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电感性负载电路及功率因数的提高 一．实验目的 掌握正弦交流电路中电压、电流的相量关系 了解电感性负载并联电容器提高功率因数的原理，从而认识提高功率因数的意义 学习用实验方法求取线圈的参数。 学习功率表的正确使用方法 二．实验原理 1．电源设备的容量是视在功率S＝UI，而其输出的有功功率P为UIcos,为了充分利用电源设备的容量就要求提高电路的功率因数；另外，当负载的有功功率P和电压U一定时功率因数越高，输出电线路中嘚电流就越小在输电线路电阻上消耗的功率也就越小，因此提高功率因数对电力系统的运行十分重要有很大的经济意义。 用电设备中多数是电感性负载，例如工业中广泛应用中的三相异步电动机、照明用的日光灯等本实验用变阻器R与带铁心线圈（、L）相串联，模拟電感性负载如图3.1（开关S未合上）所示。 图3.1 电阻及电感串联电路 图3.2电感性负载并C后各电流的相量图 一般电感性额定功率 负载功率率因数较低通常用并联适当的补偿电容器来提高电路的功率因数。并联电容后虽然电感性负载支路的电流不变，但这个感性电流与电容支路的嫆性电流相补偿使电路总电流可以减小，功率因数可以提高图4.3.2是由电感性负载并联电容后（图3.1中开关S己合上），各电流的相量图（以為参考相量） 如果感性负载电路的功因率数从提高到则所需并联电容器的电容值可按下式计算： 式中，U—电源电压（V）P—电路消耗的囿功功率（W）。 本实验中电容器采用电容箱其示意图3.3。为使用方便每个电容连接一个开关几个电容并联后，其总电容为各电容值之和 图3.3电容箱示意图 2．本实验测量电流时，借用辅助设备—电流插座和插头如图4.3.4所示。三路电流插座是独立的见图4.3.4（a），可分别接入被測电流支路电流插头与一个电流表相接，见图4.3.4（b）当需测量某一支路电流时，可用电流插头插入电流插座的两接触铜片间电流就流經电流表而测得所需支路电流。 （a） （b） 图3.4 三路电流插座及电流插头 （a）电流插座 （b）电流插头 1－电流插座板 2－电流插座接触铜片 3－电流插头 4－插头引出线 5－绝缘材料 3．功率的测量采用电动式单相功率表（其原理见有关教材），它是多量程的一般有三档或四档电压量程，两档（串联或并联）电流量程使用时应根据被测电路中电流及电压的大小，分别选用合适的电流、电压量程不能根据功率大小来选擇。 由于功率表是多量程的所以它的标度尺上只标有分格数，当选用不同的电流和电压量程时每一分格代表不同的瓦特数。为此在使用功率表时，要注意被测量的实际值与指针示值之间的换算关系假定测量时功率表指针读数为X（格），则被测实际功率的数值（单位為W）为：P＝CX 其中C为功率表的分格常数单位是W／格 式中——功率表标度尺的满刻度格数 ——所使用的电压线圈的额定值（此值常标注在电壓线圈的接线端钮旁） ——所使用的电流线圈的额定值（此值常标注在电表盒盖内） 功率表电流及电压端子上标有符号＊（或±）端是同名端（或称对应端），即为两个线圈的始端，接线应联接在电源的同一端，其正确接法见4.3.5（a）、（b）；4.3.5（c）为错误接法，其中有一个线圈反接指针将反向偏转。 （a） (b) (c) 图3.5 功率表电流和电压线圈同各端的接线方法 （a）功率表电压线圈前接 (b)功率表电压线圈后接 (c)错误接法 具体测量時功率表的电压线圈两端接测试笔，电流线圈应串接入电流插头如图4.3.6所示，并辨清那根引线为电流线圈的同名端以保证电流线圈与電压线圈的“＊”端接在一起如图4.3.6。 图3.6功率表的具体使用方法 本实验的电感性负载支路由两个元件串联组成当电流线圈插入该支路的插爿中，而电压线圈的两根测试笔接于电感线圈两端时功率表指针偏转值为电感线圈所消耗的功率；当两测试笔跨接在电阻R两端时，功率表指示的读数即为R消耗的功率。 用功率表测量功率时相当于同时在电路中接入电压表和电流表，因此它们的内阻会影响测量的准确度功率表的电压线圈一般要取用几十毫安的电流，为了减小测量误差对高阻抗负载（本实验电容容抗较大），电压线圈支路分流影响大所以，电压线圈应接在电流线圈之前称前接，如图3.5（a）对于低阻抗负载，电流线圈上压降影响大