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实验十六 日光灯电路及功率因数的提高一、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．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，它们之间的关系应满足相量形式的基尔霍夫定律，即 Σ.I ＝0 和 Σ.U ＝02．如图16-1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，.U R 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园，.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。
3．日光灯线路如图16-2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）。
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
图16-1图16-2三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1 交流电压表0-500V 12 交流电流表0-5A 13 功率表 14 自耦调压器 15 镇流器、启辉器与30W灯管配用 1 DGJ-046 电容器1μf，2μf，4.7μf/450V DGJ-057 白炽灯220V，15W 1 DGJ-048 日光灯灯管30W 19 电流插座 3 DGJ-04四、实验内容1．日光灯线路接线按图16-4组成实验线路，经指导教师检查后，接通220V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。
2．并联电路──电路功率因数的改善按图16-5组成实验线路，经指导教师检查后，接通220V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门插座分别测量三条支路的电流，改变电容值，进行重复测量。
表16-3 电路功率因数改善实验数据。
实验二日光灯电路一、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、实验原理1. 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，ΣI＝0和ΣU＝02. 日光灯电路示意图如图2—1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（cosφ值）。
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
图 2—1图 2—2三、实验设备1 日光灯具（灯管、镇流器、启辉器等）一套2 交流电流表、交流电压表、功率表、Cosφ表各一块3 调压器一台4 电容器1uF、2.2uF、4.7uF 各一只四、实验内容及步骤1.启辉值的测试利用THGE-1型实验台“30W日光灯实验器件”、面板上与30W日光灯管连通的插孔及相关器件（电容器处于“断开”位置）。
按图2-2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，记录三表的指示值。
填入表2—1中。
2.正常值的测试、将电压调至220V，测量功率P、功率因数Cosφ、电流I、电压U、ULU等值，。
将测试值填入表2—1中A3.功率因数的改善。
将自耦调压器的输出调至220V，记录P、COSφ、U的读数。
并利用电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流，I、IL、 IC；改变电容值，进行三次重复测量，将数值填入表2—2中五、实验记录及数据处理表2--1表2—2六、思考题1启辉器的作用是什么？2. 如何提高电路的功率因数？七、实验注意事项及实验报告要求1. 本实验用交流电220V，务必注意用电和人身安全。
2. 功率表要正确接入电路，要注意改换量程。
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4. 将测试数据填写到表格中，完成表格中的数据计算。
实验二 单相交流电路及功率因数的提高一、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. 了解日光灯电路的特点，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. 交流电路中电压、电流相量之间的关系 在单相正弦交流电路中，各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律，即：ΣI ＝0和ΣU＝0 图1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，电阻上的端电压R U 与电路中的电流I 同相位，当R 的阻值改变时，R U 和C U 的大小会随之改变，但相位差总是保持90°，R U 的相量轨迹是一个半圆，电压U 、C U 与R U 三者之间形成一个直角三角形。
即U =RU +C U ，相位角φ＝acr tg (Uc / U R ) 改变电阻R 时，可改变φ角的大小，故RC 串联电路具有移相的作用。
图1 RC 串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比，即：cos φ＝P / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。
交流电路的负载多为感性（如日光灯、电动机、变压器等），电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率，因此功率因数比较低(cos φ＜0.5)。
从供电方面来看，在同一电压下输送给负载一定的有功功率时，所需电流就较大；若将功率因数提高 (如cos φ＝1 )，所需电流就可小些。
这样即可提高供电设备的利用率，又可减少线路的能量损失。
所以，功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。
为了提高交流电路的功率因数，可在感性负载两端并联适当的电容Ｃ，如图2所示。
