实验三功率因数的提高.doc

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1、实验三　功率因数的提高一、实验目的1．掌握日光灯线路的接线。2.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。二、原理说明1．日光灯电路（图3－1）是感性负载电路。镇流器L可看作电感与电阻的串联；点燃的日光灯管看成是电阻元件。2．例如20瓦日光灯电路在外加电压U=220V（有效值）的作用下，灯管电流为0.31A，电路的有功功率为P=20W，日光灯的功率因数为启动器日光灯管图3－1日光灯原理图负载功率因数低使得供电电源设备容量不能充分利用；另外，因为功率因数低，线路总电流大，电压降加大，导致电能损耗增加，这些都是很不经济的。3．在日光灯电路上并联电容（图3－2）可以提高功率因数。

2、由图3－3的相量图可见，由于有了这一分量，总电流减少了，整个负载的功率因数提高了。4．例如用带有镇流器的20瓦日光灯作为感性负载，通过并联电容（电容数值可调）以提高功率因数。由于灯管是非线性电阻，镇流器是带铁芯的线圈，可看成是电阻与非线性电感的串联。因此，电路中的电流和元件上电压波形呈非正弦形。实验结果有一定误差。图3－2并联电容的日光灯电路图图3－3相量图三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1交流电压表0～500V12交流电流表０～5A13功率表1（DGJ-07）4自耦调压器15镇流器、启辉器与40W灯管配用各1DGJ-046日光灯灯管40W1屏内7电容器1μF,2.

3、2μF,4.7μF/500V各1DGJ-048电流插座3DGJ-04图17-3四、实验内容1．观察日光灯的启动和点燃过程。按图3－4接线（此时电容C不接通）经指导老师检查后，接通实验台电源。调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉点亮为止，记下三表的指示值。然后将电压调至220V，测量功率P，电流I，电压U，UL，UA等值，验证电压、电流相量关系。测量数值计算值P(W)cosφI(A)U(V)UL(V)UA(V)r(Ω)cosφ启辉值正常工作值2．日光灯正常工作后，接入电容在0－6.9mF之间变化。每改变电容一次，记录功率表、电压表读数。通过一只电流表

4、和三个电流插座分别测得三条支路的电流。数据记入下页表中。ic图3－4功率因数测量实验线路图电容值测量数值计算值(μF)P(W)cosφU(V)I（A）IL(A)IC(A)I’(A)cosφ012.23.24.24.75.26.9五、实验注意事项　　1.本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全。严格禁止带电操作。2.功率表要正确接入电路。3.线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。六、预习思考题　　1.参阅课外资料，了解日光灯电路的工作原理，掌握其正确接线方法。2.为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电

5、路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？3.提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？七、实验报告　　1.完成数据表格中的计算，把提高功率因数接近l时所需电容的计算值和实验结果进行比较。2.根据实验数据，绘出cosФ～C、I～C关系曲线，并分析曲线的变化规律（用坐标纸画）。3.讨论改善电路功率因数的意义和方法。4.装接日光灯线路的心得体会及其他。