日光灯电路与功率因数的提高
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4
图-1日光灯实验电路原理与相量图
S
R L
īLR
VR
īc
C
īC
VL
ī
a.电路图
220v
Ū
ī īC Ū
C
īLR ŪL ŪR
R L
ūR ū
φ
c. 电压相量图
φī
ūL
ī
īLR
d. 电流相量图
5
b.等效电路图
三 实验内容—负载电路串联电容实验
1.电阻负载串联电容实验 取40W/220V白炽灯与电容串联，计算器件阻抗，接入 220V电源，测量相关电压，计算移相角，记录在表5-1中 2.电感负载串联电容实验 首先将互感器中36V线圈接入36V电源测量其电流ILN， 计算电抗XL，取4.7uf/500v的电容与互感器中36V电感线 圈串联，计算相关阻抗，选取的实验电压U，应满足： ILN＞I=U/Z 且I×XC＜UCN 再将实验电源电压下调到50V，接通电压互感器36V线圈 与4.7μF/450V电容的串联电路，分别测量记录U、UL、UC 值，计算电路的升压比Uc/U，数据填入表5-2中 特别提示：电感负载串联电容实验，电路的总阻抗会下降， 属于电压谐振性质，要防止器件过电压过电流！
1. 本实验用220V电源，务必注意用电和人身安全。严格按 照—先断电，后接线（拆线），经检查，再通电—安全 操作规范操作。 2. 电感负载串联电容实验，电路的总阻抗会下降，属于电 压谐振性质，要防止器件过电压过电流！ 3. 功率表要按并联接入电压线圈、串联接入电流线圈的正 确接法接入电路。 4. 线路接线正确，日光灯不能启辉时， 应检查启辉器及日 光灯管座其是否接触良好。 5.并联电容值取0值时，只要断开电容的联线即可，千万不 能两联线短路，这会造成电源短路的！！！
日光灯电路与功率因数的提高
1
一 实验目的
1. 研究正弦交流电路中电压、电流相量之间 的关系。 2. 掌握电抗镇流式日光灯线路的接线及其工 作原理。 3. 理解改善负载电路功率因数的意义，掌握 提高日光灯电路功率因数的方法。 4.了解在交流电路中串联电容的移相或升压 的作用。
2
二 实验原理
1.相量形式的基尔霍夫定律适用于正弦交流电路： 节点的各支路电流相量和为零，即ΣÌ＝0。闭合 回路的各段电路电压相量和为零，即ΣÙ＝0。 2.负载电路的功率因数cosφ,反映负载对电源的利 用程度。 φ的意义：电压与电流的相位差，阻抗的辐角。 视在功率S=U×I 有功功率P=U×I× cosφ 负载电路的功率因数低，会降低电源的利用率， 还会因电流增大而加大输电线路的损耗。 3.造成日光灯功率因数低原因，是电路中的电抗镇 流器电流的相位落后于电压。
6
三 实验内容—负载电路串联电容实验
表5-1电阻负载串联电容实 验记录表
串联器件 Z= XC+ R Z 4.7u电容 40W灯泡 XC R 计算阻抗 （Ω） 测量 电压测量值 （V） 序次 U U U
R
计算值
C
移相角φ
1 2 3
220
表5-2 电感与电容串联实验记录表记录表
串联器件 计算阻抗 （Ω） Z XC XL 测量 序次 1 2 3
12
（ＶＡ）
并联C U
（uf）
(V)
UL UR
(V) (V)
P (W) COSφ
I(A)
ILR(A) IＣ(A) 计算S
0 1.0
2.2 3.2
4.7 5.7 根据实验数据,验证电流相量关系并计算相应的视在功率S. 分析电路功率因数提高的原因。 说明：电子镇流器式日光灯的工作原理可另查有关资料。
10
四 实验注意事项
7
电压测量值 （V）
U
50
UR
ห้องสมุดไป่ตู้UC
升压比 UC/U
Z= XC+ R 4.7uF电容 36V线圈
三 实验内容—日光灯电路并联电容实验
3. 日光灯线路接线与电路参数测量 按图1-3接线，调节自耦调压器的输出,逐步提高 电压，直到日光灯启辉点亮，记录日光灯起动电压 UQ。将电压调至220V，测量功率P， 电流Ｉ， 电压 U，UL，UR 和功率因数COSφ等值，并计算视在功 率 S。 4.改善日光灯功率因数的实验--并联电容 在日光灯电路上并联可调电容,提高功率因数的 测量。可用电流表通过电流插座分别测量三条支路 的电流。改变并联电容值，分别测量相应的各支路 电流，功率因数COS φ . 记录在表5-4中。
8
三 实验内容—日光灯电路并联电容实验
A
＊ 220V
∨L
W ＊
∨
I IC
C
ILR
L
∨R
R
S
图- 2 提高日光灯电路功率因数实验电路图 注意:当电容取0值时，应将电容移去，不可将直接电容 短接---会样造成电源短路的!!!
