单相交流电路测量——日光灯实验
日光灯电路,实验报告
日光灯电路,实验报告
这次实验是关于日光灯电路的实验。
日光灯电路是主开关控制的开闭路电路，由电阻器、电容器、可变电阻器以及双组分显示器组成。
实验的目的在于测量电容器的电容量。
实验开始时，我们首先拆下LED1和LED2，用一只多用测量仪测量环境参数，如空气
电流、时间等，然后将多功能测量仪和日光灯电路连接起来。
在接上电源之前，要先接入
一些试验条件，如电压、电流、电阻、时间等，确保实验的可靠性。
一旦电阻、电压、电流、时间等参数设定完毕，我们开始测量电容器的电容量。
首先，将电压源连接到电路的输入端，然后通过测量仪控制电压的大小，来调节多功能显示器的值，将显示器的值测定为最小时，该为电容器的电容量。
然后，可以通过调整可变电阻器
来检查该多功能显示器的值。
最后，当电容器的电容量达到要求时，结束测量电容器的电
容量。
通过本次实验，我对日光灯电路有了深刻的理解，熟练掌握了电容器的测量方法，并
且能够有效地控制日光灯电路的运行。
经过这次实验的活动，我学会了如何去实验日光灯电路，同时也增加了对实验活动的
安全性和使用维修设备知识的有效性。
实验中不仅需要准确的记录实验操作的步骤，也要
求对实验装置的结构以及其中的各部件有效使用。
日光灯电路实验报告
日光灯电路实验报告篇一：日光灯实验报告1.4 吸收器单相电路参数校正及功率因数的提高1.4.1 实验目的1．掌握单相功率表的使用。
2．了解日光灯电路的组成、教育工作原理和线路的连接。
3．研究日光灯电路中电压、电捷尔恩河相量之间的关系。
4．理解改善电路功率因数的意义并表述掌握其技术方法。
1.4.2实验原理1．日光灯电路的组成日光灯电路是一个rl串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图1.4.1所示。
由于有感抗元件，功率因数较低，提高电路功率因数实验可以用日光灯电路来验证。
图1.4.1日光灯的组成电路灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一定的氩气与伊德拉少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。
镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。
它有两个作用，一是在起动投资过程中，起辉器突然断开时，其两端感应出有一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中曾气体电离而放电。
二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相叠合产生一定的电压相连接降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。
实验时，可以认为镇流器是由一个等效电阻rl和一个电感l串联组成。
起辉器：是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的u形动触片。
动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。
所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。
2．日光灯点亮过程电源刚接通时，灯管内尚未产生辉光放电，起辉器的触片处在断开位置，此之时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个电弧触片上，起辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过日光灯镇流器和灯管两端的电弧，使灯丝通电预热而发射升空热电子。
与此同时，由于起辉器中动、静触片建立关系后放电熄灭，双金属片因冷却复原燃烧而与静触片分离。
正弦稳态交流电路相量的研究（单相交流电路实验）[详细讲解]
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正弦稳态交流电路相量的研究（单相交流电路实验）一、实验目的1.研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系2.掌握日光灯线路的接线。
3.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、原理说明1.在单相正弦交流电路中,用交流电流表则得各支中的电流值,用交流电压表测得回路各元件两端的电压值,它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律,即i =∑0 和U =∑2.如图13-1 所示的RC 串联电路,在正弦稳态信号 U 的激励下,R U 与 U C 保持有90°的相位差,即当阻值Ｒ改变时, U R 的相量轨迹是一个半圆, U 、 U C 与 U R三者形成一个直角形的电压三角形。
Ｒ值改变时,可改变φ角的大小,从而达到移相的目的。
