《电工技术》任务4.4 荧光灯照明电路的安装与测试
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耗能元件上 的瞬时功率
储能元件上的 瞬时功率
在每一瞬间,电源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉,一 部分与储能元件进行能量交换。
2)平均功率P (有功功率)
P 1
T
pdt
T0
1
T
[UI cos(1 cos 2t) UI sin sin 2 ω t]d t
T0
UI cos 单位: W
所以P UI cos
4.4.1 荧光灯照明电路的安装与测试
实训4-13:悬吊式荧光灯的安装
(2)各部件安装。 ①将启辉器座固定在灯架的一端或一侧边上,两个灯座分别固定在灯架 的两端,中间的距离按所用灯管长度量好,使灯脚刚好插进灯座的插孔 中。 ②将镇流器用螺钉固定在灯架的中间位置。 ③安装好吊线盒和灯架的挂链吊钩,吊线盒固定在圆木上。圆木和挂链 吊钩应固定在平顶的木结构或木棒上,挂链也可挂在预制的吊环上,必 须牢固可靠。 ④将开关固定在侧墙的圆木上。控制荧光灯的开关应串接在相线上。一 般拉线开关的安装高度离地面2.5m,扳动开关(包括明装或暗装)离地 高度为1.4m。安装扳动开关时,方向要一致,一般向上为“合”,向下 为“断”。 (3)电路接线。各部件位置固定好后,进行接线。接线完毕要对照电 路图仔细检查,以防接错或漏接。然后把启辉器和灯管分别装入插座内。 接电源时,其相线应经开关连接在镇流器上,通电试验正常后,即可投 入使用。
图4.72 荧光灯电路原理图
4.4.1 荧光灯照明电路的安装与测试
2. 荧光灯的工作原理
静触片接触后,辉光放电消失,触片温度下降而恢复断开位置,将启辉电 路分断。此时,镇流器线圈中由于电流突然中断,在镇流器两端产生一个 很高的自感电动势,产生瞬时脉冲高压,它和电源电压叠加后加在灯管两 端,导致管内水银蒸气产生弧光放电,辐射出的紫外线激发管壁上的荧光 粉而发出近似日光的灯光。 灯管点亮后,荧光灯管内电阻下降,灯管回路通过的电流增加,镇流器电 感线圈两端电压降跟着增大,使灯管两端的电压比电源电压低得多,不足 以使启辉器放电,其触点不再闭合,电流由管内气体导电而形成回路,灯 管进入工作状态。 照明灯具安装的一般要求:各种灯具、开关、插座及所有附件,都必须安 装牢固可靠,应符合规定的要求。壁灯及吸顶灯要牢固地敷设在建筑物的 平面上;吊灯必须装有吊线盒,每只吊线盒一般只允许装一盏电灯(双管 荧光灯和特殊吊灯除外),荧光灯和较大的吊灯必须采用金属链条或其他 方法支持。灯具与附件的连接必须正确可靠。
4.4.2 功率的测试和功率因数的提高
2. 功率的测试
(2)正确连接测量线路 电动系测量机构的转动力矩方向和两线圈中的电流方向有关, 为了防止电动系功率表的指针反偏,接线时功率表电流线圈 标有“*”(或“• ”)记号的端钮必须接到电源的正极端, 而电流线圈的另一端则与负载相连,电流线圈以串联形式接 入电路中。功率表测量单相交流电时电压线圈标有“*” (或“• ”)的端钮可以接到电源端钮的任一端上,而另一电 压端钮则跨接到负载的另一端。 若接线正确,而功率表反转,表明该电路向外输出功率,这 时应将电流端钮换接一下。
Q>0,表示网络吸收无功功率; Q<0,表示网络发出无功功率。
U
U X
U R
Q 的大小反映网络与外电路交换功率的大小。是由储能元
件L、C的性质决定的
Q UI sin
(UL UC )I I 2 ( X L XC ) UL I UC I
QL -QC
单位:var
电感和电容 与电源之间 的能量互换 之和
cos 称为功率
因数,用来衡 量对电源的利 用程度。
总电压
总电流
u 与 i 的夹角
阻抗角 电压超前电流角
故 称为功率因数角
根据电压三角形可得:
P UI cos UR I I 2R
3) 无功功率Q
电阻消耗 的电能
储能元件上的瞬时功率的最大值
Q UI sin
U
U X
U R
表示交换功率的最大值,单位:var (乏)。
电工技术
项目4 荧光灯照明电路的安装
