电路与电子技术实验日光灯

《电路与电子技术实验日光灯》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章电路分析基础实验实验1.6日光灯电路与功率因数的提高1.6.1实验目的1．熟悉日光灯的接线方法。2．掌握在感性负载上并联电容器以提高电路功率因数的原理。3．学习单相交流功率表的使用方法。图1.6.1日光灯实验电路相线u1中性线RRL,L~380V1电容器组I*IU*UW1.6.2实验任务1.6.2.1基本实验1．完成无补偿电容和不同的补偿电容时图1.6.1所示电路中电压、电流以及电路的功率、总功率因数的测量。并画出电路的总功率因数与电容的关系cosθ′=f(C)曲线。(日光灯灯管额定电压为220V，额定功

2、率40W或30W)2．完成电路的总功率因数提高到最大值时所需补偿电容器的电容值。3．完成电路中点亮日光灯所需电压U点亮和日光灯熄灭时电压U熄灭的测量。4．分别定量画出电路的电压及电流的相量图。完成镇流器的等效参数RL、L的计算。1.6.2.2扩展实验保持U=220V不变，在电路并联最佳电容器后使得总功率因数达到最大的状况下，在电容器组两端并入20W灯泡。通过并入灯泡的个数，使得总电流I与无并联电容时的总电流I值大致相同，记录此时I、Ic、IL、P以及流入灯泡的电流值。1.6.3实验设备1．三相自耦调压器一套2.

3、灯管一套3．镇流器一只4.起辉器一只5.单相智能型数字功率表一只6.电容器组/500V一套7.电流插座三付第四章电路分析基础实验8.粗导线电流插头一付9.数字万用表一只10．交流电流表(0~5A)一只11．导线若干图1.6.2日光灯电路图～220V灯管镇流器RL、L启辉器1.6.4实验原理1．日光灯电路组成日光灯电路主要有灯管、启辉器和镇流器组成。联接关系如图1.6.2所示。2．日光灯工作原理接通电源后，启辉器内固定电极、可动电极间的氖气发生辉光放电，使可动电极的双金属片因受热膨胀而与固定电极接触，内壁涂有荧光

4、粉的真空灯管里的灯丝预热并发射电子。启辉器接通后辉光放电停止，双金属片冷缩与固定电极断开，此时镇流器将感应出瞬时高电压加于灯管两端，使灯管内的惰性气体电离而引起弧光放电，产生大量紫外线，灯管内壁的荧光粉吸收紫外线后，辐射出可见光。发光后日光灯两端电压急剧下降，下降到一定值，如40W日光灯下降到110V左右开始稳定工作。启辉器因在110V电压下无法接通工作而断开。启辉器在电路启动过程中相当于一个点动开关。─电源电压─日光灯支路电流─补偿后电路总电流─电容支路电流θ─补偿前电路的电压与电流间相位角─补偿后电路的电压

5、与电流间相位角当日光灯正常工作后，可看成由日光灯管和镇流器串联的电路，电源电压按比例分配。镇流器对灯管起分压和限流作用。灯管相当于一个电阻元件，而镇流器是一个具有铁心的电感线圈，但它不是纯电感，我们可把它看成一个RL、L串联的感性负载，电流为。设日光灯电路两端电压的相位超前于日光灯电路电流相位θ角，则日光灯电路的功率因数为cosθ。相量图如图1.6.3所示。θ图1.6.3提高电路功率因数的相量图3．镇流器参数计算。我们把镇流器看作RL与L串联电路，其模型如图1.6.4a虚线框所示。我们可根据实验测得的数据、相量

6、图或解析式，求出其等效参数RL、L的值。第四章电路分析基础实验-~220V1＋1R灯管ARLL镇流器θa)b)图1.6.4日光灯电路模型a)电路图b)向量图（1）相量图计算法由余弦定理求得，再根据下式可求得RL、L。URL=U1×cos，则RL=（1.6.1）UL=U1×sin，则L=（1.6.2）或由余弦定理求得，再根据下式可求得RL、L。URL=U×cos-UR，则RL=（1.6.3）UL=U×sin，则L=（1.6.4）（2）解析计算法（1.6.5）（1.6.6）求式(1.6.5)和式(1.6.6)联立的

7、方程解，即可求出等效参数RL、L的值。4．电路的有功功率P=UIcosθ，它表明了二端网络实际吸收能量的大小，功率因数越接近1，吸收的有功功率就越大。有功功率是由电阻元件消耗的。无功功率Q=UIsinθ，表示电感或电容元件与电源进行能量互换的规模。第四章电路分析基础实验视在功率S=UI=，表示用电器的容量。功率因数cosθ=P/S，表示用电器的容量利用的程度。5．提高功率因数的目的为了减少电能浪费，提高电路的传输效率和电源的利用率，须提高电源的功率因数。提高感性负载功率因数的方法之一，就是在感性负载两端并联适当

8、的补偿电容，以供给感性负载所需的部分无功功率。并联电容器后，电路两端的电压与总电流()的相位差为，相应的相量图如图1.6.3所示。由图可见，补偿后的cos＞cosθ，即功率因数得到了提高。由图1.6.3可得Ic=ILsinθ－Isin=sinθ－sin=(tanθ－tan)又因Ic==UωC所以UωC=(tanθ－tan)由此得出补偿电容C的大小的计算公式（1.6.7）式中，P为有功功