設置
我們將測量主電源臺式風扇的功率因數。選擇該器具是因為它包含一個小型交流電動機，因此可能具有有趣的電流波形和低功率因數。 測量設備如下：

  • 1.臺式風扇，額定功率為25 W，220 V至240 V.
  • 2.PicoScope 3206 PC示波器。我們可以在PicoScope系列中使用任何雙通道或四通道PC示波器。
  • 3.筆記本電腦運行PicoScope軟件
  • 4.Pico TA009 60 A電流鉗
  • 5.Pico TA041 700 V差分探頭
  • 6.修改了13 A擴展引線。這使得帶電導體與中性導體和接地導體分離并形成環。電纜采用熱縮套管保護，使整個組件安全地雙重絕緣。
  • 7.主要突破箱。這樣，差分探頭輸入引線上帶有4毫米帶罩的插頭可以安全地連接到主電源。
圖1：Bing設備

設置輸入通道
我們將風扇插入改進的延長線，然后我們將其插入電源。然后我們接通電流鉗，按下“ZERO”按鈕并將其鉤在延長線上的帶電導體環上。電流鉗的BNC引線連接到示波器上的通道A. 然后我們在筆記本電腦上運行PicoScope并將其設置為在通道A上觸發，并從通道A設置菜單中選擇'60 A電流鉗（20 A模式）'自定義探頭。打開風扇后，我們在PicoScope顯示屏上看到了一個嘈雜的，扭曲的正弦波。 然后我們打開差分探頭，將其設置為'x100'范圍，并將其連接到示波器的通道B. 通過為通道B選擇“x100”自定義探頭，我們在顯示器上看到了干凈的正弦波240 V波形

圖1：嘈雜，失真的正弦波 圖2：清潔正弦240 V波形

測量和計算
當電流和電壓軌跡以正確的單位顯示時，我們轉向PicoScope中的數學通道功能。這創建了一個新的通道，其外觀類似于輸入通道，但是由一個或多個輸入的數學函數形成。在這個實驗中，我們想要計算瞬時功率。單擊數學通道按鈕（數學按鈕）打開數學通道對話框，我們發現列出了'A * B'功能，并勾選復選框將其打開。（列出了最常見的功能，但是如果你想要的功能不在那里，你可以輸入你自己的等式。）這給了我們第三個通道，顯示了瞬時功率與時間的關系。默認情況下，PicoScope顯示'？' 作為每個新數學通道垂直軸上的單位符號，我們將其更改為“W”，表示功率的SI單位。我們還將跡線的顏色更改為綠色以獲得更好的對比度。綠色跡線（底部）顯示瞬時功率在每個電源周期中的變化情況，具體取決于風扇電機的旋轉和電流的相位。 下一步是添加一些自動測量。使用PicoScope，只需單擊“添加測量”按鈕（數學按鈕）并選擇源通道和測量類型即可。我們添加了三個測量值：數學通道的DC平均值（以及平均功率），以及電流和電壓輸入通道的RMS值。 測量表顯示平均功率約為19 W，這是我們對該風扇在低功率設置下的預期。這里的計算存在一個小誤差，因為我們在50 ms的周期內平均了功率，這不是20 ms周期時間的整數倍。我們可以通過在示波器視圖上設置兩個20 ms或40 ms的標尺并將測量限制在它們之間的間隔來提高我們的精度

圖3：每個電源周期的瞬時功率變化 圖4：測量表顯示平均功率約為19 W.

計算功率因數
表中的第二行和第三行顯示RMS電流和RMS電壓。我們現在有足夠的信息來計算功率因數（pf），其定義如下： pf = PR / PA 其中PR是實際功率而PA是視在功率，兩者均在電源波形的一個周期內平均。 PR = 19.32 W PA，視在功率，易于計算。它被定義為RMS電流和RMS電壓的乘積，我們在表的第二和第三行中有： PA = 0.1307 A x 246.9V≈32.27W 所以功率因數是： pf≈19.32W / 32.27W≈0.60 功率因數始終在0到1的范圍內，0表示純電感或容性負載，1表示純電阻負載，因此0.60與我們對小型交流電機的預期大致相同。

結論
我們已經看到PicoScope如何僅使用Pico Technology提供的基本設備或大多數電氣實驗室中的基本設備來查看主電源波形。通過程序內置的測量和計算功能，可以輕松計算實際和視在功率以及功率因數。功率因數對產品的資格預審測試非常有用，可以節省因功率因數低的設備而導致的過多電費。