5.4.8复杂正弦交流电路的分析与计算、谐振电路、功率因数的提高 - 实验四功率因数的改善

一、实验目的

1．加深理解基尔霍夫定律在交流电路中应为相量和的概念。

2．了解日光灯电路的工作原理和各元件的作用，学习日光灯电路的连接方法。学习功率表的正确使用方法。

3．加深理解感性负载并联电容器提高功率因数的概念。二、实验表格及数据

表4.1 日光灯电路参数 测 量 数 据U (V)I1（mA）U镇(V)U灯(V) 计 算 数 据 P(W)R镇(Ω)L镇(H)220 192U起 ＝170　 V1956623.8U灭 ＝150 V451.715表4.2 并联电容器对电路工作状态的影响 电容量　0F1F2F3F3.7F4.7F5.7F6.7F 测 量 数 据U(V) I(mA)220220220220220220220220248192149120117144203266I1(mA)248248248248248248248248IC(mA)0134199243308378442P(W)23.823.924242424.124.124.2 计算数据cosS(VA)0.4130.5530.7580.9720.9860.70.5740.441.52.2432.7826.425.7431.6844.6658.52cos0.436 0.566 0.732 0.909 0.932 0.761 0.0 0.414 三、预习要求：1．阅读本节实验的附录，了解日光灯管、镇流器、起辉器的内部结构和原理，熟悉日光灯电路的接线。

2．了解感性负载并联电容器提高电路功率因数的原理及电路现象。3．日光灯灯管相当于一个 a （a.电阻、b.电感性）负载，镇流器相当于一个 b(a.电阻、b.电感性)负载，若日光灯灯管的功率为40W ，则功率表测出的有功功率 a40W （a.大于、b.等于、c.小于）。

4．U灯和U镇之和 a （a.大于、b.等于、c.小于）220V。

5．日光灯电路并联电容器后，当电容器的容量由0增加到6.9F时：

c （a.增大、b.减小、c.不变、d.先减小后增大）；（1）日光灯支路电流I1 a （a.增大、b.减小、c.不变、d.先减小后增大）；（2）电容支路电流IC （a.增大、b.减小、c.不变、d.先减小后增大）；（3）总电流I dd （a.感性、b.电阻性、c.容性、d.由感性过渡到容性）；（4）电路的性质 c （a.增大、b.减小c.不变）；（5）电路的有功功率 d （a.增大、b.减小、c.不变、d.先增大后减小）。（6）电路的功率因数 四、实验报告要求

1．画出表1、表2，填入测量数据和计算数据。

2．写出表1中镇流器电感L镇的计算公式。

答： Z镇

U镇I

L

镇



22Z镇R镇

2f

&、、、I&I&I& 3．定性画出C = 0μF、C = 3.2μF、C = 6.9μF三种情况下U1C的相量图&为参考相量）。（以U

答：

.IC.IC.I.U.I.U.U..I1（I）..I1（I）..I1（I）C = 0μF C = 3.7μF C = 6.7μF

4．分析相量图，说明总电流及电路性质的变化与电容量的关系，在本实验中取哪一个电容器提高功率因数的效果最好。答：由上题的相量图可得：

1）没有并联电容器时，电流滞后于电压，电路呈感性；

2）当并联电容由0F逐渐增大到3.7F时，电流逐渐减小到最小，电路由感性逐渐

过渡到阻性，电流与电压基本同相位；

3）当并联电容由3.7F继续增加时，电流又逐渐增大，此时电流超前电压，电路呈

容性状态。

因此，当电容取3.7F时提高功率因数的效果最好。