实验三单相交流电路

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1、实验三单相交流电路——日光灯功率因数的提高一、实验目的1、了解R光灯结构和工作原理。2、学习提高功率因数的方法，了解提高功率因数的意义。3、熟悉功率表的使用。二、实验原理灯管灯丝R镇淹器图3-1日光灯电路图3-2日光灯等效电路曰光灯结构如图3-1所示，曲灯管、启辉器和镇流器（带铁芯的电感线圈）组成。开关闭合时，日光灯管不导电，全部电压加在启辉器W触片之间，使启辉器中氖气击穿，产生气体放电，此放电产生的一定热使双金属片受热膨胀与间定片接通，于是有电流通过U光灯管的灯终和镇流器。短吋间后双金属片冷却收缩与固定片断开，电路屮的

2、电流突然减小；根据屯磁感应定律，这时锁流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯管两端屯压产生400至500V高压，灯管内气体电离放电，产生紫外线，涂在灯管内壁上的荧光粉吸收后辐射出了可见光。闩光灯点燃后，灯管两端的电压降为100V左右，这吋由于镇流器的限流作用，灯管屮电流不会过人。同时外联在灯管两端的启辉器，也因电汛降低而不能放电，K触片保持断开状态。由此川'知，启辉器相当于一个ft动开关，能A动接通和断开电路：锒流器除感应高压使灯管放电外，在円光灯正常工作时，起限流作用。円光灯正常工作后，启辉器断幵，灯管相当于一电阻R，

3、镇流器可等效为电阻和电感L的串联，所以整个电路可等效为一R、L串联电路，相当于一个感性负载，其电路模型如图3-2所示。其中，镇流器是个电感S较大的线圈，所以整个电路功率因数不高。若曰关灯电路作为负载接入图3-3所示电路屮（◎表示电流测景专用插II），则可采用在U光灯两端并联电容的方法來提高整个电路的功率因数。其原理如图3-4所示，当未接电容时（00），电路总电流+既＜，此时电路触麟滅经日关灯幡幢＜当并職入电容c（C=Ci）后，电路总电流t减小（f'＜fo），ILcos（p{＞cos（p^,总Mi路功率因素提高；当C电界暈

4、增加过多吋（称为过补偿），则总电流乂将增人（/2〉＜）,且cos於＜cos外。Cl三、实验设备1、锊能型电工电子系统实验装SGDDS-1C（或2C）型一台2、D06电容箱三相变压器组实验单元一个3、D04互感电度表日光灯实验单元一个4、单相交流可调电源0〜250V，2A一个5、精密双丛示交流电压表JDV-24型一个6、精密双敁示交流电流表JDA-llSy.一个7、精密双显示交流功率表JDW-32型一个8、导线若干9、电流测量专用插头一根10、曰光灯220V，20W—根四、实验内容及步骤U光灯电路在D04实验单元上。实验时

5、应将双向开关扳向“外接220V电源”一侧；当开关扳叫“内接220V”一•侧吋，由内部已将220V电源接至U光灯作为平吋照明光源用。1、将单相可调电源调至零位。2、将日光灯、电容箱、单相讨调电源和功率表等按阁3-3所示电路接线。在各支路中联接入电流表插口，电源端并联上电Ik表后，经检查无误时，接通电源，电压由零位逐渐增加到220Vo观察灯管现象为。3、改变可变电容箱电容值，先使00,测取日光灯灯管电压UR、镇流器电压UtR和总电源电压U，并读取此时日光灯支路电流kR、电矜支路电流Ic、总电流I和功率表读数P,将测量结果记录

6、于表3-1中。4、逐渐增加电容值C，重fi测S并记录上述各电压和各电流。电容值不要超过6Mf，否则电祚电景过人。注意事项：1、单相功率表的同名端“*”应按标准接法连在一起，否则功率表中模拟桁针反句偏转，数字表则无显示。使用功率表测量必须按下相应电压.、电流量程丌关，否则无显示。为保护功率表中指针表开机冲击，功率表采用指针表开机延时工作方式，仪表通电后约10秒钟两表ft动进入同步显示。2、日光灯启动电压随环境温度会变化，一般在180V左右。门光灯启动吋电流较大(约0.6A),工作吋电流约为0.37A，注意仪表景程选择。3、

7、在使用单相可调电源时，应特别注意调压器恢复零位。4、实验过稈屮，如果单相交流电源已达220V,円关灯仍旧点不亮，可先将启动器换成面板上的红色按钮代替。表3-1提高日光灯功率因数电容((.if)总电压U(V)ULR(V)UR(V)总电流I(mA)Ic(mA)Ilr(mA)功率P(W)计算COS(p00.471.01.472.02.473.03.474.04.475.05.476.0五、实验报告1、完成上述数裾测试，并列表记录。2、绘出/=/(c)，ca^=/(c)曲线，并分析讨论。3、本实验如数据不符理论规律，分析其原因。

8、六、实验预习题1、电源电压U是否为镇流器电压UkR和灯管电压UR之和？为什么?2、并联电容后，总功率P是否变化？为什么？