日光灯电路功率因数的提高实验

日光灯电路及功率因数提高

实验4.7 日光灯电路与功率因数的提高 4.7.1实验目的 1．熟悉日光灯的接线方法。 2．掌握在感性负载上并联电容器以提高电路功率因数的原理。 4.7.2实验任务 4.7.2.1基本实验 1．完成因无补偿电容和不同的补偿电容时电路中相关支路的电压、电流以及电路的功率、功率因数的测量和电路的总功率因数曲线cosθ′=f (C )的测量。并测出将电路的总功率因数提高到最大值 时所需补偿电容器的电容值。(日光灯灯管额定电压为220V ，额定功率30W 。) 2．完成图4-7-1所示点亮日光灯时所需电压U 点亮和日光灯熄灭时电压U 熄灭 的测量。 3．定量画出电路的相量图。完成镇流器的等效参数R L 、L 的计算。 4.7.2.2扩展实验 保持U =220V 不变，当电路并联最佳电容器后使得总功率因数达到最大时，在电容器组两端并入20W 灯泡，通过并入灯泡的个数，使得总电流I 与无并联电 图4-7-1

容时的I值大致相同，记录此时I、I C、I L、P以及流入灯泡的电流值。 4.7.3实验设备 1．三相自耦调压器一套 2. 灯管一套 3．镇流器一只 4. 起辉器一只 5. 单相智能型数字功率表一只 6. 电容器组/500V 一套 7. 电流插座三付 8. 粗导线电流插头一付 9. 交流电压表(0~500V) 或数字万用表一只 10．交流电流表(0~5A)一只11．粗导线若干4.7.4实验原理 1．日光灯电路组成 日光灯电路主要有灯管、启辉器和镇流器 组成。联接关系如图4-7-2所示。 2．日光灯工作原理 图4-7-2 日光灯电路图? U～

接通电源后，启辉器固定电极、可动电极间的氖气发生辉光放电，使可动电极的双金属片因受热膨胀而与固定电极接触，壁涂有荧光粉的真空灯管里的灯丝预热并发射电子。启辉器接通后辉光放电停止，双金属片冷缩与固定电极断开，此时镇流器将感应出瞬时高电压加于灯管两端，使灯管的惰性气体电离而引起弧光放电，产生大量紫外线，灯管壁的荧光粉吸收紫外线后，辐射出可见光，发光后日光灯两端电压急剧下降，下降到一定值，如40W 日光灯下降到110V 左右开始稳定工作。启辉器因在110V 电压下无法接通工作而断开。启辉器在电路启动过程中相当于一个点动开关。 当日光灯正常工作后，可看成由日光灯管和镇流器串联的电路，电源电压按比例分配。镇流器对灯管起分压和限流作用。灯管相当于一个电阻元件，而镇流器是一个具有铁心的电感线圈，但它不是纯电感，我们可把它看成一个R L 、L 串联的感性负载，电流为L I ? 。设日光灯电路两端电压? U 的相位超前于日光灯电路电流L I ? 相位θ角，则日光灯电路的功率因数为cosθ。如图4-7-3所示。 ? U ─ 电源电压 ─日光灯支路电流 L I ? ─补偿后电路总电流 ? I C I ? ─电容支路电流 θ─补偿前电路的电压与电流间相位角 θ'─补偿后电路的电压与电流间相位角 ? U I ? 图4-7-3 提高电路功率因数的相量图

日光灯电路与功率因数的提高

实验 日光灯电路与功率因数的提高 4.7.1实验目的 1．熟悉日光灯的接线方法。 2．掌握在感性负载上并联电容器以提高电路功率因数的原理。 4.7.2实验任务 4.7.2.1基本实验 1．完成因无补偿电容和不同的补偿电容时电路中相关支路的电压、电流以及电路的功率、功率因数的测量和电路的总功率因数曲线cosθ′=f (C )的测量。并测出将电路的总功率因数提高到最大值时所需补偿电容器的电容值。(日光灯灯管额定电压为220V ，额定功率30W 。) 2．完成图4-7-1所示点亮日光灯时 所需电压U 点亮和日光灯熄灭时电压U 熄灭 的测量。 3．定量画出电路的相量图。完成镇流器的等效参数R L 、L 的计算。 4.7.2.2扩展实验 保持U =220V 不变，当电路并联最佳电容器后使得总功率因数达到最大时，在电容器组两端并入20W 灯泡，通过并入灯泡的个数，使得总电流I 与无并联电容时的I 值大致相同，记录此时I 、I C 、I L 、P 以及流入灯泡的电流值。 4.7.3实验设备 1．三相自耦调压器 一套 2. 灯管 一套 3．镇流器 一只 4. 起辉器 一只 5. 单相智能型数字功率表 一只 6. 电容器组/500V 一套 7. 电流插座 三付 8. 粗导线电流插头 一付 9. 交流电压表(0~500V) 或数字万用表 一只 10．交流电流表(0~5A) 一只 11．粗导线 若干 图4-7-1

