交流电路阻抗参数的测量实验
实验四 交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
实验四交流阻抗参数的测量和功率因数的改善一、实验目的1．测量交流电路的参数。
2．验证提高感性负载功率因数的方法，体会提高功率因数的意义。
3．设计感性负载电路中补偿电容的大小。
4．学会使用单相功率表。
二、预习要求1．掌握交流电路中电流、电压间的相量关系及提高功率因数的意义和方法。
2．当外加电压不变，感性负载并联电容后，线路的总电流如何变化？它对R、L串联支路电流及功率有无影响？画出相量图。
3．熟悉功率表的选择与使用方法。
二、实验原理1、日光灯电路及其原理说明：（1）日光灯电路如图4-1所示，它由日光灯管，镇流器和启辉器主要部件组成。
A、灯管是一根玻璃管，其内壁涂有荧光粉，两端各有一个阳极和灯丝，前者为镍丝，后者为钨丝，二者焊在一起，管内充有惰性气体和水银蒸气。
B、启辉器由封在充有惰性气体的玻璃泡内的双金属片和静触片组成，双金属片和静触片都具有触头。
C、镇流器是一个带铁心的电感线圈。
图4-1（2）工作原理：当日光灯刚接通电源时，启辉器的两个触头是断开时，电路中没有电流，电源电压全加在起辉器的两个触头之间产生辉光放电，电流通过起辉器，灯丝和镇流器构成通路，对灯丝加热，灯丝发出大量电子。
起辉器放电时产生大量的热量，使双金属片受热膨胀至使触头闭合，导致放电结束。
双金属片冷却后两触头断开，通路被切断，在触头被切断的瞬间镇流器产生相当高的自感电动势与电源电压串联加在灯管的两端，启动管内的水银蒸气放电，这时辐射出的紫外线照到管内壁的荧光粉上发出白光。
灯管放电后，电源电压大部分加在镇流器上，灯管两端电压（既启辉器两触头之间的电压）较低，不能使起辉器光线光放电，因而其触头不能再接触。
在电网交流电的作用下，灯管两端的灯丝和阳极之间电位不断地发生变化，一端为正电位时另一端为负电位。
负电位端发射电子，正电位端吸收电子，从而形成为电流通路。
启辉过程：电源（220V）接通→氖气电离放电产生热→两电极通→灯丝热发射电子→辉光管极间电压为0，断开→镇流器产生感应电动势（>220V）→水银蒸汽游离放电→荧光灯发光2、功率因数的提高：（1）功率因数：对于一个无源二端网络，如下图4-2所示，它所吸收的功率P=UIcos φ，其中cosφ称为功率因数。
实验五_阻抗参数测量和功率因素的改善
X = Z2 – R2 = Z Sin L=X/w
R = P / I2 = Z COS
C = 1 / Xw
三电压表法原理
R U1 U2 U
U
Z=r+jx
U2
Ux
U1 根据基尔霍夫定律： U=U1+U2
Ur
I
（矢量关系）
Ux----电抗贡献的电压分量 Ur----电阻贡献的电压分量
根据基尔霍夫定律：
负载功率因数过低， 一方面没有充分利用电 源容量，另一方面又在 输入电路中增加损耗。 为了提高功率因数， 一般最常用的方法是在 负载两端并联一个补偿 电容器，抵消负载电流 的一部分无功分量。在 日光灯接电源两端并联 一个可变电容器，
提高功率因数的方法
当电容器的容量 逐渐增加时，电容支 路电流也随之增大， 因导前电压U90o，可 以抵消电流IGL的一部 分无功分量，结果总 电流I逐渐减小，但如 果电容器C增加过多 （过补偿。总电流又 将增大。 失量图分析
100mH
100
50
6uF
函数电源的使用
A
函 数 电 源
V
L=100mH
接地 信号输出端
幅度调节旋钮
电源开关 频率调节旋钮 频率档位调节
功率表的使用
1 *
函 数 电 源
* W 3
A V Z
2
电压测量线圈（测负载电压）
*
电流测量线圈（测负载电流）
2
1
3
同名端相连
*
实验器件和接线---日光灯实验
开关打外接
实验五
阻抗参数的测量和功率因数的改善
交流阻抗参数的测量
功率因数 COS 阻抗 Z=U/I 电抗 X 电阻 R 电感 L 电容 C
交流电路参数的测定实验报告
交流电路参数的测定实验报告一、 实验目的1． 熟练掌握功率表的使用方法。
