在感性负载电路中，串联适当的电容也能改变总电流与电压之间电压电流的相位差差，但为什么不用串联电容的方法提高功

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-12-17 22:39 标签： 电压电流的相位差
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2012版电工进网作业许可考试习题
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摘要: 用电设备中，多数是电感性负载，本实验所用的日光灯电路就是一个电感性负载电路。一般电感性负载功率因素较低，通常用并联适当补偿电容器的方法来提高功率因素，并联电容后，由于电感性负载支路的感性电流与电容支路 ...
用电设备中，多数是电感性负载，本实验所用的日光灯电路就是一个电感性负载电路。一般电感性负载功率因素较低，通常用并联适当补偿器的方法来提高功率因素，并联电容后，由于电感性负载支路的感性电流与电容支路的容性电流相互补偿，总电流可以降低，功率因素随之提高，当功率因素提高到1时，电路呈现并联谐振状态。假定电感性负载电路的功率因素从cos提高cos 到，则所需并联的电容值可按下式计算：式中U--电压(V)P--电路所消耗的有功功率(W)
日光灯电路由灯管，镇流器和起辉器三部分组成。如下图所示。灯管是一玻璃管，管内壁均匀地涂着一层簿的荧光粉，灯管两端各有一组灯丝，灯丝上涂有一层粉，灯管内充有惰性气体（如氩气）和水银蒸汽。镇流器实际上是一个铁芯线圈，它与灯管串联使用，其作用是：(1) 限制灯管电流(2) 使日光灯起燃时，由于线路内电流突变而在灯管两端产生一脉冲高压，起燃日光灯。镇流器必须按电源电压和日光灯功率配用，不能相互混用。起辉器是由一个小电容和封装在玻璃泡内（泡内充满惰性气体）两个电极组成。如左图所示。一个电极为直形金属片，另一个电极为“”形双金属片。接通电源时，电源电压全部加在起辉器的两个电极之间，气隙被击穿，连续发生火花，并激发惰性气体呈桔红色。金属片受热膨胀，使两电极相碰。相碰后，极间电压降到零，双金属片冷却复原。由此可知，起辉器的作用是使电路接通和自动切断。起辉器的规格根据日光灯的功率来决定。
日光灯工作原理：当日光灯刚接通电源时，起辉器放电导通，使两组灯丝串联接在电源上，灯丝加热发射出大量电子，起辉器放电时双金属片受热膨胀，使两电极相互接触，导致起辉器放电熄灭，双金属片冷却，随即断开。由于双金属片的突然断开，导致线路电流的突然变化，于是在镇流器的两端产生开路脉冲电压，加在灯管两端使管内的氩气电离，氩气放电后，管内温度升高，使水银蒸汽压上升。由于电子撞击水银蒸汽，从而灯管由氩气放电过渡到水银蒸汽放电，放电时辐射出紫外线，激励管壁上的荧光粉，使它发出象日光的光。灯管放电后，灯管两端电压较低，即起辉器两电极间的电压较低，不足以使起辉器继续放电。日光灯电路工作时，线路中因有镇流器（电感）存在，功率因素较低，为了提高日光灯电路的功率因素，可采用并联电容器的方法。4. 并联电容提高感性电路功率因素的向量图
图（a）为补偿情况 （b）为已补偿情况（接通全补偿） （c）为欠补偿情况 （d）为过补偿情况 （e）为相应的
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电路分析实验思考题汇总(修改)
导读：电路分析实验思考题汇总，1、图1－1的电路中，2、在图1－1的电路中可以列几个电压方程？它们与绕行方向有无关系？，3、实验中，4、如何根据实验数据验证基尔霍夫电流定律（KCL）与电压定律（KCL）的正确性？，线性电路叠加性和齐次性，在实验箱中应如何操作？可否将要去掉的电压源处（US1或U，2、上述实验电路中，叠加性与齐次性只适用于线性电路，3、根据表2－1实验数据一，验证线性电路的叠加性与齐次
电路分析实验思考题汇总
基尔霍夫定律
1、图1－1的电路中，C、D两结点的电流方程是否相同？为什么？
相同，与C、D两个结点相关的电流都是I1、I2、I3，C点：I1+I2+I3=0，D点：―（I1+I2+I3）=0，去掉负号后完全相同。
2、在图1－1的电路中可以列几个电压方程？它们与绕行方向有无关系？
3个，与绕行方向无关
3、实验中，若用指针式万用表直流毫安档测量各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用数字万用表进行测量时，则会有什么显示呢？
当电压电流的实际方向与参考方向相反时，指针表反偏；将测量表笔对调；记录时注意数据要加负号。
数字表出现负号
4、如何根据实验数据验证基尔霍夫电流定律（KCL）与电压定律（KCL）的正确性？
KCL：C点：I1+I2+I3=（代入数字），结果等于或近似于零。（要公列式，代数字）。KVL：选定绕行方向，自行验证。
线性电路叠加性和齐次性
1、 叠加原理中US1, US2分别单独作用，在实验箱中应如何操作？可否将要去掉的电压源处（US1或U
直接短路会损坏电源。应首先将其连线拆去，原接电压源处短路连接。
2、 上述实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性与齐次性还成立吗？为什么？
叠加性与齐次性只适用于线性电路，二极管为非线性元件
