2.7 三相电路功率的测量

一、实验目的

1．设计实验方案、实验接线图和数据记录表格等。

2．研究用一瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率的原理和方法。

3．研究测量对称三相电路的无功功率的原理和方法。

4．学习正确使用数字功率表。

二、实验原理

1．一瓦计法

当三相负载完全对称时，我们只需测量其中任意一相的功率，然后乘以3就等于三相负载的总功率，即

????cos 33I U P P ==

如图2.7-1a 所示，一瓦计法适用于三相负载对称的情况，且负载为星形联结时要求中性点容易引出导线，三角形联结时其中一相要易于拆开。

a) b)

图2.7-1 三相负载功率的测量接线图

a) 对称负载一瓦计法 b) 测量三相负载功率的二瓦计法

2．二瓦计法

二瓦计法测量三相负载的功率时其接线如图2.7-1b 所示。不论三相负载的连接方法如何，也不论负载是否对称，只要是三相三线制电路，可以证明此法均正确无误。用此法时三相总功率等两个瓦特表测得的功率之和，即 21P P P +=

两只瓦特表的读数单独来看不代表任何部分的功率，只有合起来才用意义。

实用中有专门用来测量三相三线制电路功率的二元瓦特表，该表测得的读数就是三相总功率。

3．二瓦计法测量三相功率时应注意的问题

1) 二瓦计法适用于对称或不对称的三相三线制电路，而对于三相四线制电路一般不适用。

2) 图2.7-1b 只是二瓦计法的一种接线方式，而一般接线原则为：

（1）两只功率表的电流线圈分别串接入任意两条火线中，电流线圈的星号端必须接在电源侧。

（2）两只功率表的电压线圈的星号端必须各自接到电流线圈的星号端，而两只功率表的电压线圈的非对应端必须同时接到没有接入功率表电流线圈的第三条火线上。

3）在对称三相电路中，两只瓦特表的读数与负载的功率因数之间有如下的关系：

（1）负载为纯电阻（即功率因数等于1）时，两只功率表的读数相等。

U V W N U V W

（2）负载的功率因数大于0.5时，两只功率表的读数均为正。

（3）负载的功率因数等于0.5时，某一只功率表的读数为零

（4）负载的功率因数小于0.5时，某一只功率表的指针会反向偏转。为了读数，应把该功率表电流线圈（或电压线圈支路）的两个端钮接线互换，使指针正向偏转，但读数取为负值。有的功率表上带有专门的换向开关，将开关由“+”转至“–”的位置（即由“1”合向“2”），功率表内的电压线圈被反向联接，于是功率表的指针就会改变偏转方向。

4．无功功率Q 和负载的功率因数角?的计算

在对称三相电路中，可以用二瓦计法测得的示值1P 和2P 来求出负载的无功功率Q 和负载的功率因数角?，其关系式为

)(321P P Q -=

)(3arctan 2

121P P P P +-=? 5．用一只功率表测对称三相电路的无功功率

图2.7-2 单表测无功功率

对称三相电路中的无功功率还可以用一只功率表来测量（见图2.7-2），将功率表的电流线圈串接于任一条火线线（图示为V 线），其电流线圈的星号端接在电源侧，而电压线圈跨接到另外两条火线线之间，其电压支路的星号端应按正相序接到串接电流线圈所在相的下一相的火线上（图示为W 线），这时三相负载所吸收的无功功率为 P Q 3=