4.7.4 实验原理 1．日光灯电路组成 日光灯电路主要有灯管、启辉器和镇流器组成。联接关系如图4-7-2所示。 2．日光灯工作原理 接通电源后，启辉器内固定电极、可动电极间的氖气发生辉光放电，使可动电极的双金 属片因受热膨胀而与固定电极接触，内壁涂有 荧光粉的真空灯管里的灯丝预热并发射电子。启辉器接通后辉光放电停止，双金属片冷缩与固定电极断开，此时镇流器将感应出瞬时高电压加于灯管两端，使灯管内的惰性气体电离而引起弧光放电，产生大量紫外线，灯管内壁的荧光粉吸收紫外线后，辐射出可见光，发光后日光灯两端电压急剧下降，下降到一定值，如40W 日光灯下降到110V 左右开始稳定工作。启辉器因在110V 电压下无法接通工作而断开。启辉器在电路启动过程中相当于一个点动开关。 当日光灯正常工作后，可看成由日光灯管和镇流器串联的电路，电源电压按比例分配。镇流器对灯管起分压和限流作用。灯管相当于一个电阻元件，而镇流器是一个具有铁心的电感线圈，但它不是纯电感，我们可把它看成一个R L 、L 串联的感性负载，电流为L I ? 。设日光灯电路两端电压? U 的相位超前于日光灯电路电流L I ? 相位θ角，则日光灯电路的功率因数为cosθ。如图4-7-3所示。 3．提高功率因数的目的 为了减少电能浪费，提高电路的传输效率和电源的利用率，须提高电源的功率因数。提高感性负载功率因数的方法之一，就是在感性负载两端并联适当的补 偿电容，以供给感性负载所需的部分无功功率。并联电容器后，电路两端的电压? U 与总电流(C L I I I ? ? ? +=)的相位差为θ'，相应的向量图如图4-7-3所示。由图可见，补偿后的cos θ'＞cosθ，即功率因数得到了提高。 ? U ─电源电压 ─日光灯支路电流 L I ?─补偿后电路总电流 ? I C I ?─电容支路电流 θ─补偿前电路的电压与电流间相位角 θ'─补偿后电路的电压与电流间相位角 图4-7-2 日光灯电路图 ? U ～ ? U I ? 图4-7-3 提高电路功率因数的相量图

技能训练19 提高日光灯电路的功率因数

技能训练19 提高日光灯电路的功率因数 一．实验目的 （1）熟悉日光灯电路的工作原理，做到能正确迅速连接线路。 （2）通过实验了解功率因数提高的方法和意义。 （3）学会功率表、功率因数表的使用方法。 二．实验原理及内容说明 日光灯管R ，镇流器L （带铁心电感线圈），启动器S 组成（实验图7-1），当接通电源后，启动器内发生辉光放电，双金属片受热弯曲，触点接通，将灯丝预热使它发射电子，启动器接通后辉光放电停止，双金属片冷却，又把触点断开，这时镇流器感应出高电压加在灯管两端使日光灯放电，灯管内壁的荧光粉吸收后辐射出可见的光，日光灯就开始正常工作，启动器相当一只自动开关，能自动接通电路（加热灯丝）和开断电路（使镇流器产生高电压，将灯管击穿放电）。镇流器的作用除了感应高压使灯管放电外，在日光灯正常工作时，其限制电流的作用，镇流器的名称也由此而来，由于电路中串联着镇流器，它是一个电感量较大的线圈，因而整个电路的功率因数不高。（约0.5左右） 负载功率因数过低，一方面没有充分利用电源容量，另一方面又在输电电路中增加 损耗。为了提高功率因数，一般最常用的方法是在负载两端并联一个补偿电容器，抵消负载电流的一部分无功分量。在日光灯接电源两端并联一个可变电容器，当电容器的容量逐渐增加时，电容支路电流Ic 也随之增大，因Ic 导前电压U90°可以抵消电流I g 的一部分无功分量I gl ，结果总电流I 逐渐减小（实验图7-2），但如果电容器C 增加过多（过补偿） 。Ic>I gl 总电流又将增大。所以并联电容器应有一个合适的数值。 为了测量日光灯的功率有多大，可在电路中接入功率表，一般功率表都是多量程的，使 本实验中所使用的功率表需外接，该功率表的电压回路的灵敏度很高，因而内阻很大，测量时对被测电路的并联分流作用极小。另外，该表电流回路的内阻也特别小，因而对被测电路串联分压效应也很小。 功率表的接线如图7-3所示，图中功率表W 的电流回路引出接线柱应与负载串联连接，W 的电压回路引出端则与负载并联。其中标有* 号，称同名端，接线时应将这两端连在一起。这样连接时当功率表指针正偏或有正读数时，则表示电源向负载传送功率，其数值为 . .

