日光灯镇流器的计算
日光灯电路参数测量实验中电路参数计算问题
日光灯电路参数测量实验中电路参数计算问题作者：张志雄张静之赵春锋来源：《中国教育技术装备》2017年第20期摘要典型的日光灯电路参数测量实验中，根据实验数据，用两种不同的方法计算电路参数，算出的电路参数值相差较大。
用Multisim仿真日光灯实验电路，理论数据与实验数据的对比表明，电路参数值之所以有很大差异，主要原因是把日光灯当成一个纯电阻所致。
将日光灯近似为一个电阻和一个电感的串联，将能更好地模拟日光灯实际工作状态。
关键词日光灯电路实验；Multisim仿真；电路参数；日光灯电路模型中图分类号：G642.423 文献标识码：B文章编号：1671-489X（2017）20-0134-05Discussion on Curcuit Parameters Calculation in Electrical Engineering Experiment of Fluorescent Lamp Circuit//ZHANG Zhixiong， ZHANG Jingzhi， ZHAO ChunfengAbstract Based on the measurement data in the traditional electrical engineering experiment of fluorescent lamp circuit， the values of thecircuit parameters calculated in two methods have a significant diffe-rence. After simulating the experimental circuit by Multisim， andcomparing the experimental data with the simulation data， this difference was investigated and induced to the unreasonable circuitassumption that fluorescent lamp was a pure resistor. If the fluore-scent lamp was assumed to be a series induction and resistance cir-cuit， the simulation circuit would be a better approximation to theactual fluorescent lamp circuit with respect to the traditional assump-tion.Key words fluorescent lamp circuit experiment； Multisim simula-tion； circuit parameter；fluorescent lamp circuit model1 前言电工技术类课程教学中，正弦交流电路分析一直是学生学习上的一个难点。
镇流器电子镇流器的常用术语
1、镇流器（安定器）损失值（Ballast Loss）这一数值代表电子镇流器（电子安定器）本身所消耗的能源转换成热能而非光能，此数值可由总输出功率减去全部灯管所消耗的功率，一般而言，传统40W 双灯之镇流器约消耗22W，而电子镇流器约为7W。
2、光输出比值（Ballast Factor）这一数值可以看出使用电子镇流器光输出的相对效果，其值是由测得电子镇流器的光输出值，除以标准镇流器点灯下的光输出值，所求得百分比，一般而言，此一数值愈高，代表光输出效果愈佳，对电子镇流器而言，不得小于0.9，但也有为专门强调高输出值而设计的电子镇流器，其光输出比值可高达1.18至1.28 。
3、镇流器效率值（Ballast Efficacy Factor）这一数值可同光输出比值（Ballast Factor）除以镇流器输入功率值（Input Power），在美国市场卖方通常以这一数值，来衡量比较各家电子镇流器效率的优劣，这一数值愈高，代表电子镇流器的效率愈佳。
4、波峰比（Crest Factor）也叫波高率，此一数值大小对灯管的寿命有直接并且攸关的冲击，绝大多数的灯管厂商建议此一数值最好小于1.7，过高的数值容易造成灯管黑化，降低灯管的使用寿命，而波峰比的定义是指使用电子镇流器对日光灯管点灯时，所产生的峰值电流除以平均电流而求得。
5、功率因素（Power Factor）这一数值可以表示电子镇流器将外界输入电压和电流转换成可供使用功率的效率值，功率因素值愈高，峄供应电力系统之公司（指电力公司）十分有利，国外的电力公司为鼓励消费者使用高功率因素的电子镇流器，比采用补贴政策，但是一般消费者以为PF值愈高愈省电，这是一种错误的观念，其实省电的多少和PF值没有关联。
6、总谐波（Total Harmonic Distortion）一般三相式供电系统频率周期（50/60HZ）3的倍数（3、6、9、12）容易对交流电的正弦波造成扭曲，导致引起不当的大电流，对电器设备有所伤害。
日光灯电子整流器电路工作原理及13种电路图解析
日光灯电子整流器电路工作原理及电路图日光灯为何一定使用整流器？因为日光灯拥有负系数的阻抗特征：电流越大，电阻越小，灯管两头电压渐渐减小。
而电源电压恒定，则剩余的电压会破坏灯管。
因此一定在电路上串连一个拥有正系数阻抗特征的原件——整流器，来分担剩余的电压。
II灯管灯管U第一种电路简介：D1~D4，整流电路C1~C2/R1，稳压电路R2~R3/C3，充放电电路Q1~Q2/L1~L3，锯齿波振荡发生电路L4，起辉/限流C6，灯管运转中经过细小电流，协助加热灯丝。
图表1整流器U原理市电经D1～D4整流后，由C1、C2稳压、滤波后，获得±150V左右的电源。
电源经R3、R2对C3充电，当C3两头电压达到18V后，D7导通，Q2正偏导通。
当Q2一旦导通，C3经过Q2、R6放电，为Q2由导通变成截止作准备。
4.L2上部电位快速降低，因为电感线圈特征——保持电流稳固：因此，L2上产生持续向下贱动电流，即产生自感电势：上负下正。