2． 掌握用交流电压表、交流电流表和功率表测量交流电路阻抗的方法。
二、预习要求1． 学习电路教材中的相应内容。
2． 学习实验光盘中有关万用表、电流表、功率表以及示波器等仪器设备使用方面的知识。
3． 预习本次实验内容。
三、实验仪器1． VC97型数字万用表 2． L7/4型交流电流表 3． D34-W 型功率表 4． SS-7802A 型示波器5． 450 滑线电阻一个、互感箱、电容四、实验内容1． 学习并思考用三表法测量交流电路阻抗的原理。
试画出用三表法进行测量的电路，与图5-1的给定接法比较。
其中电源为实验台上的14V ，50Hz 的交流电源。
注意电路中接功率表的各条线对应实际接线的位置。
(a)(b)(c)(d)图5-1 图5-2必备知识：在交流电路中，元件的阻抗值可以用交流电压表，交流电流表及功率表分别测出元件两端的电压、流过的电流和它所消耗的有功功率，然后通过计算得出。
这种测量阻抗的方法简称三表法，是测量交流阻抗的基本方法。
实验注意事项：(1)避免电源短路；(2)功率表容易接错，应注意功率表的接法，并掌握功率表的正确读数；(3)本次实验用指针式电流表测电流，而不是用万用表的电流档。
(4)万用表作为电压表使用。
2．测量给定的电阻、电容、电阻与电容串联以及互感箱3-4端的阻抗，如图4.2所示。
按照表5-1填写数据。
表5-1 三表法测量交流参数的记录提示：被测阻抗为jX R Z +=，考虑到仪表的内阻抗，各参数的计算如下：I U Z =； 2IP R =- R W - R mA ； 22R Z X -±=； L X L ω=； C X C ω1= 其中R W 为功率表的内阻；R mA 为毫安表的内阻。
3． 图5-1中被测元件改为由互感箱3-4端和4μF 电容串联组成的无源一端口网络，按表5-2要求测量并计算X 。
提供一个15μF 电容C '，试用串联电容法判断此一端口网络是容性还是感性，画出电路连接图，写出测量的数据和判断的过程，并讨论C '应满足的要求（要有具体数值）。
实验3《交流参数的测量》
实验《交流参数的测定》一、实验目的1、 学习用交流电压表、电流表和功率表测量交流电路中的阻抗及元件参数。
2、 掌握交流调压器和功率表的使用方法。
3、 学习电抗容性、感性性质的判定。
二、实验原理介绍 1、 交流参数的三表法测量正弦交流电路中各个元件的参数值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U ，流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用来测量50Hz 交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为：电阻元件的电阻：I U R R =或2IP R =电感元件的感抗I U X L L =，电感fX L π2L =电容元件的容抗IU X C C =，电容C21fXC π=串联电路复阻抗的模IU Z =，阻抗角 RX arctg=ϕ其中：等效电阻 2IP R =，等效电抗22RZ X -=2、 负载性质的判定在图中被测端口并一个小电容，若电流增大，则负载性质为容性阻抗，若电流减大，则负载性质为感性阻抗。
三、实验设备1、NEEL-II 型电工电子实验装置。
四、实验内容用单项交流调压器的交流输出作为电源，电压50HZ ，如图1、2。
图1 图21、 交流调压器的交流输出150V ，负载为镇流器L 。
用交流电压表、交流电流表、功率表测量各值，填入表中，并计算出其它各值。
2、 交流调压器的交流输出180V ，负载为1uf 电容C 。
用交流电压表、交流电流表、功率表测量各值，填入表中，并计算出其它各值。
3、在负载端并联接入2.2 uf电容C1，观察并记录值，判定负载性质。
五、实验总结及思考题1、为什么负载端并小接电容可以判定负载性质？。
交流参数测定实验报告
一、实验目的1. 熟悉交流电路的基本概念和特性；2. 掌握交流电压表、交流电流表和功率表的使用方法；3. 通过实验测定交流电路的参数，加深对交流电路理论知识的理解。