3、根据表2－1实验数据一，通过求各支路电流和各电阻元件两端电压，验证线性电路的叠加性与齐次性。
列公式代数字计算来验证
4、各电阻元件所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据计算、说明。 不能够。功率P=I2R=U2/R，为二次函数，非线性函数
5、根据实验数据，说明叠加性与齐次性是否适用于非线性电路。
列公式代数字验证。
电源等效变换
1、理想电压源的输出端为什么不允许短路？理想电流源的输出端为什么不允许开路？ 理想电压源内阻为0，短路则电流为无穷大；理想电流源（即恒流源）内阻无穷大， 开路则端电压无穷大，都会损坏设备。
实验用的电压源为稳压电源，短路电流过大会损坏。实验用电流源其内部电压值是有限 的，开路端电压不会升得太高，不会损坏。
2、说明电压源和实验用的电压源为稳压电源电流源的特性，其输出是否在任何负载下 保持恒值？
理想电压源和理想电流源可以在任何负载下输出保持恒值，但理想电压源输出不得短路，理想电流源输出不得开路。
实验用的电压源和电流源，其负载在一定范围内，输出保持恒值。
3、实际电压源与实际电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，下降速度的快慢主要受哪个参数影响？
实际电压源：
因U?US?IRS 随着I增大，内阻压降增大，U下降；下降快慢主要受内阻RS影响
实际电流源 ：因I?IS?U,随着U增大，内阻的分流增大，I下降；下降快慢主要受内阻RS影响 RS
4、实际电压源与实际电流源等效变换的条件是什么？所谓‘等效’是对谁而言？电压源 与电流源能否等效变换？
等效对外电路（负载）而言。
（数据说明主要是两个电路所测得的电压、电流基本一致）
（理想）电压源与电流源不能等效变换。电压源的内阻为0，若等效变换电流为无穷大。电流源内阻无穷大，若等效变换电压为无穷大。
有源二端网络等效定理
1、如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量开路电压和短路电流？
当被测有源二端网络的等效内阻RS数值很大与选用的电压表内阻相近，或数值很小与电流表的内阻相近时，存在较大的测量误差时，不适用开路电压和短路电流法测量；此外若短路电流太大有可能损坏电路元器件，也不适合采用短路电流法测量。
2、说明测量有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。
开路电压：直接测量法（直接测有源二端网络输出端开路的端电压）、零示法、伏安法，详见讲义。
等效内阻：开路电压、短路电流法（测量开路电压UOC, 及短路电流ISC
，则内阻为： RS?UOC）、伏安法、半电压法，详见讲义。 ISC
3、 说明戴维宁定理和诺顿定理的应用场合。
适用于有源线性二端网络，即由线性元件组成的有源二端网络。
串联交流电路
1、在50Hz的交流电路中，测得一只铁心线圈的Ｐ、Ｉ和Ｕ，如何计算得它的等效电阻值及电感量？ 等效电阻R?P，感抗XL?2IZ?R22电感量L?XL 2?f
2、为什么白炽灯在不同电压下灯丝的电阻值不相同？
灯丝的电阻随着灯丝温度升高而增大，为非线性电阻，电压越高，白炽灯的功率越大，发热量越大，温度就越高。
日光灯功率因数的提高
1、为了提高电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？
随着并联电容器电容量的增大，电路的总电流逐渐减小到一个最小值，然后又增大。 感性元件上的电流和功率不变。
2、提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并联的电容是否越大越好？
串联电容器会改变用电器的工作电压，并联不会。并联的电容不是越大越好，并联适当容量的电容器量使使负载的总无功功率减小，线路功率因数提高，但电容量过大，功率因数又会下降，电流的相位从滞后于电压变为超前于电压――过补偿。
3、若电路连接正确，电压正常而日光灯不亮时，你将如何来检查和判断故障部位？ 检查启辉器接触是否良好；检查灯丝和灯丝保险丝是否良好。
1、三相负载根据什么原则作星形或三角形连接？
当负载的额定电压等于电源的线电压，负载作三角形连接；
当负载的额定电压等于电源的相电压，负载作星形连接。
对称三相负载按星形或三角形连接，它们的线电压与相电压、线电流与相电流有何关系？当三相负载不对称时关系是否成立？利用实验数据计算验证。
对称三相负载星形接法：Ul? 3Up三角形连接：Il?3Ip。不对称时关系不成立。
、说明在三相四线制供电系统中中线的作用，中线上能安装保险丝吗？为什么？ 中线的作用是保证三相不对称负载的每相电压等于电源的相电压――均压作用。不能安装保险丝。若中线断开，会导致三相不对称负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏，负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。
4、不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？
能正常工作。因为不论对称不对称，各相负载两端的电压都等于电源的线电压。以数据验证。
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