实验3 日光灯电路及功率因数的提高

实验三 交流电路的研究 一、实验目的 1、学会使用交流数字仪表（电压表、电流表、功率表）和自耦调压器； 2、学习用交流数字仪表测量交流电路的电压、电流和功率； 3、学会用交流数字仪表测定交流电路参数的方法； 4、加深对阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。 5、研究提高感性负载功率因数的方法和意义； 二、实验原理 1、交流电路的电压、电流和功率的测量 正弦交流电路中各个元件的参数值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U ，流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用来测量50Hz 交流电路参数的基本方法。计算的基本公式为： 电阻元件的电阻：I U R R =或2I P R = 电感元件的感抗I U X L L = ，电感f X L π2L = 电容元件的容抗I U X C C = ，电容C 21 fX C π= 串联电路复阻抗的模I U Z = ，阻抗角 R X arctg =? 其中：等效电阻 2 I P R = ，等效电抗2 2 R Z X -= 在R 、L 、C 串联电路中，各元件电压之间存在相位差，电源电压应等于各元件电压的相量和，而不能用它们的有效值直接相加。 电路功率用功率表测量，功率表（又称为瓦特表）是一种电动式仪表，其中电流线圈与负载串联，（具有两个电流线圈，可串联或并联，以便得到两个电流量程），而电压线圈与电源并联，电流线圈和电压线 圈的同名端（标有*号端）必须连在一起，如图3-1 方法与电动式功率表相同，电压、电流量程分别选500V 和3A 。 2、提高感性负载功率因数的研究 供电系统由电源（发电机或变压器）通过输电线路向负载供电。负载通常有电阻负载，如白炽灯、电阻加热器等，也有电感性负载，如电动机、变压器、线圈等，一般情况下，这两种负载会同时存在。由于电感性负载有较大的感抗，因而功率因数较低。

单相电路参数测量和功率因数的提高

单相电路参数测量及功率因数的提高 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 日光灯电路是一个RL串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图3－1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。 I 图3－1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R L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。 灯管点亮后，电路中的电流在镇流器上产生较大的电压降（有一半以上电压），灯管两端（也就是起辉器两端）的电压锐减，这个电压不足以引起起辉器氖管的辉光放电，因此它的两个触片保持断开状态。即日光灯点亮正常工作后，起辉器不起作用。 3．日光灯的功率因数 日光灯点亮后的等效电路如图2 所示。灯管相当于电阻负载R A ，镇流器用内阻R L 和电感L 等效代之。由于镇流器本身电感较大，故整个电路功率因数很低，整个电路所消耗的功率P 包括日光灯管消耗功率P A 和镇流器消耗的功率P L 。只要测出电路的功率P 、电流I 、总电压U 以及灯管电压U R ，就能算出灯管消耗的功率P A =I ×U R ， 镇流器消耗的功率P L =P ?P A ，UI P =?cos R A 图3－2日光灯工作时的等效电路 2．功率因数的提高 日光灯电路的功率因数较低，一般在0.5 以下，为了提高电路的功率因数，可以采用与电感性负载并联电容器的方法。此时总电流I 是日光灯电流 I L 和电容器电流 I C 的相量和：? ? ? +=C L I I I ，日光灯电路并联电容器后的相量图如图3 所示。由于电容支路的电流I C 超前于电压U 90°角。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角由原来的 1?减小为?，故cos ?＞cos 1?。 当电容量增加到一定值时，电容电流C I 等于日光灯电流中的无功分量，?= 0。cos ?=1，此时总电流下降到最小值，整个电路呈电阻性。若继续增加电容量，

