日光灯电路及交流电路功率因数的测量设计实验

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1、实验三日光灯电路及交流电路功率因数的测量设计实验一、实验目的：1、学会设计简单的交流电路图。2、掌握交流电路电压及功率的测量方法二、实验设备1、日光灯管1只2、启辉器1个3、镇流器1个4、交流电流表3个5、交流电压表1个6、交流功率表1个以上设备在综合实验装置上。电工综合实验装置三、实验原理：1、日光灯电路的组成日光灯由灯管，镇流器，启辉器组成，如图3-12、日光灯点燃过程电源的接通后，电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝加在启辉器二个触片上，两片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是灯管和灯丝通电预热而

2、发射热子。与此同时，由于启辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。在断开瞬间镇流器感应出很高的电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电发出紫外线射到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点燃了3、日光灯的功率因数日光灯点燃后的等效电路如图3-2所示。灯管相当于电阻负载R，镇流器用内阻r和电感L等效代之。只要测出电路的功率P、电流I、总电压U以及灯管电压UR，就能算出灯管消耗的功PR=IUR，镇流器消耗的功率P1=P–PR,并示出电路功率因数4、功率因数的提高日光灯的功率因数较低，一般

3、在0.6以下，且为感性电路，可以采用并联电容器的方法来提高。日光灯并联电容器后的相量图如图3-3所示。由于电容支路的电流IC超前于电U90度，抵消了一部分日光灯支路电流中的无功分量，使电路的总电流I减小，从而提高了电路的功率因数。电压与电流的相位差由原来的ϕ1减小为ϕ，故cosϕ＞cosϕ1。当电容量增加到一定值时，电容电流等于日光灯电流中的无功分量ϕ=0。此时总电流下降到最小值cosϕ=1，整个电路相当于电阻性负载。若继续增加电容量，总电流I反而大，整个电路变为容性负载，功率因数反而下降。四、实验内容根据实验室提供的实验设备完成以下实

4、验内容的设计：（1）设计一个日光灯的照明电路，设计记录电流，功率及各部分电压测量结果的数据表格。根据测量数据了解交流电路中，各部分电压和电流之间的相量关系。（2）在（1）内容的基础上设计一个利用电容来提高功率因数的电路，电容变化范围1uf-8.37uf，要求选择至少7个不同的电容值来观察电路中各物理量的变化。设计记录不同电容值时各部分电流，电压和功率因数测量结果的表格。五、预习要求1、了解交流功率表的结构、原理、及接线方法。2、预习日光灯的组成及工作原理。3、预习交流电路感性负载的特性及用电容提高功率因数的原理。六、总结报告1、根据实验

5、结果和记录数据，分析功率因数随电容量的变化而变化的过程，试用相量图加以说明。