5.同特芯耦合线圈作用，L1上产生一个上正下负感觉电势，R7电位上涨，Q1由截止变成导通。
C3放电使得R8电位降低，和L2共同作用，使得Q2截止。
Q1导通、Q2截止后，C3又恢复充电，为Q2导通作准备。
8.这样Q1、Q2交替工作形成振荡状态，在L1、L2上形成锯齿波形信号。
振荡信号经L3耦合、并由L4放大升压输出：Q2导通、Q1截止时：电流回路：C2上端为正——经过下灯丝——C6——上灯丝——L4——L3——Q2——R6——C2下端。
Q1导通、Q2截止时：电流回路：C1上端为正——Q1——R5——L3——L4——经过上灯丝——C6——下灯丝——C1下端。
使L4、C6构成的串连谐振电路谐振，产生较高的脉冲谐振电压使灯管燃亮，灯点燃后，因为大多数电流流经灯管，C6电流很小，串连谐整停止，L4起到限流的作用，Q1、Q2持续交替导通，将300V直流电源逆变成25KHZ左右的锯齿波形电流（灯管正常后，灯管两头约为110V电压，其余电压由整流器肩负）。
节能灯节能计算方法
节能灯节能计算方法节能灯节能计算方法一、某家庭按使用15只灯泡电费计算：1、普通灯泡电费：15只灯×40W/只×5小时/天×30天=90000W/小时=90度每月电费=90度×1元/度=90元2、节能灯的电费：15只灯×8W/只×5小时/天×30天=18000W/小时=18度每月电费=18度×1元/度=18元3、EEFL节能灯电费：15只灯x5w/只x5小时/天x30天=11250w/小时=11度即这个家庭使用节能灯后每月可以节省电费：90元—18元=72元，一年就可以节省电费864元。
如这个家庭使用EEFL节能灯后每月可以节省电费：90-11=79元，一年就可以节省电费948元。
二、某纺织厂按100只灯24小时电费计算：1、原T8日光灯40W，实际能耗40W+10W(镇流器)=50W;100只×50W/只×24小时×30天×12月=43200000W/小时=43200度年用电费用43200度×1元/度=43200元2、替换型T5节能支架灯，实际功耗26W;100只×26W/只×24小时×30天×12月=22464000W/小时=22464度年用电费用22464度×1元/度=22464元3、替换成EEFL节能灯，实际功耗5w200只x5w/只x24小时x30天x12月=8640000W/小时=8640度4、每年节电：43200-22464=20736元EEFL节能灯每年节电：43200-8640=34560元【节能灯节能计算方法】。
LED日光灯替换T8灯管节电与方案计算
LED日光灯替换T8灯管节电方案计算一. 地点：二. 使用数量：大约1300条1200mm日光灯管。
大约600条600mm日光灯管。
三. 普通灯管功耗：平均每支T8-600mm灯管20W+镇流器7W+启辉器1W=每支灯管耗电28W。
平均每支T8-1200mm灯管36W+镇流器7W+启辉器1W=每支灯管耗电44W。
四. LED日光灯管：LED8W相当于普通的20W。
不需要镇流器跟启辉器。
不需要维护费用。
五. 电费计算公式与对比：一. 普通日光灯管:①普通T8日光灯管600mm的功耗是28W×千瓦小时一度电×每天工作时间15h×600条日光灯管×365天×每度电按9毛=一年的电费82782元。
②普通T8日光灯管1200mm的功耗44W×千瓦小时一度电×每天工作时间15h×1300条日光灯管×365天×每度电按9毛=一年的电费281853元。
③一年维护费用:更换灯管,启辉器,镇流器等大约需要37000元.④一条600mm普通日光灯管成本按6元计算，1200mm的按8元计算。
镇流器+启辉器按5元计算。
⑤普通日光灯管的投资费用600条×6元+1300条×8元+1900个镇流器×5元=23500元二. LED日光灯管:①T8- LED日光灯管8W ×0.001×15×600×365×0.9=23652元电费②T8- LED日光灯管12W×0.001×15×1300×365×0.9=76869元电费③三年没有任何维护费用.④一条LED灯管600mm按95元计算，1200mm按145元计算。
⑤T8-LED日光灯管投资费用600条×95元+1300条×145元等于245500元六. 普通日光灯管一年电费364635元－LED日光灯管一年电费100521元等于每年节电264114元 .七. 从数据可以看出不到一年即可收回成本，况且以后每年还省电70%以上。
日光灯镇流器的计算
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 日光灯镇流器的计算计算日光灯镇流器时，应首先明确日光灯的电参数，如灯钮的工作电压，工作电流和预热电流。
因不同规格的灯管，这些纽数是各不相同的。
计算镇流器时，应以日光灯管的各项额定值为依据。
一般应用经验公式计算如下。
(1)镇流器铁芯截面积计算：式中A c ——铁芯截面积，cm 2；U ——电源电压，V ；U L ——灯管的额定电压，V ；P L ——灯管的额定功率，w ；K c ——铁芯截面系数，可选取0．5～0．7之间，取上限值时铁芯体积较大则耗料多，但温升低。
(2)镇流器的工作电压。
镇流器的工作电压是制作镇流器的一个关键参数，它与电源电压，灯管电压有一定的矢量关系。
由经验确定镇流器的损耗为灯管功率的20%~25%，镇流器的工作电压可由下式计算：式中U w ——镇流器的工作电压，V 。
(3)线圈匝数计算。
镇流器工作电压和铁芯截面积确定后，线圈匝数和最大磁感应强度B m 的取值成反比，即磁感应强度取值高，则线圈匝数就相对的减少。
一般两根引线镇流器铁芯的磁感应强度取11000～13000GS ；对于有起动绕组的四根引线镇流器的磁感应强度取值为11000～12000GS 。
式中 N ——线圈的匝数；B m ——最大磁感应强度，GS 。
对于四引线镇流器的起动线圈N st 按N 的6％～9％绕制。
(4)线圈导线直径的计算。
线圈所用导线的粗细决定于单位面积所取的电流筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 密度，线径计算公式如下：式中 b ——铁芯叠厚，cm ；a ——铁芯腿宽，cm 。
