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单相交流电路研究实验报告
中国石油大学现代远程教育
电工电子学课程实验报告
所属教学站：青岛直属学习中心
姓 名：杜广志
年级专业层次：网络16秋专升本
实验时间：2016-H-05
小组合作：是。否・
学 号：16633104003
学 期：
实验名称：单相交流电路研究
小组成员：杜广志

1、实验目的：
1 .学习日光灯的原理和接线。
2 .验证并联电容对提高感性负载电路功率因数的作用。
3 .学习使用功率表测量交流电路的功率。
4 .验证单相正弦交流电路总电流和各元件分电流的相量关系。
2、实验设备及材料：
1 .日光灯实验板 40W 一块（DG032）
2 .智能功率表 一块（DG032）
3 .电容器箱 一组（DG032）
3、实验原理：
璃泡内温度下降，双金属片因冷却而恢复原来状态,致使启辉电路断开。此时， 由于镇流器中的电流突变,在镇流器两端产生一个很高的自感电动势，这个自 感电动势和电源电压串联叠加后,加在灯管两端形成一个很强的电场,使管内水 银蒸气产生弧光放电，工作电路在弧光放电时产生的紫外线激发了灯管壁上的 荧光粉使灯管发光，由于发出的光近似日光故称为日光灯.在日光灯进入正常 工作状态后，由于镇流器的作用加在启辉器两级间的电压远小于电源电压，启 辉器不再产生辉光放电，既处于冷态常开状态，而日光灯处于正常工作状态。
灯管发光后，电压主要降落在镇流器上，灯管两端的电压（即启动器两端 电压）较低（约80~110V）,不足以使启辉器的气体放电，因此它的触点不再闭 合，保证了灯管的连续点燃。
（5）并联电容提高功率因数
电感性负载由于有电感L的存在，功率因数都较低，因此必须设法提高电 感性负载的功率因数。常用的方法是在电感性负载的两端并联一个容量适当的 电容器。

图1 实验原理图
4、实验内容及数据：
1 .按图2接线。合上电源闸刀，观察日光灯点燃过程。
2 .改变电容。（从0~10uF）,分别测功I, 7C,九及尸总，cos 4）,注意三个 电流的变化情况并记录数据于表格1中。

图2 实验测量电路

表1实验数据表格
C/NF

U/V

I/A

/二/A

图1为日 光灯电 路，它由 灯管A, 镇流器L 及启辉器 S组成。
(1) 灯管
灯管 是内壁涂 有荧光粉 的玻璃
TTTt 士中 管，两端 有钨丝， 钨丝上涂 有易发射 电子的氧 化物。玻 璃管抽成 真空后充 入一定量 的氩气和 少量水 银，氩气 具有使灯 管易发光 和保护电 极延长灯 管寿命的 作用。
(2) 启辉器
启辉 器的外壳 是用铝或 塑料制 成，壳内 有一个充 有氖气的 小玻璃泡 和一个纸 质电容 器，玻璃

泡内有两 个电极， 其中弯曲 的触片是 由热膨胀 系数不同 的双金属 片（冷态 常开触 头）制成。 电容器作 用是避免 启辉器触 片断开时 产生的火 花将触片 烧坏，也 防止管内 气体放电 时产生的 电磁波辐 射对收音 机、电视 机的干 扰。启动 器的作用 是与镇流 器配合点 燃日光
灯。
（3） 镇流器
它是 一个具有 铁心线 圈，其作 用一是在 日光灯启 动时，它 和启动器 配合产生 瞬间高压 促使灯管 导通；二

是在日关 灯工作 时，限制 灯管的电 流、电压。
（4） 日光灯的 点燃过程 电源 电压 （220V） 全部加在 启辉器静 触片和双 金属片两 级间，高 压产生强 电场使氖 气放电 （红色辉 光），热 量使双金 属片伸直 与静触片 连接。电 流经镇流 器、灯管 两端灯丝 及启辉器 构成通 路。灯丝 流过电流 被加热 （温度可 达800〜 1000）后 产生热电 子发射， 释放大量 电子，致 使管内氩 气电离， 水银蒸发 为水银蒸

气，为灯 管导通创 造了条
件。
由于 启辉器玻 璃泡内两 电极的接 触，电场 消失，使 氖气停止 放电。从 而玻 1c/A

P/W

cos@

5.实验数据处理过程: 实验测量数据表
C/呼
TT /U
0
0.68
9aH 7
1
2.2
4.7
6.8
927 Q
10
1
U/V
23 5.1
23 5.7
2 3 5.8
236.5
23 7.4
2 3 7.8
238.1
I/A
0.323
0.283
0.265
0.206
0.181
0.257
0.451
/A
0.323
0.322
0.323
0.325
0.328
0.331
0.333

工。/A
0
0.032
0.056
0.151
0.326
0.47
0.705
P/W
39
40
40
41
41
42
42
cos@
0.525
0.599
0.636
0.836
0.961
0.687
0.389

6 .实验结果的评定及分析：
1、日光灯电路并联适当电容后，整个电路的功率因数会得到提高。
2、功率因数提高后，电路总电流降低。
3、在并联电容提高功率因数的过程中，电路总有功功率保持不变。
4、并联电容提高功率因数不影响原负载的工作状态。
7 .指导老师评语及得分：
指导老师签名: