提高感性負(fù)載功率因數(shù)市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

功率因數(shù)提升實驗?zāi)? 實驗原理 實驗儀器 實驗步驟 實驗報告 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)果分析 實驗相關(guān)知識 實驗標(biāo)準(zhǔn)報告 第1頁實驗?zāi)垦芯坎⒙?lián)與感性負(fù)載（日光燈）電容器對提升功率因數(shù)作用，認(rèn)識提升功率因數(shù)實際意義。學(xué)習(xí)功率因數(shù)表、日光燈線路連接，提升實際操作能力。第2頁試驗原理

功率因數(shù)高低包括到對發(fā)電設(shè)備（如發(fā)電機、變壓器等）利用電能充分是否。為了有效地利用這些發(fā)電設(shè)備必須提升功率因數(shù)。 在電力系統(tǒng)中，提供電能發(fā)電機是按要求額定電壓UN和額定電流IN設(shè)計。發(fā)電機長久運行時，其電壓和電流都不能超出額定值，不然會使發(fā)電機壽命縮短,甚至損壞。發(fā)電機容量是額定電壓與額定電流之積第3頁

，它是發(fā)電機在安全運行下所能產(chǎn)生最大功率。所以要充分利用發(fā)電機應(yīng)該使其能送出平均功率等于該機容量。 發(fā)電機在額定電壓與額定電流下運行時送出平均功率與所接負(fù)載功率因數(shù)親密相關(guān)，即只有當(dāng)所接負(fù)載是電阻時，因發(fā)電機送出平均功率恰好等于發(fā)電機容量，發(fā)電機才得到充分利用，當(dāng)負(fù)載是感性（或容性）時，因為，發(fā)電機送出平均功率要小于該機容量，發(fā)電機得第4頁不到充分利用，所以為了盡可能充分利用發(fā)電容量，必須提升功率因數(shù)。 為了降低輸電線上損耗，也需要提升功率因數(shù)。輸電線上損耗為： 負(fù)載吸收平均功率為： （是負(fù)載端電壓有效值）

當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)較低時，線路中電流會增大，從而引發(fā)線路損耗增大。而當(dāng)UL和PL不變時，提第5頁高功率因數(shù)能夠降低輸電線上損耗。電力負(fù)載多數(shù)為感性負(fù)載，所以為了提升功率因數(shù)，普通采取在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器方法。因為這么就能夠用電容器無功功率來賠償感性負(fù)載無功功率，從而降低、甚至消除感性負(fù)載與電源之間能量交換。提升感性負(fù)載功率因數(shù)提升試驗電路圖如圖5.8.1所表示。以日光燈作為負(fù)載用可變電容器并聯(lián)于電容兩端，保持負(fù)載電壓不變，改變電容值，觀察總電流I與改變。第6頁圖5.8.1功率因數(shù)提升試驗電路圖第7頁試驗儀器電工試驗臺 1臺交流電流表 3只交流電壓表 3只單相功率表 1只日光燈試驗板 1塊第8頁電工試驗臺第9頁交流電流表第10頁交流電壓表第11頁單相功率表第12頁日光燈試驗板第13頁試驗步驟按圖5.8.1接線，當(dāng)C=0μF時，接通電源，使日光燈點亮，測量總電流I、總電壓U、cosφ,以及燈管兩端電壓UR和鎮(zhèn)流器端電壓UL。數(shù)據(jù)填入表5.8.1內(nèi)。I/AU/VP/WcosφUR/VUL/V表5.8.1日光燈電路參數(shù)測量第14頁電容值，C=1，2，3……，7μF。保持U不變，測量在不一樣C值時，電路總電流I、電感電流IL、電容電流IC與cosφ值。數(shù)所填入表5.8.2內(nèi)C/μF)1233.544.5567I/AIL/AIC/AP/Wcosφ第15頁試驗匯報依據(jù)任務(wù)1測量所得數(shù)據(jù)，計算日光燈等效電阻及電感。畫出cosφ－I、I－C曲線，說明它們關(guān)系。第16頁試驗現(xiàn)象伴隨電容容量增加，電路總電流減小。當(dāng)電容為4微法時，電路總電流最小、功率因數(shù)最大。當(dāng)電容容量繼續(xù)增大時，電路電流增大負(fù)載性質(zhì)轉(zhuǎn)變?nèi)菪?。?7頁試驗結(jié)果分析怎樣依據(jù)電流表讀數(shù)來判斷負(fù)載功率因數(shù)等于1情況？答：當(dāng)電流表讀數(shù)最小時，負(fù)載功率因數(shù)等于1。在日光燈電路中，假如缺乏啟輝器，在確保安全情況下，怎樣使日光燈點亮？答：用導(dǎo)線將啟輝器兩端短接，等日光燈點亮后再斷開。第18頁試驗相關(guān)知識預(yù)習(xí)知識及要求 相關(guān)知識點 注意事項 第19頁預(yù)習(xí)要求預(yù)習(xí)并聯(lián)電容器對提升感性負(fù)載功率因數(shù)原理。預(yù)習(xí)日光燈工作原理。第20頁相關(guān)知識功率因數(shù)功率因數(shù)提升第21頁注意事項按圖正確接線，切勿將把220V電源，接到日光燈管兩端，以免損壞燈管。接通電源前，將電路中全部電容器控制開關(guān)，放在OFF位置上。改變電容值時，盡可能測出cosφ＝1(或靠近于1)數(shù)據(jù)。

