[精品]电工论文_H

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1、正弦稳态交流电路实验中日光灯的工作和功率因数研究【摘要】：在正弦稳压交流电路中，实际元件日光灯是如何转化成理想元件的，这种转化是否合理？在生活中，提高功率因数，有利于减少线路损耗，提高电源的利用率和传输效率,如何提高功率因数呢？【关键词】：正弦稳态交流，日光灯，电路功率因数，电流相量1日光灯成为理想元件是不是合理的II光灯主要由灯管、镇流器和启动器纟R成。闭合开关后电压通过日光灯的灯丝加在启动器的两端，启动器如上所述发热一触点接触一冷却一触点断开。在触点断开的瞬间，镇流器L屮的电流急剧减小，产生很高的感应电动如感应电动势和电源电压叠加起来加在

2、灯管两端的灯丝上，把灯管点燃。家里照明用的电源是交流，它的大小和方向都在不停地变化。镇流器L屮的白感电动势阻碍电流的变化，使得流过灯管的电流不致过人我们在做“正弦稳态交流电路相量的研究”实验⑶的时候，我们是将实际元件II光灯灯管转化为一个理想电阻元件和一个理想电感元件串连在一起的，我们在计算r的值的时候，是用公式〃=UL/I〃来计算的。根据我的实验探究，发现日光灯可以简单的看作是由一个理想电感元件和一个理想电阻串联而成的，其等效电路图如“图1.4.2U光灯工作时的等效电路”，根据实验我们还可以测出其等效电阻的人小。；L肛IWWY-

3、-220V

4、TI镇流器LA2日光灯工作原理II光灯电路是一个他串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图1.4.1所示。iL镇流器7十g/日光灯管A220V=补偿电容O图1.4.1H光灯的组成电路灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（山鸭丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一•定的氮气与少呈水银，当管内产牛辉光放电时，发出可见光。镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。它冇两个作用，一是在起动过程中，起辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而放电。二是正常工作时，它相当于电感器，与H光灯管相审联产牛一定的电

5、压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。起辉器：是一个充有氛气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的u形动触片。动触片rh两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。口光灯点亮过程电源刚接通时，灯管内尚未产牛辉光放电，起辉器的触片处在断开位苣，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上，起辉器的两触片Z间的气隙被击穿，发牛辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端

6、的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。-与此同时，由于起辉器中动、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口感电动势,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牛弧光放电，并发射紫外线到灯管内壁，激发荧光粉发光，H光灯就点亮了。灯笛点亮后，电路中的电流在镇流器上产生较大的电压降（有一半以上电压），灯管两端（也就是起辉器两端）的电压锐减，这个电压不足以引起起辉器氛管的辉光放电，因此它的两个触片保持断开状态。即H光灯点亮正常工作后，起辉器不起作用。3功率因数的理解和如何提高电路的视在功率为S=

7、UI,而有功功率为P=L7cosp=Scos*我们把称为功率因数。单-电阻的阻抗角为零，因此其功率因数为1；而电感和电容的阻抗角分别为90°和・90。，因此它们的功率因数为0。一般地，当二端网络的阻抗用不等于零即电压电流不同相时，电路屮就会岀现与网络外部的能量交换即无功功率，无功功率的人小为。无功功率的出现会引起下面两个问题：（1）发电设备的容量不能充分利用。发电设备的容量是由其额定电压Uv和额定电流厶决定的，如果向功率囚数不等于1的负载供电，则实际有功功率仅为叫W显然，负载功率因数越小，发电设备的容量就越不能充分利用。（2）功率因数越低则输

8、电线路的损耗越大。”0卩，可见功率因数越低，为了达到相同的冇功功率，线路上的电流就越大，那么线路损耗就越大。按供用电规则，高压供电的工业企业的平均功率因数不低于（）.95,其它单位不低于（）.9。囚此，我们需要提高功率因数。功率因数不等于1,也就是负载的阻抗角不等于零，即负载呈感性或容性。要提高功率因数，只要向负载加入与其电抗性质相反的电抗元件即可。加入的方法一般是与负载并联，这样不会影响负载的工作电压。实际使用中，负载人多呈感性（如电动机等），因此，在负载上并联电容以增大功率因数的方法具有很大的实际意义。一般在用户端（如电动机内）或变电所并

9、联电容。（3）在用户中，一般的感性负载居多，如电动机，变压器等，其功率因数较低，当负载的电压一处时，功率因数越低，输电线路上的电流越大，导线上压降越大，山此导致电能