日光灯电路及功率因数的提高_日光灯功率因数的提高
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日光灯电路及功率因数的提高
一、实验目的 ．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
图 7-1
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，即 Σ I ＝ 0 和Σ U ＝ 0。2.图 7-1 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 90o 的相位差，即当 图 7-2
R 阻值改变时，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，如图 7-2 所示。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 7-3 所示，图中 A 是日光灯管，L 是镇流器，S 是启辉器，图 7-3 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。
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 1 2 交流电流表 ０～ 5A 1 3 功率表（DGJ-07）4 自耦调压器 5 镇流器、启辉器 与 40W 灯管配用 各 1 DGJ-04 6 日光灯灯管 40W 1 屏内 7 电容器 1μF,2.2μF,4.7μF/500V 各 1 DGJ-05 8 白炽灯及灯座 220V，15W 1~3 DGJ-04 9 电流插座DGJ-04 图 17-3
四、实验内容
1.按图 7-1 接线。R 为 220V、25W 的白炽灯泡，电容器为 4.7 μ F/450V。经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出(即 U)调至 220V。记录 U、U R、U C 值，验证电压三角形关系。
测 量 值
计 算 值
U'（与 U R，U C 组
成 Rt △）
△ U=U' － U △ U/U（V）（%））
U R U C U（V）
（V）（V）
（U'=
2.日光灯线路接线与测量。
图 7-4 按图 7-4 接线。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。数据记入表中。
电容值 测 量 数 值(μF)P(W)COS φ0
1+2.2
4.7
五、实验注意事项
计 算 值
U(V)I（A）I L(A)I C(A)I'(A)Cos φ
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
1.参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。
2.在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，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（DGJ-04 实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。）；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？
3.为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，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？ 4.提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，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，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。
验证相量形式的基尔霍夫定律。