第22頁試驗標(biāo)準(zhǔn)匯報一、試驗?zāi)繕?biāo)研究并聯(lián)與感性負(fù)載（日光燈）電容器對提升功率因數(shù)作用，認(rèn)識提升功率因數(shù)實際意義。學(xué)習(xí)功率因數(shù)表、日光燈線路連接，提升實際操作能力。第23頁二、試驗內(nèi)容日光燈電路研究。并聯(lián)電容提升日光燈電路功率因數(shù)。三、試驗用儀器、設(shè)備電工試驗工作臺 1臺日光燈試驗工作板 1塊單相功率表 1只交流電流表 3只交流電壓表 1只第24頁四、試驗用詳細(xì)電路圖第25頁五、試驗相關(guān)原理，所應(yīng)用公式日光燈交流電路研究：在電路中日光燈管與鎮(zhèn)流器串聯(lián)組成一個電阻和電感串聯(lián)電感性負(fù)載電路，因為鎮(zhèn)流器本身電感較大，故整個電路功率因數(shù)很低。整個電路消耗功率P包含日光燈管消耗功率（PR=U2I）以及鎮(zhèn)流器所消耗有功功率（PL=P-PR）。 為了提升電路功率因數(shù)，能夠與電感性負(fù)載并聯(lián)電容器，此時總電流I是日光燈電流IR和電容器電第26頁流

IC相量和：，其相量圖如圖所表示。第27頁因為電容器吸收容性無功電流IC抵消了一部分日光燈電流中感性無功分量，所以電路總電流下降，電路功率因數(shù)被提升了。當(dāng)電容器逐步增加到一定容量時，總電流下降到最小值，此時電路功率因數(shù)。若繼續(xù)增加電容量，總電流又將上升。因為電源電壓是固定，所以并聯(lián)電容器并不影響感性負(fù)載正常工作，即感性負(fù)載電流、功率及功率因數(shù)并不隨并聯(lián)電容量多少而改變，僅僅是電路總電流及總功率因數(shù)發(fā)生改變。第28頁六、試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計1、日光燈電路中功率關(guān)系按圖5.8.1接線，當(dāng)時，接通電源，使日光燈點亮，測量總電流I、總電壓U、，以及燈管兩端電壓UR和鎮(zhèn)流器端電壓UL。將數(shù)據(jù)填寫入表5.8.1內(nèi)表5.8.1日光燈電路參數(shù)測量I/AU/VP/WUR/VUL/V0．3923333．40．3762207第29頁2．電容值，C=1，2，3……，7。保持U不變，測量在不一樣C值時，電路總電流I、電感電流IL、電容電流IC與值。將數(shù)據(jù)填寫入表5.8.2內(nèi)表5.8.2功率因數(shù)提升參數(shù)測量12344.47567I/A0.290.230.180.160.1840.230.2650.3IL/A0.350.350.350.350.350.350.350.35IC/A0.070.1680.2450.3170.350.3980.4950.56U/V225225223221222221223222P/W29.629.62.9629.629.629.629.629.60.4