电路基础实验报告日光灯功率因素改善实验

实验题目: 日光灯电路改善功率因数实

验

一、实验目的

1、了解日光灯电路的工作原理及提高功率因数的方法；

2、通过测量日光灯电路所消耗的功率，学会电工电子电力拖动实验装置；

3、学会日光灯的接线方法。 二、实验原理

用P 、S 、I 、V 分别表示电路的有功功率、视在功率、总电流和电源电压。按定义电路的功率因数IU

P

S P =

=

?cos 。由此可见，在电源电压且电路的有功功率一定时，电路的功率因数越高，它占用电源（或供电设备）的容量S 就越少。

日光灯电路中，镇流器是一个感性元件（相当于电感与电阻的串联），因此它是一个感性电路，且功率因数很低，约0.5—0.6。

提高日光灯电路（其它感性电路也是一样）功率因数的方法是在电路的输入端并联一定容量的电容器。如图7-1所示：

图7-1 图7-2

图7-1 并联电容提高功率因数电路 图7-2 并联电容后的相量图

图7-1中L 为镇流器的电感，R 为日光灯和镇流器的等效电阻，C 为并联的

电容器，设并联电容后电路总电流I &，电容支路电流C

I &，灯管支路电流RL I &（等于未并电容前电路中的总电流），则三者关系可用相量图如图7-2所示。由图7-2

知，并联电容C 前总电流为RL I &，RL I &与总电压U &的相位差为L

?，功率因数为L ?cos ；并联电容C 后的总电流为I &，I &与总电压U

&的相位差为?，功率因数为?cos ；显然?cos ＞L ?cos ，功率被提高了。并联电容C 前后的有功功率??cos cos IU U I P L RL ==，即有功功率不变。并联电容C 后的总电流I &减小，视在功率I U S =则减小了，从而减轻了电源的负担，提高了电源的利用率。

三、实验设备

电工电子电力拖动实验装置一台，型号：TH-DT 、导线若干 四、实验内容 1、功率因数测试 按照图7-3的电路

实验电路如图7-3所示，将三表测得的数据记录于表7-1中。 图7-3 日光灯实验电路 W 为功率表,C 用可调电容箱。 五、实验数据与分析

实验分析：

S=UI （保留三位有效数据）

220*0.410=90.2 W Cosф=0.420

220*0.365=80.3 W Cosф=0.480

220*0.395=86.9 W Cosф=0.500

220*0.280=61.6 W Cosф=0.610

220*0.230=50.6 W Cosф=0.730

220*0.265=58.3 W Cosф=0.720

220*0.200=44.0 W Cosф=0.860

220*0.210=46.2 W Cosф=0.900

220*0.230=50.6 W Cosф=0.770

220*0.270=59.4 W Cosф=0.730

220*0.770=169W Cosф=0.310

根据S=UI，由表7-1可知，在一定范围内，有功功率P一定时，功率因素Cosф越大，视在功率S越少

表7-2

六、结论

在日光灯电路中，在一定范围内，电容值越大，视在功率越少，有电源电压且电路的有功功率一定时，随电路的功率因素提高，它占用电源的容量S就降低，负载电流明显降低。