实验2、功率因数的提高（含数据）

功率因数的提高

一. 实验目的

1. 学会用功率表法测量电感阻抗参数的方法。

2．通过实验了解提高功率因数的方法和意义。

3. 熟悉交流电压表、电流表、功率表和单相自耦调压变压器的主要技术特征，并掌握其正确的使用方法。

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。 表5-1 测量值 被测阻抗 U （V） 两个白炽灯R 电感线圈L L与R串联

90 90 90 I （A） 0.1171 0.3565 0.1117 P （W） 10.5 6.64 9.61 cosφ 1.00 0.21 0.96 Z 220V I* U* W Z

图5-1 电路等效参数 R （Ω） 768.5 53.0 773.5 L (mH) 0 785.8 718.1 （Ω） 768.6 252.5 805.7 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容值，都要测量端电压U（调节自藕变压器使其保持90V固定值），测量总电流I，电感阻抗电流IRL，电容电流IC以及总功率P之值，记录于表5-2。

图5-2

表5-2 电感阻抗L两端并联电容C测得数据

电容 测量数据 uF 2 4 6 8

U(V) 90 90 90 90 I(mA) 302.8 250.0 199.8 148.7 IRL(mA) 356.3 356.3 357.2 354.7 1

IC(mA) 57.5 113.2 169.9 230.1 P(W) 7.05 7.06 7.10 7.07 cosφ 0.257 0.313 0.393 0.529

10 11 12 12.5 13 90 90 90 90 90 114.5 104.5 101.4 103.3 104.4 355.3 354.6 357.9 355.4 355.2 286.9 315.5 343.8 358.0 372.5 7.10 7.12 7.10 7.15 7.16 0.691 0.757 0.782 0.776 0.758

表5-3 电感阻抗L与两个灯泡R串联后两端并联电容C测得数据 电容 测量数据 uF 2 4 6 8 10 11 12 12.5 13

U(V) 90 90 90 90 90 90 90 90 90 I(mA) 109.1 134.2 174.2 224.1 275.6 301.5 332.2 343.7 357.5 IRL(mA) 111.0 111.0 111.0 111.1 111.1 111.0 111.1 110.8 110.7 IC(mA) 56.2 115.2 171.7 230.1 287.4 315.8 346.6 361.2 373.3 P(W) 9.66 9.59 9.63 9.65 9.72 9.69 9.77 9.62 9.61 cosφ 0.9838 0.7940 0.6142 0.4785 0.3919 0.3571 0.3268 0.3110 0.2987 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）功率表 1只

（2）数字万用表 1台 （3）电量仪 1台

（4）白炽灯 1只 40W /220V （5）电感线圈 1只

（6）电容器 5只 0.5μF ,1μF ,2μF,4μF ,8μF /500V

五. 实验报告要求

1． 完成表格中的数据计算。

2. 以电容C的值为自变量，绘制cosφ曲线。此处cosφ是指负载端的功率因数，包括电容器。

3. 根据一组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。 4． 讨论改善电路功率因数的意义和方法。

2

1.数据计算见表格；

2.根据表5-2和表5-3绘制出C-cosφ散点图，并进行三次样条插值得到C-cosφ曲线。

图5-3 电感阻抗L与两个灯泡R串联后两

端并联电容C电路的C-cosφ曲线

3.选择表5-2中第4组数据

图5-4 电感阻抗L两端并联电容C电路的

C-cosφ曲线

4. 1）为了最大程度利用发电机的容量

3

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