式中，P 是功率表的示值。当负载为感性时，功率表正向偏转；负载为容性时，功率表反向偏转（示值取负值）。

三、实验仪器设备

实验设备是KHDJ-1B 型综合实验台

1．三相电源（三相调压器） 1个

2．三相负载箱 1个

3．交流电压表 1只

4．单相功率表 2只

5．交流电流表 1只

四、实验内容与方法

1．测量三相四线制电路中负载所消耗的有功功率。用一瓦计法和二瓦计法测量对称电阻性

U V W

负载的有功功率。

2．测量三相三线制电路中负载所消耗的有功功率。

1）用二瓦计法法测量对称感性或容性负载所消耗的有功功率。

2）用实验室给定的三相对称负载，或自行改变电感或电容值，使两只功率表中的一只的示值为负，测量并计算这时三相负载功率因数值。

*3）用一只功率表测量上述对称三相负载所吸收的无功功率。

4）用二瓦计法法测量不对称负载的有功功率。

3．三相电源不变，当对称三相负载由星形联结变为三角形联结时，消耗的有功功率有何变化？用实验方法测出并与理论值比较。

五、注意事项

1．注意三相调压器的正确接线，调压器中点一定要与电源中性线相连接。

2．注意功率表的接线方式、电压量程和电流量程的选择，以及功率表的读数方法。

3．用一只功率表测无功功率时，必须先测定相序。

4．负载端线电压不得超过给定值。

5．实验用电源线电压380V，注意人身安全，接线和拆线时要断电，防止电击。

六、实验预习要求

根据实验内容在实验前完成：

1．确定实验方法和步骤。

2．设计实验线路接线图。

3．设计好数据记录表格。

七、实验报告要求

1．整理实验数据和结果，解释实验中的现象。

2．将测量值与理论计算值相比较，并分析误差。

3．全面总结一瓦计法和二瓦计法测量三相电路有功功率的适用场合。

基于功率测量芯片HLW8012的功率显示表设计

基于功率测量芯片HLW8012的功率显示表设计 [摘要] 功率显示表是一种用于显示电量数据的仪表，是针对电力系统、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的。本文主要讲述功率显示表的主要功能、硬件原理图等。该功率显示表可以对单相交流电路中的用电设备进行功率、电压和电流等参数的检测。仪表采用HLW7021作为控制MCU,以专用电能计量集成电路芯片HLW8012为电量采集的核心器件，显示电路由芯片SM1642驱动4位数码管显示。 [关键词] 功率显示模块，功率计量，功率检测，功率计量模块，，功率计量方案，HLW8012，智能家电，功率监测模块 [正文] 一、功率显示表原理为了能够测量单相电路中的电流、电压、功率、电量和功率因系素等有效值，本次设计的采样电路以电能计量芯片HLW8012为主，不需使用复杂的设计电路和编写复杂的软件。因为HLW8012内置了晶振和参考电源，所以外围电路非常简单。 HLW8012主要特性 ●高频脉冲CF，指示有功功率，在1000:1范围内达到±0.3%的精度 ●高频脉冲CF1，指示电流或电压有效值，使用SEL选择，在500:1范围内达到±0.5%的精度 ●内置晶振、2.43V 电压参考源及电源监控电路 ●5V单电源供电，工作电流小于3mA HLW8012输入输出图1 芯片引脚图功率显示表是对负载设备的用电情况进行实时的检测，将负载设备的用电数据进行收集，提供给控制终端，并通过4位数码管进行显示。使用HLW8012设计的功率检测模块的测量精度<0.3%,可以准确的测量功率、用电量等信息，具有性能稳定、设计简单等特点。功率检测模块主要包含以下几个系统模块:电源模块，功率采集模块，主控制器模块和显示模块。功率显示表的原理框图如下:

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.了解实际电路器件在低频电路中的主要电磁特性，理解理想电路与实际电路的差异。明确在低频条件下，测量实际器件哪些主要参数。 2.掌握用电压表、电流表和功率表测定低频元件参数的方法。 3.掌握调压变压器的正确使用。二、实验原理: 交流电路中常用的实际无源元件有电阻器、电感器和电容器。在低频情况下，电阻器周围的磁场和电场可以忽略不计，不考虑其电感和分布电容，将其看作纯电阻。可用电阻参数来表征电阻器消耗电能这一主要的电磁特征。电容器在低频时，可以忽略引线电感，忽略其介质损耗和漏导，可以用电容参数来表征其储存和释放电能的特征。电感器的物理原型是导线绕制成的线圈，导线电阻不可忽略，在低频情况下，线匝间的分布电容可以忽略。用电阻和电感两个参数来表征。交流电流元件的等值参数R、L、C可以用专用仪器直接测量。也可以用交流电流表、交流电压表以及功率表同时测量出U、I、P，通过计算获得，简称三表法。本实验采用三表法，由电路理论可知，一端口网络电压电流及将测量数据分别记入表一、表二、表三。每个原件各测三次，求其平均值。三、仪器设备

1.调压变压器 2.交流电压表 3.功率表 4.交流电流表 5.电感电容电阻。四、注意事项: 1.测量电路的电流限制在1A以内。 2.单相调压器使用时，先把电压调节手轮调在零位，接通电源后再从零位开始升压。每做完一项实验随手把调压器调回零再断开电源。六、报告要求: 根据测试结果，计算各元件的等效参数，并与实际设备参数进行比较。五、思考题若调压变压器的输出端与输入端接反，会产生什么后果,

单相三相交流电路功率计算公式

单相、三相交流电路功率计算公式 1 / 19

相电压：三相电源中星型负载两端的电压称相电压。用UA、UB、UC 表示。相电流：三相电源中流过每相负载的电流为相电流，用IAB、IBC、ICA 表示。线电压：三相电源中，任意两根导线之间的电压为线电压，用UAB、UBC、UCA 表示。线电流：从电源引出的三根导线中的电流为线电流，用IA、IB、IC 表示。如果是三相三线制，电压电流均采用两个互感器，按V/v接法，测量结果为线电压和线电流；如果是三相四线制： 1、电压可采用V/v接法，电流必须采用Y/y接法，测量结果为线电压和线电流，线电流也等于相电流。 2、电压和电流均采用Y/y接法，测量结果为相电压和相电流，相电流也等于线电流。 Y/y接法时，电压互感器一次接在火线及零线之间，每个电压互感器二次输出接一个独立仪表。每根火线穿过一个电流互感器，每个电流互感器二次输出接一个独立仪表。 2 / 19

电压V/v接法时，电压互感器一次接在火线之间，二次分别连接一个电压表，如需测量另一个线电压，可将两个互感器的二次输出的n端连接在一起，a、b端连接第三个电压表。电流V/v接法时，两根火线分别穿过一个电流互感器，每个互感器的二次分别接一个电流表，如需测量第三个线电流，可将两个的s2端连接在一起，与两个互感器的s1端一起共三个端子，另外，将三个电流表的负端连在一起，其它三个端子分别与上述三个端子连接在一起。三相电流计算公式 I=P/(U*1.732)所以1000W的线电流应该是1.519A。功率固定的情况下，电流的大小受电压的影响，电压越高，电流就越小，公式是I=P/U 当电压等于220V时，电流是4.545A，电压等于380V时，电流是2.63A，以上说的是指的单相的情况。 380V三相的时候，公式是I=P/(U*1.732)，电流大小是1.519A 三相电机的电流计算 I= P/(1.732*380*0.75) 式中： P是三相功率 (1.732是根号3) 380 是三相线电压 (I是三相线电 3 / 19

测量电功率学案教案

第三节测量电功率学习目标 1．经历“测量小灯泡的电功率”的过程，体会根据原理设计实验的方法。 2．体验实际功率跟实际电压的关系，领悟用电器正常工作的条件。 3．会用电能表测算家用电器的功率。课前准备复习课本P74页实验：测量灯泡工作时的电阻 1.说明伏安法测电阻的原理。 2.画出电路图。 3.怎样正确地将电流表、电压表、滑动变阻器连入电路中 4.连接电路时要注意哪些问题怎样检查你连接的电路是否能正常工作预习记录通过预习课文，你学会了什么，有哪些疑问，请简要记录下来：合作探究活动1：怎样知道用电器的电功率说出你有哪些办法 1. ________________ ； 2. ________________ ； 3. ________________ 。活动2：测量小灯泡的电功率 1．提出问题如果给你额定电压分别为和的小灯泡各一只，你能测出它们的电功率吗说明：从生活走向物理，在生活中发现问题，用物理知识解决问题，用一个活动复习并引入新课说明：测量小灯泡电功率是九年