镇流器铁芯留有一定的气隙，这是为了减小铁芯的饱和程度和适应启辉与正常工作时不同电流的要求。
日光灯在起动时，通过镇流器的电流较大，铁芯中的磁力线将增加，相应的磁路气隙的漏磁也增大，使铁芯中的磁力线保持在一定的数量，不致因镇流器的电压降太大而影响起动电流减小；日光灯在正常工作时，流经镇流器的电流将减小到灯管的额定值，铁芯中的磁力线和漏磁也相应的下降，使铁芯中的磁力线保持在正常的数量。
EPS计算方法
EPS容量计算方法WY系列或WYS用于带应急照明负载时：●当负载为电子镇流器日光灯，EPS容量=电子镇流器日光灯功率和×1.1倍●当负载为电感镇流器日光灯，EPS容量=电感镇流器日光灯功率和×1.5倍●当负载为金属卤化物灯或金属钠灯，EPS容量=金属卤化物灯或金属钠灯总和×1.6倍带混合负载时，EPS容量的计算方法：●当EPS带多台电动机且都同时启动时EPS容量=带变频启动电动机功率之和+带软启动电动机功率之和×3倍数+带星三角启动电机之和×3倍+直接启动电动机之和×5倍●当EPS带多台动机且都分别单台启动时（不是同时启动）EPS容量=各个电动机功率之和，条件是：⑴直接启动的最大的单台电动机功率是EPS容量1/7⑵星三角启动的最大的单台电动机功率是EPS的1/4⑶软启动的最大的单台电动机是EPS的1/3⑷变频启动的最大的单台电动机功率不大于EPS电动机启动时的顺序应为直接启动的在先，其次是星三角的启动，有软启动的再启动，最后是变频启动的再启动。
●当用WYS系列EPS带混合负载时EPS容量=所有负载总功率之和，但必须满足以下六条件，若不满足，则按其中最大的容量来确定EPS 容量。
⑴负载中直接同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/7⑵负载中星三角同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/4⑶负载中有软启动同启动的电动机功率之和是EPS容量的1/3⑷负载中有变频的电动机当量功率之和不大于EPS容量⑸同时启动的电动机当量功率之和不大于EPS容量电动机功率当量=直接且同时启动电动机总功率之和×5倍=星三角且同时启动电动机总功率和×3倍= 软启动同时启动电动机功率之和×3倍+变频且同时启动电动机功率之和。
若电动机前后启动时间机差大于1分钟均不为同时启动⑹同时启动的所有负载（含非电动机负载）的当量功率之和不大于EPS容量。
实验2 日光灯电路及功率因数的提高
实验二 交流电路的研究一、实验目的1、学会使用交流数字仪表（电压表、电流表、功率表）和自耦调压器；2、学习用交流数字仪表测量交流电路的电压、电流和功率；3、学会用交流数字仪表测定交流电路参数的方法；4、加深对阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。
5、研究提高感性负载功率因数的方法和意义；二、实验原理1、交流电路的电压、电流和功率的测量正弦交流电路中各个元件的参数值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U ，流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用来测量50Hz 交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为：电阻元件的电阻：I U R R =或2IPR = 电感元件的感抗IU X LL =，电感f X L π2L =电容元件的容抗IU X C C =，电容C 21fX C π=串联电路复阻抗的模IU Z =，阻抗角 R Xarctg=ϕ其中：等效电阻 2I PR =，等效电抗22R Z X -=在R 、L 、C 串联电路中，各元件电压之间存在相位差，电源电压应等于各元件电压的相量和，而不能用它们的有效值直接相加。
电路功率用功率表测量，功率表（又称为瓦特表）是一种电动式仪表，其中电流线圈与负载串联，（具有两个电流线圈，可串联或并联，以便得到两个电流量程），而电压线圈与电源并联，电流线圈和电压线圈的同名端（标有*号端）必须连在一起，如图3-1方法与电动式功率表相同，电压、电流量程分别选500V 和3A 。
2、提高感性负载功率因数的研究供电系统由电源（发电机或变压器）通过输电线路向负载供电。
负载通常有电阻负载，如白炽灯、电阻加热器等，也有电感性负载，如电动机、变压器、线圈等，一般情况下，这两种负载会同时存在。
由于电感性负载有较大的感抗，因而功率因数较低。
UI u图3-1若电源向负载传送的功率ϕcos UI P =，当功率P 和供电电压U 一定时，功率因数ϕcos 越低，线路电流I 就越大，从而增加了线路电压降和线路功率损耗,若线路总电阻为l R ，则线路电压降和线路功率损耗分别为l l IR U =∆和l l R I P 2=∆；另外，负载的功率因数越低，表明无功功率就越大，电源就必须用较大的容量和负载电感进行能量交换，电源向负载提供有功功率的能力就必然下降，从而降低了电源容量的利用率。
110V 60HZ、8W日光灯镇流器的计算
110V/60HZ、8W日光灯镇流器的计算
国外某些国家及地区的单相供电线路是110V／60Hz，其生产的单旧电器产品也多是110V／60Hz的。
例如：进口设备时随带的110V ／60Hz、8W日光灯，其镇流器烧坏后需重新制作。
故本节介绍110V ／60Hz、8W日光灯镇流器的计算，也可说为上节“日光灯镇澜器的计算”的实例。
现以日本NEC8W灯管的要求进行计算。
(1)镇流器的工作电压：
——灯管电流，取0．17A；
式中 I
L
——铁芯截面积系数，取0．55。
K
c
采用市场售规格U型片，舌宽为1．4cm，叠厚为1．4～1．5cm(现取1．45cm)DR510—50硅钢片，其规格为0．5mm厚，约28～29片，截面积约为2cm。
(3)线圈匝数：
镇流器装好后，气隙间可根据额定电流加以调整。
电子整流器工作原理详细分析