图 13-13.日光灯线路如图13-2 所示,图中Ａ是日光灯管,Ｌ是镇流器,Ｓ是启辉器,Ｃ是补偿电容器,用以改善电路的功率因数（cos φ值）。
图 13-2有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
三、实验设备四、实验内容(1)用两只15W /220V的白炽灯泡和4.7µf/450V电容器组成加图13-1所示的实验电路,经指导老师检查后，接通市电220V电源，将自藕调压器输出调至220V。
记录U、U R、U C 值,验证电压三角形关系。
(2)日光灯线路接线与测量图13-3按图13-3组成线路,经指导教师检查后按下闭合按钮开关,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,记下三表的指示值。
然后将电压调至220Ｖ,,,等值,验证电压、电流相量关系。
测量功率Ｐ,电流Ｉ,电压U UUL A(3)并联电路——电路功率因数的改善按图13-4组成实验线路图13-4经指导老师检查后,按下绿色按钮开关调节自耦调压器的输出调至220V,记录功率表,电压表读数,通过一只电流表和三个电流取样插座分别测得三条支路的电流,改变电容值,进行三次重复测量。
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。
日光灯实验报告
单相电路参数测量及功率因数的提高实验目的1．掌握单相功率表的使用。
2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。
3．研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。
4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。
实验原理1．日光灯电路的组成日光灯电路是一个rl串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图所示。
由于有感抗元件，功率因数较低，提高电路功率因数实验可以用日光灯电路来验证。
图日光灯的组成电路灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。
镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。
它有两个作用，一是在起动过程中，起辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而放电。
二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。
实验时，可以认为镇流器是由一个等效电阻rl和一个电感l串联组成。
起辉器：是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的u形动触片。
动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。
所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。
2．日光灯点亮过程电源刚接通时，灯管内尚未产生辉光放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上，起辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。
与此同时，由于起辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。
在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电，并发射紫外线到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点亮了。
日光灯电路及交流电路功率因数的测量设计实验
六、总结报告
1、根据实验结果和记录数据，分析功率 因数随电容量的变化而变化的过程，试 用相量图加以说明。
（2）在（1）内容的基础上设计一个利用 电容来提高功率因数的电路，电容变化范 围1uf-8.37uf，要求选择至少7 个不同的电 容值来观察电路中各物理量的变化。 设计记录不同电容值时各部分电流，电压 和功率因数测量结果的表格。
五、预习要求
1、了解交流功率表的结构、原理、及接 线方法。 2、预习日光灯的组成及工作原理。 3、预习交流电路感性负载的特性及用电 容提高功率因数的原理。
3、日光灯的功率因数 日光灯点燃后的等效电路如图3-2 所示。灯管 相当于电阻负载R，镇流器用内阻r 和电感L 等 效代之。只要测出电路的功率P、电流I、总电 压U 以及灯管电压 UR，就能算出灯管消耗的功PR=IUR，镇流器 消耗的功率P = P – PR ,并示出电路
1
功率因数
4、功率因数的提高 日光灯的功率因数较低，一般在0.6 以下， 且为感性电路，可以采用并联电容器的 方法来提高。日光灯并联电容器后的相 量图如图3-3 所示。由于电容支路的电流 IC 超前于电90度，抵消了一部分日光 灯支路电流中的无功分量，使电路的总 电流I 减小，从而提高了电路的功率因数。 电压与电流的相位差由原来的ϕ1减小为ϕ， 故cos ϕ＞cos ϕ1 。