➢ 任务4.1 正弦交流信号的测试 ➢ 任务4.2 单一参数正弦交流电路的测试和分析 ➢ 任务4.3 多参数组合正弦交流电路的测试和分析 ➢ 任务4.4 荧光灯照明电路的安装与测试
➢ 4.4.1 荧光灯照明电路的安装与测试 ➢ 4.4.2 功率的测试和功率因数的提高 ➢ 4.4.3 交流电路中的实际器件
图4.68 荧光灯照明电路实验电路图
4.4.1 荧光灯照明电路的安装与测试
实训4-12:荧光灯照明电路测试
表4-15 荧光灯照明电路测量表
启辉值 正常工作值
P(W)
Cosθ
I(A)
U(V)
UL(V)
UA(V)
1. 荧光灯的结构及各部分功能
荧光灯照明电路主要由荧光灯管、镇流器、辉光启动器、灯架和灯座等组 成。 灯管是内壁涂有荧光粉的玻璃管,灯管两端各有一个由钨丝绕成的灯丝, 灯丝上涂有易发射电子的氧化物。管内充有一定量的氩气和少量水银,氩 气具有帮助灯管点燃、保护灯丝,延长灯管使用寿命的作用。
1)功率表的结构和工作原理 电功率由电路中的电压和电流决定,因此功率表有两个线圈, 其中固定线圈导线较粗、匝数较少,称为电流线圈;而可动 线圈导线较细、匝数较多,并串有一定的分压电阻,称为电 压线圈。测量时电流线圈要与被测电路串联,通过线圈的电 流就是负载电流;电压线圈要与被测电路并联,电压支路的 端电压就是负载电压。图4.77(a)所示为功率表的结构示意 图,而图4.77(b)所示为功率表在电路图中的符号。
4.4.1 荧光灯照明电路的安装与测试
2. 荧光灯的工作原理
荧光灯的工作原理如图4.72所示。图4.72 荧光灯电路原理图 接通电源后,电源电压同时加在灯管和启辉器的两个电极上。电源电压太 低,不足以使灯管放电,而对启辉器来说,动、静触片间则会发生辉光放 电,使动触片的双金属片受热膨胀伸展与静触片接触,构成镇流器、灯管 灯丝和启辉器的启辉状态电流回路。电流流过灯丝,灯丝发热并发射电子, 启辉器的动、
4.4.1 荧光灯照明电路的安装与测试
实训4-12:荧光灯照明电路测试
当管内产生弧光放电时,水银蒸气受激发辐射大量紫外线,管壁上的荧光 粉在紫外线的激发下辐射出白色荧光。因为光色接近于日光,所以也称为 日光灯。
图4.69 灯管
图4.70 镇流器
图4.71 启辉器
4.4.1 荧光灯照明电路的安装与测试
图4.73 荧光灯的安装方式
4.4.1 荧光灯照明电路的安装与测试
实训4-13:悬吊式荧光灯的安装
实训流程: (1)安装前的检查。安装前先检查灯管、镇流器、启辉器等有无损坏, 镇流器和启辉器是否与灯管的功率相配合。特别注意,镇流器与日光灯 管的功率必须一致,否则不能使用。
图4.74 悬吊式荧光灯的安装
将电压三角形的有效值同除I得到阻抗三角形
将电压三角形的有效值同乘I得到功率三角形 S
U UR2 (UL UC )2
U
UR U cos U X U sin
Z
XL XC UL UC Q
Z R2 (XL XC )2
R Z cos X Z sin
R
U R P
S P2 Q2
P S cos
有功功率 P UIcosθ 220 2.750.96 580.8(W)
视在功率 S UI 220 2.75 605(VA)
无功功率 Q S2 P2 6052 580.82 169.4(var)
4.4.2 功率的测试和功率因数的提高
2. 功率的测试
测量电功率的仪表叫功率表,或者瓦特表。它既可以测量直 流功率,也可测量交流功率,而且接线和读数的方法完全相 同。
2. 功率的测试
2)功率表的使用 测量功率的仪表种类和形式很多,但它们一般都属于电动 系仪表,其使用方法如下。 (1)正确选择功率表的类型和量程 测直流或单相负荷的功率可用单相功率表,测三相负荷的 功率可用三相功率表,也可用单相功率表。 在测量功率前要根据负载的额定电压和额定电流来选择功 率表的量程。要保证功率表中的电流量程不小于负载电流, 电压量程不低于负载电压,而不能仅从功率量程来考虑。
有功功率 P
有功功率等于电路中各电阻有功功率之和,
或各支路有功功率之和。
i
i
P
I
2 i
Ri
或P
Ui Ii cos i
1
1
无功功率 Q
Ui 与 Ii 相位差
