實(shí)驗(yàn)六日光燈電路接線及功率因數(shù)提高

1、 實(shí)驗(yàn)六日光燈電路的接線及功率因數(shù)提升一、目的要求1練習(xí)使用功率表。2學(xué)習(xí)日光燈電路的接線，并認(rèn)識各元件的作用。3認(rèn)識提升功率因數(shù)的意義和方法。二、實(shí)驗(yàn)原理與方法1日光燈電路及各元件作用日光燈電路見圖 1 所示。它是由日光燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器和開關(guān)構(gòu)成。圖 1日光燈電路（ 1）日光燈管燈管兩端引腳插入燈頭的金屬插孔， 燈管引腳在燈管兩端各有一對，對外連接交流電源， 對內(nèi)安裝有燈絲， 燈絲在交流電源作用下發(fā)射電子。 燈管內(nèi)抽真空后充入少許的汞蒸汽和少許的惰性氣體， 比方氬、 氪、氖等。惰性氣體的作用是減少陰極的蒸發(fā)和幫助燈管啟動。（ 2）鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器是電感量較大的死心線圈，它串通在燈管和電源之間

2、，有單繞組的，也有雙繞組的。不論哪一種結(jié)構(gòu)的鎮(zhèn)流器，都是配合啟輝器產(chǎn)生瞬時(shí)高壓使燈管發(fā)光。在燈管正常發(fā)光后又能起到限制燈管電流的作用。（ 3）啟輝器啟輝器底座上固定有兩個(gè)螺帽形電極， 使用時(shí)將其插鈕在啟輝器座上。啟輝器內(nèi)有電容器（約 F）并聯(lián)在玻璃泡兩極，玻璃泡內(nèi)裝膨脹系數(shù)不一樣的形雙金屬片， 其內(nèi)部充入惰性氣體。 并聯(lián)電容器可減弱日光燈啟動時(shí)產(chǎn)生的無線電輻射，小對周邊無線電音頻、視頻設(shè)備的攪亂。U減2日光燈工作原理合上電源開關(guān)后，電壓先加在啟輝器的兩個(gè)電極上，啟輝器在進(jìn)行輝光放電時(shí)產(chǎn)生大量的熱。 U 形雙金屬片受熱膨脹變形，將啟輝器的兩電極接通，此時(shí)電流通路見圖所示。在此電流作用下，一方面燈

3、絲被加熱，發(fā)射大批電子。另一方面，啟輝器兩個(gè)電極閉合后， 輝光放電消逝，電極很快冷卻，雙金屬片恢復(fù)原始狀態(tài)而以致電極斷開，這段時(shí)間實(shí)2（ a）際是燈絲預(yù)熱過程，一般日光燈約需0.5 秒 2 秒。當(dāng)啟輝器中電極忽然切斷燈絲預(yù)熱回路時(shí)，鎮(zhèn)流器上產(chǎn)生很高的感覺電壓（約8001500V ），疊加在電源電壓上，使得燈管兩端獲取很高的電壓，迫使日光燈進(jìn)入發(fā)光工作狀態(tài)。假如啟輝器經(jīng)過一次閉合、斷開，日光燈管依舊不可以點(diǎn)亮，啟輝器又二次、三次重復(fù)上述動作，直至點(diǎn)亮日光燈為止。燈管點(diǎn)亮后，電路中的電流在鎮(zhèn)流器上產(chǎn)生很大電壓降，使燈管兩端電壓迅速降低，當(dāng)其小于啟輝器的啟動電壓， 啟輝器不再動作， 燈管正常發(fā)光，

4、此時(shí)電路電流通路如圖 2（ b）所示。 （b）燈絲點(diǎn)燃后圖 2日光燈的電流通路3并聯(lián)電容提升功率因數(shù)對于一般的感性負(fù)載，可以經(jīng)過并聯(lián)適合電容的方法來提升整個(gè)電路的功率因數(shù)。日光燈電路因?yàn)槠鋼碛墟?zhèn)流器的原由，因此是一個(gè)功率因數(shù)較低的電感性負(fù)載，一般狀況下 cos約為。并聯(lián)不一樣容量的電容器，可以改進(jìn)日光燈電路的功率因數(shù)，并聯(lián)電容器提升功率因數(shù)的電路圖和相量圖如圖 3 所示。圖中 L、R 等效為鎮(zhèn)流器， R 等效為燈管。（a）電路圖圖 3（b）相量圖日光燈并聯(lián)電容前后電路圖和相量圖由相量圖可見并聯(lián)電容器前，日光燈電路功率因數(shù)為PcosRLI URL式中P 為日光燈支路有功功率；I 為日光燈支路電流