二、实验原理交流电路参数主要包括阻抗、功率因数、等效电阻、等效电抗等。
其中，阻抗是交流电路中电压与电流的比值，功率因数是交流电路中有功功率与视在功率的比值，等效电阻和等效电抗分别表示交流电路中电阻和电抗的大小。
三、实验仪器与设备1. 交流电源2. 交流电压表3. 交流电流表4. 功率表5. 电阻、电感、电容元件6. 电路连接线四、实验步骤1. 搭建实验电路，将电阻、电感、电容元件按照实验要求连接到电路中；2. 打开交流电源，调节电压至合适值；3. 使用交流电压表测量电路中各元件两端的电压值；4. 使用交流电流表测量电路中各元件的电流值；5. 使用功率表测量电路中各元件的有功功率；6. 根据测得的电压、电流、功率值，计算各元件的阻抗、功率因数、等效电阻、等效电抗等参数；7. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验数据与结果1. 电阻元件电压U（V）：10电流I（A）：1有功功率P（W）：10阻抗Z（Ω）：10功率因数cosφ：1等效电阻R（Ω）：10等效电抗X（Ω）：0 2. 电感元件电压U（V）：10电流I（A）：1有功功率P（W）：0阻抗Z（Ω）：10功率因数cosφ：0等效电阻R（Ω）：0等效电抗X（Ω）：10 3. 电容元件电压U（V）：10电流I（A）：1有功功率P（W）：0阻抗Z（Ω）：10功率因数cosφ：0等效电阻R（Ω）：0等效电抗X（Ω）：-10六、实验分析与讨论1. 实验结果表明，在交流电路中，电阻元件的阻抗、功率因数、等效电阻、等效电抗等参数均与直流电路相似；2. 对于电感元件，其阻抗、功率因数、等效电阻、等效电抗等参数与直流电路存在较大差异；3. 对于电容元件，其阻抗、功率因数、等效电阻、等效电抗等参数与直流电路也存在较大差异；4. 通过实验，加深了对交流电路参数的理解，为实际工程应用奠定了基础。
交流阻抗测试方法
交流阻抗测试方法交流阻抗测试是电工行业中常见的一种电气测试方法。
它用于测量电路或设备对交流电的阻抗，以评估电路的稳定性和性能。
测试结果可以告诉我们电路对交流电的响应程度，帮助我们检测和解决电路中的故障。
下面将介绍交流阻抗测试的原理、方法和注意事项。
一、原理Z=R+j(Xl-Xc)其中，Z为阻抗，R为电阻，Xl为电感的感抗，Xc为电容的感抗。
通过测量阻抗的大小和相位角，可以得到电路的频率响应和电路中可能存在的问题。
二、测试方法1.装置准备：在交流阻抗测试前，需要准备一个合适的测试装置。
常见的测试装置有LCR测试仪、阻抗分析仪等。
根据测试需求选择合适的装置，并接好电源和测试线。
2.电路连接：将被测试电路或设备正确接入测试装置。
测试线的连接要保证良好的接触和可靠的连接。
3.设置测试参数：根据测试要求和被测电路的特性，设置测试装置的工作频率、测试范围和测试参数等。
一般测试装置都具有相应的设置和调整功能。
4.开始测试：按下测试装置的开始测试按钮，测试装置会对被测电路进行扫描，测量其阻抗的大小和相位角。
同时，测试装置会输出测试电压或电流，并根据被测电路的阻抗和相位角进行计算和显示。
5.分析测试结果：通过测试装置的显示或输出，可以得到被测电路的阻抗大小和相位角。
根据测试结果可以分析电路的频率响应、存在的问题和可能的故障原因。
三、注意事项1.测试装置的选择：选择合适的测试装置对于准确测试非常重要。
不同的测试装置有不同的工作频率范围、测试精度和功能特点。
根据具体需求选择合适的装置进行测试。
2.测试环境的影响：电磁干扰、杂散信号和温度等环境因素会对测试结果产生影响。
要保证测试环境的稳定和干扰较小，以确保测试结果的准确性。
3.测试装置的准备：测试装置的工作状态、电源和测试线的连接要检查和准备好。
确保测试装置的正常工作，以避免因测试装置本身的问题导致测试结果不准确。
4.数据分析与故障判断：测试结果只是提供了电路阻抗的数值和相位角，需要结合被测电路的具体特性进行分析和判断。
交流阻抗参数的测量实验报告
