日光灯电路及其功率因素的提高(精)
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日光灯电路及其功率因素的提高
一、实验目的
1．学习日光灯电路的连接，了解日光灯电 路各组成元件的作用和工作原理。
2．理解提高功率因数的实际意义，掌握用 并联电容提高感性负载功率因数的方法。
3．进一步掌握功率表及其他仪表的正确使 用方法。
二、原理说明
1．日光灯电路。日光灯电路由灯管、镇流器 和启辉器三个部分组成，它们的电路连接如 图1所示。
四、实验内容
图3
四、实验内容
电容值 (μ f）
0 1 2.2 3.2 4.7 5.7 6.9 7.9
U(V)
测 P(W)
表1
量数 I(A)
值 IL(A)
IC (A)
计算值 cosφ
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。实验过程中，手及身体千万 不要触及实验屏的带电部分、电流插口和 插座。插拔电流插头时用力要适当，以免 触电或没插到位置测量不到数据。
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cosφ，是否C越大 cosφ越高？为什么？
二、原理说明
（2）增加了输电线路和供电设备的功率损耗 （ I P ）。 因U此co，s提高负载的功率因数，对于减少 能量损耗，提高输电效率，提高发电设备的 利用率有很重要的实际意义。
二、原理说明
功率因数不高，根本原因就是由于电 感性负载的存在。电力系统中，感性负载 很多，如电动机，变压器，风扇、空调器、 日光灯等，功率因数一般都很低。在不改 变负载工作状态情况下，提高感性负载功 率因数的方法是：在感性负载两端并联适 当的电容器，用流过电容器中的容性电流 补偿原负载中的感性电流。补偿原理见图 2。
图1
二、原理说明
灯管是一个抽成真空的玻璃管，在管的两 端各装一组钨丝制成的灯丝，灯丝上涂有一层 电子粉，管壁涂有荧光粉，管内充有少量氩气 和汞。镇流器是一个具有铁心的电感线圈，他 的作用是在启动时产生高压，灯亮后限制灯管 电流。其规格应与灯管选配一致。启辉器是一 个小型氖气泡，气泡内有一个动触片和一个静 触片。当触片之间电压大与某一数值时，动、 静触片接通；否则断开。灯管正常工作时，启 辉器动、静片是断开的，启辉器起自动开关作 用。为了消除动静触片断开瞬间产生的电火花 对附近无线电设备的干扰，两个触片间并联一 个小电容。
二、原理说明
日光灯正常工作时，灯管可认为是一个电 阻，镇流器可认为是一个很大的电感。二者 串联构成一个电感性负载电路，其功率因数 约为0.5~0.6。 2．功率因数补偿。功率因数是重要的节能经济 指标。当电源电压U一定，负载功率P一定， 功率因数低，会引起下面两个方面的问题：
（1）发电设备的容量不能充分利用 （P=Scosφ）。
2．在接通电源前，应先将自耦调压器手柄 置在零位上，待指导教师同意后才可以慢 慢调节到实验要求的电压数值。
五、实验注意事项
3．实验过程中应尽量保持电源电压不变， 如有变化，调节自耦调压器使其不变。
4．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．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？
二、原理说明
当图1所示电路接通电源后，220 V交流电压全 部加在启辉器两端，启辉器动、静触片之间产生 辉光放电，使动、静触片之间加热而接触，从而 接通灯丝电路，使灯丝预热。在启辉器动、静触 片接触后电压为零，辉光放电停止，动、静触片 因温度下降而复原，使电路断开。动、静触片断 开瞬间，电路中的电流突然为零，使镇流器两端 产生很高的自感电动势，它与电源电压一起加到 灯管两端，使灯丝之间产生弧光放电并射出紫外 线，管壁内所涂荧光粉因受紫外线激发而发出可 见光，日光灯点亮。
备注 DGJ—04
DGJ—04
1 DGJ—04 1 3 DGJ—04
四、实验内容
按图3组成实验线路，经指导教师检 查后，接通市电电源。慢慢调节自耦调压 器，加入实验所要求的电压220V。日光 灯亮后，按表1要求测量数据。测量数据 时，要一个变量一个变量的测量，即改变 电容值，测量功率，功率全部测量完毕后， 再改变电容值，测量电流，依次类推。
二、原理说明
图2
三、实验设备
序号 1 2 3 4 5 6
7
8 9 10
ห้องสมุดไป่ตู้
名称 单相交流电源 三相自耦调压器 交流电压表 交流电流表 功率表 镇流器 电容器
启辉器 日光灯灯管 电流插座
型号与规格
D39—W 与30W灯管配用 1μ f、2.2μ f、