2．制定计划与设计实验思考、讨论： ①用表测出小灯泡两端的电压，用表测出通过小灯泡的电流，根据就可以计算出小灯泡的功率。 ②你能画出测量的电路图吗 ③连接电路图时应注意哪些问题怎样根据灯泡是否发光，电流表、电压表检查你连接的电路是否能正常工作 ④怎样测出小灯泡的额定功率 3．进行实验与收集证据 ⑴额定电压为的小灯泡 ⑵额定电压为的小灯泡级物理教学的一个非常重要的实验。在实验探究中，引导学生结合电功率的计算公式了解实验原理，知道实验必须测量的物理量，画出电路图，选择需要的器材，进而完善电路的设计。指导学生利用电功率的计算公式制定出完整的实验方案是本节的重点。引导学生与伏安法测电阻相对比，让学生明确测量的物理量，画出电路图，伏安法测灯泡的电功率与伏安法测灯泡的电阻有很多相同的地方：如都是根据公式设计实验测量物理量，所测物理量、所用器材、电路图、连接电路的方法、

实验十五交流电路功率的测量

实验十五交流电路功率的测量实验目的 1．学习交流电路中功率及功率因数的测定方法； 2．加深对功率因数概念的理解，进一步了解交流电路中电阻、电容、电感等元件消耗功率的特点； 3．学习一种提高交流电路功率因数的方法．仪器和用具负载（铁芯电感为 40W 日光灯镇流器，阻值为 300Ω左右的变阻器）、电动型瓦特表（低功率因数瓦特表W -D34型额定电流为 0.5A 、1A ，额定电压为 150V 、300V 、600V ，功率因数20.φcos =）、铁磁电动型交流电压表、电磁型电流表、电容（0.5μF 、l μF 、2μF 、4μF 、10F 各一个）、调压变压器、示波器、音频信号发生器.-MF 20型晶体管万用表、双刀双掷开关两个等．实验原理一、交流功率及功率因数在直流电路中、功率就是电压和电流的乘积，它不随时间改变．在交流电路中，由于电压和电流都随时间变化，因而它们的乘积也随时间变化，这种功率称为瞬时功率p ．设交流电路中通过负载的瞬时电流i 为 t ωI i sin m = （C.13.1）负载两端的瞬时电压u 为 ()φt ωU u +=sin m （C.13.2）则瞬时功率 ()()φt ωt ωI U i u p +=?=sin sin m m （C.13.3）平均功率 R 图C.13.1

()()()[]???+-?=+==T T T dt φt ωφI U T dt φt ωt ωI U T pdt T P 0m m 0 m m 02cos cos 2 1 1sin sin 11 其中第二项积分为零，所以 φUI φI U dt φI U T P T cos cos 2 1 cos 211m m 0m m ===? （C.13.4）平均功率不仅和电流、电压的有效值有关，并和功率因数φcos 有关．由图C.13.1所示可知 I U φUI P R ==cos （C.13.5）故平均功率也就是电路中电阻上消耗的功率，也称有用功率．由于电压与电流有效值的乘积称为总功率，也称视在功率S ，即 UI S = （C.13.6）故 φUI φ UI S P cos cos == （C.13.7）功率因数φcos 就是电源送给负载的有用功率P 和总功率S 的比值，它是反映电源利用率大小的物理量．测量功率的方法很多，最常用的是瓦特表，此外示波器也可测量功率（示波器适用于测量高频情况下较小的功率）．二、瓦特表测量功率及功率因数 1．瓦特表测功率本实验采用电动型瓦特表，电动型瓦特表的测量机构示意图如图C.13.2所示．电动型瓦特表内部测量机构有两个线圈，线圈A 为固定线圈，它与负载串联而接人电路，通过固定线圈的电流就是负载电流，因此称固定线圈A 为瓦特表的电流线圈；线圈B 为动圈，线圈本身电阻很小，往往与扩程用的高电阻相串联，测量时与负载相并联，动圈支路两端的电压就是负载电压1U ，因此图C.13.2 电动型仪表测量机构示意图 1．固定线圈；2．可动线圈；3、4．支架； 5．指针；6．游丝

三相电路功率的计算.

三相电路功率的计算. 1. 对称三相电路功率的计算（1）平均功率设对称三相电路中一相负载吸收的功率等于Pp=UpIpcosφ，其中Up、Ip 为负载上的相电压和相电流。则三相总功率为： P =3Pp =3UpIpcosφ 注意： 1) 上式中的φ为相电压与相电流的相位差角( 阻抗角) ； 2) cosφ为每相的功率因数，在对称三相制中三相功率因数： cosφA=cosφB=cosφC= cosφ； 3) 公式计算的是电源发出的功率( 或负载吸收的功率) 。当负载为星形连接时，负载端的线电压，线电流，代入上式中有：当负载为三角形连接时，负载端的线电压，线电流，代入上式中有：（2）无功功率对称三相电路中负载吸收的无功功率等于各相无功功率之和：（3）视在功率（4）对称三相负载的瞬时功率设对称三相负载A 相的电压电流为：则各相的瞬时功率分别为：可以证明它们的和为：上式表明，对称三相电路的瞬时功率是一个常量，其值等于平均功率，这是对称三相电路的优点之一，反映在三相电动机上，就得到均衡的电磁力矩，避免了机械振动，这是单相电动机所不具有的。

2. 三相功率的测量 (1) 三表法对三相四线制电路，可以用图11.15 所示的三个功率表测量平均频率。若负载对称，则只需一个表，读数乘以3 即可。图11.15 图11.16 (2) 二表法对三相三线制电路，可以用图11.16 所示的两个功率表测量平均频率。测量线路的接法是将两个功率表的电流线圈串到任意两相中，电压线圈的同名端接到其电流线圈所串的线上，电压线圈的非同名端接到另一相没有串功率表的线上。显然除了图11.16 的接线方式，还可采用图11.17 的接线方式。这种方法称为两瓦计法。图11.17 两瓦计法中若W1 的读数为P1 , W2 的读数为P2 ，可以证明三相总功率为：P = P1 + P2 证明：设负载是Y 连接，根据功率表的工作原理，有：所以因为代入上式有：所以两个功率表的读数的代数和就是三相总功率。由于△联接负载可以变为Y 型联接，故结论仍成立。注意： 1）只有在三相三线制条件下，才能用二瓦计法，且不论负载对称与否； 2）两块表读数的代数和为三相总功率，每块表单独的读数无意义； 3）按正确极性接线时，二表中可能有一个表的读数为负，此时功率表指针反转，将其电流线圈极性反接后，指针指向正数，但此时读数应记为负值； 4）负载对称情况下，有：

