数的方法就是无功补偿。 对于感性负载，并联电容器能够提高功率因数；而对于容性负载，串联电抗器，也可显著提高功率因数。 当功率因数接近1时，达到最佳效果，电路基本呈现纯阻性。当补偿过大时，负载特性发生根本性变化，我们称之为过补偿。,二 实验原理日光灯,3。日光灯电路,灯管,220V,镇流器,启辉器,补偿电容器,工作原理：初始状态启辉器接通，电路中电流从零突变到某数值，这时镇流器（大电感）产生自感应电压（方向相反），下半个周期，电压叠加，最大值达到大约600V，加到日光灯管两端，使日光灯管内气体放电导通。同时启辉器，内部触点（不同温度系数的双金属片）发热，一定时间后自动断开，使日光灯管维持导通状态。,日光灯因为镇流器的存在而成为感性负载，并联适当电容器可提高功率因数。,1。功率表的接法 注意I和U的同名端。左侧接电源，右侧接负载。 2。读数 按“功能”键，依次出现 “I”、 “U”、 “P”、 “COS”等 。 I 电流有效值 U 电压有效值 P 有功功率 COS 功率因数,30.23,220V,三 多功能表的使用,三 交流电压源的使用,单相电源如图，调压器次级输出0-250V，可用调压器旋钮调节。,220V,数字交流电压表,四 实验内容和电路,1。启辉条件下电路参数 缓慢调节调压器，电源电压逐渐升高，刚刚点亮日光灯管的电压就是启辉电压。点亮日光灯后，从多功能表读取电路参数。 2。额定电压下电路参数 电源电压稳定在220V. 从多功能表读取电路参数。 3。并联电容器电路参数 调压器回零，并联某电容器，然后调节到220V,读取数据。调压器回零，并联下一个电容器。 4。最佳功率补偿电容 观察并联单个电容器的功率因数和负载特性的变化规律，根据实验模板上所给电容，选择适当的并联组合，使功率因数尽可能接近1。这时的电容值之和就是最佳功率补偿电容。,实验内容,1。启辉电压 连接日光灯电路。缓慢调节交流电源的电压，刚刚把日光灯点亮的电压就是启辉电压，记录此时的P、I、U、cos. 2。额定工作 电压调节到220V,记录此时的P、I、U、cos。 3。功率因数提高 分别并联1u、2.2u、3.2u、4.7u、5.7u电容，记录每个电容值对应的的P、I、Ic、U、cos.,实验电路,按图连接电路，注意电流插棒的使用 可用HE-17白炽灯线路的电流插孔 也可用实验台配备的电流插口 启辉器也可用按钮替代,220V交流,220V,多功能表,数字交流电压表,0.32A,数字交流电流表,五 注意事项,1.电流插棒的用法 电流插口在实验台上，测量时插入电流插棒，从电流表读数。电流插口有三个，左右端子之间可插入电流插棒。 2.电容器的连接 每次变换电容器，都必须把调压器线调零。变换电容后，缓慢调节调压器到指定电压值。 3.实验前，检查保险丝是否完好。,