改善功率因数的实验(华电版)
实验5改善功率因数实验
改善功率因数实验14020211 黄美星一．实验目的1．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2．掌握日光灯电路的工作原理及电路连接方法。
3．通过测量电路功率，进一步掌握功率表的使用方法。
4．掌握改善日光灯电路功率因数的方法。
二．实验原理1．如图10—１所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，R U 与CU 保持有90°的相位差，即当阻值Ｒ改变时，R U 的相量轨迹是一个半圆，U ,C U 与RU 三者形成一个直角形的电压三角形。
R 值改变时，可改变φ角的大小，从而达到移相的目的。
2．功率因数的提高在正弦交流电路中，只有纯电阻电路，平均功率P 和视在功率S 是相等的。
只要电路中含有电抗元件并处在非谐振状态，平均功率总是小于视在功率，平均功率与视在功率之比称为功率因数，即22cos cos ϕϕλ===UIUI S P 可见功率因数是电路阻抗角2ϕ的余弦值，并且电路中的阻抗角越大，功率因数越低；反之，电路阻抗角越小，功率因数越高。
功率因数的高低反映了电源容量被充分利用的情况。
负载的功率因数低，会使电源容量不能被充分利用；同时，无功电流在输电线路中造成损耗，影响整个输电网络的效率。
因此，提高功率因数成为电力系统需要解决的重要课题。
实际应用电路中，负载多为感性负载，所以提高功率因数通常用电容补偿法，即在负载两端并联补偿电容器．当电容器的电容量C 选择合适时，可将功率因数提高到1。
日光灯电路中，灯管与一个带有铁芯的电感线圈串联，由于电感量较大，整个电路的功率因数是比较低的，为了提高功率因数，我们可以在灯管与镇流器串联后的两端并联电容器实现。
三．实验设备1．40W 日光灯管、座 1套 (实验台顶部)； 2．40W/220V 白炽灯 1只 3．镇流器1只； 4．熔断器2只，启辉器1只；5．EEL-52元件箱单元板1块； 6．数字交流电流表（0～3A ）1只； 7．数字交流电压表（0～500V ）1只； 8．数字功率表/功率因数表1块； 9．强电导线若干。
改善功率因数实验报告
改善功率因数实验报告
本次实验的主题是改善功率因数。
实验的目的是通过建立改善的功率因数来提高系统效率。
实验双方分别为主用电方和供电方。
主用电方使用电动机和供电方使用变压器。
实验中，用变压器的回路来改善功率因数，使用耐压测试母线输入电压的波形优势。
以负载为实验不同状况下用户应及时检测电网电压，并对比不同变压器改善功率因数后的电力效果和电网状态。
采用了几种不同改善功率因数的方法，它们分别是使用低功率因数补偿技术、使用容拓散电容器以及使用回路函数变压器等。
主要利用这些改善功率因数的方式，来提高系统的效率，提高电网的可靠性，以及提高电力效果。
经过对实验结果分析，使用回路函数变压器改善功率因数后，实验结果表明电力效果有了非常显著的改善，也使用电网可靠性有了很大提高。
使用容拓散电容器改善功率因数后，实验也具有很大的提高，但相较于回路函数变压器提升的幅度略有下降。
功率因数的改善实验报告
功率因数的改善实验报告功率因数的改善实验报告引言：功率因数是电力系统中一个重要的参数，它是用来衡量电路中有功功率和视在功率之间的关系。
功率因数的大小直接影响电路的效率和稳定性。
在实际应用中，许多电气设备的功率因数较低，导致电网负荷加重、能源浪费和环境污染。
因此，改善功率因数是一项重要的工作，本次实验旨在通过改变电路中的电容器来提高功率因数。
材料与方法：1. 实验仪器：交流电源、电容器、电阻箱、电流表、电压表、功率因数表。
2. 实验步骤：a. 将交流电源接入电路，通过电阻箱调节电流大小。
b. 测量电路中的电压、电流和功率因数。
c. 添加电容器，改变电路中的电容值。
d. 重复步骤b，记录不同电容值下的电压、电流和功率因数。
实验结果：通过实验测量，我们得到了不同电容值下的电压、电流和功率因数的数据。
在没有电容器的情况下，功率因数为0.75；添加电容器后，功率因数逐渐提高，最终达到了0.95。