电子整流器工作原理详细分析日光灯电子镇流器典型电路如图1所示、D1~D4和电容C2、C3等构成整流滤波电路，向镇流器提供直流用电；开关功率三极管BG1、BG2和双向触发二级管ST、变压器T等构成高频开关波(方波)电路，其中R1、C4和ST组成锯齿波发生器，用于启动振荡电路；方波振荡电路将直流电变为高频交流电，用于点燃日光灯，由于BG1、BG2工作在开关状态，故可获得很高效率。
电感L2和C8、C9等构成串联谐振电路，其作用是起辉日光灯管和限制灯管工作电流。
O/O接通电源，220V交流电经整流滤波后，输出约300V直流电压，该直流电压经R1对C4进行充电。
当C4两端充电电压超过ST的转折电压(约32V)时，ST导通，给BG2管基极提供一个窄电流脉冲使BG2首先导通。
此时直流电源通过日光灯管灯丝、L2和T的绕组n1等形成回路，给C8、C9充电，由于脉冲变压器T的线圈n1对n2和反向线圈n3的感应耦合作用，n2产生的感应电压将使BG1导通，而n3上的感应电压将使BG2截至。
故C8、C9又通过L2、n1和BG1形成放电回路。
如此反复循环，BG1、BG2轮流导通，很快形成频率约25kHz的自动激振荡。
O/O电路起振后，C4经D8和GB1不停地放电，使ST不再产生触发电压，即锯齿发生器停止工作。
同时，高频振荡信号很快使C8、C9和L2等构成的串联电路发生谐振，由于C8容量远大于C9容量，因此在C9两端产生足够高(约500-600V)的谐振电压，使灯管一次性启动点亮。
O灯一旦被点亮，LC串联电路则失谐，灯管两端电压将为100V左右，L2只起限流作用，C8则起隔直作用，C9通过的极小电流对灯丝起辅助加热作用。
另外，当BG2由导通变为截至时，L2的自感电压与电源整流后的电压叠加在一起，会使BG2承受上千伏的高频电压，容易使三极管击穿，C7则可有效降低这个电压在供电正常时，J2得电吸合，其动触点与"N/O(常开点)"接通，后备蓄电池正端与IC1的反相端相联。
(整理)自制日光灯镇流器
自制日光灯镇流器研究镇流器好长时间了，直到用洞洞板做出的镇流器成功才发贴。
家里客厅灯是由6支40W日光灯管组成的方型顶灯，由分段开关控制，按第一下2只灯管亮，按第二下另外4只灯管亮，按第三下6只灯管全亮。
日光灯管是飞利浦的，镇流器是杂牌的，太次了，经常坏，已经坏了3个，于是拆下镇流器研究一下，发现镇流器使用的两个三极管为13003D，为阻尼型三极管，可能是厂家订制的吧。
我用普通的13003三极管焊上去，接上灯管，瞬间电路就烧了一片黑。
不想去买镇流器，想自已练练手，自己做。
解决办法：1、先改一个20W的镇流器，给三极管加散热片，用的是开关里面的铜片，没改元件，因为镇流器功率小，开灯时先亮一点，过半秒钟才全亮，使用了半年没坏，现在还在用。
散热片伸到壳子外面了，好在四周接触不到金属，挂在灯罩里不会造成短路。
2、现在根据原来的镇流器，按实物将电路绘图，用绘图助手1.0做的。
这个电路还是有问题的，主要有：厂家为节约成本，三极管上没有散热片；滤波电容用的是250V10uf的，如果用400V的，不容易坏。
大家看这个电路有什么问题？准备改造一下。
3、自己用洞洞板做的电子镇流器，用的电路图是网上当的，该电路原理：该电路由整流滤波电容、高频振荡电路以及输出负载屯路三部分构成。
交流2 20V经整流滤波输出约300V直流为振荡电路提供电源。
开机后，电源经R5对C3充电，使Vc3迅速升高，从而使VT2迅速达到饱和导通；此时由于T的反馈作用使VTI截止。
V T2一旦导通，则Vc3下降，流过L2的电流减小，引起L2两端一个上负下正的电压。
据同名端原则，L1得到上正下负的反馈电压，从而使VTI迅速饱和导通，同时T的正反馈作用又使VT2迅速截止，如此周而复始形成振荡方波(R6D6、R3D5起续流作用)。
负载回路由L3、L4、C4构成。
VTI、VT2产生的高频振荡方波由L3加给负载作激励源。
灯管点亮前，由C4、L4等形成很大的谐振电流流过灯丝，使管内惰性气体电离，进而使水银变为水银蒸汽，C4两端的高电压又使水银蒸汽形成弧光放电，激发管壁荧光粉发光。
LED日光灯管省电计算方式
LED日光灯管省电已成为不争的事实：
我们拿1.2米普通日光灯与1.2米LED日光灯消费作比较分析
按每天8小时计算：
普通日光灯平均寿命为2年, LED日光灯平均寿命6年（即LED日光灯管的使用寿命为43800小时）
15WLED日光灯照度相当与40W普通日光灯，而普通日光灯管的镇流器的功率是8W，也就是说使用一条普通的40W日光灯管，实际耗电是48W。
LED日光灯管是不用启辉器和镇流器的。
电费按0.8 元/度,各使用500只.
普通日光灯购买费用为10元
LED日光灯管购买费用为150元
普通日光灯1年电费计算为： 198天*8小时*0.048度*0.8元*500支=30412.8元(RMB)（注：学校以每年9个月，每个月22天，每天点灯8小时计算）。
LED日光灯管1年电费计算为：198天*8小时*0.015度*0.8元*500支=9504元(RMB)
一年节省的电费为：30412.8-9504=20908.8元（RMB）。
（其中还不包括普通日光灯管一年的维修费用）。
三年电费:
普通日光灯:30412.8元*3年=91238.4元
LED日光灯:9504元*3年=28512元
三年维修费：
普通日光灯：最少5000元（包括换启辉器，镇流器）（还有电工工资费用没有计算）
LED日光灯：0元
综合：
1、三年总可省电费用67726.4元（RMB）
2、LED日光灯管每年可省电费：（30412.8-9504）/30412.8=69%
家用一支LED日光灯管一年就可以回收成本，前期投入大，后面即有收获，而且家用安全有效！
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（完整word版）日光灯实验报告答案
（完整word版）⽇光灯实验报告答案⽇光灯实验报告答案篇⼀：⽇光灯实验报告单相电路参数测量及功率因数的提⾼实验⽬的1．掌握单相功率表的使⽤。
2．了解⽇光灯电路的组成、⼯作原理和线路的连接。