无功功率等于电路中各电感、电容无功功率之
和,或各支路无功功率之和。
∑ i
i
Q
I
2 i
(X
Li
X Ci )
或Q
Ui Ii sin i
1
1
4.4.2功率的测试和功率因数的提高
1、正弦交流电路中的功率
1) 瞬时功率
设: i Im sin ω t
u Umsin(ω t )
p u i Um sin (ω t ) Imsin ω t
UI cosUI cos(2ωt )
UIcos(1 cos 2ω t) UIsin sin 2ω t
镇流器是具有铁芯的电感线圈,如图4.70所示。它的作用主要有三个: 在接通电源的瞬间,使流过灯丝的预热电流受到限制,防止预热过高而 烧断灯丝,同时也保证灯丝稳定放电;荧光灯启动时,与辉光启动器配 合产生瞬间高压点燃灯管;灯管发光工作后,维持灯管的工作电压和限 制灯管的工作电流,以保证灯管稳定工作。
辉光启动器俗称启辉器,由氖泡、纸质电容、出线脚和外壳等组成,如 图4.71所示。氖泡内装有静触片和U形动触片。纸质电容与氖泡并联, 其作用是:与镇流器线圈形成LC振荡电路,延长灯丝预热时间和维持脉 冲放电电压;吸收干扰电子设备的杂波信号。当电容因击穿而被剪除后, 启辉器仍可继续使用,但失去了吸收干扰杂波的功能。
4) 视在功率 S 电路中总电压与总电流有效值的乘积。
S UI Z I 2 单位:V·A
注: SN=UN IN 称为发电机、变压器 等供电设备
的容量,可用来衡量发电机、变压器可能提供的最 大有功功率。
S P2 Q2 S PQ
注意:P、Q、S 都不是正弦量,不能用相量表示。
阻抗三角形、电压三角形、功率三角形
Q S sin
5)功率因数
cos :功率因数(用λ表示)。
cos P S
cos 1, 纯电阻
0, 纯电抗
一般地 , 有 0cos 1
4.4.2 功率的测试和功率因数的提高
【 例 4-15】 在 如 图 4.76 所 示 的 交 流 电 路 中 , 已 知 R=30Ω , L=127mH,C=40μF,U• 22030V 。求:电流,电源向电 路提供的有功功率P、无功功率Q、视在功率S及功率因数λ。
4.4.2 功率的测试和功率因数的提高
2. 功率的测试
(a)结构示意图 (b)符号 图4.77 功率表的结构与符号
当测量直流电路功率时,功率表指针的偏转角度取决于负载电 流和电压的大小;当测量交流电路时,指针的偏转角度是与负 载电压、负载电流和功率因数成正比。
4.4.2 功率的测试和功率因数的提高
2
2020/7/12
4.4.1 荧光灯照明电路的安装与测试
实训4-12:荧光灯照明电路测试
实训流程: 按图4.68所示接线。经指导教师检查后接通实验台电源,调节自耦调压器 的输出,使其输出电压缓慢增大,直到日光灯刚启辉点亮为止,记下电压 表、电流表和功率表的指示值。然后将电压调至220V,测量功率P, 电 流I, 电压U,UL,UA等值,验证电压、电流相量关系。
解:感抗、容抗、阻抗分别为
XL 2πfL 2 π 50127 103 40(Ω)
XC
1 2πfC
1 2 π 50 40106
80(Ω)
Z
(R
jXL)/ /(
jXC
)
R jXL ( jXC
R jXL jXC
)
(3300jj(404)0(j8800))
10053.1 8090 10053.1
Hale Waihona Puke Baidu 4.4.1 荧光灯照明电路的安装与测试
3. 荧光灯等照明灯具安装的要求
荧光灯的安装方式有吸顶式和悬吊式,如图4.73所示。悬吊式安装时, 应将镇流器用螺钉固定在灯架的中间位置;吸顶式安装时,灯架与天花 板之间应留15mm 的间隙,以利通风,不能将镇流器放在灯架上,以免 散热困难,可将镇流器放在灯架外的其他位置。
图4.76
例4-15电路图
8016.2(Ω)
4.4.2 功率的测试和功率因数的提高
1. 正弦交流电路中的功率
•
交流电源电压 U 22030V
•
电路中的电流
•
I
U
22030
2.7513.8( A)
Z 8016.2
功率因数角就是阻抗角,即 θ 16.2
电路的功率因数 λ cosθ cos16.2 0.96