三相交流电路认识实验报告(gxt)

东南大学电工电子实验中心

实 验 报 告

课程名称：

第 二 次实验

实验名称：交流阻抗参数的测量和功率因数的改善 院 （系）： 吴健雄学院 专 业：电类强化班 姓 名： 学 号：61013219 实 验 室: 204 实验组别： 同组人员： 实验时间：2014 年11 月 28日 评定成绩： 审阅教师：

交流阻抗参数的测量和功率因数的改善

一、 实验目的 1、

学习测量阻抗参数的基本方法，通过实验加深对阻抗概念

的理解； 2、

掌握电压表、电流表、功率表和单相自耦调节器等电工仪

表的正确使用方法。

二、 实验原理

1．正弦交流电路中的电阻、电感和电容元件。

电感元件中电压与电流是同频率的正弦量，但在相位上电压超前电流90度；电容元件中电压与电流是同频率的正弦量，但在相位上电流超前电压90度。它们不断与外电路进行能量交换用无功功率Q表示。 把电路的电压和电流的有效值乘积称为视在功率S表示。 2. 三电压表法。

先将一已知电阻R与被测元件Z串联，如实验内容图一（a）所示。当通过已知频率的正弦交流信号时，用电压表分别测出电压U、U1和U2，然后根据这三个电压向量构成的三角形矢量图和U2分解的直角三角形矢量图，从中可求出元件阻抗参数，如图一（b）所示。这种方法称为三电压表法。

R0

Z1,2

50Hz

Z =r+jX0

U

1

Ur

I

（a）测量电路 （b）相量图

图1 三电压表法

U2 U12 U22

cos

2U1U2

r

RUrU1wU1

由矢量图可得： Ur U2cos

Ux U2sin

L RUx

C

U1wRUx

3. 三表法：

50Hz

Z1,2

如图二所示：

图2 三表法

首先用交流电压表，交流电流表和功率表分别测出元件Z两端电压U、电流I和消耗的有功功率P，并且根据电源角频率w,然后通过计算公式间接求得阻抗参数。这种测量方法称为三表法，它是测量交流阻抗参数的基本方法。 被测元件阻抗参数（r、L、C）可由下列公式确定：

z

UI

PIU

cos

r

P

zcos I2

x zsin

x

L

w1C

xw

4.功率因数的改善原理：

通过对感性电路并联电容提高功率因数：电容的无功功率补偿电感吸收的部分无功功率，提高能量的利用率； 三、 实验内容

1、单相、三相交流电路的接线操作，按照强电实验操作规范接线、通电、操作：包括开关、熔断器、接触器、继电器、自耦变压器等电器设备结构原理的理解和使用方法。 此处暂略。 2、三电压表法

测量电路如图1所示，Z1=10Ω+L（114mH），Z2=100Ω+C（10uF），按表1的内容测量和计算。

R0

Z1,2

50Hz

Z =r+jX0

U

1

Ur

I

（a）测量电路 （b）相量图

图1 三电压表法 表1三电压表法

分析： 1）

误差计算：

电感内阻r测量误差为（26-22.44）/26*100%=13.69% 电感L测量误差为 (114-101.12)/114*100%=11.30% 电容C测量误差为（10.77-10）/10*100%=7.7% 2）

误差分析：

易得电感测量误差相对较大，而电容的测量误差较小较准确 （1）在测量过程中，电路发热，使得电感自身性质发生改变，导致测量值偏离理论值。而电容在状态下较为稳定，不易受到干扰。

（2）自耦变压器的旋钮十分敏感，示数会来会变化，故在记录数据的时候产生误差。

（3）电流表和电压表不是理想电压表。

3、三表法（电流表、电压表、功率表）

按图2所示电路接线，将实验数据填入表2中。 Z1=10Ω+L（114mH），Z2=100Ω+C（10uF），

50Hz

Z1,2

图2 三表法 表2 三表法

分析：

1.当Z=Z1时，测得的r包含了10Ω的电阻和电感的内阻，用I=0.3A和0.6A时测量值的平均值作为结果，则电感测得内阻

为（35.56-10）+（36.11-10）/2=25.84，测量误差为 (26-25.84)/26*100%=0.62%；电感测量值为（107.36+106.27）/2=106.2，测量误差为（（114-106.2）/114）*100%=6.3%。 可见，对电感的测量，用三表法测量误差仍然很大，原因与之前类似：

（1）在测量过程中，电路发热，使得电感自身性质发生改变，导致测量值偏离理论值。而电容在状态下较为稳定，不易受到干扰。

（2）自耦变压器的旋钮十分敏感，示数会来会变化，故在记录数据的时候产生误差。

（3） 电流表和电压表不是理想电压表。

2.当Z=Z2时，电容测量值为

9.87+9.86

=9.87（9.87+9.86）/2=9.865，2

测量误差为(10-9.865)*100%/10=1.35%，可见用三表法测量电容时误差仍然是很小的。

总结：由此可见，在两个试验中，对于电感的测量误差相对于电容来说较大，除了共同的系统误差原因之外，还与元器件自身的性质有关，因而我们在测量的时候，要想办法减少因人为因素造成的误差。 3.当Z= Z1+Z2时， 由测得数据可得 Xl=wl=35.81

Xc=1/wc=318.31 Z的两种情况的分析：

（1）Z = Z1 + Z2 = 136-282.5J（欧）此时总电路呈现容性； （2）Z = Z1||Z2时计算可得Z=46.26 + 30.82（欧）故此时电路呈现感性。 4、功率因数的改善

仍按图2接线，并 …… 此处隐藏：1324字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……