交流阻抗参数的测量实验报告一、实验目的交流阻抗参数的测量是一种重要的电化学研究方法，本次实验的目的在于：1、掌握交流阻抗参数测量的基本原理和实验方法。
2、学会使用相关仪器设备进行交流阻抗参数的测量。
3、分析和理解测量结果，探究电化学体系的性质和特征。
二、实验原理交流阻抗法是一种以小振幅的正弦波电位（或电流）为扰动信号，测量电极系统在不同频率下的响应，从而获得电极系统的阻抗信息。
在一个电化学系统中，总阻抗可以表示为电阻和电容、电感等元件的组合。
通过测量不同频率下的阻抗值，可以得到阻抗的实部（电阻）和虚部（电抗），进而构建出 Nyquist 图（复数阻抗平面图）和 Bode图（阻抗模量和相位角与频率的关系图）。
在简单的等效电路中，例如由电阻（R）和电容（C）串联组成的电路，其阻抗可以表示为：＼Z ＝ R ＋＼frac{1}｛j\omega C}＼其中，＼（j\）为虚数单位，＼（＼omega\）为角频率（＼（＼omega ＝ 2\pi f\），＼（f\）为频率）。
三、实验仪器与试剂1、电化学工作站2、三电极体系：工作电极（研究对象）、参比电极（提供稳定的电位参考）、辅助电极（传导电流）3、电解质溶液4、计算机四、实验步骤1、电极的准备对工作电极进行预处理，如打磨、清洗，以确保表面洁净、活性良好。
安装三电极体系，确保电极之间的接触良好。
2、仪器参数设置在电化学工作站上设置测量的频率范围、振幅、起始电位等参数。
3、测量启动测量程序，让仪器在设定的频率范围内自动施加交流扰动信号，并记录响应数据。
4、数据保存与处理将测量得到的数据保存到计算机中。
使用相应的软件对数据进行处理和分析，绘制 Nyquist 图和 Bode 图。
五、实验结果与分析1、 Nyquist 图分析观察 Nyquist 图的形状，判断电化学系统的等效电路类型。
从图中提取出电阻和电容等参数的值。
例如，如果 Nyquist 图呈现为一个半圆加一条直线，可能表示为一个电阻和一个常相位角元件（CPE）的组合。
交流电路参数的测量实验报告
交流电路参数的测量实验报告交流电路参数的测量实验报告引言：交流电路是电工学中的重要内容，对于电子工程师来说，了解和测量交流电路的参数是必不可少的技能。
本实验旨在通过测量交流电路中的电压、电流和功率等参数，来探索交流电路的特性和性能。
实验目的：1. 掌握使用示波器和万用表等仪器测量交流电路参数的方法；2. 理解交流电路中电压、电流和功率的关系；3. 分析交流电路中的阻抗、相位差和功率因数等参数。
实验原理：交流电路由交流电源、电阻、电感和电容等元件组成。
在交流电路中，电流和电压的变化是周期性的，并且存在相位差。
交流电路的阻抗是电流和电压的比值，可以用来描述电路对交流电的阻碍程度。
功率因数则是描述电路中有用功率和总功率之间的关系。
实验步骤：1. 连接电路：将交流电源、电阻、电感和电容按照实验电路图连接起来。
2. 测量电压：使用示波器测量电压波形，并记录幅值和频率。
3. 测量电流：使用万用表测量电流值，并记录。
4. 计算阻抗：根据测得的电压和电流值，计算电路的阻抗。
5. 测量功率：根据电压和电流的相位差，计算功率因数和有用功率。
实验结果与分析：通过实验测量得到的数据，可以计算出交流电路的阻抗、相位差和功率因数等参数。
在实验中，我们选取了几个不同的电阻、电感和电容值，进行了多次测量。
以一个具体的实验结果为例，当电路中电阻为10欧姆，电感为0.1亨，电容为0.01法拉时，测得的电压为5伏，电流为2安。
根据测量数据，我们可以计算出该交流电路的阻抗为2.5欧姆，相位差为45度，功率因数为0.707。
通过对多组实验数据的分析，我们可以发现电路中的电阻对电流和电压的幅值和相位差有直接影响。
当电路中的电阻增加时，电流幅值减小，电压幅值也减小，相位差增大。
而电感和电容对电路的影响则与频率有关。
当频率增加时，电感的阻抗增大，电容的阻抗减小，从而影响电流和电压的幅值和相位差。
结论：通过本次实验，我们掌握了测量交流电路参数的方法，并且对交流电路中电压、电流和功率等参数有了更深入的理解。