功率测量的方法

热电偶法热电偶是由两种小同的金属材料组成的。如果把热电偶的热节点置于微波电磁场中，使之直接吸收微波功率，热节点的温度便上升，并由热电偶检测出温度差，该温差热电势便可作为微波功率的量度。用这种原理设计成的功率计称为热电偶式功率计。又因功率测量中热电偶是做成薄膜形式的，故又叫薄膜热电偶式功率计。热电偶式功率计由两部分组成：一个用于能量转换的薄膜热电偶座，它将微波能量转化为电动势，另一个是高灵敏度的直流放大器，用来检测热电动势。早期的薄膜热电偶式功率计的热电偶是用铋．锑金属薄膜制成的，这种热电偶的结构示意图如图2-8所示。图中所示的结构用于同轴功率座。热电偶的节点al和a2置于同轴传输线的高频电磁场，节点b2，b1，b3分别置于同轴线的内、外导体上，它的温度保持不变。当微波功率未输入时，热电堆节点之间没有温差，因而没有输出。当微波功率输入时，通过媒质基体的电容耦合，传输到铋-锑薄膜元件，由帕尔帖效应，在a1，a2节点的温度升高，这就与节点bl，b2，b3产生温差，由温差形成热电势，即贝克塞效应。由于这里的热电堆是串联的，因此，总电势等于每对的和。由于热电偶元件可以制成极薄的片状，因此功率灵敏度较高，动态范围也很宽。功率指示器是一个高灵敏度的直流放大器，图2-9所示为其原理图。热电偶产生的热电势经斩波器转换成交流电压，前置放大器提供了大约60dB的增益。交流信号放大后进入解调器。解调后的输出信号与功率座吸收的微波功率成正比。为了便于修正功率指示器读数，仪器的读数设有“校准系数开关”，改变其位置，就可以使直流放大器的增益随之变化，从而使指示器得到修正。薄膜热电偶式功率计具有响应速度快，灵敏度高、动态范罔宽、噪声低和零点漂移小等突出优点，适用于多种场合下的功率测量。它的缺点是过载能力差。此外，由于它的寄牛电抗大，要使这种同轴功率座工作到18GHz以上是很困难的。1973年出现了半导体薄膜热电偶式功率计，它的工作原理同传统的铋一锑薄膜热电偶式功率计相同，但在热偶材料和功率座的结构上做了大的改进。它是在一个0.76mm平方大小的硅片上集成了两个热电偶。每个热电偶的电阻为100Ω，它们对高频是并联的而对直流是串联的，其等效电路如图2-10所示。为了使0.76mm平方人小的集成式双热电偶芯片与同轴传输线的阻抗相匹配，用共面传输线将它与同轴线相连接，共面线通过一段渐变线过渡与热电偶相接。这种结构保证了热电偶与同轴线之间的良好阻抗匹配，从而使功率座的驻波比在0.01～18GHz频率范围内小于1.4。为了不使热电偶输出的微弱信号受到干扰，直流放大器的斩波器和前置放大器置于功率座内，然后用电缆与放大器连接。这种功率指示器实现了数字化读数和自动化操作，不仅能通过指示器面板上的键盘实现人机对话式操作，还具有信息存储和数据处理能力，从而能够采取某些措施消除和修正误差，提高了测量准确度。热敏电阻法热敏电阻是一种具有负温度系数的电阻元件，当它的温度升高时，电阻值就变小。由于它对温度非常敏感，因此被广泛的用于微瓦和毫瓦级的功率测量中。热敏电阻大都为珠形，其直径约为0.05～0.5mm，但也有杆形的。早期使用的热敏电阻元件大多用玻璃壳封装。

交流电路元件参数的测定

深圳大学实验报告课程名称：电路与电子学实验项目名称：交流电路元件参数的测定学院：信息工程学院专业：无指导教师：吴迪报告人：王文杰学号：2013130073 班级：信工02 实验时间：2014/5/22 实验报告提交时间：2014/5/26 教务部制

一、实验目的与要求： 1．正确掌握交流数字仪表（电压表、电流表、功率表）和自耦调压器的用法。 2．加深对交流电路元件特性的了解。 3．掌握交流电路元件参数的实验测定方法。二、方法、步骤：电阻器、电容器和电感线圈是工程上经常使用的基本援建。在工作频率不高的条件下，电阻器、电容器可视为理想电阻和理想电容。一般电感线圈存在较大电阻，不可忽略，故可用一理想电感和理想电阻的串联作为电路模型。电阻的阻抗为：Z=R 电容的阻抗为：Z=jX C=－j(1/ωC) 电感线圈的阻抗为：Z=r+ jX L=r+jωL=|Z|∠ 电阻器、电容器、电感线圈的参数可用交流电桥等一起测出，若手头没有这些设备，可大减一个简单的交流电路，通过测阻抗算出元件参数值。 1.三表法利用交流电流表、交流电压表、相位表（或功率表）测量元件参数称为三表法、这种方法最直接，计算简便。实验电路如图1所示。元件阻抗为：对于电阻对于电容对于电感由已知的电源角频率ω，可进一步确定元件参数。

2.二表法若手头上没有相位表或功率表，也可只用电流表和电压表测元件参数，这种方法称为二表法。由于电阻器和电容器可看作理想元件，已知其阻抗为0或者90度，故用二表法测其参数不会有什么困难。二表法测电感线圈参数如图2所示。途中的电阻R是一个辅助测量元件。由图2课件，根据基尔霍夫电压定律有，而，其中和为假想电压，分别代表线圈中等效电阻r和电感L的端电压。各电压相量关系如图3所示，忧郁U、U1、U2可由电路中测的，故途中小三角△aob的各边长已知，再利用三角形的有关公式（或准确地画出图3，由图3直接量的）求出bc边和ac边的长度，即电压U r 和U L可求。最后，由式及已知的电源角频率ω可求得线圈的参数。 3.一表法只用一个交流电压表测量元件参数的方法称为一表法，其原理与二表法相同，不同

