日光灯电路及功率因素的提高

实验报告

班    级: _______________

姓    名: _______________

学    号: _______________

指导老师: _______________

组     长: ______________

武汉交通职业学院机电工程系

20##年10月

实验三     日光灯电路及功率因素的提高

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

日光灯线路如图3-1所示，图中A是日光灯管，L是镇流器，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（COSΦ）。有关日光灯的工作原理见附说明。

三、        实验设备

四、  实验内容

1、日光灯线路接线与测量。

按图3-2接线。经指导教师检查后接通 实验台电源，日光灯应立即发光，记下三表的指示值。测量功率P，电流I，电压U，U，U等值，验证电压、电流相量关系。

2、并联电路———电路功率因数的改善。按图（3-3）组成实验线路。

经指导教师检查后，接通实验台电源，记录功率表、电压表读数。通过一只电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流，改变电容值，进行三次重复测量。数据记入下页表中。

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。

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、在日常生活中，当日光灯上缺少启辉器时，人们常用一根导线将启辉器           的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？

2、为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电路器，此时增加了一  条电流支路，试问电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，进行必要的误差分析。

2、根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式基尔霍夫定律。

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。

附： 日光灯工作原理

日光灯由灯管、镇流器、启辉器等组成。在日光灯电路开始接通电源的时候，灯管尚不能点燃，此时启辉器内发生辉光放电，使其中的双金属片翘起导致触点闭合，接通灯丝电路，电流即流经镇流器，灯管两端的灯丝和启辉器，其值约是灯管正常工作电流的两倍，这时灯丝 被很快加热而发射电子。在启辉器内触头闭合以后，辉光放电停止，约过零点几秒的时间，双金属片冷却并恢复原状，造成灯丝电路突然断开。在电路断开的瞬间，镇流器中产生很高的自感电动势，此电动势作用在灯管的两端，促使灯管点燃，日光灯便进入正常工作状态，灯管点燃以后，电路中的电流将在镇流器上产生较大的电压降落，灯管两端的电压锐减，从而使得和灯管并联的启辉器，因承受的电压过低而不再起辉。以上就是日光灯的点燃过程。

镇流器是一个铁心线圈，它在灯管点燃时能助其点燃，在灯管工作后以依靠它来限制电流，使灯管稳定工作。

灯管工作后，可视为电阻负载，它与镇流器串联后组成的日光灯电路，可以看成是一个电阻和电感串联的电路。由于镇流器具有较大的电感，困此日光灯电路的功率因数只有0.5——0.6左右。般可以用并联电容器的办法来提高日光灯电路的功率因数。

日光灯电路及功率因素的提高.实验报告

一、           实验预习

1、 实验目的：

2、 实验仪器（器材）：

3、 实验原理：

4、 实验图：

二、           实验记录

测试数据及计算：

三、           分析和讨论

日期­­­­­­­­­­­­­­­­____________成绩____________教师____________

第二篇：日光灯电路及功率因素的提高1

日光灯电路功率因素的提高

一、实验目的

1．  掌握提高功率因数的意义与方法。

2．  熟悉日光灯电路的工作原理，测量与研究日光灯各部分电压、电流的关系。

3．  掌握交流电压表, 交流电流表和万用表的使用。

二、实验设备

日光灯电路实验板，功率表，万用表, 交流电压表, 交流电流表

三、实验原理

在正弦交流电路中，功率因数的高低关系到交流电源的输出功率和电力设备能否得到充分利用。 为了提高交流电源的利用率，减少线路的能量损耗，可采取在感性负载两端并联适当容量的补偿电容，以改善电路的功率因数。 并联了补偿电容器C 以后，原来的感性负载取用的无功功率中的一部分，将由补偿电容提供，这样由电源提供的无功功率就减少了，电路的总电流? 也会减小，从而使得感性电路的功率因数cos φ得到提高。

图3－1  日光灯电路原理图

四、实验内容

测量日光灯电路有并联电容和没有并联电容这两种情况下的功率因数，掌握提高功率因数的方法。

五、实验内容与步骤

1.  日光灯没有并联电容时的操作过程

 (1)  先切断实验台的总供电电源开关，按照实验电路图3—1来连线。用导线将调压器输出相线端、总电流测量插孔、日光灯电流测量插孔、镇流器、日光灯灯丝一端、启辉器、日光灯灯丝另一端、调压器输出地线端按顺序联接到实验线路中。

(2)  用导线将电容器电流测量插孔与电容器组串联再与上述日光灯电路并联，并将电容器组中各电容器的控制开关均置于断开位置。注意，电容器电流测量插孔应联接在总电流测量插孔的后面。

(3)  实验电路接线完成后，需经过实验指导教师检查无误，方可进行下一步操作。

(4)  将安装在电工实验台左侧面的自耦变压器调压手柄按照逆时针方向旋转到底。

(5)  闭合实验台的总供电电源开关，按下启动按键。

(6)  按下调压按键，使实验台的调压器开始工作，这时实验台上的三相电压表显示调压器的输出电压。

(7)  闭合交流电表开关，用导线将交流电压表与调压器输出端相联接，按顺时针方向旋转自耦变压器的调压手柄，用交流电压表监测，将调压器输出电压逐渐调升至220V。这时安装在实验台内部的日光灯灯管将会点亮，日光灯电路开始正常工作。

(8)  使用交流电压表、交流电流表，按表4—1中的顺序测量电路端电压U、电路总电流I、日光灯灯管电压U_R，将测量结果记入表4—1中。

表4—1  日光灯电路的测量

                  

2. 日光灯并联电容时的操作过程

按照表4—2中列出的电容器容量值，逐项测量电路总电流I、日光灯支路电流I_R(或I_L)、电容器支路电流I_C的数值，并将测量结果记入表4—2中。

表4—2：

六、实验注意事项

1. 日光灯起动电流较大，起动时要小心电流表的量限，以防损坏电流表。

2. 不能将220V的交流电源不经过镇流器而直接接在灯管两端，否则将损坏灯管。

3. 在拆除实验线路时，应先切断电源，稍后将电容器放电，然后再拆除。

4. 线路接好后，必须经教师检查允许后方可接通电源，在操作过程中要注意人身及设备安全。

七、实验报告要求

1. 将实验数据记入表格，并根据实验数据 ，绘制的曲线。

2. 判断能够提高负载功率因数的电容C的取值范围，并确定最佳电容值。

3. 回答思考题。

八、思考题:

1．日光灯点亮后，启辉器还会有作用吗？为什么？如果在日光灯点亮前启辉器损坏，此时有何应急措施可以点亮日光灯？

2．为什么用并联电容的方法提高感性负载的功率因数？串联电容行不行？为什么？

3．增加电容C可以提高，是否C越大越高？为什么？