3．研究⽇光灯电路中电压、电流相量之间的关系。
4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应⽤⽅法。
实验原理1．⽇光灯电路的组成⽇光灯电路是⼀个rl串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图所⽰。
由于有感抗元件，功率因数较低，提⾼电路功率因数实验可以⽤⽇光灯电路来验证。
图⽇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（由钨丝组成），⽤以发射电⼦，管内抽真空后充有⼀定的氩⽓与少量⽔银，当管内产⽣辉光放电时，发出可见光。
镇流器：是绕在硅钢⽚铁⼼上的电感线圈。
它有两个作⽤，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，与⽇光灯管相串联产⽣⼀定的电压降，⽤以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。
实验时，可以认为镇流器是由⼀个等效电阻rl和⼀个电感l串联组成。
起辉器：是⼀个充有氖⽓的玻璃泡，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。
动触⽚由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。
2．⽇光灯点亮过程电源刚接通时，灯管内尚未产⽣辉光放电，起辉器的触⽚处在断开位置，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，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，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⾃感电动势，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⽣弧光放电，并发射紫外线到灯管内壁，激发荧光粉发光，⽇光灯就点亮了。
各种通用设备的电流计算公式
电热、白炽灯、卤钨灯电流计算公式 分类 220V单相 380V/220V二相三线 380V/220V三相四线 380V单相 额定功率（W) 1000 1000 1000 1000 估算电流（A) 4.5 2.3 1.52 2.7 计算公式 I N =P N /U φ =P N (W)／220(V) I N =P N ／2U φ =P N (W)／440(V) (A) (A) (A)
I N =P N ／根号3*U1=P N (W)／1.73*380(V) I N =P N ／U1=P N (W)／380(V) (A)
功率因素小于1的照明设备的电流计算公式 分类 220V单相 380V/220V二相三线 380V/220V三相四线 1000 1000 1000 计算公式 I N =P N /U φ *COS φ =PN(W)／220(V)*COS φ I N =P N ／2U φ * COS φ =P N (W)／440(V)*COS φ (A) (A)、效率 η 的数据时、单相电动机均以0.75计算，三相电动机均以0.85计算。 2、电动机功率如以马力HP表示时、与千瓦之间（KW)的折算关系是1HP=0.746(KW) 电焊机、X光机的电流计算公式 输入电压（V) 220 380 额定容量（KVA) 1 1 额定电流（A) 4.5 2.7 计算公式 I N =P N ／U φ =P N (KVA)*1000／220(V)(A) I N =P N ／U N =P N (KVA)*1000／380(V)(A)
I N =P N ／根号3*U1*COS φ =P N (W)／1.73*380(V)*COS φ
注：功率因素COS φ 的参考值、 日光 灯(镇流器） 0.55、日光灯（电子镇流器）0.90、高压钠灯 0.45、金属卤化物灯（钠、铊、铟灯、镝灯等）0.46~0.61、高压汞灯 、0.45~0.65、管型氙灯 0.9。 交流电动机的电流计算公式 分类 单相电动机 三相电动机 额定功率（KW) 1 1 估算电流（A) 8A 2A 计算公式 I N =P N ／U φ * COS φ * η =P N (KW)*1000／220(V)*COS φ * η (A) I N =P N ／根号3*U N *COS φ * η =P N (KVA)*1000／1.73*380(V)*COS φ * η (A)
三、计算题1、日光灯电路如图所示...
三、计算题1、日光灯电路如图所示，已知灯管电阻1R 为480欧姆，镇流器的电阻2R =30Ω，电感为L=1.5H ，当电路加上220V 、50Hz 的交流电压后，求电路中的电流、灯管两端的电压1U 、以及镇流器两端的电压2U 。
2、电路如图所示，已知电压表读数为PV=220V ，PV2＝80V ，PV3＝20V ，电流表读数为2A ，求PV1的读数，电路参数R 、L 、C 的值，判断电路阻抗的性质，并画出电路的相量图。
3、图示并联电路中，电压V U00220∠＝ ，Z 1＝R 1＝10Ω，Z 2＝3+j4Ω 试求：1）各支路的有功、无功、视在功率和功率因数；2）电路总的有功、无功、视在功率和功率因数。
4、有一次某楼电灯发生故障，第二层和第三层楼的所有电灯突然都暗淡下来，而第一层楼的电灯亮度未变，试问这是什么原因？同时又发现第三层楼的电灯比第二层楼的还要暗，这又是什么原因，画出电路图。
5、Y -Y 连接的对称三相三线制电路，电源线电压为380V 。
若A 相开路（即B 、C 两相运行），试分析A 相断开处的电压及 B 、C 两相的电压。
6、对称三相电路中，电源线电压V U l 380＝，负载阻抗Ω+=3040j Z 。
求 1）星型联接负载时的线电流及吸收的总有功功率；2）三角形联接负载时的相电流、线电流及吸收的总有功功率； 3）比较1）与2）的结果能得到什么结论？7图示并联电路中，电压V U 220＝ ，Z 1＝R 1＝10Ω，Z 2＝3－j4Ω，Z 3＝8＋j6Ω，试求：1) 各支路的有功、无功、视在功率和功率因数； 2) 电路总的有功、无功、视在功率和功率因数。