当电容量增加到一定 值时，电容电流等于 日光灯电流中的无功 分量 ϕ= 0。此时总 电流下降到最小值 cosϕ=1，整个电路相 ϕ 当于电阻性负载。若 继续增加电容量，总 电流I 反而大，整个 电路变为容性负载， 功率因数反而下降。
四、实验内容
根据实验室提供的实验设备完成以下实验内容的 设计： （1）设计一个日光灯的照明电路，设计记录电 流，功率及各部分电压测量结果的数据表格。根 据测量数据了解交流电路中，各部分电压和电流 之间的相量关系。
日光灯实验报告
1.4 单相电路参数测量及功率因数的提高1.4.1 实验目的1．掌握单相功率表的使用。
2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。
3．研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。
4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。
1.4.2实验原理1．日光灯电路的组成日光灯电路是一个rl串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图1.4.1所示。
由于有感抗元件，功率因数较低，提高电路功率因数实验可以用日光灯电路来验证。
图1.4.1日光灯的组成电路灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。
镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。
它有两个作用，一是在起动过程中，起辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而放电。
二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。
实验时，可以认为镇流器是由一个等效电阻rl和一个电感l串联组成。
起辉器：是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的u形动触片。
动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。
所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。
2．日光灯点亮过程电源刚接通时，灯管内尚未产生辉光放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上，起辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。
与此同时，由于起辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。
在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电，并发射紫外线到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点亮了。
实验四 单相交流电路的设计和研究
实验四单相交流电路的设计和研究一、实验目的1．设计一个单相交流电路，并测量电路的参数；2．研究单相交流电路中的电流、电压的关系；3．掌握和了解用电容器改善功率因数的方法和意义；4．学习功率表的使用方法。
二、实验原理电力系统中的负载大部分是感性负载，其功率因数较低，为提高电源的利用率和减少供电线路的损耗，往往采用在感性负载两端并联电容器的方法进行无功补偿，以提高线路的功率因数。
日光灯电路为感性负载，其功率因数一般在0.3 ~ 0.4 左右，在本实验中，利用日光灯电路来模拟感性负载观察交流电路的各种现象。
图4-1 日光灯电路1.日光灯的工作原理如图4-1所示，日光灯电路由荧光灯管、镇流器和启辉器三者组成：（1）灯管：日光灯管是一根玻璃管，它的内壁均匀的涂有一层薄的荧光粉，灯管两端个有一个阳极和灯丝。
灯丝由钨丝制成，其作用是发射电子。
阳极是两根镍死，焊在灯丝上，与灯丝具有相同的电位，其主要作用是当它具有正电位时吸收部分电子，以减少电子对灯丝的撞击。
此外，它还具有帮助灯管点燃的作用。
灯管内还充有惰性气体（如氮气）与水银蒸气。
由于有水银蒸气，当管内产生辉光放电时，就会放射紫外线。
这些紫外线照射到荧光粉上就会发出可见光。
（2）镇流器：它是绕在硅钢片铁心上的电感线圈，在电路上与灯管相串联。
其作用有：在日光灯启动时，产生足够的自感电势，使灯管内的气体放电：在日光灯正常工作时，限制灯管电流。
不同瓦数的灯管应配以不同的镇流器。
（3）启辉器：它是一个小型的辉光管，管内充有惰性气体，并装有两个电极：一个是固定电极，一个是倒“U”型的可动电极，两电极上都焊有触头。
倒“U”型可动电极由热膨胀系数不同的金属片制成。
点燃过程：日光灯管、镇流器和启辉器的联接电路如图4-1所示。
