日光灯电路及交流电路功率因数的测量设计实验.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,实验三,日光灯电路及交流电路功率因数的测量设计实验,一、实验目的：,1,、学会设计简单的交流电路图。,2,、掌握交流电路电压及功率的测量方法,二、实验设备,1,、日光灯管,1,只,2,、启辉器,1,个,3,、镇流器,1,个,4,、交流电流表,3,个,5,、交流电压表,1,个,6,、交流功率表,1,个,以上设备在综合实验装置上。,电工综合实验装置,三、实验原理：,1,、日光灯电路的组成,日光灯由灯管，镇流器，启辉器组成，如图,3-1,2,、日光灯点燃过程,电源的接通后，电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝加在启辉器二个触片上，两片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是灯管和灯丝通电预热而发射热子。与此同时，由于启辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。在断开瞬间镇流器感应出很高的电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电发出紫外线射到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点燃了,3,、日光灯的功率因数,日光灯点燃后的等效电路如图,3-2,所示。灯管相当于电阻负载,R，,镇流器用内阻,r,和电感,L,等效代之。只要测出电路的功率,P、,电流,I、,总电压,U,以及灯管电压,UR，,就能算出灯管消耗的功,P,R,=IUR,，,镇流器消耗的功率,P,1,=P P,R,并示出电路,功率因数,4,、功率因数的提高,日光灯的功率因数较低，一般在,0.6,以下，且为感性电路，可以采用并联电容器的方法来提高。日光灯并联电容器后的相量图如图,3-3,所示。由于电容支路的电流,I,C,超前于电,U 90,度，抵消了一部分日光灯支路电流中的无功分量，使电路的总电流,I,减小，从而提高了电路的功率因数。电压与电流的相位差由原来的,1,减小为,，,故,cos,cos,1,。,当电容量增加到一定值时，电容电流等于日光灯电流中的无功分量,=0。,此时总电流下降到最小值,cos,=1，,整个电路相当于电阻性负载。若继续增加电容量，总电流,I,反而大，整个电路变为容性负载，功率因数反而下降。,四、实验内容,根据实验室提供的实验设备完成以下实验内容的设计：,（,1,）设计一个日光灯的照明电路，设计记录电流，功率及各部分电压测量结果的数据表格。根据测量数据了解交流电路中，各部分电压和电流之间的相量关系。,（2,）在（,1,）内容的基础上设计一个利用电容来提高功率因数的电路，电容变化范围,1,uf-8.37uf，,要求选择至少,7,个不同的电容值来观察电路中各物理量的变化。,设计记录不同电容值时各部分电流，电压和功率因数测量结果的表格。,五、预习要求,1,、了解交流功率表的结构、原理、及接线方法。,2,、预习日光灯的组成及工作原理。,3,、预习交流电路感性负载的特性及用电容提高功率因数的原理。,六、总结报告,1,、根据实验结果和记录数据，分析功率因数随电容量的变化而变化的过程，试,用相量图加以说明。,