8.某三层办公楼由三相电源供电，根据各楼层的不同用途，一层有“220V 、40W ”的白炽灯20只，二层有“220V 、40W ”的日光灯40只，三层为“220V 、 40W ”10只与“220V 、40W ”的日光灯30只的混合照明。
试分析，该办 公楼应最好采用什么接线方式，为什么？若突然发生故障，一层电灯全部 熄灭，二层和三层照明亮度不变，分析故障原因。
日光灯管和镇流器的参数
日光灯管和镇流器的参数
日光灯发光时，由于镇流器的感抗作用，灯管两端的工作电压低于电源的电压．不同功率的灯管的额定工作电压和工作电流不同，所以应配用感抗不同的镇流器才能正常发光，功率越大的灯管所配的镇流器感抗越小．镇流器的结构是两
个形铁心相对，两侧分别套入线圈、，两个线圈串联，铁心相对处留有磁隙．为了制造方便，6W和8W的镇流器铁心和线圈完全相同，总数约2300匝，只是磁隙前者小（0.03～0.08mm）、后者大（0.05～0.10mm），磁隙大则感抗小．15W、20W、30W、40W的镇流器铁心也都相同，线圈匝数也相同，但比6W、8W的匝数少，约1400匝，它们铁心的磁隙也逐次加大，由0.10mm到0.45mm不等．
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日光灯(荧光灯)电子镇流器的检修
日光灯电子镇流器的检修 首先看一下日光灯的工作原理：日光灯电路由灯管、镇流器、启辉器以及电容器等部件组成（见图3-1），各部件的结构和工作原理如下。
1、灯管日光灯管是一根玻璃管，内壁涂有一层荧光粉（钨酸镁、钨酸钙、硅酸锌等），不同的荧光粉可发出不同颜色的光。
灯管内充有稀薄的惰性气体（如氩气）和水银蒸汽，灯管两端有由钨制成的灯丝，灯丝涂有受热后易于发射电子的氧化物。
当灯丝有电流通过时，使灯管内灯丝发射电子，还可使管内温度升高，水银蒸发。
这时，若在灯管的两端加上足够的电压，就会使管内氩气电离，从而使灯管由氩气放电过渡到水银蒸气放电。
放电时发出不可见的紫外光线照射在管壁内的荧光粉上面，使灯管发出各种颜色的可见光线。
2、镇流器镇流器是与日光灯管相串联的一个元件，实际上是绕在硅钢片铁心上的电感线圈，其感抗值很大。
镇流器的作用是：①限制灯管的电流；②产生足够的自感电动势，使灯管容易放电起燃。
镇流器一般有两个出头，但有些镇流器为了在电压不足时容易起燃，就多绕了一个线圈，因此也有四个出头的镇流器。
3、启辉器启辉器是一个小型的辉光管，在小玻璃管内充有氖气，并装有两个电极。
其中一个电极是用线膨胀系数不同的两种金属组成（通常称双金属片），冷态时两电极分离，受热时双金属片会因受热而变弯曲，使两电极自动闭合。
4、电容器日光灯电路由于镇流器的电感量大，功率因数很低，在0.5~0.6左右。
为了改善线路的功率因数，故要求用户在电源处并联一个适当大小的电容器。
图3-1 日光灯组成电路二、日光灯的启辉过程当接通电源时，由于日常灯没有点亮，电源电压全部加在启辉光管的两个电极之间，启辉器内的氩气发生电离。
电离的高温使到“U”型电极受热趋于伸直，两电极接触，使电流从电源一端流向镇流器→灯丝→启辉器→灯丝→电源的另一端，形成通路并加热灯丝。
灯丝因有电流（称为启辉电流或预热电流）通过而发热，使氧化物发射电子。
同时，辉光管两个电极接通时，电极间电压为零，启辉器中的电离现象立即停止，例“U”型金属片因温度下降而复原，两电极离开。
日光灯电路与功率因数的提高-日光灯功率因数提高
实验4.7 日光灯电路与功率因数的提高之马矢奏春创作实验目的1．熟悉日光灯的接线方法.2．掌握在感性负载上并联电容器以提高电路功率因数的原理. 实验任务1．完成因无赔偿电容和分歧的赔偿电容时电路中相关支路的电压、电流以及电路的功率、功率因数的丈量和电路的总功率因数曲线cosθ′=f (C )的丈量.并测出将电路的总功率因数提高到最年夜值时所需赔偿电容器的电容值.(日光灯灯管额定电压为220V, 额定功率30W.)2．完成图4-7-1所示点亮日光灯时所需电压U点图4-7-1U熄灭的丈量.亮和日光灯熄灭时电压3．定量画出电路的相量图.完成镇流器的等效参数R L、L的计算.坚持U=220V不变, 当电路并联最佳电容器后使得总功率因数到达最年夜时, 在电容器组两端并入20W灯胆, 通过并入灯胆的个数, 使得总电流I与无并联电容时的I值年夜致相同, 记录此时I、I C、I L、P以及流入灯胆的电流值.实验设备1．三相自耦调压器一套2. 灯管一套3．镇流器一只4. 起辉器一只5. 单相智能型数字功率表一只6. 电容器组/500V一套7. 电流插座三付8. 粗导线电流插头一付9. 交流电压表(0~500V)或数字万用表一只 10．交流电流表(0~5A)一只 11．粗导线若干 实验原理1．日光灯电路组成日光灯电路主要有灯管、启辉器和镇流器组成.联接关系如图4-7-2所示.2．日光灯工作原理接通电源后, 启辉器内固定电极、可动电极间的氖气发生辉光放电, 使可动电极的双金属片因受热膨胀而与固定电极接触, 内壁涂有荧光粉的真空灯管里的灯丝预热并发射电子.启辉器接通后辉光放电停止, 双金属片冷缩与固定电极断开, 此时镇流器将感应出瞬时高电压加于灯管两端, 使灯管内的惰性气体电离而引起弧光放电, 发生年夜量紫外线, 灯管内壁的荧光粉吸收紫外线后, 辐射出可见光, 发光后日光灯两端电压急剧下降, 下降到一定值, 如40W 日光灯下降图4-7-2 日光灯电路图•U ～到110V左右开始稳定工作.启辉器因在110V电压下无法接通工作而断开.启辉器在电路启动过程中相当于一个点动开关.当日光灯正常工作后, 可看成由日光灯管和镇流器串连的电路, 电源电压按比例分配.镇流器对灯管起分压和限流作用.灯管相当于一个电阻元件, 而镇流器是一个具有铁心的电感线圈, 但它不是纯电感, 我们可把它看成一个R L、L串连的感性负载, 电流为L I•.设日光灯电路两端电压•U的相位超前于日光灯电路电流LI•相位θ角, 则日光灯电路的功率因数为cosθ.