刚接通电源时，灯管内气体尚未放电，电源电压全部加在启辉器上，使它产生辉光放电并发热，倒“U”型的金属片受热膨胀，由于内层金属的热膨胀系数大，双金属片受热后趋于伸直，使金属片上的触电闭合，将电路接通。
日光灯电路的实验报告总结
日光灯电路的实验报告总结实验题目：日光灯电路的实验报告总结实验目的：1. 理解日光灯电路的工作原理；2. 掌握日光灯电路的原理图和连接方法；3. 学习日光灯电路的组装和测试方法。
实验设备：1. 日光灯管；2. 电源；3. 开关；4. 电阻器；5. 电压表；6. 电流表。
实验步骤：1. 按照电路原理图连接日光灯电路的各个部件；2. 打开电源；3. 使用电压表和电流表分别测量电路中的电压和电流大小。
实验结果：通过实验，我们成功连接了日光灯电路，并得到了以下实验结果：1. 当电流通过电路时，日光灯管发出明亮的光。
这说明电路的连接正确。
2. 测量得知，电源输出的交流电压为220V，电流大小为0.5A，工作频率为50Hz。
3. 测量得知，日光灯电路中的电压为220V，电流大小为0.25A。
实验分析：1. 日光灯电路的工作原理是通过电源提供的交流电产生高频振荡，从而激发日光灯管内的汞蒸汽，使其放出紫外线，紫外线与荧光粉反应后产生可见光。
2. 电压表和电流表的测量结果符合我们对日光灯电路的理论预期，表明电路连接正确，电源输出合理。
实验总结：通过本次实验，我们对日光灯电路的工作原理有了更深入的了解，并掌握了日光灯电路的原理图和连接方法。
同时，我们还学会了如何组装和测试日光灯电路。
在实验过程中，我们还发现了一些问题：1. 日光灯电路连接时需要特别注意电路的极性，否则会导致电路无法正常工作。
2. 当电源电压和电流过大时，日光灯管内的荧光粉容易损坏，影响光的亮度和寿命。
为了提高实验的准确性和安全性，我们在以后的实验中可以采取以下措施：1. 在连接电路之前，仔细阅读电路原理图，确保理解和掌握电路连接方法。
2. 大功率电源和高频设备的操作需要由专业人员进行，避免电流过大和电压过高导致事故。
3. 在实验过程中，应注意安全用电，避免电路短路和触电的风险。
总之，通过本次实验，我们不仅学到了知识，还提高了实践能力和安全意识。
通过不断的实践和探索，我们将能更深入地了解电路的工作原理，并运用其在实际生活中解决问题。
日光灯实验报告
单相电路参数测量及功率因数的提高实验目的1．掌握单相功率表的使用。
2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。
3．研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。
4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。
实验原理1．日光灯电路的组成日光灯电路是一个rl串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图所示。
由于有感抗元件，功率因数较低，提高电路功率因数实验可以用日光灯电路来验证。
图日光灯的组成电路灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。
镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。
它有两个作用，一是在起动过程中，起辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而放电。
二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。
实验时，可以认为镇流器是由一个等效电阻rl和一个电感l串联组成。
起辉器：是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的u形动触片。
动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。
所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。
2．日光灯点亮过程电源刚接通时，灯管内尚未产生辉光放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上，起辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。
与此同时，由于起辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。
在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电，并发射紫外线到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点亮了。
电工电子学实验二--单向交流电路
实验报告课程名称：电工电子学实验 指导老师： 实验名称： 单向交流电路一、实验目的1.学会使用交流仪表（电压表、电流表、功率表）。
2.掌握用交流仪表测量交流电路电压、电流和功率的方法。
