实验报告2：交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
交流电路功率因数的提高实验报告(一)
交流电路功率因数的提高实验报告(一)交流电路功率因数的提高实验报告实验目的本实验旨在探究如何提高交流电路的功率因数，以达到节省能源、提高电路效率的目的。
实验器材•交流电源•电阻•电容•电桥实验原理交流电路中，功率因数越小表示电路所用的有功功率和实际耗能之间的比例越小，电路效率就越低。
而提高功率因数，可以减小电路中无效功率的损耗，从而提高电路效率。
实现提高功率因数的方法主要有两种：加装电容和补偿电阻。
实验步骤1.连接交流电源和电桥，将电桥连接到交流电路的负载端。
2.测量负载的电流和电压，根据定义计算出功率因数。
3.先尝试加装电容，测量负载的电流和电压，并重新计算功率因数。
4.然后尝试加装补偿电阻，并重复上述测量和计算步骤。
5.对比不同方法所得的功率因数，并选择效果最好的方案。
实验结果经过多次实验，发现加装电容对于提高功率因数有较好的效果，但需要根据实际电路情况选择合适的电容型号和数值。
实验结论通过实验可以得知，加装电容是一种简便有效的提高交流电路功率因数的方法，可以有效减小电路中无效功率的损耗，提高电路效率。
在实际应用中需要根据具体情况灵活运用，以达到最优化的效果。
实验注意事项1.实验时应注意安全，严禁操作不当导致的触电事故。
2.实验中所用电阻和电容应具有足够的容量和耐压，以免电路过载或者损坏。
3.测量、计算、记录数据时应严格按照规定，并注意测量精度。
实验拓展1.加装电感可以否提高交流电路的功率因数？2.改变电路拓扑结构可以否提高交流电路的功率因数？3.怎样选用合适的电容型号和数值以最大化提高功率因数的效果？实验结语提高交流电路功率因数是现今工业生产和日常生活中十分重要的一环，本次实验我们通过试验验证了加装电容和补偿电阻是实现这一目标的有效途径之一，希望通过该实验的学习，能够对广大科研工作者和电工从业人员有所帮助。
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。
实验二功率因数的改善
电容量
UI
I1
IC
P
（V） （m A）（m A） （m A） （W）
COSφ
S
（VA）
COSφ
0µF
1µF
2.2µF
3.2µF
4.3µF
6.5µF
注：各电容需并联得到
4. 将各电容开关在断电的状态，缓慢调节调压器旋钮，降低输 出电压，当调至灯管刚刚熄灭时，停止调压，测量此时调压器 的输出电压值，记入表2－l。
图2－3 电容箱接线图
日光灯 实验电路
四、实验内容
注意： 本实验用的电源电压较高，要求必须遵守先 接线后通电，先断电后拆线的实验操作原则。
1.按图2－2将日光灯支路、功率表、电流表、电容箱 接入电路（电容开关在断的将态）。接线完毕，经 指导教师检查后方可合闸通电。
2.先将实验台左侧调压器旋钮旋至零位，然后合闸通 电。慢慢升高输出电压，直到起辉器发出闪烁红光， 灯管刚刚点亮时，停止调压。此时调压器的输出电 压就是日光灯的最低起辉电压，测量电压值并记入 表2－1中；然后将调压器输出电压U调至220V，按 表2－l内容测量有关数据。
三相三线制？ 在三相四线制中的不对称灯泡负载能不能省去中性
线？中性线上能不能安装保险丝？ 分析三相负载星形联接结（Y），当负载不对称（
A相开一个灯，B相开二个灯，C相开三个灯 ）且无中 性线时，哪一相灯最亮，哪一相灯最暗，为什么？
六、实验预习
实验三 三相电路----电工实验教程P11页
理解三相负载星形联结（Y）、三角形联结（△）时 的线、相电压，线电流和电流之间的关系；
由三相负载接成星型与三相电源相连接时，一般采 用的接法？
若负载不对称，中性线电流等于不等于零？ 三相负载接成三角形，电路接法为三相四线制还是
交流阻抗实验报告
交流阻抗实验报告交流阻抗实验报告引言：交流阻抗实验是电子工程中的一项重要实验，用于研究电路中的交流电阻。
本实验通过测量电路中的电流和电压，计算出电路的阻抗，并分析其相位差和频率特性。
交流阻抗实验在电子工程的研究和应用中具有广泛的意义和重要性。