如图4-7-3所示.3的利用率, 须提高电源的功率因数.提高感性负载功率因数的方法之一, 就是在感性负载两端并联适当的赔偿电容, 以供给感性负载所需的部份无功功率.并联电容器后, 电路两真个电压•U与总电流(CL III•••+=)的相位•U─电源电压─日光灯支路电流LI•─赔偿后电路总电流•ICI•─电容支路电流θ─赔偿前电路的电压与电流间相位角θ'─赔偿后电路的电压与电流间相位角•UI•图4-7-3提高电路功率因数的相量图差为θ', 相应的向量图如图4-7-3所示.由图可见, 赔偿后的cos θ'＞cosθ, 即功率因数获得了提高.由图4-7-3可得I C =I L sin θ-I sin θ'=⎪⎭⎫ ⎝⎛θcos U P sin θ'-⎪⎭⎫ ⎝⎛'θcos U P sin θ=UP(tan θ-tan θ')又因I C =CX U =U ωC所以U ωC =UP(tan θ-tan θ')由此得出赔偿电容C 的年夜小可按下式计算：)tan (tan 2θθω'-=UPC（4-7-1）4-7-1式中 P ─有功功率（W ）；ω─电角度(rad/s), ω=2πf (f =50Hz).4．在日光灯实验中, 由于灯管内的气体放电电流不是正弦波, 且在一周期内形成不连续的两次放电.所丈量的有功功率应是50Hz基波电流与同频率的电源电压的乘积.所以在正弦波的电压与非正弦波的电流的电路中, 因高次谐波电流的存在, 功率因数只能小于1, 而不能到达1.所以我们可利用式4-7-1来计算理论上cosθ'=1时所对应的赔偿电容值.4．过赔偿现象.从图4-7-3看出, 随着并联电容不竭地增加, 电容电流I C也随之增年夜, 使得|θ'|逐渐变小, 过0后, θ'又逐渐变年夜, 尔后电容越年夜, 功率因数反而下降, 此现象就称为过赔偿.在过赔偿的情况下, 系统中由感性转酿成容性.呈现容性的无功电流, 不单达不到赔偿的预期效果, 反而会使配电线路各项损耗增加, 在工程应用中, 应防止过赔偿.预习提示1．日光灯电路的工作原理是怎样的？2．日光灯电路的性质是阻性、感性还是容性？3．为什么要提高电路的功率因数？4．怎样根据实测值来计算当cosθ′=1时, 赔偿电容C的值？5．忽略电网电压摆荡, 当改变电容时, 功率表的读数和日光灯支路的电流I L是否变动？请分别说明原因.实验步伐1．检测功率表和日光灯熔断器的通断情况.用万用表的二极管档, 判断单相交流功率表（以下简称功率表）的电流线圈中的熔断器以及灯管的熔断器导通情况.2．按图4-7-1所示电路联接线路.将功率表标有“I*”的电流线圈与标有“U*”电压线圈同名端短接, 并与三相自耦调压器的输出端某个相线相联.依照先串连回路联接, 后并联回路联接的原则接线,将标有“U”电压线圈与中性线N相联.（有功功率的概念及功率表的使用说明拜会《实验 4.6电感线圈参数丈量》）.并将灯管、启辉器、镇流器和电容器组按图接入电路.将各电容器组的开关断开.3．完成因无赔偿电容和分歧的赔偿电容时电路的电压、电流以及电路的功率、功率因数的丈量和电路的总功率因数曲线cosθ′=f(C)的丈量.并测出将电路的总功率因数提高到最年夜值时所需赔偿电容器的电容值.(日光灯额定电压为220V, 额定功率30W)（1）按“开机把持”法式进行把持.检查线路无误后, 缓慢转动三相自耦调压器同轴旋钮, 将三相自耦调压器的输出电压调高至交流电压表有效值示数为日光灯额定电压220V.坚持三相自耦调压器输出电压220V不变, 通过开关控制接入分歧的电容, 丈量相关数据并记录于表4-7-1中.注意：在接入分歧的电容时, 随着总功率因数变动, 不要遗漏电路的总功率因数提高到最年夜值时所需赔偿电容器的电容值的丈量.（2）将三相自耦调压器调至零.表4-7-1提高感性负载电路的功率因数测试4．完成图4-7-1所示点亮日光灯时所需电压U点U熄灭的丈量.亮和日光灯熄灭时电压（1）断开所有的电容开关缓慢转动三相自耦调压器, 当调至日光灯管刚刚点亮时, 停止调压.用交流电压表丈量此时调压器输出电压有效值, 该电压即为日光灯的最低启辉电压U点亮.将该数据记录于表4-7-1中.（2）继续转动三相自耦调压器同轴旋钮, 将其输出电压调高至交流电压表有效值示数为220V.然后缓慢转动三相自耦调压器同轴旋钮, 降低其输出电压, 当调至日光灯管刚刚熄灭时, 停止调压, 用交流电压表丈量此时三相自耦调压器的输出电压有效值, 记录于表4-7-1中.（3）将三相自耦调压器调至零, 并按下红色“停止”按钮, 红灯亮, 绿灯灭.裁撤线路.将钥匙式总开关置于“关”位置,此时红色按钮灭.实验结束.画出cosθ'=f(C)曲线.（注意绘制cosθ'=f(C)曲线时, 由于受装置的限制, 实验时调不到cosθ'=1, 但仍需将cosθ'=1的这点虚拟画出.）（4）参考《实验4.5简单交流电路》等效参数R1、L1的计算法, 完成镇流器的等效参数R L、L值的计算.5. 实验的注意事项：（1）线路接线正确, 但日光灯不能启辉时, 应检查启辉器接触是否良好.（2）在接入分歧的电容时, 不要遗漏电路的总功率因数提高到最年夜值时所需赔偿电容器的电容值的丈量.（3）本实验是强电实验, 务必注意用电和人身平安.供电电源从相线和零线引出.每一次实验电路测试完毕后, 在三相自耦调压器调至零的前提下方可断开电源开关, 然后进行拆线或接线.陈说要求1. 画出实验电路与表格, 简要写出电路原理和实验步伐.2．完成任务1中日光灯在额定电压下, 电容从0～μF之间变动时表4-7-1实测记录和总功率因数提高到最年夜值(cosθ'max)时所需赔偿电容器的电容值的实测记录.3．完成任务2的日光灯的最低启辉电压U点亮和熄灭时电压U熄灭的记录.4.根据测试数据, 画出cosθ'=f(C)曲线.由于受装置的限制, 实验时调不到cosθ'=1, 在根据实验数据绘制cosθ'=f(C)曲线时, 仍需将cosθ'=1的这点虚拟画出.将相关的实测数据代入公式4-7-1, 计算cosθ'=1时赔偿电容的理论值.并将cosθ'=1时赔偿电容的理论值与cosθ'=f(C)曲线cosθ'=1的虚拟点对应的赔偿电容值进行误差计算.5．