9
三 实验内容—日光灯电路并联电容实验
表5-3 提高功率因数的实验记录表 U Q= V
3
二 实验原理
4.提高日光灯功率因数的要求： 1）接入电容性负载；2）不改变日光灯工作电压。 5.接入串联电容对负载电路的影响 1）电阻负载串联电容能使总阻抗增大，电流下降， 负载端电压下降，有移相作用； 2）电感性负载串联适当的电容使总阻抗减小，电 流增大，负载端电压上升—电压偕振； 6.电感性负载接入并联适当的电容使总阻抗增大， 总电流减小，电感性负载支路电流不变，负载端 电压不变。满足提高日光灯功率因数的要求。
11
五、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，绘制日光灯实验的电压相 量图,电流相量图,,根据基尔霍夫定律解释 支路电流大于总电流,部分电压大于总电压 的实验现象。 3.讨论改善日光灯功率因数的方法。为什么 不采用串联电容的方法提高功率因数？ 4.讨论改善日光灯电路的功率因数的意义。
图-1日光灯实验电路原理与相量图
S
R L
īLR
VR
īc
C
īC
VL
ī
a.电路图
220v
Ū
ī īC Ū
C
īLR ŪL ŪR
R L
ūR ū
φ
c. 电压相量图
φī
ūL
ī
īLR
d. 电流相量图
5
b.等效电路图
三 实验内容—负载电路串联电容实验
1.电阻负载串联电容实验 取40W/220V白炽灯与电容串联，计算器件阻抗，接入 220V电源，测量相关电压，计算移相角，记录在表5-1中 2.电感负载串联电容实验 首先将互感器中36V线圈接入36V电源测量其电流ILN， 计算电抗XL，取4.7uf/500v的电容与互感器中36V电感线 圈串联，计算相关阻抗，选取的实验电压U，应满足： ILN＞I=U/Z 且I×XC＜UCN 再将实验电源电压下调到50V，接通电压互感器36V线圈 与4.7μF/450V电容的串联电路，分别测量记录U、UL、UC 值，计算电路的升压比Uc/U，数据填入表5-2中 特别提示：电感负载串联电容实验，电路的总阻抗会下降， 属于电压谐振性质，要防止器件过电压过电流！
1. 本实验用220V电源，务必注意用电和人身安全。严格按 照—先断电，后接线（拆线），经检查，再通电—安全 操作规范操作。 2. 电感负载串联电容实验，电路的总阻抗会下降，属于电 压谐振性质，要防止器件过电压过电流！ 3. 功率表要按并联接入电压线圈、串联接入电流线圈的正 确接法接入电路。 4. 线路接线正确，日光灯不能启辉时， 应检查启辉器及日 光灯管座其是否接触良好。 5.并联电容值取0值时，只要断开电容的联线即可，千万不 能两联线短路，这会造成电源短路的！！！
日光灯电路与功率因数的提高
1
一 实验目的
1. 研究正弦交流电路中电压、电流相量之间 的关系。 2. 掌握电抗镇流式日光灯线路的接线及其工 作原理。 3. 理解改善负载电路功率因数的意义，掌握 提高日光灯电路功率因数的方法。 4.了解在交流电路中串联电容的移相或升压 的作用。
2
二 实验原理