实验目的：本实验的目的是通过测量电路中的电流和电压，计算出电路的阻抗，并分析其相位差和频率特性。
通过实验的结果，我们可以了解电路中的交流阻抗对电流和电压的影响，进一步认识电路的特性和行为。
实验原理：交流阻抗是指电路在交流电信号下的阻力和电抗的总和。
电阻是电流和电压之间的线性关系，而电抗则包括电感和电容。
在交流电路中，电流和电压是随时间变化的，因此需要考虑相位差的影响。
实验步骤：1. 连接电路：根据实验要求，搭建所需的电路，包括电源、电阻、电容、电感等元件。
确保电路连接正确，没有短路或开路的情况。
2. 测量电流和电压：使用万用表或示波器测量电路中的电流和电压。
根据实验要求，可以在不同频率下进行测量，以获得电路的频率特性。
3. 计算阻抗：根据测量得到的电流和电压数据，计算出电路的阻抗。
对于纯电阻电路，阻抗等于电阻值；对于包含电感或电容的电路，阻抗需要考虑相位差的影响。
4. 分析结果：根据计算得到的阻抗值，分析电路的特性和行为。
可以绘制阻抗-频率曲线，观察电路在不同频率下的阻抗变化。
实验结果与讨论：根据实验的测量结果和计算得到的阻抗值，我们可以得出以下结论：1. 在纯电阻电路中，阻抗等于电阻值，且不随频率变化。
2. 在包含电感的电路中，阻抗随频率的增加而增加，且存在相位差。
3. 在包含电容的电路中，阻抗随频率的增加而减小，且存在相位差。
4. 通过绘制阻抗-频率曲线，可以更直观地观察电路的频率特性。
实验总结：交流阻抗实验是电子工程中的一项重要实验，通过测量电路中的电流和电压，计算出电路的阻抗，并分析其相位差和频率特性。
通过实验的结果，我们可以了解电路中的交流阻抗对电流和电压的影响，进一步认识电路的特性和行为。
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。
交流电路参数测定和功率因数的研究和荧光灯电路功率因数的提高资料
{
k1=c;
l1=sqrt(1-c*c);
t1=l1/k1;
cout<<"并联电容后的功率因数="<<c<<endl
<<"欠补偿时的电容值="<<p*(t-t1)/(2*pi*50*u*u)<<endl
<<"过补偿时的电容值="<<p*(t+t1)/(2*pi*50*u*u)<<endl;
的电抗。 即：被测元件可以看成一个电阻与一个 纯电抗元件（电容或电感）的串联。
如图：
R
R
Z
或
X为-
L
C
X为+ 1
2
当电抗为零时为纯电阻元件； 当电阻为零时为纯电抗元件。
被测元件用 1 还是用 2 来等效？
如何进行判断（即如何判断元件 是感性还是容性）？等效参数R、 L或C如何测量？
已学过的方法
今天我们研究用三表法来进行判断 与测量
功率表使用 n 电路的连接 n 交流电实验操作规程。（对比
直流操作） 实验的安全注意事项。
选A1、A2两 端，大小由万 用表测得
交流电实验操作规程
1、仪表调零与校准 2、连接电路 3、实验预操作（加小电压，观测） 4、逐渐加压到实验电压 5、记录数据 6、调压到零 7、关闭电源 8、调整电路或拆线（重复2-8步骤）
<<"等效电感="<<x/(2*pi*50)<<endl //当确定元件为单一的电感时
<<"z="<<r<<"+j"<<x<<endl//当确定电路为感性时
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。
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。
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2.万能多用表
四．实验内容：
1.用三表法测量交流电路的参数：按图1-4-2所示电路接线，闭合电源开关，调节试验台上的调压器，使其输出电压约为30V。调节电阻R（为了防止电流过大，在实验箱上采用两个串联），使感性负载之路电流
，将测得的电压、电流值记入表2-4-1内，据此计算电路参数。
2.设计最佳补偿电容的大小：根据计算的电路参数，若将电路的功率因数提高为 ，设计出最佳补偿电容的大小.