3.了解电感性电路提高功率因数的方法和意义。
二、主要仪器设备1.实验电路板2.单相交流电源(220V)3.交流电压表或万用表4.交流电流表5.功率表6.电流插头、插座三、实验内容1.交流功率测量及功率因素提高按图2-6接好实验电路。
图2-6(1)测量不接电容时日光灯支路的电流I RL 和电源实际电压U 、镇流器两端电压U L 、日光灯管两端电压U R 及电路功率P ，记入表2-2。
计算：cos φRL = P/ (U·I RL )= 0.46测量值计算值U/V U L /V U R /V I RL /A P/W cos φRL 2191721120.38038.370.46表2-2专业： 姓名：学号：__ _ 日期： 地点：(2)测量并联不同电容量时的总电流I和各支路电流I、I及电路功率，记入表2-3。
并联电容C/μF测量值计算值判断电路性质(由后文求得) I/A I C/A I RL/A P/W cosφ0.47 0.354 0.040 0.385 39.18 0.51电感性1 0.322 0.080 0.384 39.66 0.56电感性1.47 0.293 0.115 0.383 39.63 0.62电感性2.2 0.257 0.170 0.387 40.52 0.72电感性3.2 0.219 0.246 0.387 40.77 0.85电感性4.4 0.199 0.329 0.389 41.37 0.95电感性表2-3注：上表中的计算公式为cosφ= P/( I ·U)，其中U为表2-2中的U=219V。
四、实验总结1.根据表2-2中的测量数据按比例画出日光灯支路的电压、电流相量图，并计算出电路参数R、R L、X L、L。
日光灯实验报告
一、实验目的1. 了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。
2. 研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。
3. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。
二、实验器材1. 日光灯灯管1根（40W）2. 镇流器1个3. 起辉器1个4. 电容器1个5. 交流电源1个6. 单相功率表1个7. 电工实验板1块8. 导线若干三、实验原理日光灯电路主要由灯管、镇流器和起辉器组成。
灯管内壁涂有荧光粉，两端各有一个灯丝，用以发射电子。
当管内产生辉光放电时，发出可见光。
镇流器是绕在硅钢片铁心上的电感线圈，起启动和稳定电流的作用。
起辉器是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，起自动开关作用。
日光灯电路是一个RL串联电路，由于有感抗元件，功率因数较低。
为了提高电路的功率因数，可以在电路中并联一个电容器，以补偿电路的无功功率。
四、实验步骤1. 按照实验电路图连接日光灯电路，包括灯管、镇流器、起辉器和电容器。
2. 接通交流电源，观察日光灯的启动过程。
3. 使用单相功率表测量电路的功率，记录数据。
4. 改变电容器的容量，重复步骤3，观察功率因数的变化。
5. 绘制电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。
五、实验结果与分析1. 日光灯的启动过程分为预热、主弧光放电和稳定运行三个阶段。
预热阶段，灯管内的温度逐渐升高，电子发射能力增强；主弧光放电阶段，灯管内产生辉光放电，发出可见光；稳定运行阶段，灯管内电流稳定，发光强度稳定。
2. 随着电容器的容量增大，电路的功率因数逐渐提高。
这是因为并联电容器补偿了电路的无功功率，减小了电路的总电流，从而提高了功率因数。
3. 通过绘制电压、电流相量图，可以验证相量形式的基尔霍夫定律。
在日光灯电路中，电压相量与电流相量之间的夹角逐渐减小，说明电路的功率因数逐渐提高。
六、实验结论1. 通过本实验，了解了日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。
2. 掌握了提高电路功率因数的方法，即并联电容器补偿电路的无功功率。
单相交流电路测量——日光灯实验
三、实验设备
三相 电源
三相调 压器调 节旋钮
日光灯
电容器
交流数字电压 表，电流表
功率表
* *W
U
同名端一般 连在一起
电压取样， 并联
I
P=UIcosφ
有功 功率
电流取样， 串联
四、实验内容
1、接通实验台电源，调节自耦调压器，使其输出电压为220V（用交流电压表 测量）。2、断电情况下，按下图组成实验电路。3、接通电源，利用短接按 钮启动日光灯，日光灯管点亮后，按表一要求测量记录各组数据。
六、实验报告
• 根据实验数据，分别绘出电压、电流相量 图，验证相量形式的基尔霍夫定律。
• 讨论改善电路功率因数的意义和方法。 • 装接日光灯线路的心得体会及其他。
UR UL
U
IL I IC
END
开始实验
即
2. 功率因数的提高
问题的提出：日常生活中很多负载(如日光灯)
为感性的，其等效电路及相量关系如下图。
i
R uR
.
.
U
UL
u
L uL
其中消耗的有功功率为：
. .