1.相量形式的基尔霍夫定律适用于正弦交流电路： 节点的各支路电流相量和为零，即ΣÌ＝0。闭合 回路的各段电路电压相量和为零，即ΣÙ＝0。 2.负载电路的功率因数cosφ,反映负载对电源的利 用程度。 φ的意义：电压与电流的相位差，阻抗的辐角。 视在功率S=U×I 有功功率P=U×I× cosφ 负载电路的功率因数低，会降低电源的利用率， 还会因电流增大而加大输电线路的损耗。 3.造成日光灯功率因数低原因，是电路中的电抗镇 流器电流的相位落后于电压。
6
三 实验内容—负载电路串联电容实验
表5-1电阻负载串联电容实 验记录表
串联器件 Z= XC+ R Z 4.7u电容 40W灯泡 XC R 计算阻抗 （Ω） 测量 电压测量值 （V） 序次 U U U
R
计算值
C
移相角φ
1 2 3
220
表5-2 电感与电容串联实验记录表记录表
串联器件 计算阻抗 （Ω） Z XC XL 测量 序次 1 2 3
12
（ＶＡ）
并联C U
（uf）
(V)
UL UR
(V) (V)
P (W) COSφ
I(A)
ILR(A) IＣ(A) 计算S
0 1.0
2.2 3.2
4.7 5.7 根据实验数据,验证电流相量关系并计算相应的视在功率S. 分析电路功率因数提高的原因。 说明：电子镇流器式日光灯的工作原理可另查有关资料。
10
四 实验注意事项
7
电压测量值 （V）
U
50
UR
ห้องสมุดไป่ตู้UC
升压比 UC/U
Z= XC+ R 4.7uF电容 36V线圈
三 实验内容—日光灯电路并联电容实验
3. 日光灯线路接线与电路参数测量 按图1-3接线，调节自耦调压器的输出,逐步提高 电压，直到日光灯启辉点亮，记录日光灯起动电压 UQ。将电压调至220V，测量功率P， 电流Ｉ， 电压 U，UL，UR 和功率因数COSφ等值，并计算视在功 率 S。 4.改善日光灯功率因数的实验--并联电容 在日光灯电路上并联可调电容,提高功率因数的 测量。可用电流表通过电流插座分别测量三条支路 的电流。改变并联电容值，分别测量相应的各支路 电流，功率因数COS φ . 记录在表5-4中。
8
三 实验内容—日光灯电路并联电容实验
A
＊ 220V
∨L
W ＊
∨
I IC
C
ILR
L
∨R
R
S
图- 2 提高日光灯电路功率因数实验电路图 注意:当电容取0值时，应将电容移去，不可将直接电容 短接---会样造成电源短路的!!!
9
三 实验内容—日光灯电路并联电容实验
表5-3 提高功率因数的实验记录表 U Q= V
3
二 实验原理
4.提高日光灯功率因数的要求： 1）接入电容性负载；2）不改变日光灯工作电压。 5.接入串联电容对负载电路的影响 1）电阻负载串联电容能使总阻抗增大，电流下降， 负载端电压下降，有移相作用； 2）电感性负载串联适当的电容使总阻抗减小，电 流增大，负载端电压上升—电压偕振； 6.电感性负载接入并联适当的电容使总阻抗增大， 总电流减小，电感性负载支路电流不变，负载端 电压不变。满足提高日光灯功率因数的要求。
11
五、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，绘制日光灯实验的电压相 量图,电流相量图,,根据基尔霍夫定律解释 支路电流大于总电流,部分电压大于总电压 的实验现象。 3.讨论改善日光灯功率因数的方法。为什么 不采用串联电容的方法提高功率因数？ 4.讨论改善日光灯电路的功率因数的意义。