（1）设电感L为日光灯镇流器，画出提高功率因数的相量图。
（2）根据所测得的电感量，设计最佳补偿电容的大小。
（3）实验记录
测量参数
计算参数
I/A
U/V
U1/V
U2/V
P/W
cosθ
cosθ
|Z|/Ω
R/Ω
5.感性负载在并联电容后，电路的总功率P及电流IH，电路的功率因数COSψ是否发生变化，为什么？
实验报告交流阻抗参数的测量和功率因数的改善
姓名马诗琪
班级13教技
学号131034 14114
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.掌握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．实验原理：
1.为了提高感性阻抗的功率因数，为什么采用的是并联电容而不是串联电容？
答：并联电容可以保持Z1两端的电压不变，从而不改变电路的性质以及Z1消耗的功率，而串联电容无法达到。
2.“并联电容”提高了感性阻抗的功率因数，试用矢量图来分析并联的电容容量是否越大越好？
答：并联电容并不是越大越好。功率三角形如图所示：
3.感性负载并联电容器提高功率的方法：
实验时，在不同的C值下，测量出电路的总电流I、负载端电压U及负载吸收的功率P，便可计算出相应的功率因数 。
另外，也可以利用交流电流表测量出电路总电流I及各支路的电流的值 、 ，画出向量图，在根据余弦定理( )，计算出不同的C值下的相应的 值大小及 值大小。
三．实验仪器和设备：
（1）自拟数据表格，用实验方法测出最佳补偿C的大小
（2）与设计的最佳补偿C进行比较，并分析误差的原因。
测量参数
计算参数
I/A
U/V
IH/A
IC/A
P/W
cosθ
cosθ
R/Ω
RL/Ω
Xc/Ω
C/uF
0.035
32
0.03
0.002
0.94
0.80
0.98
5000
3725
16000
0.199
五．思考题：
1.感性负载参数的测定：
用三表法（即交流电压表、交流电流表、功率表）测出上述电路的U、 、 、及电流I和功率P，就可按下列各公式求出电路的参数。
L、R串联电路的总功率因数
电路总阻抗 滑线电阻阻值
电路总电阻值 电感线圈电阻
电感线圈电感
2.感性负载并联电容器提高功率因数意义：
在正弦交流电路中，电源发出的功率为 ， 提高了，对于降低电能损耗、提高发电设备的利用率和供电质量具有重要的经济意义。
S1：未并联电容时复功率
S2：并联电容时复功率
P：有功功率
Q2：并联电容时无功功率
QC：电容无功功率
，QC随C的增大而增大，当C增大到一定程度时无功功率又会由C产生，因此C并不是越大越好。
3.若改变并联电容的容量，试问功率表和电流表的读数应作如何变化？
答：由于电容是并联在Z1两端，加上去并不影响有功功率P，故功率表读数不变化。当C变大时，电流表读数变小，当C增大到一定程度时，电流表读数达到最小然后又开始变大。
RL/Ω
XL/Ω
L/mH
ห้องสมุดไป่ตู้0.02
30
10
27
0.59
0.85
0.98
1500
5000
3725
790
2.516
3.感性负载电路功率因数的提高：
在上述实验的基础上，将调压器输入电压调到30V左右，保持=30mA不变，如图2-4-2所示，选择适当的电容大小（建议投入的电容量为0.47F~10F）,相应地测量U、I、及P的数值，并计算出对应的、C记入自行设计的表格内。