感性負載功率因數的提高

1、感性負載功率因數的提高一、實驗目的1、研究爭先穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓電流相量之間的關系；2、理解日光燈電路的工作原理及電路的設計；3、理解改善電路功率因數的意義并掌握其方法。二、實驗原理提高感性負載功率因數的研究：供電系統(tǒng)由電源（發(fā)電機或變壓器）通過輸電線路向負載供電。負載通常有電阻負載，如白熾燈、電阻加熱器等，也有電感性負載，如電動機、變壓器、線圈等，一般情況下，這兩種負載會同時存在。由于電感性負載有較大的感抗，因而功率因數較低。若電源向負載傳送的功率，當功率P和供電電壓U一定時，功率因數越低，線路電流I就越大，從而增加了線路電壓降和線路功率損耗,若線路總電阻為，則線路電壓降和線路功率損耗分別為

2、和；另外，負載的功率因數越低，表明無功功率就越大，電源就必須用較大的容量和負載電感進行能量交換，電源向負載提供有功功率的能力就必然下降，從而降低了電源容量的利用率。因而，從提高供電系統(tǒng)的經濟效益和供電質量，必須采取措施提高電感性負載的功率因數。通常提高電感性負載功率因數的方法是在負載兩端并聯適當數量的電容器，使負載的總無功功率QQLQC減小，在傳送的有功率功率P不變時，使得功率因數提高，線路電流減小。當并聯電容器的QCQL時，總無功功率Q0，此時功率因數1，線路電流I最小。若繼續(xù)并聯電容器，將導致功率因數下降，線路電流增大，這種現象稱為過補償。負載功率因數可以用三表法測量電源電壓U、負載電流I

3、和功率P，用公式 計算。本實驗的電感性負載用鐵心線圈，（日光燈鎮(zhèn)流器）電源用220V交流電經自耦調壓器調壓供電。三實驗設備1交流電壓表、電流表、功率表（在控制屏）2自耦調壓器（輸出可調的交流電壓）3鎮(zhèn)流器，啟輝器，630V/4.3F電容器，30W日光燈四實驗內容提高感性負載功率因數實驗：圖3-2按圖3-2組成實驗電路經指導老師檢查后，按下按鈕開關，調節(jié)自耦變壓器的輸出電壓為220V，記錄功率表、功率因數表、電壓表和電流表的讀數，接入電容，從小到大增加電容值，記錄不同電容值時的功率表、功率因數表、電壓表和電流表的讀數，并記入表3-1中。實驗中用電流取樣插頭測量三個支路的電流。在實驗過程中，一直要

4、保持負載電壓U2等于210V，以便對實驗數據進行比較。注意：日光燈啟動時電流較大（約0.6A），工作時電流約為0.37A，注意儀表量程選擇。表3-1提高感性負載功率因數實驗數據C (F)P（W）U（V）UC（V）UL（V）UA（V）I（A）IC（A）IL（A）cos00.4711.472.22.673.23.674.34.7756.476.57.5五實驗注意事項1通常，功率表不單獨使用，要有電壓表和電流表監(jiān)測，使電壓表和電流表的讀數不超過功率表電壓和電流的量程；2注意功率表的正確接線，上電前必須經指導教師檢查；3自耦調壓器在接通電源前，應將其手柄置在零位上，調節(jié)時，使其輸出電壓從零開始逐漸升高

5、。每次改接實驗負載或實驗完畢，都必須先將其旋柄慢慢調回零位，再斷電源。必須嚴格遵守這一安全操作規(guī)程。六預習與思考題1自擬實驗所需的表格；2參閱課外資料，了解日光燈的電路連接和工作原理；3當日光燈上缺少啟輝器時，人們常用一根導線將啟輝器插座的兩端短接一下，然后迅速斷開，使日光燈點亮；或用一只啟輝器去點亮多只同類型的日光燈，這是為什么？4了解功率表的連接方法；5了解自耦調壓器的操作方法。6電感性的負載為什么功率因數較低？負載較低的功率因數對供電系統(tǒng)有何影響？為什么？7為了提高電路的功率因數，常在感性負載上并聯電容器，此時增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減?。看藭r感性負載上的電流和功率是否改變？8提高線路功率因數為什么只采用并聯電容器法，而不用串聯法？七實驗報告要求1根據實驗1的數據，計算鎮(zhèn)流器的參數（電阻R和電感L）；2根據實驗2的數據，畫出各個電壓和電流的相量圖，說明各個電壓之間的關系。3根據實驗2數據，計算出日光燈和并聯不同電容器時的功率因數，并說明并聯電容器對功率因數的影響。繪制出功率因數與所并電容的曲線，所并電容是否越大越好?4根據表3-1中的電流數據，說明 IICIRL嗎？為什么？7畫出所有電流和電源電