感性负载功率因数的提高

感性负载功率因数的提高 一、实验目的 1、研究争先稳态交流电路中电压电流相量之间的关系； 2、理解日光灯电路的工作原理及电路的设计； 3、理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 二、实验原理 提高感性负载功率因数的研究： 供电系统由电源（发电机或变压器）通过输电线路向负载供电。负载通常有电阻负载，如白炽灯、电阻加热器等，也有电感性负载，如电动机、变压器、线圈等，一般情况下，这两种负载会同时存在。由于电感性负载有较大的感抗，因而功率因数较低。 若电源向负载传送的功率?cos UI P =，当功率P 和供电电压U 一定时，功率因数 ?cos 越低，线路电流I 就越大，从而增加了线路电压降和线路功率损耗,若线路总电阻 为l R ，则线路电压降和线路功率损耗分别为l l IR U =?和l l R I P 2=?；另外，负载的功率因数越低，表明无功功率就越大，电源就必须用较大的容量和负载电感进行能量交换，电源向负载提供有功功率的能力就必然下降，从而降低了电源容量的利用率。因而，从提高供电系统的经济效益和供电质量，必须采取措施提高电感性负载的功率因数。 通常提高电感性负载功率因数的方法是在负载两端并联适当数量的电容器，使负载的总无功功率Q ＝Q L －Q C 减小，在传送的有功率功率P 不变时，使得功率因数提高，线路电流减小。当并联电容器的Q C ＝Q L 时，总无功功率Q ＝0，此时功率因数?cos ＝1，线路电流I 最小。若继续并联电容器，将导致功率因数下降，线路电流增大，这种现象称为过补偿。 负载功率因数可以用三表法测量电源电压U 、负载电流I 和功率P ，用公式 UI P = =?λcos 计算。 本实验的电感性负载用铁心线圈，（日光灯镇流器）电源用220V 交流电经自耦调压器调压供电。 三．实验设备 1．交流电压表、电流表、功率表（在控制屏） 2．自耦调压器（输出可调的交流电压） 3．镇流器，启辉器，630V/4.3μF 电容器，30W 日光灯

荧光灯电路与功率因数的提高实验在Multisim10中的仿真分析

荧光灯电路与功率因数的提高实验在Multisim10中的仿真分析 摘要本文以荧光灯电路与功率因数的提高实验为例，通过具体实验数据与仿真结果的比对，证明了仿真结果与实验结果基本符合。本文论述了在电路分析课程实验教学中引入Multisim仿真技术的可行性和必要性。 关键词荧光灯；镇流器；功率因数；Multisim软件；仿真分析 0引言 “电路分析基础”课程是大学电类专业重要的技术基础课。随着电子信息产业的飞速发展，计算机技术在电子电路设计中发挥着越来越大的作用。电子产品的设计开发手段由传统的设计方法和简单的计算机辅助设计（CAD）逐步被EDA 技术取代。由于其具有实现原理图的捕获、电路分析、交互式仿真、电路板设计、仿真仪器测试和单片机高级应用，又加上运行速度快，操作简便、入门容易、维护方便、兼容性好等诸多优点，非常适合电类专业课程的实验教学。 1荧光灯电路与功率因数提高的仿真分析 1.1荧光灯的组成 荧光灯电路主要由灯管、启辉器和镇流器（可视为具有铁心的电感线圈）组成，荧光灯工作电路图如图1所示。 1.2提高荧光灯电路的功率因数原理 为了提高感性负载的功率因数，常用的方法是感性负载两端并联补偿电容器，以供给感性负载所需的部分无功功率。荧光灯正常工作后，可看成由灯管和镇流器串联的电路。灯管相当于一个电阻元件（R），镇流器是一个带铁心的电感线圈（相当于一个电阻（r）、电感（L）串联的元件）。这样，荧光灯电路就看成一个（R+r）L串联电路。（R+r）L串联电路是感性电路，设电压相位超前于电流相位θ角，则电路的功率因数为cosθ。 cosθ为负载网络的功率因数；θ为负载网络的阻抗角，即负载网络端口电压与电流的相位差。为了提高荧光灯电路的功率因数，常用的方法就是与感性负载两端并联电容器，其电路图如图2（a）所示。相位的相量图如图2（b）所示，由相量图可见并联电容器后，负载网络端口电压与电流的相位差为θ’。由于θ>θ’，故cosθ

