日光燈電路與交流電路功率因數(shù)測量相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

1、日光燈電路與交流電路功率因數(shù)測量相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)l1、學(xué)會設(shè)計(jì)簡單的交流電路圖。l2、掌握交流電路電壓及功率的測量方法l1、日光燈管 1 只l2、啟輝器 1 個(gè)l3、鎮(zhèn)流器 1 個(gè)l4、交流電流表 3 個(gè)l5、交流電壓表 1 個(gè)l6、交流功率表 1 個(gè) 以上設(shè)備在綜合實(shí)驗(yàn)裝置上。l1、日光燈電路的組成l日光燈由燈管，鎮(zhèn)流器，啟輝器組成，如圖3-1l2、日光燈點(diǎn)燃過程l電源的接通后，電源電壓通過鎮(zhèn)流器和燈管兩端的燈絲加在啟輝器二個(gè)觸片上，兩片之間的氣隙被擊穿，發(fā)生輝光放電，使動(dòng)觸片受熱伸張而與靜觸片構(gòu)成通路，于是燈管和燈絲通電預(yù)熱而發(fā)射熱子。與此同時(shí)，由于啟輝器中動(dòng)、靜觸片接觸后放電熄滅，雙金屬片因

2、冷卻復(fù)原而與靜觸片分離。在斷開瞬間鎮(zhèn)流器感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢，它和電源電壓串聯(lián)加到燈管的兩端，使燈管內(nèi)水銀蒸氣電離產(chǎn)生弧光放電發(fā)出紫外線射到燈管內(nèi)壁，激發(fā)熒光粉發(fā)光，日光燈就點(diǎn)燃了l3、日光燈的功率因數(shù)l日光燈點(diǎn)燃后的等效電路如圖3-2 所示。燈管相當(dāng)于電阻負(fù)載R，鎮(zhèn)流器用內(nèi)阻r 和電感L 等效代之。只要測出電路的功率P、電流I、總電壓U 以及燈管電壓lUR，就能算出燈管消耗的功PR=IUR，鎮(zhèn)流器消耗的功率P1 = P PR ,并示出電路l功率因數(shù)UIP1cosl4、功率因數(shù)的提高l日光燈的功率因數(shù)較低，一般在0.6 以下，且為感性電路，可以采用并聯(lián)電容器的方法來提高。日光燈并聯(lián)電容器后的相量

3、圖如圖3-3 所示。由于電容支路的電流IC 超前于電U 90度，抵消了一部分日光燈支路電流中的無功分量，使電路的總電流I 減小，從而提高了電路的功率因數(shù)。電壓與電流的相位差由原來的?1減小為?，故cos ?cos ?1 。l當(dāng)電容量增加到一定值時(shí)，電容電流等于日光燈電流中的無功分量 ?= 0。此時(shí)總電流下降到最小值cos?=1，整個(gè)電路相當(dāng)于電阻性負(fù)載。若繼續(xù)增加電容量，總電流I 反而大，整個(gè)電路變?yōu)槿菪载?fù)載，功率因 數(shù) 反 而 下 降 。l根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)：l（1）設(shè)計(jì)一個(gè)日光燈的照明電路，設(shè)計(jì)記錄電流，功率及各部分電壓測量結(jié)果的數(shù)據(jù)表格。根據(jù)測量數(shù)據(jù)了解交流電路中，各部分電壓和電流之間的相量關(guān)系。l（2）在（1）內(nèi)容的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)利用電容來提高功率因數(shù)的電路，電容變化范圍1uf-8.37uf，要求選擇至少7 個(gè)不同的電容值來觀察電路中各物理量的變化。l設(shè)計(jì)記錄不同電容值時(shí)各部分電流，電壓和功率因數(shù)測量結(jié)果的表格。l1、了解交流功率表的結(jié)構(gòu)、原理、及接線方法。l2、預(yù)習(xí)日光燈的組成及工作原理。l3、預(yù)習(xí)交流電路感性負(fù)載的特性及用電