讨论：功率因数的改善是通过添加电容器来实现的。
在交流电路中，电容器能够储存和释放电能，从而平衡电流和电压之间的相位差，提高功率因数。
当电容器连接到电路中时，它会吸收电流的超前分量，然后在电压达到峰值时释放储存的能量，使电流和电压保持同相位。
这样，电路中的有功功率和视在功率之间的关系得到改善，功率因数得到提高。
实验中我们发现，随着电容值的增加，功率因数逐渐提高。
这是因为较大的电容器能够吸收更多的超前电流，并在电压峰值时释放更多的能量，从而更有效地平衡电流和电压之间的相位差。
然而，当电容值过大时，电容器的电流响应速度会变慢，导致功率因数的改善效果不再明显。
结论：通过本次实验，我们验证了通过添加电容器来改善功率因数的方法。
实验结果表明，合适的电容值能够有效提高功率因数，从而提高电路的效率和稳定性。
然而，过大的电容值可能会降低电容器的响应速度，影响功率因数的改善效果。
因此，在实际应用中，需要根据电路的具体情况选择合适的电容器。
改善功率因数实验报告
四．实验设备
日光灯管30W、镇流器 、起辉器镇流器、 起辉器、电容器组、交流电流表、交流电压 表、功率表 、导线若干。
五．实验报告
根据所测的数据，在坐标纸上绘出 I f (C ), COS f (C ) 等曲线。 从测量数据中、求出日光灯等效电阻，镇 流器等效感抗 ，镇流器电感。
用电容补偿电感；原则：不改变原日光 灯的工作状态；措施：并联电容。
电路图如下图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三．实验内容及步骤
1、按上图认真接线，注意借用电流插头，以
便方便测量电流。 2、闭合电源开关，此时日光灯应亮，如用并 联电容器组提高功率因数完成本实验，则电 容C从0起逐渐增大并联电容器，并分别测量 总电压U、灯管电压UD、镇流器电压UL、总 电流I，灯管电流，电容器电流，功率P。
实验二 改善功率因数实验
一、实验目的
掌握日光灯电路的工作原理及电路连接方法。 通过测量电路功率，掌握功率表的使用方法。 掌握改善日光灯电路功率因数的方法。
二、实验原理 日光灯电路及工作原理。 日光灯的工作过程为 ：接通220伏的交流 电压→加在启动器上→辉光放电→双金属 片发热伸展→电路接通产生电流→辉光放 电停止启动器双金属片冷却弯曲断开→镇 流器产生强自感电压→与电源电压合并加 在灯管上→灯管放电发光→灯管在低电压 下正常发光。
提高功率因数的实验报告
提高功率因数的实验报告提高功率因数的实验报告引言：功率因数是电力系统中一个重要的参数，它反映了电路中有用功和无用功的比例关系。
在实际应用中，功率因数的大小直接影响着电网的稳定性和能效。
为了提高功率因数，我们进行了一系列实验，并对实验结果进行了分析和总结。
实验目的：本实验的目的是通过改变电路中的元件来提高功率因数，从而减少无用功的损耗，提高电路的效率和经济性。
实验材料和仪器：1. 交流电源2. 电阻箱3. 电容器4. 电流表5. 电压表6. 示波器7. 实验电路板8. 连接线等实验步骤：1. 搭建基本的并联电路，包括交流电源、电阻箱、电容器和电流表。
2. 测量并记录电路中的电流和电压值。
3. 通过调节电阻箱的阻值和电容器的容值，改变电路中的阻抗和容抗。
4. 重复步骤2和步骤3，记录不同阻抗和容抗条件下的电流和电压值。
5. 分析实验数据，计算功率因数的大小，并比较不同条件下的功率因数。
实验结果：通过实验数据的记录和分析，我们得出了以下结论：1. 当电路中只有电阻时，功率因数为1，电路中的有用功和无用功相等。
2. 当电路中加入电容器时，电路呈现感性负载，功率因数小于1。
3. 通过增大电容器的容值，可以提高功率因数的大小，减少无用功的损耗。
4. 当电路中加入电感器时，电路呈现容性负载，功率因数小于1。
5. 通过增大电感器的感值，可以提高功率因数的大小，减少无用功的损耗。
实验讨论：根据实验结果，我们可以得出以下讨论：1. 在实际应用中，我们可以通过合理地选择电容器和电感器的容值和感值，来调节电路的功率因数。
2. 提高功率因数有助于减少电网的无用功损耗，提高电路的效率和经济性。
3. 在电力系统中，功率因数的大小对电网的稳定性和电力设备的寿命都有重要影响。
