深 圳 大 学 实 验 报 告
实验课程名称： 电路分析
实验项目名称： 功率因数提高
学院： 信息工程 专业：
报告人： 李城权 学号： 2015130156 班级： 04
同组人： 虞礼慧
指导教师： 李晓滨
实验时间： 2016.6.15.
实验报告提交时间： 2016.6.20.
一、实验目的： 1．加深对提高功率因数意义的认识。 2．了解提高功率因数的原理及方法。 二、实验原理与方法简述： 一般的用电设备多属干性负载，且功率因数cosφ较，如异步电动机、变压器、日光灯等。由公式P=UIcosφ可知，当负载功率和电压一定时，其功率因数越低，则要求供电电流越大。这将导致电源的利用率不高及增加输电线路上的损耗。为提高功率因数，可在感性负载的两端并联电容C，如图1所示。其原理可用相量图（图2）说明。 在并入电容C之前，总电流I = I1，U与I的相位差φ由感性负载的阻抗角决定。并入电容C之后，由于U保持不变，故I1不变，但I=I1+IC，由图2（a）可见，总电流I以及U与I的相位差φ'均变小了，即提高了功率因数cosφ'。 若加大电容值，且选择恰当，则可使U与I相同，如图2（b）所示，这时φ'=0，cosφ'=1，总电流降至最小值。若继续加大电容值，IC将会更大，如图2（c）所示，这时电流I超前于电压U，电路变为容性，cosφ'反而降低，总电流I变大。 图3 最后顺便指出，由于在试验过程中，始终保持端电压不变，而感性负载支路的阻抗值亦不变，因此其吸收的功率P不改变，也就是说，功率表的读数始终不会改变。不过，实验中所并联的电容C并非理想元件，它多少有点能量损耗，但因其损耗值甚微，故一般忽略不计。 三、实验设备： 1． 自耦式交流调压器 2．交流电流表 3．交流电压表 4．功率表 5．元件箱（一）EEL—51、元件箱（二）EEL—52、电感线圈。 四、任务与步骤 任务 研究图1中不同的电容值对功率因数的影响 步1－1. 按图1接线，图中感性负载为图3（a）所示。其中R元件箱（一）EEL-51，取值200Ω；电感线圈用互感线圈经顺接串联（线圈的2、3端短接）得到，其参数大约为r=40Ω、L=04H；C为元件箱（二）EEL-52的电容箱，先取C=0；调节调压器使电压表读数为30V，且始终保持此电压值不变。将电容值在0~10μF之间改变，按表格中的电容值取各个点，记录I、P、cosφ于表1中。 五、数据处理分析： 任务 研究图1中不同的电容值对功率因数的影响、 负载为电阻和电感线圈 C(μF) 0 0.47 1 1.47 2.2 2.67 3.2 3.67 4.3 4.77 5．3 6.5 7.5 7.97 10.17 I(mA) 0.098 0.096 0.094 0.093 0.090 0.089 0.087 0.085 0.083 0.081 0.079 0.075 0.071 0.069 0.060 Φ（弧度） cosφ(λ) 0.83 0.82 0.82 0.82 0.82 0.81 0.81 0.81 0.81 0.81 0.81 0.81 0.82 0.82 0.85 P(W) 2.35 2.71 2.26 2.22 2.15 2.10 2.06 2.01 1.95 1.90 1.86 1.75 1.66 1.62 1.44 0.675 0.682 0.682 0.682 0.682 0.689 0.689 0.689 0.689 0.689 0.689 0.689 0.682 0.682 0.660 六、实验结论： 为提高电源功率因数，可在感性负载的两端并联电容C。并入电容C之后，由于U保持不变，故I1不变，但I=I1+IC，由图2（a）可见，总电流I以及U与I的相位差φ'均变小了，即提高了功率因数cosφ' 指导教师批阅意见： 成绩评定： 指导教师签字：
年 月 日 注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。 2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。
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