日光灯电路的组装及参数测量资料

们转化为热能、光能、机械能
或化学能等，称为有功功率；
又叫平均功率。
功率表外观
日光灯电路的组装及参数测量 功率表内部有电压和电流两组线圈，测量时
电压线圈应与电路并联、电流线圈应与电路串联。
I*为电流线 U*为电压线 圈的公共 端
圈的公共端
连线时，应将U*和I*两接线柱短接。
日光灯电路的组装及参数测量
课程：基础电子实验
实验项目： 日光灯电路的组装及参数测量
基础实验中心 黄 济 2017年9月
日光灯电路的组装及参数测量
一、实验目的
1、掌握日光灯电路的工作原理； 2、学习室内日光灯照明电路的布线和接线 方法； 3、掌握功率表的使用方法； 4、掌握日光灯电路功率因数的测量方法； 5、比较使用电感式镇流器和电子镇流器时 电路中功率因数的变化。
电压档位的选择：
电压线圈的一端为U*，即公共端；另一 端在后三个接线柱中选择，即选择档位。
公共端
选择档位
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电流档位的选择：
电流线圈的两端固定在两个接线柱上， 即I*和I。其档位的选择是通过改变插片 的连接方式来选择。
公共端
小档
大档
日光灯电路的组装及参数测量
电流档位的选择：
日光灯电路的组装及参数测量
而电子镇流器的电路中因为没有大电感，
所以日光灯电路的功率因数得到很大提高
（0.96左右）。因此现在的日光灯照明电路
使用的都是电子镇流器。
电子镇流器内部电路
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四、实验电路及元器件：
墙壁开关
家庭日光灯电路
日光灯电路的组装及参数测量
1、单相交流电源 火线（L） （任选一相）
电子镇流器是一种使用半导体电子元件构 成电路，将直流或低频交流电压转换成高频交 流电压，驱动日光灯管工作的电子控制装置。 电子镇流器与电感镇流器的区别： 电感式镇流器是通过提高灯管两端电压来 点亮日光灯，而电子式镇流器是通过提高交流 电压的频率来点亮日光灯。且电子式镇流器不 需要使用启辉器。
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Cos 电流线圈的档位值；“满偏刻度”从刻度盘上直接读出；
“
”为功率表本身的功率因数。
Cos 的值也是直接标注在功
率表的刻度盘上，如没有标注， 则表示该表的功率因数等于1。
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示例：
从图中可知： U档位为300V I档位为2.5A 满偏刻度为150 读数为21 Cos 为0.2
启辉器：
启辉器的基本组成可分为：充有氖气的玻 璃泡、静触片和U形动触片。动触片是由两种 热膨胀系数不同的金属制成的双金属片，受热 时会膨胀伸长。
氖气
实物外观
氖泡内部结构
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镇流器：镇流器分为电感式镇流器和电子镇
流器两种。 电感式镇流器内部是一个带铁芯的电感线圈。
电感式镇流器外观
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电子镇流器内部为电子线路。
电子镇流器外观
电子镇流器内部电路
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2、日光灯电路的工作原理：
（1）电路通电后，电源电压通过镇流器 和灯管两端的灯丝加到启辉器内部的的两 个弹簧片上。
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（2）220伏的电压立即使启辉器中的氖
气电离，产生辉光放电。辉光放电所产
日光灯（管）：又称低压汞荧光灯，是利
用水银蒸汽放电发光的原理制成。其内部结 构如下图所示。 氩气、低压水银蒸汽
日光灯（管）的内部结构
水银蒸汽放电发光时发出的大部分是紫外线， 只Baidu Nhomakorabea一小部分是可见光。紫外线照射在涂在 灯管内壁的荧光粉上，荧光粉被激发，发出 可见光。不同光色，可以涂不同荧光粉。
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3、对两个电路的功率因数进行比较并说 明。
七、心得与体会：
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实验注意事项：
1、电路连接好以后，必须经过实验教师检查 正确才能通电测试，严禁自行通电。 2、改接电路或检查电路时必须先断开电源， 严禁带电操作。 3、除直接连接点以外，电路中各个裸露的导 线端严禁搭在一起，防止短路。 4、通电后严禁接触导线裸露部分，防止发生 触电事故。
零线（N）
实验台上电源为三相电，本实验电 源为单相电，即取一根相线和零线。
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2、空气开关：
空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重 要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。除 了能完成接触和分断电路外，还能对电路或电气设备 发生的短路、严重过载及欠压等情况进行保护，同时 也可以用于不频繁地启动电动机。
生的热量使U形双金属片膨胀伸长，并与
静触片接触。
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（3）当两金属片接触后，电路通过灯管两端的灯丝
