基本電工儀表的使用-電工電子學(xué)

實驗報告課程名稱：電工電子學(xué)指導(dǎo)老師：張伯堯成績：____實驗名稱：基本電工儀表的使用一、實驗?zāi)康暮鸵? 二、實驗設(shè)備三、實驗內(nèi)容 四、實驗結(jié)果五、心得一、實驗?zāi)康?.學(xué)會使用交流儀表（電壓表、電流表、功率表）。2.掌握用交流儀表測量交流電路電壓、電流和功率的方法。3.了解電感性電路提高功率因數(shù)的方法和意義。二、主要儀器設(shè)備1.實驗電路板2.單相交流電源(220V)3.交流電壓表或萬用表4.交流電流表5.功率表6.電流插頭、插座三、實驗內(nèi)容1.交流功率測量及功率因素提高按圖2-6接好實驗電路。圖2-6(1)測量不接電容時日光燈支路的電流IRL和電源實際電壓U、鎮(zhèn)流器兩端電壓UL、日光燈管兩端電壓UR及電路功率P，記入表2-2。計算：cosφRL=P/(U·IRL)=0.443測量值計算值U/VUL/VUR/VIRL/AP/WcosφRL220.1176.8108.80.37636.630.443表2-2(2)測量并聯(lián)不同電容量時的總電流I和各支路電流IRL、IC及電路功率，記入表2-3。并聯(lián)電容C/μF測量值計算值判斷電路性質(zhì)(由后文求得)I/AIC/AIRL/AP/WCosφ10.3210.0740.37737.020.524電感性2.20.2570.1610.37938.500.673電感性3.20.2180.2310.38039.280.819電感性4.20.2000.2850.38039.750.903電感性5.40.1980.3720.37840.300.925電感性6.40.2240.4400.37940.950.831電感性表2-3 注：上表中的計算公式為cosφ=P/(I·U)，其中U為表2-2中的U=220.1V。四、實驗總結(jié)1.根據(jù)表2-2中的測量數(shù)據(jù)按比例畫出日光燈支路的電壓、電流相量圖，并計算出電路參數(shù)R、RL、XL、L。如圖，由于IRL在數(shù)值上遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于各電壓的值，因而圖中只標(biāo)明了方向，無法按比例畫出。另外，此處IRL是按照UR的方向標(biāo)注的。(如若按照cosφRL=0.443，得IRL與U的夾角φRL=-64°，則IRL與UR的方向有少許差別，這會在后文的誤差分析中具體討論。)R=UR/IRL=289Ω 據(jù)圖得UL與IRL夾角為81°，則得：RL+jXL=Z=UL/IRL=26.9+169.9j因而得：RL=27.3Ω XL=170.5Ω L=XL/2пf=0.54H2.根據(jù)表2-3的數(shù)據(jù)，按比例畫出并聯(lián)不同電容量后的電源電壓和各電流的相量圖，并判別相應(yīng)電路是電感性還是電容性。所得向量圖如下，其中由于電壓與電流數(shù)量級相差過多，電壓未按比例繪制長度。如圖，由于φ全部<0，因此所測電路都為電感性。并聯(lián)電容C/μF測量值向量圖φ電路性質(zhì)I/AIC/AIRL/A10.3210.0740.377<0電感性2.20.2570.1610.379<0電感性3.20.2180.2310.380<0電感性4.20.2000.2850.380<0電感性5.40.1980.3720.378<0電感性6.40.2240.4400.379<0電感性3.討論電感性負(fù)載用并聯(lián)電容器的方法來提高功率因素的方法和意義。根據(jù)上面各圖所示，IRL在電容變化時基本保持不變，這是因為加在負(fù)載(包括電感和日光燈)兩端的電壓是恒定的，因此其內(nèi)部的電流不變，而當(dāng)并聯(lián)的電容改變時，只改變IC的相位，因而導(dǎo)致I的相位改變，可以看出，在φ<0時，隨著電容的增大φ越來越接近0，即I與U的方向趨于一致，因而cosφ趨向于1，功率因素提高。而當(dāng)φ=0時，系統(tǒng)為電阻性，功率因素為1，功率利用率最高。而當(dāng)電容繼續(xù)增大時，φ>0且不斷增加，致使cosφ變小，功率因素減小，此時系統(tǒng)處于電容性。此次實驗由于實驗次數(shù)與數(shù)據(jù)尺度的限制，沒有出現(xiàn)電阻性和電容性的情況。

綜上可得，提高功率因素的一般方法是，對于電感電路(日常使用電路通常為電感電路)，并聯(lián)適當(dāng)大小的電容器有利于功率因素的提高，其電容大小以使總電壓與總電流相位差接近0為宜。根據(jù)公式計算，當(dāng)，即并聯(lián)諧振時，功率因素達(dá)到最大(式中R表示負(fù)載和電感的等效電阻)。在現(xiàn)實生活生產(chǎn)中增大功率因素是有積極意義的，因為這樣可以更充分地利用電源所供給的功率，增大生產(chǎn)效率。由于日常所用電路大多為電感性的，因此并聯(lián)電容這種方法能夠得到廣泛應(yīng)用，但在實際電路設(shè)計制造中，可能會由于多種因素的限制影響，不可能使得功率因素剛好為1，只能盡可能接近于1，這也體現(xiàn)了理論與實踐的差別。五、心得體會本次實驗較以往實驗比較復(fù)雜，剛開始我不知道怎樣將各個導(dǎo)線連接起來，只能在一旁看學(xué)長將各個導(dǎo)線連起來，打打下手。后來看見連線越來越多，越來越復(fù)雜，就一