课13简单正弦交流电路的分析

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1、电工技术基础项目二日光灯电路电工电子技术基础知识点三典型单相电路（日光灯电路）分析日常办公设备和生活中的用电器，大多接单相交流电源，所谓单相交流电源，实际上就是取自于三相供电体系中的一根火线和中线之间的电压。一、日光灯电路的组成日光灯属于日常生活中广泛使用的一个典型单相用电器。日光灯电路由日光灯管、镇流器、启辉器三部分及连接导线和单相电源共同组成。对日光灯电路的分析和计算，具有单相交流电路分析和计算的普遍意义。1、日光灯管日光灯管由于自身的构造，点燃时需600～800V高压，点燃后只需100V左右的电压即可。2、镇流器电感镇流

2、器的主体是铁心线圈，其电感量的大小显然与线圈的匝数、铁心的尺寸均有关，若要增大电感量，电感镇流器的体积就会较大，相对功耗也较大。①应能为日光灯的点燃提供所需要的高压；②应能够限制和稳定日光灯的工作电流；③在交流市电过零时，也能使日光灯正常工作；④日光灯点燃后正常工作时，应能控制日光灯的能量，使灯电极被适当预热，并确保灯丝电极保持正常工作温度。⑤镇流器的体积要小、工作寿命长且低功耗。日光灯电路对镇流器的要求：电工电子技术基础3、启辉器启辉器在外壳3内装着一个充有氩氖混合惰性气体的玻璃泡4（也称辉光管），泡内有一个固定电极（静触极

3、）2和一个动触极5组成的自动开关。动触极5用双金属片制成倒U型，受热后动触极膨胀，与静触极接通；冷却后自动收缩复位，与静触极脱离。两个触极间并联一只５ｎＦ的电容器1，其作用是消除火花对电信设备的影响，并与镇流器组成振荡电路，延迟灯丝预热时间，有利于日光灯起辉。结构图中6是与电路相连接的插头。启辉器在日光灯点燃时，起自动开关作用。电工电子技术基础二、日光灯电路的工作原理电流断开瞬间，镇流器将产生很高的自感电动势与电源电压加在一起，加在灯管两端使灯管中的惰性气体导通，于是日光灯成为电流的通路开始发光。日光灯点燃后，持续的交变电流通

4、过镇流器线圈仍会产生自感电动势，来阻碍电流变化，这时镇流器起着降压限流的作用，保证日光灯正常工作。开关闭合后，电源电压加在启辉器的两极之间，使氖气放电发出辉光，辉光产生的热量使U型动触片膨胀伸长，跟静触片接通，于是镇流器线圈和灯管中的灯丝就有电流通过。电路接通后，起动器中的氖气停止放电，U型片冷却收缩，动静触头分离，电路自动断开。三、日光灯的优缺点及使用注意事项①比白炽灯省电。因为日光灯的发光效率高，可达65流／瓦以上。而60瓦的钨丝白炽灯的发光效率只有10～13流／瓦；②日光灯的发光颜色比白炽灯更接近日光，光色好，且发光柔和

5、；③日光灯寿命较长，一般有效寿命是3000小时。1、日光灯的优点①日光灯的附件多，故障机会较多；②日光灯的价格比钨丝白炽灯贵；③日光灯的功率不能做得很大；④由于日光灯是低压气体放电发光，所以在正常工作时存在“频闪”现象。“频闪”易造成观察运动物体的抖动感觉，使眼睛疲劳而影响视力，因此一般灯光球场都不用日光灯作为球场照明。2、日光灯的缺点①日光灯在使用时要避免频繁启动目光灯寿命一般不少于3000小时，其条件是每启动一次连续点燃3小时。随着每启动一次连续点燃时间的长短，灯管的寿命也相对延长或缩短。②电源电压的高、低会影响日光灯的使

6、用寿命当电源电压高于日光灯正常工作电压时，就会造成流过灯管的电流增大，由此加速灯丝的损耗，缩短了灯管的寿命。同时，电压偏高还会使镇流器过热，造成绝缘物外溢或绝缘损坏而发生短路事故。③正常电压下，灯管与镇流器一定要配套使用，以使日光灯能工作在最佳状态，否则会使流过灯管的电流不正常，造成不必要的损失，或造成启动困难。3、日光灯使用注意事项电工电子技术基础四、日光灯电路及其分析计算图示镇流器等效电路中，电阻、电感中通过的电流是相同的。由单一元件电路的分析可知，电阻元件上的电压与电流同相，而电感元件上的电压总是超前电流90°，相量图可

7、表示为：1、镇流器的等效电路及其分析相量图中的总电压（电源电压）显然超前电流一个φ角。由相量图可导出几个三角形：UURUL电压三角形ZRXL÷I=阻抗三角形×I2=功率三角形SPQL电压三角形各条边是带箭头的，因此是相量图，相量图中各个线段的长度反映了对应相量的数值大小，线段的箭头方向则反映了它们之间的相位关系。如果让电压三角形的各条边同除以电流相量，我们又可得到阻抗三角形；将电压三角形的各条边同乘以电流相量，还可得到功率三角形。三个三角形为相似三角形，分别表明了RL串联电路中，各正弦量、各参量及各功率之间的相位关系或数量关系

8、。电工电子技术基础由于上述三个三角形都是直角三角形，所以根据直角三角形的勾股弦定理，可得出各电压、阻抗及功率之间的数量关系如下：电阻、感抗构成的阻抗三角形中，斜边z称为阻抗，阻抗反映了RL串联电路中对电流总的阻碍作用。（1）（2）（3）电工电子技术基础2、多参数组合串联电路的