实验一 日光灯电路及功率因数的提高

电工学&电工学及电气设备

实验指导书山东农业大学电工电子实验中心

实验的基本要求

电工学基础实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。现按实验过程提出下列基本要求。

一、实验前的准备

实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书,了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题(有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等)，并按照实验项目准备记录抄表等。

实验前应写好预习报告,经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始作实验。

认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。

二、实验的进行

1、建立小组，合理分工

每次实验都以小组为单位进行,每组由2～3人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。

2、选择组件和仪表

实验前先熟悉该次实验所用的组件，选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。

3、按图接线

根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，按接线原则是先接串联主回路，再接并联支路。为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。

4、接通电源，观察仪表

接线完毕，首先自我检查，然后请指导教师查验无误后，方可通电。在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然后开始实验，观察所有仪表是否正常(如指针正、反向是否超满量程等)。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。

5、测取数据

预习时对电工实验的基本试验方法及所测数据的大小作到心中有数。正式实验时,根据实验步骤逐次测取数据。

6、认真负责，实验有始有终

实验完毕，须将数据交指导教师审阅。经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。

实验过程中一定要注意用电安全，按程序规范操作，以避免人身触电事故的发生！

三、实验报告

实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体

会。

实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。

实验报告包括以下内容：

1) 实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期。

2) 列出实验中所用组件的名称及编号等。

3) 数据的整理和计算

4) 根据数据进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁

5) 每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。

实验一日光灯电路及功率因数的提高

一、实验目的

1.了解日光灯的工作原理；

2.了解提高功率因数的意义；

3.掌握提高感性负载功率因数的方法。

二、实验原理说明

图1-1 日光灯电路

1、日光灯各元件的联接及其工作过程

日光灯结构如图1-1所示，K闭合时，日光灯管不导电，全部电压加在启辉器两触片之间，使启辉器中氖气击穿，产生气体放电，此放电产生的一定热量使双金属片受热膨胀与固定片接通，于是有电流通过日光灯管的灯丝和镇流器。短时间后双金属片冷却收缩与固定片断开，电路中的电流突然减小；根据电磁感应定律，这时镇流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯管两端电压产生400至500V高压，灯管气体电离，产生放电，日光灯点燃发亮。日光灯点燃后，灯管两端的电压降为100V左右，这时由于镇流器的限流作用，灯管中电流不会过大。同时并联在灯管两端的启辉器，也因电压降低而不能放电，其触片保持断开状态。

2、功率因数提高的意义和方法

对于一个无源一端口网络，如图1-2所示，其所吸收的有功功率P=UIcos Φ其中 cos Φ 称为功率因数。要提高感性负载的功率因数，可以用并联电容器的办法，使流过电容器中的无功电流分量与感性负载中的无功电流分量互相补偿，以减小电压和电流之间的相位差，从而提高了功率因数。提高负载的功率因数有很大的经济意义，一方面它可以充分发挥电源设备的利用率，另一方面又可以减少输电线路上的功率损失，提高电能的传输效率。

三、实验设备

表1-1 实验仪器和设备

序号 名 称 型号与规格

数量 备注

1 交流电压表 1

2 交流电流表 1

3 功率表 1

4 自耦调压器

1 4 镇流器 与40W 灯管配用

1 5 电容器箱

1 6 启辉器 与40W 灯管配用

1 7 日光灯灯管

40W 1 8

1

四、实验线路与实验内容

实验接线如图所示。测量交流参数及提高功率因数 按表1-2并联电容C ，令U=220V 不变，将测试结果填入表 1-2 中。

23

4

U

I Z=|Z|

表1-2 测试结果

电容值μF测量值计算值

U（V）I (A)I RL(A)I c(A)cosφ0

2.5

4.75

2.5+4.75

4.75+4.75

实验接线图

五、注意事项

1、测电压、电流时，一定要注意表的档位选择，测量类型、量程都要对应。

2、功率表电流线圈的电流、电压线圈的电压都不可超过所选的额定值。

3、自耦调压器输入输出端不可接反。

4、各支路电流要接入电流插座。

5、注意安全，线路接好后，须经指导教师检查无误后，再接通电源。

六、报告要求

1、若直接测量镇流器功率，功率表应如何接线，作图说明。

2、说明功率因数提高的原因和意义。

3、收获体会及其他。