并联电容Ｃ以后，对于原电路所加的电压和负载参数均未改变，但由于c I的出现，电路的总电流I 减小了，总电压与总电流之间的相位差φ减小，即功率因数cos φ得到提高。
2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数，如图3所示。
日光灯电路实验告总结
本次实验旨在通过搭建日光灯电路，探究电路中各元件的作用及电流、电压的
变化规律，加深对电路原理的理解。
实验过程中，我们按照实验指导书的要求，依次进行了实验操作，并记录了实验数据，最终得出了一些结论。
首先，我们按照实验指导书上的电路图，搭建了日光灯电路。
在接通电源后，
我们观察到日光灯亮起，证明电路连接正确。
随后，我们使用万用表测量了电路中不同位置的电压和电流数值，并记录下了这些数据。
通过实验数据的分析，我们得出了一些结论。
首先，我们发现在电路中，电压
随着电流的变化而变化，呈现出一定的规律性。
其次，我们发现在不同的电路元件中，电压和电流的数值也有所不同，这说明不同元件在电路中起着不同的作用。
最后，我们还发现在电路中，电流的大小受到电阻的影响，电阻越大，电流越小，反之亦然。
通过本次实验，我们加深了对电路原理的理解，掌握了搭建日光灯电路的方法，并且通过实验数据的分析得出了一些结论，这些结论对我们进一步学习电路原理具有一定的指导意义。
总的来说，本次实验取得了预期的效果，我们对日光灯电路的工作原理有了更
深入的了解，同时也熟练掌握了实验操作的方法。
希望通过今后的实验学习，我们能够进一步提高对电路原理的理解，为将来的学习打下坚实的基础。
电工电子技术实验实验须知：电工电子技术实验是电工电子技术课程重要的实践教学环节，一方面帮助学生巩固、加深对理论知识的理解，提高分析解决问题的能力，另一方面使学生得到电工电子技术方面实践技能的基本训练，培养学生的动手能力。
学生在每次实验之前，必须认真预习，明确实验目的，理解实验原理，掌握实验步骤，了解实验所需的设备和仪器、仪表的规格、使用条件和使用方法。
实验过程中，必须严格遵守实验室的各项规章制度和安全操作规程，认真进行实践操作，严格遵守“先接线后通电、先断线后拆线”的操作程序，重视人身和设备的安全，服从指导老师的指导。
实验结束后，需将实验数据经指导老师检查后，方可拆除电路，并在做好仪器设备的整理和环境清洁工作后，方可离开。
实验结束后，要认真整理分析实验数据，写出数据真实、条理清楚、内容完整的实验报告。
实验报告包括：实验目的、实验原理、实验设备、实验步骤、实验数据、数据处理、分析讨论、体会建议。
实验1 基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、验证基尔霍夫定律，加深对定律的理解；2、使用练习控制屏上的电压表、电流表，为以后实验作准备；二、实验基本原理基尔霍夫电流定律KCL说明了电路中某一节点中各电流之间的相互关系。
定律指出：在任何瞬间，流入和流出任一节点的电流代数和恒等于零。
用数学式子表达为：∑I=KCL不仅使用于任一节点，而且可以推广应用到电流的某一闭合面。
基尔霍夫电压定律KVL说明了电路中任一闭合回路中各部分电压之间的相互关系。
定律指出：在任一瞬间环绕电路中任一闭合回路，所得各段电压的代数和恒等于零。
数学表达式为：∑U=三、实验设备1、直流稳压电源（6V、12V切换）1个、可调直流稳压电源（0-30V）1个。
2、直流数字电压表1个、直流数字毫安表1个。
3、DJG-3电压、电位测定实验板。
四、实验内容1、按DGJ-03上的叠加原理实验线路连线。
如图1-1所示。
E 1E 2+-+-45图1-1 基尔霍夫定律和叠加定律实验电路图2、任意设定各支路电流的参考方向。
实验二 单相交流电路及功率因数的提高一、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. 了解日光灯电路的特点，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. 交流电路中电压、电流相量之间的关系 在单相正弦交流电路中，各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律，即：ΣI ＝0和ΣU＝0 图1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，电阻上的端电压R U 与电路中的电流I 同相位，当R 的阻值改变时，R U 和C U 的大小会随之改变，但相位差总是保持90°，R U 的相量轨迹是一个半圆，电压U 、C U 与R U 三者之间形成一个直角三角形。
即U =RU +C U ，相位角φ＝acr tg (Uc / U R ) 改变电阻R 时，可改变φ角的大小，故RC 串联电路具有移相的作用。
图1 RC 串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比，即：cos φ＝P / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。
交流电路的负载多为感性（如日光灯、电动机、变压器等），电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率，因此功率因数比较低(cos φ＜0.5)。
从供电方面来看，在同一电压下输送给负载一定的有功功率时，所需电流就较大；若将功率因数提高 (如cos φ＝1 )，所需电流就可小些。
这样即可提高供电设备的利用率，又可减少线路的能量损失。
所以，功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。
为了提高交流电路的功率因数，可在感性负载两端并联适当的电容Ｃ，如图2所示。
并联电容Ｃ以后，对于原电路所加的电压和负载参数均未改变，但由于c I的出现，电路的总电流I 减小了，总电压与总电流之间的相位差φ减小，即功率因数cos φ得到提高。
2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数，如图3所示。
一、实验目的1. 理解日光灯的工作原理和组成结构。
2. 掌握日光灯的安装、调试和维护方法。
3. 培养动手操作能力和解决实际问题的能力。
二、实验原理日光灯是一种利用低压汞蒸气放电产生紫外辐射，激发荧光粉发光的照明设备。
其工作原理如下：1. 当日光灯启动器中的双金属片受热弯曲，接通电路，镇流器产生自感电动势，使灯管两端电压升高，电子在灯管内加速运动，撞击汞原子，产生紫外辐射。