4.7μ f/630V 与30W灯管配用 30W
数量 1 1 1 1 1 1
一、实验目的
1．学习日光灯电路的连接，了解日光灯电 路各组成元件的作用和工作原理。
2．理解提高功率因数的实际意义，掌握用 并联电容提高感性负载功率因数的方法。
3．进一步掌握功率表及其他仪表的正确使 用方法。
二、原理说明
1．日光灯电路。日光灯电路由灯管、镇流器 和启辉器三个部分组成，它们的电路连接如 图1所示。
四、实验内容
图3
四、实验内容
电容值 (μ f）
0 1 2.2 3.2 4.7 5.7 6.9 7.9
U(V)
测 P(W)
表1
量数 I(A)
值 IL(A)
IC (A)
计算值 cosφ
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。实验过程中，手及身体千万 不要触及实验屏的带电部分、电流插口和 插座。插拔电流插头时用力要适当，以免 触电或没插到位置测量不到数据。
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cosφ，是否C越大 cosφ越高？为什么？
二、原理说明
（2）增加了输电线路和供电设备的功率损耗 （ I P ）。 因U此co，s提高负载的功率因数，对于减少 能量损耗，提高输电效率，提高发电设备的 利用率有很重要的实际意义。
二、原理说明
功率因数不高，根本原因就是由于电 感性负载的存在。电力系统中，感性负载 很多，如电动机，变压器，风扇、空调器、 日光灯等，功率因数一般都很低。在不改 变负载工作状态情况下，提高感性负载功 率因数的方法是：在感性负载两端并联适 当的电容器，用流过电容器中的容性电流 补偿原负载中的感性电流。补偿原理见图 2。
图1
二、原理说明
灯管是一个抽成真空的玻璃管，在管的两 端各装一组钨丝制成的灯丝，灯丝上涂有一层 电子粉，管壁涂有荧光粉，管内充有少量氩气 和汞。镇流器是一个具有铁心的电感线圈，他 的作用是在启动时产生高压，灯亮后限制灯管 电流。其规格应与灯管选配一致。启辉器是一 个小型氖气泡，气泡内有一个动触片和一个静 触片。当触片之间电压大与某一数值时，动、 静触片接通；否则断开。灯管正常工作时，启 辉器动、静片是断开的，启辉器起自动开关作 用。为了消除动静触片断开瞬间产生的电火花 对附近无线电设备的干扰，两个触片间并联一 个小电容。
二、原理说明
日光灯正常工作时，灯管可认为是一个电 阻，镇流器可认为是一个很大的电感。二者 串联构成一个电感性负载电路，其功率因数 约为0.5~0.6。 2．功率因数补偿。功率因数是重要的节能经济 指标。当电源电压U一定，负载功率P一定， 功率因数低，会引起下面两个方面的问题：
（1）发电设备的容量不能充分利用 （P=Scosφ）。
2．在接通电源前，应先将自耦调压器手柄 置在零位上，待指导教师同意后才可以慢 慢调节到实验要求的电压数值。
五、实验注意事项
3．实验过程中应尽量保持电源电压不变， 如有变化，调节自耦调压器使其不变。
4．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．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？
二、原理说明
当图1所示电路接通电源后，220 V交流电压全 部加在启辉器两端，启辉器动、静触片之间产生 辉光放电，使动、静触片之间加热而接触，从而 接通灯丝电路，使灯丝预热。在启辉器动、静触 片接触后电压为零，辉光放电停止，动、静触片 因温度下降而复原，使电路断开。动、静触片断 开瞬间，电路中的电流突然为零，使镇流器两端 产生很高的自感电动势，它与电源电压一起加到 灯管两端，使灯丝之间产生弧光放电并射出紫外 线，管壁内所涂荧光粉因受紫外线激发而发出可 见光，日光灯点亮。
备注 DGJ—04
DGJ—04
1 DGJ—04 1 3 DGJ—04
四、实验内容
按图3组成实验线路，经指导教师检 查后，接通市电电源。慢慢调节自耦调压 器，加入实验所要求的电压220V。日光 灯亮后，按表1要求测量数据。测量数据 时，要一个变量一个变量的测量，即改变 电容值，测量功率，功率全部测量完毕后， 再改变电容值，测量电流，依次类推。
二、原理说明
图2
三、实验设备
序号 1 2 3 4 5 6
7
8 9 10
ห้องสมุดไป่ตู้
名称 单相交流电源 三相自耦调压器 交流电压表 交流电流表 功率表 镇流器 电容器
启辉器 日光灯灯管 电流插座
型号与规格
D39—W 与30W灯管配用 1μ f、2.2μ f、
4.7μ f/630V 与30W灯管配用 30W
数量 1 1 1 1 1 1