UR I
P = PR = UICOS
当U、P 一定时， COS
I
希望将 COS 提高
功率因数低的提高
提高功率因数的原则：
必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负
* *W
I
L IL
IC
～220V
V
U
C1 C2 C3
A
S
表一 日光灯实验测量表格
五、注意事项
1、由于本实验使用220V的交流电源，务必注意用电和 人身安全，做到断电接线，断电换线，断电拆线。 2、正确使用仪表，注意仪表的量程及功率表的正确接法。 功率表要正确接入电路，应先将电流线圈和电压线圈的 同名端短接，再把电流线圈与负载串联，电压线圈与负 载并联。 3、实验时若出现短路故障，应立即关断电源，检查电路， 排除故障后方可重新通电实验。
电工技术课内实验二 单相电路参数测量及功率因素的提高
课内实验二 单相电路参数测量及功率因素的提高一 实验目的1．掌握单相功率表的使用。
2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。
3．研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。
4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。
二 实验原理1．日光灯电路的组成日光灯由灯管，镇流器，启辉器组成，如图4.2.1所示。
日光灯管 A补偿电容 C~ 220V起辉器 S镇流器 LL I I C4.2.1日光灯的组成电路图灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，真空情况下充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。
镇流器：是绕在硅钢片铁芯上的电感线圈。
它有两个作用，一是在启动过程中，启辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而起燃。
二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。
实验时，可以认为镇流器是由一个小电阻和一个电感串联组成。
启辉器：是一个充有氖气的玻璃炮，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的U 形动触片。
动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。
所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。
2．日光灯点亮过程电源刚接通时，灯管尚未放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在启辉器的二个触片上，启辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。
与此同时，由于启辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。
在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电发出紫外线射到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点亮了。
实验六 日光灯电路及功率因数的提高
实验六 日光灯电路及功率因数的提高一、实验目的1.验证单相交流电路中的电流、电压和功率关系的理论；2.了解日光灯电路的组成，工作原理和安装方法；3.了解用电容器改善功率因数的方法和意义；4.学习功率表的使用方法。
二、实验原理电力系统中的负载大部分是感性负载，其功率因数较低，为提高电源的利用率和减少供电线路的损耗，往往采用在感性负载两端并联电容器的方法，来进行无功补偿，以提高线路的功率因数。
日光灯电路为感性负载，其功率因数一般在0.3～0.4左右，在本实验中，利用日光灯电路来模拟实际的感性负载观察交流电路的各种现象。
1.日光灯的工作原理如图6-1所示，日光灯电路由荧光灯管、镇流器和启辉器三部分组成：(1)灯管：日光灯管是一根玻璃管，它的内壁均匀地涂有一层薄薄的荧光粉，灯管两端各有一个阳极和一根灯丝。
灯丝由钨丝制成，其作用是发射电子。
阳极是两根镍丝，焊在灯丝上，与灯丝具有相同的电位，其主要作用是当它具有正电位时吸收部分电子，以减少电子对灯丝的撞击。
此外，它还具有帮助灯管点燃的作用。
灯管内还充有惰性气体(如氮气)与水银蒸汽。
由于有水银蒸汽，当管内产生辉光放电时，就会放射紫外线。
这些紫外线照射到荧光粉上就会发出可见光。
(2)镇流器：它是绕在硅钢片铁芯上的电感线圈，在电路上与灯管相串联。
其作用为：在日光灯启动时，产生足够的自感电势，使灯管内的气体放电；在日光灯正常工作时，限制灯管电流。
不同功率的灯管应配以相应的镇流器。
(3)启辉器：它是一个小型的辉光管，管内充有惰性气体，并装有两个电极：一个是固定电极，一个是倒“U ”形的可动电极，如图6-3所示。
两电极上都焊接有触头。
倒“U ”形可动电极由热膨胀系数不同的两种金属片制成。
点燃过程：日光灯管、镇流器和启辉器的联接电路如图6-1所示。
刚接通电源时，灯管内气体尚未放电，电源电压全部加在启辉器上，使它产生辉光放电并发热，倒“U ”形的金属片受热膨胀，由于内层金属的热膨胀系数大，双金属片受热后趋于伸直，使金属片上的触点闭合，将电路接通。
单相交流电路
三相平衡 3 3 3
三相不平衡 1 2 3
七、思考题（预习）
1、三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？
2、复习三相交流电路有关内容， 试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？
8 日光灯灯管 1
五、实验报告要求
1．实验题目、目的、内容（包括设计的实验电路和实验数据表格）；
2．整理测试数据，填入表格中；
3．回答思考题。
六、注意事项
1．正确使用各电表的接线并注意量程；
2．在实验2中，电容C一定要由小到大逐步增加并注意各电表，以防电流过大；
2、不对称三相负载作Y联接时,必须采用三相四线制接法，即Yo接法。而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。
倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0接法。
2． 在1的基础上设计一个利用并联电容来提高功率因数的电路，按照下表所给电容C的数值，测量电压、电流、功率和功率因数，并填入表4-1中。
表4-1
C（μF） 0 1 2.2 4.7
U（V）
I(A)
P(W)
cos?