三相电路功率的测量方法

三相电路功率的测量方法 F0403020班 5040309585方轶波摘要：三相电路功率的测量是三相电路分析的重要内容，本文按三相三线制和三相四线制分类，较详细地讨论了三相电路功率测量的接线问题，总结了两表法和三表法各自的适用范围及功率表读数在不同接线方式下的物理意义，指出了它们的联系与区别。关键词：三相电路，功率测量 0 引言本文将围绕测量三相电路功率的两表法和三表法的原理和接线方法进行讨论，指出它们之间的联系与区别，希望对能对同学的理解以及总结归纳有所帮助。 1 对称三相电路功率的测量 1.1 对称三相电路功率的测量对称三相电路即三相电源对称、三相负载均衡的三相电路。以下分别从三相四线制和三相三线制两种情况讨论。对三相四线制系统，测三相平均功率的接线如图 1 所示。它的接线特点是每个功率表所接的电压均是以中线N 为参考点，三个功率表W AN，W BN 和W CN 的读数分别为P AN，P BN 和P CN，可用式（1）表示。 P AN=U AN I A cos? P BN=U BN I B cos?（1） P CN=U CN I C cos? 图1 三表法测三相四线制三相负载平均功率的接线示意图三相的总功率为P = P CN+P BN+P AN。三个表的读数均有明确的物理意义，即P AN，P BN 和P CN 分别表示A 相、B 相和C 相负载各自吸收的平均功率。这就是三表法。这种接线方法是最容易理解的。实际上，三表法测三相功率不止图 1 所示的一种接线方式，另外还有三种接线方式，如图2 所示，分别称作共A，共B 和共C 接法（与此相对应，图1 中的接法可称作共中线N 接法）。对应每一种接线中的三个表的读数的代数和均表示三相负载吸收的总功率（后面将给出证明）。实际上，因为是对称三相电路，有i N =0 ，所以图2（a），（b）和（c）中的W NA , W NB W NC的读数必为零，在测量时可不接，此时的三表法便简化为两表法。可见，此时的两表法是三表法的特例。当然，这里单个表的读数没有明确的物理意义。上述四种三表法的接线的特点是每组接线中的三个表所接电压均以同一根线为参考点，即分别是共A, B, C 或N，而电流则分别是非参考线中的电流。功率表接线的极性端如图中所示。

射频功率测量电路设计

射频功率测量电路设计近年来，随着3G 技术的快速发展，在进行通信系统设计时，射频功率的控制和测量十分重要。本文以美国ADI 公司的AD8318 单片射频功率测量芯片为核心，设计了基于对数放大器检测方法的射频功率测量电路，该方法具有动态范围大，频率范围广，精度高和温度稳定性好的特点。 1 测量原理射频功率测量方法有多种多样，其中对数放大器检测法是射频测量的主要方向之一，下面从对数放大器内部结构进行分析，研究对数放大检测器如何检测射频信号。射频信号检测的实质是如何实现将功率信号无失真地转换成电压信号，而这个转换工作则由对数放大检测器来完成，因此，对数放大检测器是射频测量的关键。它的核心是对数放大器，对数放大器之间采用直接耦合方式，分成N 级，每级由对数放大器和检波器组成。每级的输出送到求和器，由求和输出经低通滤波器后得到一个电压信号。N 一般取值为5～9 级，级数越多，单级增益越小，则输出特性曲线越趋向于线性，这里以5 级为例进行分析，具体电路如图 1 所示。该对数放大检测器的传递函数为：U0=Ks(Pin-b) (1)式中：b 为截距；Ks 为对数检测器的斜率，是一个常数；Pin 是输入信号的功率。在一定的动态范围内，可通过Matlab 仿真软件得到对数放大器的特性曲线，如图2 所示。从图2 可知，线性动态范围约为-3～67 dBm，在此范围内，输出电压与输入功率之间呈线性关系。图2 的横坐标是输入信号的功率，纵坐标为输出电压和误差值。在坐标系上作图可知，该特性曲线的斜率约为18 mV／dB，截距约为93 dBm，已知输入信号的情况下，可根据式(1)得到输出电压的大小。若输入信

哈工大三相电路的测量讲解

电路实验实验三三相电路的测量 —基于三相电能及功率质量分析仪测量一、实验目的 1. 验证三相电路的星形连接与三角形连接电路的线电压、相电压及线电流、相电流之间的关系 2. 了解负载中性点位移的概念、中线的作用和一相电源断线后对负载的影响。 3. 掌握三相负载星形联接的三相三线制、三相四线制接法和三角形联接的接法。 4. 掌握三相电路电压、电流、有功功率、无功功率和视在功率的测量方法。 5. 掌握三相电能及功率质量分析仪的使用方法。二、简述实验原理 1. 三相电源和负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称"△"接)。当三相对称负载作Y 形联接时，线电压l U 是相电压P U l I 等于相电流P I ，即 l P U =,l P I 三相四线制接法中，流过中性线的电流0O I =，这种情况下可以省去中性线，变成三相三线制接法。当对称三相负载作△形联接时，有 l P I =,l P U U = 2. 不对称三相负载作Y 联接时，应采用三相四线制接法，而且中性线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称。倘若中性线断开，会导致三相负载电压的不对称。致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载容易遭受损坏；负载重的那一相的相电压过低，使负载不能正常工作，这对三相照明负载表现得尤为明显。 3. 当不对称负载作△联接时，l P I =，但只要电源的线电压l U 对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。 4．FLUKE 434-Ⅱ三相电能质量分析仪提供了广泛且强大的测量功能，利用434 三相电能质量分析仪可以测量有效值和峰峰值电压和电流、频率、功耗、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、高达50次的谐波等；并具有示波器波形和示波器相量功能，可随时显示所测电压及电流的波形及相量。 5. 电压/电流/频率的测量需要在分析仪的面板菜单选项中选择“电压//电流//频率”。进入测量界面后，即可读出相电压、线电压和电流的有效值，测量界面中显示的数字是当前值，这些值