日光灯电路功率因数的提高

实验： 日光灯电路功率因数的提高 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.日光灯线路 日光灯电路由灯管、镇流器及启辉器三部分组成，线路如图1所示。灯管在工作时可认为是一个电阻负载R 。镇流器是一个交流铁心线圈，可等效为一个电感很大的感性负载（r 、L 串联）。灯亮后，启辉器就不起作用了。故实际上是一个R 、L 串联电路，等效电路如图2所示。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。 图1 日光灯电路 图2日光灯等效电路 2.功率因数的提高 电力系统中的大多数负载，如异步电动机、日光灯等都是感性负载，功率因数较低，对电力系统的运行不利。一是使电源设备的利用率减低，二是降低了输电线路的输电功率。也就是说，负载的有功功率一定时，有关系式I=P/UC osφ，可见，功率因数低，线路电流就大，输电线路上的功率消耗I 2r 也就增大（r 为线路等值电阻），使输电功率降低。因此提高负载的功率因数有着重要的经济意义。 提高功率因数即在不改变原负载工作状态的条件下，设法减小线路电流。常用的方法是感性负载并联电容补偿，如图3所示。 图3感性负载电路 图4相量图 在感性负载两端并联电容器后的相量图如图4所示。若忽略线路阻抗，并联电容后并不改变原负载的工作状况，但却通过容性电流对感性电流的补偿，提高了功率因数，降低了对电源输出电流的要求，可增加一定容量电源的带载能力。 I C I B0 I (a)电路图(b) 相量图 启辉 器 U 1U 2U

三、实验设备: 四、实验内容: 1. 日光灯线路接线与测量。 按图5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，记录此时的U、U L、U A、I的值。然后将电压调至220V，测量U，U L，U A、I等值，验证电压、电流相量关系。实验数据记入表1。 表1 2. 并联电路──电路功率因数的改善。按图6组成实验线路。 经指导老师检查后，接通实验台电源，将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。数据记入表2中。 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。 2. 在接通电源前，应将自耦调压器手柄置零位上。 3. 线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。

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

实验4 日光灯电路及其功率因数的提高

实验四日光灯电路及其功率因数的提高 一、实验目的 1．了解日光灯电路的工作原理 2．掌握提高功率因数的意义与方法 二、实验器材 1．1台型号为RTDG－3A或RTDG－4B 的电工技术实验台 2．1根40W日光灯灯管 3．1台型号为RTZN13智能存储式交流电压／电流表 4．1个型号为RTDG－08的实验电路板，含有镇流器、启辉器、电容器组 三、实验内容 测量日光灯电路有并联电容和没有并联电容这两种情况下的功率因数，掌握提高功率因数的方法。 四、实验原理 在正弦交流电路中，功率因数的高低关系到交流电源的输出功率和电力设备能否得到充分利用。为了提高交流电源的利用率，减少线路的能量损耗，可采取在感性负载两端并联适当容量的补偿电容，以改善电路的功率因数。并联了补偿电容器C 以后，原来的感性负载取用的无功功率中的一部分，将由补偿电容提供，这样由电源提供的无功功率就减少了，电路的总电流?也会减小，从而使得感性电路的功率因数cos φ得到提高。 图4－1 日光灯电路原理图