实验结论：通过本次实验，我们验证了通过改变电路中的元件来提高功率因数的方法。
合理选择电容器和电感器的容值和感值，可以有效提高功率因数，减少无用功的损耗，提高电路的效率和经济性。
功率因数的提高实验报告
功率因数的提高实验报告功率因数的提高实验报告一、引言功率因数是电力系统中一个重要的参数，它反映了电路中有用功与视在功之间的比例关系。
功率因数的提高对于电力系统的稳定运行和能源的有效利用至关重要。
本实验旨在探究不同方法对功率因数的提高效果，并对实验结果进行分析和讨论。
二、实验目的1. 了解功率因数的概念和计算方法；2. 掌握提高功率因数的方法；3. 分析不同方法对功率因数的影响。
三、实验原理功率因数是有用功与视在功的比值，可以通过以下公式计算：功率因数 = 有用功 / 视在功四、实验步骤1. 搭建实验电路：使用电源、电阻、电容、电感等元件搭建一个简单的交流电路；2. 测量电路参数：使用万用表测量电路中的电压、电流、功率等参数；3. 计算功率因数：根据测量结果计算电路的功率因数；4. 提高功率因数：根据实验要求，采取不同的方法提高功率因数；5. 重新测量电路参数：使用相同的方法测量电路中的电压、电流、功率等参数；6. 计算新的功率因数：根据新的测量结果计算电路的功率因数。
五、实验结果与分析1. 实验前的功率因数：根据测量结果计算出实验电路的初始功率因数；2. 实验后的功率因数：根据测量结果计算出采取不同方法后电路的功率因数；3. 对比分析：比较实验前后的功率因数，分析不同方法对功率因数的影响；4. 结果解释：解释不同方法对功率因数的影响原因，如电容的串联、并联效应等；5. 实验误差：分析实验中可能存在的误差来源，如测量误差、电路参数变化等。
六、实验结论根据实验结果和分析，可以得出以下结论：1. 不同方法对功率因数的提高效果不同，需根据具体情况选择合适的方法；2. 电容的串联、并联效应对功率因数的提高具有显著影响；3. 实验中可能存在的误差对结果的准确性有一定影响。
七、实验总结通过本次实验，我深入了解了功率因数的概念和计算方法，并掌握了提高功率因数的方法。
实验过程中，我遇到了一些困难和问题，但通过与同学的讨论和老师的指导，我成功地完成了实验，并得出了一些有价值的结论。
实验5改善功率因数实验
实验五 改善功率因数实验一、实验目的1．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2．掌握日光灯电路的工作原理及电路连接方法。
3．通过测量电路功率，进一步掌握功率表的使用方法。
4．掌握改善日光灯电路功率因数的方法。
二、实验原理1．如图10—１所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，R U 与C U 保持有90°的相位差，即当阻值Ｒ改变时，R U 的相量轨迹是一个半圆，U ,C U 与RU 三者形成一个直角形的电压三角形。
R 值改变时，可改变φ角的大小，从而达到移相的目的。
2.日光灯电路及工作原理日光灯电路主要由日光灯管、镇流器、启辉器等元件组成，电路如图1所示灯管两端有灯丝，管内充有惰性气体(氩气或氪气)及少量水银，管壁有荧光粉。
当管内产生弧光放电时，水银蒸汽受激发，辐射大量紫外线，管壁上的荧光粉在紫外线的激发下，辐射出接近日光的光线， 日光灯的发光效率较白炽灯高一倍多，是目前应用最普遍的光源之一， 日光灯管产生弧光放电的条件，一是灯丝要预热并发射热电子，二是灯管两端需要加一个较高的电压使管内气体击穿放电，通常的日光灯本身不能直接接在220V 电源上使用。
启辉器有两个电极，一个是双金属片，另一个是固定片，二极之间并有一个小容量电容器。
一定数值的电压加在启辉器两端时，启辉器产生辉光放电，双金属片因放电而受热伸直，并与静片接触，而后启辉器因动片与静片接触，放电停止，冷却且自动分开。
镇流器是一个带铁芯的电感线圈。
电源接通时，电压同时加到灯管两端和启辉器的两个电极上，对于灯管来说，因电压低不能放电；但对启辉器，此电压则可以起辉，发热，并使双金属片伸直与静片接触，于是有电流流过镇流器、灯丝和启辉器，这样灯丝得到预热并发射电子，经1～3秒后，启辉器因双金属片冷却，使动片与静片分开。