测量电功率教学设计

测量电功率教学设计第二十七、二十八课时三墩中学徐尔平【教学目标】知识与技能： 1、学会测小灯泡的额定功率和实际功率， 2、加深对电功率的理解； 3、巩固电流表、电压表、滑动变阻器的使用操作技能。过程与方法：使学生充分体验科学探究的方法，培养学生制定实验计划与设计实验的能力。情感态度与价值观：培养学生实事求是的科学态度和不畏艰难、勇于探究的精神，通过讨论和交流，培养学生合作学习的意识。【教学重点】 1、用实验的方法来测量小灯泡的电功率， 2 、实际功率和额定功率的理解； 3、电流表、电压表、滑动变阻器的正确使用。【教学难点】 1、实验方案的制定。 2、电流表、电压表、滑动变阻器的正确使用。【教学准备】学生用器材：学生电源、2.5V和3.8V小灯泡，灯座，开关，学生用电流表、电压表，滑动变阻器，导线若干。(共12组，其中2.5V的六组，3.8V的六组) 【教学方法】启发引导，实验探究，交流讨论。【教学过程】一、怎样测量电功率 (一)、复习引入：（1）什么是电功率？电功率的物理意义是什么？（2）电功率的公式是什么？

（3）什么是额定功率？什么是实际功率？（4）一只标有“220V 40W”字样的灯，它的含义是什么？（二）新课教学 1、提出问题：教师出示2.5V和3.8V小灯泡、“220V 40W”电灯，让学生观察，说出这些参数的意思。通过学生的观察，提出问题：如何测出小灯泡的额定功率？ 2、制定计划与设计实验：（1）引导点拨：由P=UI可以看出，为了测定小灯泡的电功率，必须测出哪些有关的物理量？测这些物理量需要哪些实验器材？如何才能使小灯泡两端的电压正好等于其额定电压？（2）组织学生进行思考、讨论，设计出实验电路，画在黑板上，并说出实验所需的器材。（3）、引导学生思考，为了测出小灯泡的额定功率和实际功率，应该设计出怎样的记录表？请学生画在黑板上。 (1)学生讨论、交流实验的基本步骤，然后请一名学生试述出实验步骤，教师引导、纠错。 A、断开开关，根据设计的电路图连接好电路，将滑动变组器的滑片滑到电阻值最大处。 B、闭合开关，调节滑动变阻器，观察电压表的示数，使小灯泡两端的电压等于额定电压，计算出小灯泡的额定功率。 C、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的发光情况，记下电压表和电流表的示数，计算出小灯泡的实际功率。 D、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为额定电压的0.8倍，观察小灯泡的发光情况，记下电压表和电流表的示数，计算出小灯泡的实际功率。

例谈多种方法测量用电器的电功率

例谈多种方法测量用电器的电功率港区初级中学严献娟伏安法测电功率例题1、要测量一只额定电压为2.5V的小电灯的额定功率，现有以下器材：一个电池组，一只滑动变阻器，量程合适的电压表、电流表各一只，开关一个，导线若干。如何设计实验测出小电灯的额定功率P额？画出设计的电路图，写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。思路点拨：利用电压表、电流表直接测出小电灯的额定功率是测电功率最简单方便的方法。分析解答：⑴设计电路图，如图1： ⑵步骤：①把滑动变阻器的滑片P置于最右端，闭合开关，再逐渐调节滑片P，使电压表示数为2.5V； ②保持滑片P的位置不变，记下电流表的示数为I； ⑶表达式P额=2.5I 例题2、在利用伏安法测定小电灯额定功率的实验中，电源电压为6V，小电灯的额定电压为3.8V，在做实验时发现电压表0 ~15V量程挡坏了，而0~3V量程挡完好，其他实验器材完好，在不更换实验器材的条件下，怎样完成实验？思路点拨：在这个实验中，遇到的问题是电压表的量程比小电灯的额定电压小，显然不能用例题1中常规的思路来解题。根据串联分压的原理，只要把电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑片P，使电压表的示数为2.2V，就表明小电灯两端的电压为3.8V。分析解答：⑴设计电路图，如图2： ⑵步骤：①把滑动变阻器的滑片P置于最右端，闭合开关，再逐渐调节滑片P，使电压表示数为2.2V； ②保持滑片P的位置不变，记下电流表的示数为I； ⑶表达式P额=3.8I 没有电流表，怎样测小电灯的电功率例题3、一位同学想要测量一只额定电压为2.5V的小电灯的额定功率，现有以下器材可供选用：电源（电压未知且保持不变），滑动变阻器，定值电阻R0（阻值已知），电压表各一个，开关两个，导线若干。如何设计实验测出小电灯的额定功率P额？画出设计的电路图，写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。思路点拨：测小电灯的额定功率，需要测出小电灯两端达到额定电压2.5V时，电路中的电流。当没有电流表时，利用已知阻值的电阻R0和电压表，可以解决电流的大小。电路选用串联电路。将小电灯L、定值电阻R0和滑动变阻器RP串联，通过改变RP大小，使小电灯L两端电压达到2.5V，测出此时R0的电压（得到此时电路中的电流I0=U0/R0）分析解答：方法一、⑴设计电路图，如图3： ⑵步骤：①连接电路，断开S1，闭合S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5V； ②保持滑片P的位置不变，断开S2，闭合S1，读出电压表的示数U； ⑶表达式P额=2.5×（U－2.5）/R0。方法一、⑴设计电路图，如图4： ⑵步骤：①连接电路，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5V； ②保持滑片P的位置不变，再把电压表并联在R0两端，读出电压表的示数U0；