五、实验过程 1.日光灯没有并联电容时的操作过程 (1) 先切断实验台的总供电电源开关，按照实验电路图4—1来连线。用导线将调压器输出 相线端、总电流测量插孔、日光灯电流测量插孔、镇流器、日光灯灯丝一端、启辉器、日光灯灯丝另一端、调压器输出地线端按顺序联接到实验线路中。 (2) 用导线将电容器电流测量插孔与电容器组串联再与上述日光灯电路并联，并将电容器 组中各电容器的控制开关均置于断开位置。注意，电容器电流测量插孔应联接在总电流测量插孔的后面。 (3) 实验电路接线完成后，需经过实验指导教师检查无误，方可进行下一步操作。 (4) 将安装在电工实验台左侧面的自耦变压器调压手柄按照逆时针方向旋转到底。 (5) 闭合实验台的总供电电源开关，按下启动按键。 (6) 按下调压按键，使实验台的调压器开始工作，这时实验台上的三相电压表显示调压器 的输出电压。 (7) 闭合交流电表开关，用导线将交流电压表与调压器输出端相联接，按顺时针方向旋转 自耦变压器的调压手柄，用交流电压表监测，将调压器输出电压逐渐调升至220V。这时安装在实验台内部的日光灯灯管将会点亮，日光灯电路开始正常工作。 (8) 使用交流电压表、交流电流表，按表4—1中的顺序测量电路端电压U、电路总电流I、 日光灯灯管电压U R，将测量结果记入表4—1中。 表4—1 日光灯电路的测量 2. 日光灯并联电容时的操作过程 按照表4—2中列出的电容器容量值，逐项测量电路总电流I、日光灯支路电流I R(或I L)、电容器支路电流I C的数值，并将测量结果记入表4—2中。

实验一日光灯电路及功率因数的提高分析解析

. . .. . . 电工学&电工学及电气设备实验指导书 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，按程序规操作，以避免人身触电事故的发生！ 三、实验报告

实验二日光灯电路及其功率因数的提高

实验二日光灯电路及其功率因数的提高 一、实验目的 1．了解日光灯电路的工作原理 2．掌握功率因数的测定方法以及提高功率因数的意义与方法 二、实验器材 1．实验电路板，含有镇流器、启辉器、电容器组 2．40W日光灯灯管 3．交流电压／电流表 三、实验内容 1、实验原理 在正弦交流电路中，功率因数的高低关系到交流电源的输出功率和电力设备能否得到充分利用。为了提高交流电源的利用率，减少线路的能量损耗，可采取在感性负载两端并联适当容量的补偿电容，以改善电路的功率因数。并联了补偿电容器C 以后，原来的感性负载取用的无功功率中的一部分，将由补偿电容提供，这样由电源提供的无功功率就减少了，电路的总电流?也会减小，从而使得感性电路的功率因数cos φ得到提高。 图2-1 日光灯电路原理图 2、日光灯没有并联电容时功率因数的测定 （1）先切断实验台的总供电电源开关，按照实验电路图2-1来连线。。 （2）将电容器组中各电容器的控制开关均置于断开位置。 （3）实验电路接线完成后，需经过实验指导教师检查无误，方可进行下一步操作。 （4）闭合实验台的总供电电源开关，按下启动按键。这时安装在实验台内部的日光灯灯管将会点亮，日光灯电路开始正常工作。 （5）使用交流电压表、交流电流表，按表2-1中的顺序测量电路总电压U、电路总电

流I、日光灯灯管电压U R，将测量结果记入表2-1中。 （6）根据表2-1中的实验数据，计算日光灯电路的功率因数cosφ值。 表2-1 日光灯电路的测量 3. 日光灯并联电容时的功率因数的测定 按照表2-2中列出的电容器容量值，逐项测量电路总电流I、日光灯支路电流I L、电容器支路电流I C的数值，并将测量结果记入表2-2中。根据表2-2中的实验数据，计算在并联不同容量值的电容器时日光灯电路的功率因数cosφ值。 表2-2并联电容提高功率因数 四、注意事项 (1)实验前需要做充分的准备：预习实验内容，写出预习报告。无预习报告者不得进入实验室做实验。(2)本实验使用220V动力线路供电，在进行日光灯电路的联接线操作时，务必切断实验台总供电电源开关，严禁带电操作。（3）在本次实验中需要测量三条支路电流，需要在实验电路中接入三个电流测量插孔，如果接入的电流测量插孔个数不够，将无法正常完成电流数值的测量。（4）如果实验电路接线正确，接通工作电源后日光灯不能正常点亮，可转动启辉器以使日光灯点亮。(5)在实验连线中、检查实验连线时以及实验结束后拆线时，均应切断电源，在断电状态下操作。(6) 实验完毕，拆线时用力不要过猛，以防拔断导线，最好是轻轻的旋拔。做完实验后，收拾好实验设备与器材，经实验指导老师检查并签字后方可离开实验室。 五、实验报告要求 （1）对实验结果进行分析。 （2）讨论改善感性电路功率因数的方法、意义及注意事项。 （3）写出实验的收获和体会。