和镇流器线圈形成闭合回路，此时在镇流器线圈
和灯管两端的灯丝上就有电流流过。
在电流的激发下，灯管两端的灯丝会向外发射 大量的电子。
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（4）电路接通的同时，加在启辉器上的电压消失，
进线端 左侧接火线， 右侧接零线 出线端 闸刀
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3、墙壁开关：即电源开关，控制日光灯电路 的通断。
进线端（二选一）
正面
注意：墙壁开 关应串联在 火线上！
出线端（com）
背面
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4、功率表：
功率表又叫瓦特表，是一种测量电路中有功功率
的仪表。
名词解释：有功功率 电能用于做功被消耗，它
电流线圈的档位值标注在功率表的刻度盘上。
小档数值
大档数值
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功率表的读数方法：
和万用表的直接读数不同的是：功率表测量的有功功率
是先读出相关的数据（“读数” ），再通过公式计算出来
的。
P有功功率
U 档位 I 档位 满偏刻度
读数 Cos
式中的“U档位”和“I档位”是测量时所选的电压线圈和
氖气停止辉光放电，氖泡中的温度降低。U形双金属 片冷却收缩复位，两触片分开。
在两触片分开的瞬间，电路中的电流突然切断， 镇流器产生很大的自感电动势去阻碍电流的变化。
这个自感电动势与电源电压叠加后作用于灯管两
端。
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（5）灯丝受激发时发射出来的大量电子，在灯
管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势
测量电路1
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3、按下图连接电路，经实验教师检查无误后 通电，并测量该电路的电源输出电压U2和输出 电流I2，以及电路消耗的有功功率P2。
测量电路2
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六、实验报告要求：
1、画出实验中各电路图。 2、分别计算两个电路中电源的输出功率
P （P电源=U×I）和功率因数（ ）。 P 电源
端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰
撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离产
生的热量使水银变成蒸气，随之水银蒸气也被
电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发
下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光，
日光灯被点亮。
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（6）日光灯被点亮后，电源灯管和镇流器构成回路。
此时交流电不断通过镇流器的线圈，线圈产生自感电动
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二、实验仪器
1、单相交流电源 3、电子镇流器 5、启辉器 7、墙壁开关
2、电感式镇流器 4、日光灯管 6、空气开关 8、功率表
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三、实验原理及参考电路
1、日光灯电路的结构：
日光灯电路由灯管、镇流器和启 辉器构成。（如下图所示）
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势去阻碍线圈中的电流变化。这时镇流器起降压限流的作用，
使灯管两端电压稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压 低于启辉器中氖气的电离电压，所以并联在灯管两端的启辉 器也就不再起作用了。此时即使将启辉器从电路中拿走，也 不会影响日光灯电路的正常工作。
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3、电子镇流器的工作原理：
4、功率因数：
功率因数是衡量电气设备效率高低的一 个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁 场转换的无功功率大，从而降低了电源的利 用率，增加了线路供电损失。
使用电感式镇流器的日光灯电路中，由 于镇流器中线圈的电感值很高，因此电路的
功率因数很低（约为0.6左右）。为了提高电
路的功率因数，需要在电路中并联补偿电容。
代入公式计算可得：
P有功功率 300 2.5 21 0.2=21W 150
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五、实验内容：
1、按下图连接电路，经实验教师检查无误后通电
测试。如日光灯不亮，先断开电源，再检查电路，
排除故障后再通电测试。
电感式镇流器
家庭日光灯电路
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2、将交流电压表、交流电流表和功率表接入 电路，测量电源输出电压U1和输出电流I1，以 及电路消耗的有功功率P1。