三相电路功率的测量实验原理

三相电路功率的测量实验原理 1.对于三相四线制供电的三相星形连接的负载(即Y0 接法),可用一个功率表测量各相的有功功率PU，PV，PW，则三相负载的总有功功率 ∑P=PU+PV+PW。这就是一瓦特表法，如图1 所示。若三相负载是对称的，则只要测量一相的功率，再乘以3 即可得到三相总的有功功率。 2.三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是星形接法还是三角形接法，都可以用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。测量线路如图2 所示。若负载为感性或容性，且当相位差Φ=60°时，线路中的一只功率表的指针将反偏(数字式功率表将出现负读数)，这时应将功率表电流线圈的两个接线端子调换(不可调换电压线圈接线端子)，其读数记为负值。而三相总的有功功率∑P=P1+P2(此处是代数和)。在图2 中，功率表W1 的电流线圈串联接入U 线，通过线电流IA，加在功率表w1 电压线圈的电压为Uuw;功率表W2 的电流线圈串联接入V 线，通过线电流IV，加在功率表w2 电压线圈的电压为UVW;在这样的连接方式下，我们来证明两个功率表的读数之代数和就是三相负载的总有功功率。图1 一瓦特表法测量三相功率示意图图2 二瓦特表法测量三相功率示意图在三相电路中，若三相负载是星形连接，则各相负载的相电压在此用 UU,UV,UW 表示。若三相负载是三角形连接，可用一个等效的星形连接的负载来代替，则UU,UV,UW 表示代替以后二相电路的负载的相电压。因为UUW=UU-UW，UVW=UV-UW 所以IUUUW+IVUVW=IU(UU-UW)+IV(UV-UW)=IUUU+IVUV-(IU+IV)UW 由于在这里讨论的是三相二线制电路，故有

三相电路的功率测量

三相电路的功率测量一、实验目的 1.学习并验证用“二瓦计“法测量三相电路的有功功率 2.学习并应用“三表跨相”法测量三相电路的无功功率二、实验原理与说明 1.三相电路的有功功率的测量（1）三瓦计法：三相负载所吸收的有功功率等于各相负载有功功率之和。在对称三相电路中，因各相负载所吸收有功功率相等，所以可以只用一只单相功率表测出一相负载的有功功率，再乘以3即可；在不对称三相电路中，因各相负载所吸收的有功功率不等，就必须测出三相各自的有功功率，再相加即可。三瓦计法适用于三相四线制电路。三瓦计法是将三只功率表的电流回路分别串入三条线中（A、B、C线），电压回路的“*”端接在电路回路的“*”端，非“*”端共同接在中线上。三只功率表读数相加就等于待测的三相功率。（2）二瓦计法：对于对称电路中的三线三相制电路，或者不对称三相电路中，因均是三相三线制电路，所以可以采用两只单相功率表来测量三相电路的总的有功功率。接法如图13-1所示。两只功率表的电路回路分别串入任意两条线中（图示为A、B线），电压回路的“*”端接在电路回路的“*”端，非“*”端共同接在第三相线上（图示为C线）。两只功率表读数的代数和等于待测的三相功率。图13-1 二表法测有功功率 2.三相电路无功功率的测量（1）对称三相电路无功功率的测量

（a ）一表跨相法：即将功率表的电流回路串入任一相线中（如A 线），电压回路的“*”端接在按正相序的下一相上（B 相），非“*”端接在下一相上（C 相），将功率表读数乘以3即得对称三相电路的无功功率Q 。（b ）二表跨相法：接法同一表跨相法，只是接完一只表，另一只表的电流回路要接在另外两条中任一条相线中，其电压回路接法同一表跨想法。将两只功率表的读数之和乘以 3/2即得三相电路的无功功率Q 。（c ）用测量有功功率的二瓦计法计算三相无功功率：按式子213()Q P P =-算出。（2）不对称三相电路的无功功率测量三表跨相法：三只功率表的电流回路分别串入三个相线中（A 、B 、C 线），电压回路接法同一表跨相法。最后按式子123()/3Q W W W =++算出。三表跨相法也可适用于三相四线制电路。三、实验内容 1.测量三相星形(无中线)负载的有功功率和无功功率（1）按图13-2电路正确接线。接通电源前，各调压器的手柄应置于输出电压为0的位置，接通电源后，调节其输出电压为120V ，并维持不变。（2）根据测量要求测量各种情况下有功功率和无功功率。将各自对应数据记入表一中。（3）注意不同情况下测有功功率时二瓦计法和三瓦计法的异同，验证二者得出的三相电路的有功功率是否相同，并验证用二瓦计法和三表跨相法得出的三相电路无功功率是否相同。图13-2 负载星形联结的功率测量 2.测量三相三角形联接的有功功率和无功功率

实验29三相电路功率的测量(精)

实验二十九三相电路功率的测量一、实验目的 1. 掌握用一瓦特表法、二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功功率的方法 2. 进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法二、原理说明 1.对于三相四线制供电的三相星形联接的负载(即 Y o 接法 ,可用一只功率表测量各相的有功功率 P A 、 P B 、 P C ,则三相功率之和(ΣP =P A +P B +P C 即为三相负载的总有功功率值。这就是一瓦特表法,如图 29-1所示。若三相负载是对称的,则只需测量一相的功率, 再乘以 3 即得三相总的有功功率。图 29-1 图 29-2 2. 三相三线制供电系统中,不论三相负载是否对称,也不论负载是 Y 接还是△接,都可用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。测量线路如图 29-2所示。若负载为感性或容性, 且当相位差φ>60°时, 线路中的一只功率表指针将反偏 (数字式功率表将出现负读数 , 这时应将功率表电流线圈的两个端子调换(不能调换电压线圈端子 ,其读数应记为负值。而三相总功率∑ P=P1+P2(P 1、 P 2本身不含任何意义。

3. 对于三相三线制供电的三相对称负载,可用一瓦特表法测得三相负载的总无功功率 Q ,测试原理线路如图 29-3所示。图示功率表读数的 3倍,即为对称三相电路总的无功功率。除了此图给出的一种连接法(I U 、 U VW 外,还有另外两种连接法,即接成图 29-3 (I V 、 U UW 或(I W 、 U UV 。三、实验设备四、实验内容

1. 用一瓦特表法测定三相对称 Y 0接以及不对称 Y 0接负载的总功率ΣP 。实验按图 29-4线路接线。线路中的电流表和电压表用以监视该相的电流和电压, 不要超过功率表电压和电流的量程。图 29-4 经指导教师检查后,接通三相电源, 调节调压器输出, 使输出线电压为 220V ,按表 29-1的要求进行测量及计算。首先将三只表按图 29-4接入 B 相进行测量, 然后分别将三只表换接到 A 相和C 相, 再进行测量。 2. 用二瓦特表法测定三相负载的总功率 (1 按图 29-5接线,将三相灯组负载接成 Y 形接法。