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 表7-1 感性电路并联电容后的原始数据 C （μF ） P(瓦) V （伏） I （安） Cos ф

荧光灯的安装及功率因数的提高

实验一荧光灯的安装及功率因数的提高 一、实验目的 1、了解荧光灯的工作原理，学习荧光灯的安装方法。 2、掌握提高功率因数的方法，理解提高功率因数的意义。 3、熟悉交流仪表的使用方法。 二、实验设备和器材 荧光灯灯管1支 镇流器1个 起辉器1个 灯管支座2个 直流稳压电源0～30 V 万用表MF-500型 电流表0～5 A 功率表1只 三、实验原理与说明 1、荧光灯电路的组成 电路由荧光灯管、镇流器、起辉器组成，原理电路图如实训图1-1所示。 （1）荧光灯管 荧光灯管是一支细长的玻璃管，其内壁涂有一层荧光粉薄膜，在荧光灯管的两端装有钨丝，钨丝上涂有受热后易发射电子的氧化物。荧光灯管内抽成真空后，充有一定量的惰性气体和少量的汞气（水银蒸气）。惰性气体有利于日光灯的启动，并延长灯管的使用寿命；水银蒸气作为主要的导电材料，在放电时产生紫外线激发日光灯管内壁的荧光粉转换为可见光。 （2）起辉器 起辉器主要由辉光放电管和电容器组成，其内部结构如实训图1-2所示。其中辉光放电管内部的倒U形双金属片（动触片）是由两种热膨胀系数不同的金属片组成；通常情况下，动触片和静触片是分开的；小容量的电容器可以防止起辉器动、静触片断开时产生火花烧坏触片。 （3）镇流器 镇流器是一个带有铁心的电感线圈。它与起辉器配合产生瞬间高电压使荧光灯管导通，激发荧光粉发光，还可以限制和稳定电路的工作电流。 2、荧光灯的工作原理 如实训图1-1所示，在荧光灯电路接通电源后，电源电压全部加在起辉器两端，从而使辉光放电管内部的动触片与静触片之间产生辉光放电，辉光放电产生的热量使动触片受热膨胀趋向伸直，与静触片接通。于是，荧光灯管两端的灯丝、辉光放电管内部的触片、镇流器构成一个回路。灯丝因通过电流而发热，从而使灯丝上的氧化物发射电子。与此同时，辉光放电管内部的动触片与静触片接通时，触片间电压为零，辉光放电立即停止，动触片冷却收缩而脱离静触片，导致镇流器中的电流突然减小为零。于是，镇流器产生的自感电动势与电源电压串联叠加于灯管两端，迫使灯管内惰性气体分子电离而产生弧光放电，荧光灯管内温度逐渐升高，水银蒸气游离，并猛烈地撞击惰性气体分子而放电，同时辐射出不可见的紫外线激发灯管内壁的荧光粉而发出近似荧光的可见光。荧光灯管

日光灯与功率因数的提高实验报告

日光灯与功率因数的提高实验报告 篇一：实验三日光灯电路及其功率因数的提高 实验三日光灯电路及其功率因数的提高 一、实验目的 1．了解日光灯电路的工作原理 2．掌握提高功率因数的意义与方法 二、实验器材 1．1台型号为RTDG－3A或RTDG－4B 的电工技术实验台2．1根40W日光灯灯管 3．1台型号为RTZN13智能存储式交流电压／电流表4．1个型号为RTDG－08的实验电路板，含有镇流器、启辉器、电容器组 三、实验内容 测量日光灯电路有并联电容和没有并联电容这两种情况下的功率因数，掌握提高功率因

数的方法。 四、实验原理 在正弦交流电路中，功率因数的高低关系到交流电源的输出功率减为了提高交流电源的利用率，和电力设备能否得到充分利用。． 少线路的能量损耗，可采取在感性负载两端并联适当容量的补偿电容，以改善电路的功率因数。并联了补偿电容器C 以后，原来的感性负载取用的无功功率中的一部分，将由补偿电容提供，这样由电源提供的无功功率就减少了，电路的总电流? 也会减小，从而使得感性电路的功率因数cos φ得到提高。 图4－1 日光灯电路原理图 五、实验过程 1. 日光灯没有并联电容时的操作过程 (1) 先切断实验台的总供电电源开关，按照实验电路图4—1来连线。用导线将调压器输 出相线端、总电流测量插孔、日光灯电流测量插孔、镇流器、日光灯灯丝一端、启辉 器、日光灯灯丝另一端、调压器输出地线端按顺序联接到实验线路中。 (2) 用导线将电容器电流测量插孔与电容器组串联再与上