5、；R LU 為電路總電壓。并聯(lián)電容器此后，整個(gè)電路功率因數(shù)為PcosIU式中P 為整個(gè)電路有功功率；為整個(gè)電路總電流；U 為電路總電壓。并聯(lián)電容器功率因數(shù)提升后，其功率因數(shù)角減少（I），整個(gè)電路所需的一R L部分無功電流重量由電容器供給，從而提升了整個(gè)電路的功率因數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)儀器表與設(shè)備1單相功率表1 只1 只2單相功率因數(shù)表 1 只1 只1 只1 塊2 只四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1組裝日光燈電路按圖 4 接線（也可先連接電流表、電壓表、功率表、功率因數(shù)表、電容器和開關(guān)S2，待需丈量電路數(shù)據(jù)時(shí)再插入） 。在合上電源開關(guān) S1 前，檢查開關(guān) S2 應(yīng)閉合，防范日光燈較大的啟動電流沖擊功率表和電流表。電

6、容器箱開關(guān)所有打開，不要并聯(lián)電容器在電路上。圖 4日光燈并聯(lián)電容器電路開關(guān) S 閉合，日光燈應(yīng)能正常發(fā)光，假如不可以正常發(fā)光，應(yīng)仔細(xì)檢查電路連接能否1正確，也可參照本實(shí)驗(yàn)附表 3 進(jìn)行故障消除。2并聯(lián)電容器提升功率因數(shù)在日光燈能正常發(fā)光的基礎(chǔ)上，對日光燈（沒有并聯(lián)電容器）電路功率因數(shù)進(jìn)行丈量和計(jì)算。斷開 S2 ，讀取功率因數(shù)表、電流表、功率表、電壓表數(shù)值記錄于表接入電容器，逐次增添電容量，讀取功率因數(shù)表、電流表、功率表、電壓表的數(shù)值，記錄于表 1 中。1 中。改變不一樣電容器值，重復(fù)丈量記錄功率因數(shù)、電流、功率和電壓數(shù)值記錄于表1 中。表 1并聯(lián)電容器提升功率因數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)量測計(jì)算值電容量值co

7、sPcos/ cos/ IR L/cosRLUIRL0五、注意事項(xiàng)cos很低，一般功率表指針偏轉(zhuǎn)角太一般功率表是按 cos =1 來刻度的，假如負(fù)載的小沒法讀數(shù)，并且偏差也大，所以要用低功率因數(shù)功率（cos =0.1 或）表進(jìn)行丈量，它可以丈量小功率，接線和一般功率表相同。1功率因數(shù)表功率因數(shù)表也稱為相位表，它可以測出負(fù)載的功率因數(shù)，也可以丈量交流電路中電壓和電流的相位差。 功率因數(shù)表的接線方法與功率表相同。 使用時(shí)要注意它的電壓、 電流額定 值。2電容箱電容器在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)處于斷開狀態(tài)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)狀況逐漸增大并聯(lián)電容值。電容箱中電容器的耐壓要吻合要求。3日光燈線路連接要正確，防范損壞燈管。六、實(shí)驗(yàn)

8、報(bào)告要求1在依據(jù)圖 42 中。所示線路安裝時(shí)，若發(fā)現(xiàn)問題，填入表表 2組裝日光燈電路故障原由及消除方法序 號故障現(xiàn)象原因排除方法12342依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與解析3回答以下思慮題：（1）日光燈正常發(fā)光后，能否拆掉啟輝器？為何？（2）感性負(fù)載并聯(lián)電容器為何能提升功率因數(shù)？并聯(lián)電阻能否提升功率因數(shù)？（3）日光燈并聯(lián)電容器后其自己的功率因數(shù)能否獲取提升？附：表 3日光燈的常有故障及其消除方法序 號故障原因排除方法電源電壓過低燈管和啟輝器 鎮(zhèn)流器不合格檢查線路換合格的鎮(zhèn)流器1都不亮接線錯(cuò)誤、斷線或接觸不良糾正接線、維修斷線處，更正接觸簧片燈絲斷換燈管啟輝器不良或不合格電壓低或有超負(fù)荷換啟輝器使電源正?；蚺渚€正規(guī)2燈管不亮，啟輝器亮接線錯(cuò)誤燈管已壞接線錯(cuò)誤糾正接線換燈管燈管兩端發(fā)糾正接線34紅，啟輝器亮 燈管壽命終結(jié)換燈管啟輝器不亮而 啟輝器或與其并聯(lián)的電容器短換啟輝器燈管兩端亮路電源電壓低使配線正規(guī) 接線錯(cuò)誤糾