9. 三相交流电路功率测量

三相交流功率的测量一、实验目的 1. 掌握用一瓦特表法、二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功功率的方法 2. 进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法二、原理说明 1．对于三相四线制供电的三相星形联接的负载（即Y o接法），可用一只功率表测量各相的有功功率P A、P B、P C，则三相负载的总有功功率ΣP＝P A＋P B＋P C。这就是一瓦特表法，如图9-1所示。若三相负载是对称的，则只需测量一相的功率，再乘以3 即得三相总的有功功率。图9-1 图 9-2 2. 三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是Y接还是△接，都可用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。测量线路如图9-2所示。若负载为感性或容性，且当相位差φ＞60°时，线路中的一只功率表指针将反偏(数字式功率表将出现负读数), 这时应将功率表电流线圈的两个端子调换（不能调换电压线圈端子），其读数应记为负值。而三相总功率∑P=P1+P2（P1、P2本身不含任何意义）。除图9 -2的I A、U AC与I B、U BC接法外，还有I B、U AB与I C、U AC以及I A、U AB与I C、U BC两种接法。 3. 对于三相三线制供电的三相对称负载，可用一瓦特表法测得三相负载的总无功功率Q，测试原理线路如图9-3所示。图示功率表读数的倍，即为对称三相电路总的无功功率。除了此图给出的一种连接法（I U、U VW）外，还有另外两种连接法，即接成图 9-3 （I V、U UW）或（I W、U UV）。

三、实验设备四、实验内容 1. 用一瓦特表法测定三相对称Y0接以及不对称Y0接负载的总功率ΣP。实验按图9-4线路接线。线路中的电流表和电压表用以监视该相的电流和电压，不要超过功率表电压和电流的量程。图 9-4 经指导教师检查后，接通三相电源，调节调压器输出，使输出线电压为220V，按表9-1的要求进行测量及计算。

单片机毕业设计论文功率表的设计与制作

摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。本论文详细的阐述了功率测量系统的设计思路和具体设计步骤。依据单片机的接口技术的原理，以测量功率为主要设计意图。以单片机为核心，着重的介绍了51单片机在系统中的重要地位，以及其外围硬件电路的芯片结构特点、功能和管脚知识。集测量、显示等功能于一体，设计完整、结构清晰、操作简单。在本设计中，是采用对电路中电压和电流分别进行采样，再经模数转换器ADC0809，将模拟量变为对应的数字量，利用6合一的数码管显示电压和功率。本文详细论述了硬件电路的组成。利用单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理和显示输出。关键词单片机模数转换功率表采样正文 1 引言近年来，随着电子技术、计算机技术和半导体技术的飞度发展，给电力系统测量也带来了巨大的革命。提高电能测量技术-改机械式功率表为智能型数字功率表已成为时代的要求。电力测量系统的智能型数字表通常是以单片机为核心，配置一定的外围电路和软件，能够实现多种功能。在软件和硬件的设计中，系统的抗干扰性和系统的实时性与准确度成了解决数字表的关键所在。单片机具有成本低、可靠性高、应用灵活的特点。由各具体行业的业内人士使用单片机来开发或改造一般仪表是一条可行的道路。在电工与电子技术应用中,经常要测量功率。它是利用通有电流的可动线圈在另一个通电线圈形成的磁场中产生转动力矩而工作的仪表,其显著缺点是结构复杂、过载能力较差，本身消耗功率较大,且易受外磁场的影响，同时这样的功率表一般都是多量程的，在测量过程中需有电压表和电流表配合选定电压和电流量程，在选择不同的电压和电流量程时，刻度盘上每一分格代表不同的瓦特数，读得格数需要进行换算才能得出所要测量的功率,致使测量很不方便。另外在功率测量中，经常遇到被测电路的功率因数很低的情况,这时必须采用专门的低功率因数功率表。基于功率表是电工仪表中最常用的一种仪表，目前常用的是指针式电动系功率表。而为了更为精确的显示测量结果，数字功率表的设计成为了必然。在本设计方案中，采用的方案是先采样电压和电流。采样计算功率电能测量技术是随着计算机技术而发展起来的，它是建立在数值分析基础上，通过快速S/H 放大器和A/D 转换器对连续变化的模拟信号进行离散化，用数字量运算代替模拟量运算测量交流电参量的新方法。

实验十五-交流电路功率的测量

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实验十五交流电路功率的测量实验目的 1．学习交流电路中功率及功率因数的测定方法； 2．加深对功率因数概念的理解，进一步了解交流电路中电阻、电容、电感等元件消耗功率的特点； 3．学习一种提高交流电路功率因数的方法．仪器和用具负载（铁芯电感为 40 W 日光灯镇流器，阻值为 300 Ω 左右的变阻器）、电动型瓦特表（低功率因数瓦特表 D34 - W 型额定电流为 0.5 A 、1 A ，额定电压为 150 V 、300 V 、 600 V ，功率因数 cos φ = 0.2 ）、铁磁电动型交流电压表、电磁型电流表、电容（0.5 μF 、 l μF 、2 μF 、4 μF 、10 F 各一个）、调压变压器、示波器、音频信号发生器. MF - 20 型晶体管万用表、双刀双掷开关两个等．实验原理一、交流功率及功率因数 U 在直流电路中、功率就是电压和电流的乘积，它不随时间 ? 改变．在交流电路中，由于电压和电流都随时间变化，因而它 O 图 C.13.1 U R I 们的乘积也随时间变化，这种功率称为瞬时功率 p ．设交流电路中通过负载的瞬时电流i 为 i = I sin ωt （C.13.1） m 负载两端的瞬时电压 u 为 u = U sin (ωt + φ) （C.13.2） m 则瞬时功率 p = u ? i = U I sin (ωt )sin (ωt + φ) （C.13.3） m m 平均功率