述日光灯电路并联，并将电容 器组中各电容器的控制开关均置于断开位置。注意，电容器电流测量插孔应联接在总 电流测量插孔的后面。 (3) 实验电路接线完成后，需经过实验指导教师检查无误，方可进行下一步操作。(4) 将安装在电工实验台左侧面的自耦变压器闭合实验台的总供电电(5) 调压手柄按照逆时针方向旋转到底。． 源开关，按下启动按键。 (6) 按下调压按键，使实验台的调压器开始工作，这时实验台上的三相电压表显示调压 器的输出电压。 (7) 闭合交流电表开关，用 导线将交流电压表与调压器输出端相联接，按顺时针方向旋转自耦变压器的调压手柄，用交流电压表监测，将调压器输出电压逐渐调升至220V。 这时安装在实验台内部的日光灯灯管将会点亮，日光灯电路开始正常工作。(8) 使用交流电压表、交流电流表，按表4—1中的顺序测量电路端电压U、电路总电流 2. 日光灯并联电容时的操作过程 按照表4—2中列出的电容器容量值，逐项测量电路总电流

日光灯电路及功率因素的提高

日光灯电路及功率因素的提高 实 验 报 告 班级: _______________ 姓名: _______________ 学号: _______________ 指导老师: _______________ 组长: ______________ 武汉交通职业学院机电工程系 2009年10月

实验三日光灯电路及功率因素的提高 一、实验目的 1、掌握日光灯线路的接线。 2、理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 二、原理说明 日光灯线路如图3-1所示，图中A是日光灯管，L是镇流器，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（COSΦ）。有关日光灯的工作原理见附说明。 三、实验设备

四、实验内容 1、日光灯线路接线与测量。 按图3-2接线。经指导教师检查后接通实验台电源，日光灯应立即 发光，记下三表的指示值。测量功率P，电流I，电压U，U L ，U A 等值， 验证电压、电流相量关系。 2、并联电路———电路功率因数的改善。按图（3-3）组成实验线路。 经指导教师检查后，接通实验台电源，记录功率表、电压表读数。 通过一只电流表和三个电流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。数据记入下页表中。 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。 2、功率表要正确接入电路。 3、线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。

六、预习思考题 1、在日常生活中，当日光灯上缺少启辉器时，人们常用一根导线将启辉器 的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮或用一只启辉器去点亮多 只同类型的日光灯，这是为什么？ 2、为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电路器，此时增加了一 条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流 和功率是否改变？ 3、提高线路功率因数为什么只采用并联电容法，而不用串联法？所并的电 容器是否越大越好？ 七、实验报告 1、完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。 2、根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式基尔霍夫定 律。 3、讨论改善电路功率因数的意义和方法。 4、装接日光灯线路的心得体会及其他。 附：日光灯工作原理 日光灯由灯管、镇流器、启辉器等组成。在日光灯电路开始接通电源的时候，灯管尚不能点燃，此时启辉器内发生辉光放电，使其中的双金属片翘起导致触点闭合，接通灯丝电路，电流即流经镇流器，灯管两端的灯丝和启辉器，其值约是灯管正常工作电流的两倍，这时灯丝被很快加热而发射电子。在启辉器内触头闭合以后，辉光放电停止，约过零点几秒的时间，双金属片冷却并恢复原状，造成灯丝电路突然断开。在电路断开的瞬间，镇流器中产生很高的自感电动势，此电动势作用在灯管的两端，促使灯管点燃，日光灯便进入正常工作状态，灯管点燃以后，电路中的电流将在镇流器上产生较大的电压降落，灯管两端的电压锐减，从而使得和灯管并联的启辉器，因承受的电压过低而不再起辉。以上就是日光灯

实验六 日光灯电路及功率因数的提高

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=UIcosΦ其中cosΦ 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 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 表 1-2 测试结果 实验接线图