日光灯电路及交流电路功率因数的测量设计实验.ppt

l 实验三实验三 l日光灯电路及交流电路功率日光灯电路及交流电路功率因数的测量设计实验因数的测量设计实验一、实验目的：一、实验目的：l1、学会设计简单的交流电路图。l2、掌握交流电路电压及功率的测量方法二、实验设备l1、日光灯管 1 只l2、启辉器 1 个l3、镇流器 1 个l4、交流电流表 3 个l5、交流电压表 1 个l6、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：l1、日光灯电路的组成l日光灯由灯管，镇流器，启辉器组成，如图3-1l2、日光灯点燃过程l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l3、日光灯的功率因数l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lUR，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l功率因数l4、功率因数的提高l日光灯的功率因数较低，一般在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U 90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1减小为，故cos cos 1。l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=0。此时总电流 下 降 到 最 小 值cos=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l根据实验室提供的实验设备完成以下实验内容的设计：l（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。l（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。l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l1、了解交流功率表的结构、原理、及接线方法。l2、预习日光灯的组成及工作原理。l3、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l1、根据实验结果和记录数据，分析功率因数随电容量的变化而变化的过程，试l用相量图加以说明。