由于电路中的电流突然中断，便在镇流器两端产生一个瞬时高电压，此电压与电源电压迭加后加在灯管两端，将管内气体击穿而产生弧光放电．灯管点燃后，由于镇流器的作用，灯管两端的电压比电源电压低得很多，一般在5 0～1 0 0V ，此电压已不足以使启辉器放电，故双金属片不会再闭合。
电工实验功率因数的提高实验报告
电工实验功率因数的提高实验报告一、实验目的1、深入理解功率因数的概念及其对电路的影响。
2、掌握提高功率因数的方法和原理。
3、通过实验测量和分析，验证提高功率因数的效果。
二、实验原理1、功率因数的定义在交流电路中，功率因数（Power Factor，简称 PF）是有功功率（P）与视在功率（S）的比值，用符号cosφ 表示，即cosφ ＝ P ／ S。
其中，有功功率是指电路中实际消耗的功率，用于做功（如发热、发光等）；视在功率是指电源提供的总功率，包括有功功率和无功功率。
无功功率（Q）是用于电路中电场和磁场的交换，但不做功。
2、功率因数低的影响当功率因数较低时，电路中的电流会增大，导致线路损耗增加，降低了电源的利用效率，同时也会增加设备的容量和成本。
3、提高功率因数的方法常见的提高功率因数的方法是在感性负载两端并联电容器。
电容器提供的无功功率可以补偿感性负载所需的无功功率，从而减小电路中的总无功功率，提高功率因数。
三、实验设备1、交流电源（0 220 V）2、功率因数表3、交流电流表4、交流电压表5、电感线圈6、电容器（不同容量）7、电阻箱8、连接导线若干四、实验步骤1、按图连接电路将交流电源、电感线圈、电阻箱串联组成感性负载电路，然后将功率因数表、交流电流表、交流电压表接入电路，测量未并联电容器时的各项参数。
2、测量未并联电容器时的参数接通电源，调节交流电源的输出电压至 220 V，记录此时的电流、电压、功率因数等数据。
3、并联电容器并测量参数依次并联不同容量的电容器，每次并联后重新测量电流、电压和功率因数等参数，并记录下来。
4、数据分析根据测量的数据，绘制功率因数与电容器容量的关系曲线，分析功率因数的变化规律。
五、实验数据记录与处理｜电容器容量（μF）｜电流（A）｜电压（V）｜有功功率（W）｜无功功率（var）｜功率因数｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 0 ｜ 15 ｜ 220 ｜ 150 ｜ 220 ｜ 068 ｜｜ 1 ｜ 12 ｜ 220 ｜ 160 ｜ 180 ｜ 073 ｜｜ 2 ｜ 10 ｜ 220 ｜ 170 ｜ 150 ｜ 077 ｜｜ 3 ｜ 08 ｜ 220 ｜ 180 ｜ 120 ｜ 082 ｜｜ 4 ｜ 07 ｜ 220 ｜ 190 ｜ 100 ｜ 086 ｜以电容器容量为横坐标，功率因数为纵坐标，绘制曲线如下：插入功率因数与电容器容量关系曲线的图片从曲线可以看出，随着电容器容量的增加，功率因数逐渐提高。
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七、 实验结果及数据处理
表 6-5 电
功率因数改善实验数据 测量数据
路 IHW
状 U(V) I(A) (A)
态
IC (A) P(W)
C(uF)
未
加
L
220.1 0.402 0.398 0.04mA 43.83
0
电
0.48
容
44.1 L
220.5 0.346 0.397 67.7mA
1
感
1 0.57
在 0~1 之间； 在 0~1 之间。
相量图如下：
经计算得：
Z 547.5 637.3 887.1 1018.5 807.3 570.9
由该表得出 R-X 关系图如下：
R 271.219 368.455 709.505 926.998 589.435 295.294
3. 在感性负载两端并联适当的电容可以提高整个电路的功率因数，如下图：
(a)电路原理图 五、 实验方法与步骤
(b)相量图
1. 日光灯电路功率因数提高 （1） 选定接线图并依其接线，将相电压调到 220V，日光灯正常工作后开始实验测量。