2. 紫外辐射激发荧光粉发光，产生可见光。
3. 日光灯的亮度与电流大小有关，调节电流可以控制亮度。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：日光灯、镇流器、启动器、开关、灯座、导线、万用表、绝缘胶布等。
2. 实验材料：荧光粉、汞、玻璃管等。
四、实验步骤1. 组装日光灯电路：将镇流器、启动器、开关、灯座和导线按照电路图连接好。
2. 调试日光灯：将日光灯放置在合适的位置，调整电流大小，观察日光灯的亮度和稳定性。
3. 测量日光灯的工作参数：使用万用表测量日光灯的电压、电流和功率。
4. 维护日光灯：检查日光灯的灯管、镇流器、启动器等部件是否损坏，如有损坏，及时更换。
5. 清洁日光灯：定期清理日光灯的灯管和灯座，保持照明效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果：日光灯电路连接正确，启动顺利，亮度适中，工作稳定。
2. 实验分析：a. 日光灯电路连接正确，灯管、镇流器、启动器等部件完好，保证了日光灯的正常工作。
b. 通过调节电流，可以控制日光灯的亮度，满足不同场合的需求。
c. 定期维护日光灯，可以延长其使用寿命，提高照明效果。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了日光灯的工作原理和组成结构，了解了日光灯的安装、调试和维护方法。
2. 提高了动手操作能力和解决实际问题的能力，为今后从事相关工作打下了基础。
3. 深入理解了电路原理，掌握了电路故障的排除方法，为今后在实际工作中处理电路问题提供了经验。
七、实验反思1. 在实验过程中，由于操作不当，导致日光灯电路连接错误，影响了实验效果。
实验二 单相交流电路及功率因数的提高一、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. 了解日光灯电路的特点，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. 交流电路中电压、电流相量之间的关系 在单相正弦交流电路中，各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律，即：ΣI ＝0和ΣU＝0 图1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信号U 的激励下，电阻上的端电压R U 与电路中的电流I 同相位，当R 的阻值改变时，R U 和C U 的大小会随之改变，但相位差总是保持90°，R U 的相量轨迹是一个半圆，电压U 、C U 与R U 三者之间形成一个直角三角形。
即U =RU +C U ，相位角φ＝acr tg (Uc / U R ) 改变电阻R 时，可改变φ角的大小，故RC 串联电路具有移相的作用。
图1 RC 串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比，即：cos φ＝P / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。
交流电路的负载多为感性（如日光灯、电动机、变压器等），电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率，因此功率因数比较低(cos φ＜0.5)。
从供电方面来看，在同一电压下输送给负载一定的有功功率时，所需电流就较大；若将功率因数提高 (如cos φ＝1 )，所需电流就可小些。
这样即可提高供电设备的利用率，又可减少线路的能量损失。
所以，功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。
为了提高交流电路的功率因数，可在感性负载两端并联适当的电容Ｃ，如图2所示。
并联电容Ｃ以后，对于原电路所加的电压和负载参数均未改变，但由于c I的出现，电路的总电流I 减小了，总电压与总电流之间的相位差φ减小，即功率因数cos φ得到提高。
2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数，如图3所示。
日光灯实验报告答案【篇一：电工实验报告答案-(厦门大学)】ss=txt>表4—１实验数据一(开关s投向r侧)表4—２实验数据二(s投向二极管vd侧)1．叠加原理中us1, us2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否将要去掉的电源（us1或us2）直接短接？答: us1电源单独作用时，将开关s1投向us1侧，开关s2投向短路侧； us2电源单独作用时，将开关s1投向短路侧，开关s2投向us2侧。
不可以直接短接，会烧坏电压源。
2．实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性还成立吗？为什么？答：不成立。
二极管是非线性元件，叠加性不适用于非线性电路（由实验数据二可知）。
实验五电压源、电流源及其电源等效变换表5－1电压源（恒压源）外特性数据表5－3理想电流源与实际电流源外特性数据表5－2实际电压源外特性数据图（a）计算is?us?117.6(ma) rs图（b）测得is=123ma1．电压源的输出端为什么不允许短路？电流源的输出端为什么不允许开路？答：电压源内阻很小，若输出端短路会使电路中的电流无穷大；电流源内阻很大，若输出端开路会使加在电源两端的电压无穷大，两种情况都会使电源烧毁。
2．说明电压源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？答：电压源具有端电压保持恒定不变，而输出电流的大小由负载决定的特性；电流源具有输出电流保持恒定不变，而端电压的大小由负载决定的特性；其输出在任何负载下能保持恒值。
3．实际电压源与实际电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，下降的快慢受哪个参数影响？答：实际电压源与实际电流源都是存在内阻的，实际电压源其端电压u随输出电流i增大而降低，实际电流源其输出电流i随端电压u增大而减小，因此都是呈下降变化趋势。
下降快慢受内阻rs影响。
4．实际电压源与实际电流源等效变换的条件是什么？所谓‘等效’是对谁而言？电压源与电流源能否等效变换？答：实际电压源与实际电流源等效变换的条件为：（1）实际电压源与实际电流源的内阻均为rs；（2）满足us?isrs。