九、实验注意事项
1、本实验采用三相交流市电，线电压为380V， 应穿绝缘良好的鞋子进实验室。实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生。
2、每次接线完毕，同学应先自查一遍， 然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则。
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功率表
* *W
U
同名端一般 连在一起
电压取样， 并联
I
P=UIcosφ
有功 功率
电流取样， 串联
四、实验内容
1、接通实验台电源，调节自耦调压器，使其输出电压为220V（用交流电压表 测量）。2、断电情况下，按下图组成实验电路。3、接通电源，利用短接按 钮启动日光灯，日光灯管点亮后，按表一要求测量记录各组数据。
并电容
u
i
R uR C
L uL
日光灯实验相量图分析
•
IC
•
U
•
' I'
•
UL
•
IC
•
••
UR
IL / I
其中消耗i 的有功功率为：
u P = 当PRUR=、UPI一CR定OS时C:
u COLS uL I
P损= I2R
提高电源的利用率；减少电路损耗，提高传输效率；
三、实验设备
序号 1
名称 交流电压表
2
交流电流表
3
功率表
4
自耦调压器
5
镇流器、启辉器
型号与规格 0～500V ０～5A
与灯管配用
6
日光灯灯管
7
元件箱
8
电流表插座
30W/20W DGJ-05
数量 1
备注
1
1
（DGJ-07）
1
各1 启辉器可用短接按钮 代替
1 实验台上部里面一根
1
提供电容
3
三相 电源
三相调 压器调 节旋钮
日光灯
电容器
交流数字电压 表，电流表
感性的，其等效电路及相量关系如下图。
i
R uR
.
.
U
UL
u
L uL
其中消耗的有功功率为：
. .
UR I
P = PR = UICOS
当U、P 因数低的提高
提高功率因数的原则：
必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负
载上的电压和负载的有功功率不变。
提高功率因数的措施:
此实验暂时不能做的实验台有：
• 3 、7 、10、13、15 、21、22、30、32、 33、 34、 35、 43、44、 55、 57、61、 60 、 63。
实验六 单相交流电路测量 ——日光灯电路
一、实验目的
1、研究正弦稳态交流电路中电压、电流相 量之间的关系。
2、了解日光灯电路的工作原理及安装方法， 掌握日光灯线路的接线。
* *W
I
L IL
IC
～220V
V
U
C1 C2 C3
A
S
表一 日光灯实验测量表格
测量值
U(V) UR(V) UL(V) IL(A)
IC(A)
I(A)
P(W) COSΦ
未并C
1UF 并 2.2UF C
4.7UF
五、注意事项
1、由于本实验使用220V的交流电源，务必注意用电和 人身安全，做到断电接线，断电换线，断电拆线。 2、正确使用仪表，注意仪表的量程及功率表的正确接法。 功率表要正确接入电路，应先将电流线圈和电压线圈的 同名端短接，再把电流线圈与负载串联，电压线圈与负 载并联。 3、实验时若出现短路故障，应立即关断电源，检查电路， 排除故障后方可重新通电实验。
六、实验报告
• 根据实验数据，分别绘出电压、电流相量 图，验证相量形式的基尔霍夫定律。
• 讨论改善电路功率因数的意义和方法。 • 装接日光灯线路的心得体会及其他。
UR UL
U
IL I IC
END
开始实验
3、加深对提高功率因数意义的理解，掌握 提高功率因数的方法。
二、原理说明
1.基尔霍夫定律
在单相正弦交流电路中，用交流电流表测 得各支路的电流值, 用交流电压表测得回路各元件 两端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的 基尔霍夫定律。
即
2. 功率因数的提高
问题的提出：日常生活中很多负载(如日光灯)为