17功率因素的测量

功率因数的测量一、能力目标1二、主要使用材料和工具主要使用材料和工具见表17-1。表17-1主要使用材料和工具名称数量推荐仪器参数日光灯具1组220V/8W电容器2只2.5μF、4.7μF螺丝刀（一字、十字）各1把剥线钳1把交流电流表1块0—0.5A单相交流功率表1块导线若干万用表1块M500功率因数的测量三、项目要求1.按图17-1连接电路。2.单相交流功率表的电压线圈并联在电路中，电流线圈串联在电路中。3.闭合开关3,观察电流表、功率表的读数，并用万用表测量电源电压、灯管两端电压、镇流器两端电压。4.闭合开关3、开关1，观察电流表、功率表的读数，并用万用表测量电源电压、灯管两端电压、镇流器两端电压、电容器1两端电压。5.闭合开关3、开关2，观察电流表、功率表的读数，并用万用表测量灯管两端电压、镇流器两端电压、电容器2两端电压。功率因数的测量图17-1功率因数测量电路功率因数的测量四、学习形式五、考核标准六、原理说明1.电容器电容器是一个储存电荷或电能的电气元件，电路符号，文字符号，单位F（法拉），也可以用μF（微法）、pF(皮法)表示。pF10μF101F126功率因数的测量电容器在直流电路中除充、放电瞬间外使电路阻断，在交流电路中有容抗存在，用来表示电容元件对电流的阻碍作用，容抗的单位是Ω（欧姆）。当容量越大，电流频率越高，电容器对电流的阻碍作用越小。因此，电容元件有隔直流通交流的作用。fCCXC211功率因数的测量电容器和电感线圈一样，是一个储能元件，而不是耗能元件，它只与电源间进行着能量的周期性互换，但不消耗能量，即其有功功率为0。电容器与电源间能量转换的规模用无功功率来反映，的单位是var（乏）.电容器上的电压落后于电流90°，电容器上的电压大小为CQCQCCCCXUXcIIUQ22IXcUc功率因数的测量2.功率因数及提高的方法在电阻（R）、电感（L）、电容（C）元件都存在的交流电路中，电阻消耗的功率是有功功率P，电感和电容消耗的功率是无功功率Q，电源提供的总功率称为视在功率，用S表示,单位V·A(伏安)。有功功率P、无功功率Q、视在功率S三者之间的关系为把有功功率P和视在功率S之比称为功率因数，用表示。UIS22QPSSPcoscos功率因数的测量日光灯电路中，由于灯管和镇流器可以看成是感性负载，并且镇流器具有较大的电感，因此日光灯电路的功率因数较低。为了提高功率因数，可以在日光灯的两端并联电容器。该项目的原理电路是一个并联电路，其等效电路如图17-2所示。通过数据计算可以知道：在感性负载两端并联电容器可以提高功率因数。但要强调的是，并联电容器后，感性负载两端的功率因数并没有提高，所提高的只是包括电容器在内的整个电路的功率因数。功率因数的测量图17-2RLC电路功率因数的测量3.单相交流功率表单相交流功率表通常采用电动系仪表，有两组线圈，其中一组导线粗、匝数少的固定线圈叫电流线圈，测量时把它串联接人被测电路；而另一组导线细、匝数多的可动线圈叫电压线圈，串联附加电阻后，与被测电路并联。功率表在电路图上的表示符号和连接方法如图17-3所示。功率因数的测量（a）电流线圈和电压线圈的接法（b）电路图符号图17-3单相功率表的结构与符号功率因数的测量使用功率表测量电功率时应注意以下几个问题：（1）正确选择量程选择功率表的量程，实际上是要分别选择功率表中的电流量程和电压量程，使电流量程大于负载电流，电压量程能承受负载电压，不能只考虑被测功率的大小。例如，一个感性负载的功率因数＝0.8，额定电压为220V,消耗的有功功率约800W。可算出负载电流A55.48.0220800cosUPI功率因数的测量（2）正确接线在电动系仪表的测量机构中，指针的偏转方向与通过两个线圈的电流方向有关。而线圈中电流方向又与线圈接入被测电路的方向有关。为了避免接线错误，通常在电流线圈的一端（电流端）和电压线圈的一端（电压端）各标一个“*”号或“±”号，叫做电源端。接线时应按如下规则：①电流线圈的电源端必需与电源连接，另一端与负载连接，即电流线圈串联接入电路。②电压线圈的电源端必需与电流线圈的任一端相联，另一端则跨接到被测负载的另一端，即电压线圈并联接入电路。功率因数的测量（3）正确读数多量程功率表一般有两个电流量程，若干个电压量程，它的标度尺只标有分格数，并不标明被测功率的瓦数。功率表内往往附有制造厂提供的表格，注明在不同电流、电压量程下每一格代表的瓦数，以供查用。如果找不到这种表格，也可以按下式计算出每一分格所代表的瓦数：功率因数的测量式中UN——代表所选择的功率表电压量程；IN——代表所选择的功率表电流量程；——是标度尺满刻度的分格数。)/(格瓦mNNaIUcma