（2） 电容器为零的情况下，测量 I、P、 、IHW、IC 。 （3） 投入并联电容，找到电流 I 最小值且功率因数最高的一点，此时即为近似的谐振点，
C- 关系图如下：
cos(fai)
1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
0.00
2.00
4.00
6.00
C(uF)
8.00
10.00
分析：当为感性负载时， 在-90°到 0°之间， 当为纯阻性负载时， =0°， =1； 当负载为容性时， 在 0°到 90°之间，
华北电力大学
实验报告
实验名称： 改善功率因数的实验
课程名称：
电路实验
专业班级： 学生： 学号： 成绩： 指导教师： 实验日期：2012.11.12
一、 实验目的 1. 了解负载性质及变化对功率因数的影响。 2. 研究感性负载两端并联电容对改善功率因数的作用，理解改善功率因数的意义。
二、 预习思考题 1. 在电感电路中，如何用实验方法寻找电路的最大功率因数？
测量并记录数据。 （4） 取几个小于谐振电容的不同 C 值，测量对应数据，其中应有将功率因数提高到
0.8~0.85 之间的一组。 （5） 取几个大于谐振电容的不同 C 值，测量对应数据。
2. 接线图 改善功率因数实验接线图如下：
相线(用 黄/绿/红)
调压器
0—220V
*
U
I
* I
W
Ic
IL（I灯）
镇流器
三、 所用仪器、设备 设备名称 日光灯
电感线圈（镇流器） 电容器
单相功率表 交流电压表 交流电流表 三相交流电源
型号和规格 220V
与日光灯配用 0~500V 可调电容箱
0~450V，0~5A 0~500V 数字表 0~5A 数字表
四、 实验原理 1. 感性负载及功率因数 一般在电力系统中，总希望负载能够尽可能运行在较高的功率因数下。实际中，往往通过 在感性负载两端并联电容的方法来适当提高功率因数。本实验呢以灯管、镇流器和启辉器 组成的日光灯电路作为负载，由于镇流器是一带铁心的绕组，因此整个电路时感性负载， 其功率因数较低，一般在 0.5 一下。
答：并联电容，当线电流最大时功率因数最大。 2. 并联电容后，电路中哪些参数不变？哪些参数发生变化、如何变化？
答：并接电容后有功功率是不会变化的，变化的是无功功率和视在功率。 3. 为什么采用并联电容的方法提高功率因数，而不是串联法？所并电容是不是越大越
好？ 答：我们所用的电源都是定电压电源，而用电设备也是定电压设备，采用并联补偿并 不影响原负载电压，而采用串联补偿不能保证任何时候负载两端电压为其额定电压！ 其次，若采用串联补偿，可能会引起电路谐振，而造成用电设备过电压导致烧毁设备。 所以，只能采用并联补偿。 不是,补偿电容量选用适中，功率因数接近 1 时，线路输送(无功)电流降低，线损耗减 小，若补偿电容量过大时，无功电流倒供电网，线路(无功)电流增大，线损耗增大。
性
L
220.9 0.249 0.397 0.215 43.99
3
0.82
谐
220.0 0.216 0.394 0.367 43.25 1
5
振
计算数据 Q(var) S(VA) C
88.4
0.50 76.86
0.00
8
0.58 62.25 76.29 0.98 0.80 33.02 55.00 3.10 0.91 19.69 47.52 5.31
220.4 0.273 0.395 0.512 43.93 C0.78 7 容
性
43.7
219.8 0.385 0.394 0.656
C0.55 9
7
0.73 41.12 60.17 7.39 0.52 72.42 84.62 9.50
分析计算值与实测值产生差异的原因： 1、镇流器电感不理想，存在阻 r，使得计算值与实测值不符； 2、 读数存在一定误差； 3、 电压不稳定。
日
启
光
辉
灯
器
V
C
N(零线 用 蓝或黑)
六、 实验注意事项 1、 日光灯回路一定要接镇流器，否则极易烧坏日光灯； 2、 发现接线错误，必须先将电压调到零，断开电源、改线后再送电 3、 当电容值较大时,电容支路电流较大，应适当调节电流表的量程。 4、 接线完毕，老师检查后，再通电做实验，签字完毕后再拆线； 5、相电压 220V，注意安全。