定量画出电路的相量图.6．完成任务3镇流器的等效参数R L、L的计算.7．根据测试结果, 得出日光灯电路并联电容前后,功率因数变动的特点.8．根的扩展实验, 测出总功率因数到达最年夜时, 且总电流I与无并联电容时的I值年夜致相同时的I、I C、I L、P以及流入灯胆的电流值.根据测试结果, 总结提高功率因数, 从而提高电源利用率的结论.9．完成思考题.思考题1．并联电容器后, 提高了电路的总功率因数, 而日光灯自己的功率因数是否也改变？为什么？2. 给感性负载串连适当容量的电容值也能改变总电压与电流的相位差, 从而提高电路的功率因数, 但一般不采纳这种方法, 为什么？3．如果电路不接镇流器, 直接将220V电压接在日光灯灯管上, 试说出实验的现象, 并分析原因.4．赔偿电容值是否越年夜越好？为什么？请说出过赔偿的危害.赔偿电容除有容量的要求外, 还有什么其它要求？5．某同学直接将赔偿电容并联在灯管R两端来提高电路的功率因数.试说出实验的现象, 并分析原因.6. 如果智能型数字功率表坏了, 如何获得负载功率因数最年夜时的并联电容值.7. 当启辉器坏了, 手头暂时没有好的启辉器, 可以用一个什么样的开关来取代？应如何联接和把持？8.计算镇流器的感抗X L=U L/I对否？为什么？。
负载电流计算[资料]
![负载电流计算[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/b6abd6370166f5335a8102d276a20029bd6463da.png)
在选用导线、开关和保险丝时，会涉及到负载电流的记算问题。
1．白炽灯、电热器的电流计算当供电电流为220伏单相时，电流（安）=功率（瓦）/220（伏）当供电电流为380伏单相时，电流（安）=功率（瓦）/380（伏）例如，一台额定电压为220伏、功率为1500瓦的电热水器，电流=1500/220≈6.82安2．日光灯的电流记算日光灯由220伏单相电源供电时，电流（安）=功率（瓦）/（220×功率因数）当日光灯没有电容补偿时，其功率因素（COS？）0.5__0.6;有电容补偿时，可取0.85—0.9.另外日光灯的功率应指灯管功率与镇流器消耗功率之和。
镇流器消耗功率，对于6—8瓦日光灯为4瓦，对于15—40瓦日光灯为8瓦。
例如，一只40瓦日光灯未装电容器，则通过灯管的电流=（40+8）/（220×0.5）≈0.437安。
3．电动机的电流记算单台220伏单相电动机电流（安）=功率（瓦）/（220×功率因数）如果单相电动机铭牌上无功率因数可查，则单相电动机的功率因数可按0.8__0.9估算。
当电动机功率为马力时，应换算为瓦计算（1马力=735瓦）。
单台380伏三相异步电动机电流（安）=功率（瓦）×1000/1.73×380×功率因数×效率三相电动机功率因数和效率在铭牌上可查得，无铭牌时可分别取0.8和0.85.一条线路上有几台电动机运行时，总电流为所有电动机的额定电流之和。
注意，这里的总电流是供选择导线时的总记算电流，并非线路上的实际工作电流，实际工作电流是电动机在实际工作负载（并非额定负载）下的电流。
4．其它用电器的电流记算其它用电器（如空调、电热器等）可按铭牌或产品规格说明书上的输入功率，用以下式子记算：电流（安）=功率（瓦）/220（伏）5．总负载电流计算总负载电流不等于所有用电设备的电流之和，而应该考虑这些用电设备的同其使用率。
总负载电流一般可按下式计算：总负载电流=最大一台电器的额定电流+周期率×其余电器的额定电流之和周期率可取0.6¬—0.9，用电器越多，此值取越小。
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筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 日光灯镇流器的计算
计算日光灯镇流器时，应首先明确日光灯的电参数，如灯钮的工作电压，工作电流和预热电流。
因不同规格的灯管，这些纽数是各不相同的。
计算镇流器时，应以日光灯管的各项额定值为依据。
一般应用经验公式计算如下。
(1)镇流器铁芯截面积计算：
式中A c ——铁芯截面积，cm 2；
U ——电源电压，V ；
U L ——灯管的额定电压，V ；
P L ——灯管的额定功率，w ；
K c ——铁芯截面系数，可选取0．5～0．7之间，取上限值时铁芯体积较大则耗料多，但温升低。
(2)镇流器的工作电压。
镇流器的工作电压是制作镇流器的一个关键参数，它与电源电压，灯管电压有一定的矢量关系。
由经验确定镇流器的损耗为灯管功率的20%~25%，镇流器的工作电压可由下式计算：
式中U w ——镇流器的工作电压，V 。
(3)线圈匝数计算。
镇流器工作电压和铁芯截面积确定后，线圈匝数和最大磁感应强度B m 的取值成反比，即磁感应强度取值高，则线圈匝数就相对的减少。
一般两根引线镇流器铁芯的磁感应强度取11000～13000GS ；对于有起动绕组的四根引线镇流器的磁感应强度取值为11000～12000GS 。
式中 N ——线圈的匝数；
B m ——最大磁感应强度，GS 。
对于四引线镇流器的起动线圈N st 按N 的6％～9％绕制。
(4)线圈导线直径的计算。
线圈所用导线的粗细决定于单位面积所取的电流
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 密度，线径计算公式如下：
式中 b ——铁芯叠厚，cm ；
a ——铁芯腿宽，cm 。
镇流器铁芯留有一定的气隙，这是为了减小铁芯的饱和程度和适应启辉与正常工作时不同电流的要求。
日光灯在起动时，通过镇流器的电流较大，铁芯中的磁力线将增加，相应的磁路气隙的漏磁也增大，使铁芯中的磁力线保持在一定的数量，不致因镇流器的电压降太大而影响起动电流减小；日光灯在正常工作时，流经镇流器的电流将减小到灯管的额定值，铁芯中的磁力线和漏磁也相应的下降，使铁芯中的磁力线保持在正常的数量。
所以，铁芯的气隙大小不能忽视。
铁
芯磁路有两个气隙，每个气隙如下： 气隙间可放入厚度为δ的纸板，装好后应根据额定电流加以调整。