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实验一 日光灯电路及功率因数的提高
一、实验目的
1. 了解日光灯的工作原理；
2. 了解提高功率因数的意义；
3. 掌握提高感性负载功率因数的方法。
二、实验原理说明
图1-1 日光灯电路
1、日光灯各元件的联接及其工作过程
日光灯结构如图1-1所示，K闭合时，日光灯管不导电，全部电压加在启辉器两触片之间，使启辉器中氖气击穿，产生气体放电，此放电产生的一定热量使双金属片受热膨胀与固定片接通，于是有电流通过日光灯管的灯丝和镇流器。短时间后双金属片冷却收缩与固定片断开，电路中的电流突然减小；根据电磁感应定律，这时镇流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯管两端电压产生 400至 500V高压，灯管气体电离，产生放电，日光灯点燃发亮。日光灯点燃后，灯管两端的电压降为100V左右，这时由于镇流器的限流作用，灯管中电流不会过大。同时并联在灯管两端的启辉器，也因电压降低而不能放电，其触片保持断开状态。
2、功率因数提高的意义和方法
对于一个无源一端口网络，如图1-2所示，其所吸收的有功功率P=UIcosΦ其中 cosΦ 称为功率因数。要提高感性负载的功率因数，可以用并联电容器的办法，使流过电容器中的无功电流分量与感性负载中的无功电流分量互相补偿，以减小电压和电流之间的相位差，从而提高了功率因数。提高负载的功率因数有很大的经济意义，一方面它可以充分发挥电源设备的利用率，另一方面又可以减少输电线路上的功率损失，提高电能的传输效率。
三、实验设备
表1-1 实验仪器和设备
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序号 |
名 称 |
型号与规格 |
数量 |
备注 |
|
1 |
交流电压表 |
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1 |
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|
2 |
交流电流表 |
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1 |
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3 |
功率表 |
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1 |
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4 |
自耦调压器 |
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1 |
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4 |
镇流器 |
与40W灯管配用 |
1 |
|
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5 |
电容器箱 |
|
1 |
|
|
6 |
启辉器 |
与40W灯管配用 |
1 |
|
|
7 |
日光灯灯管 |
40W |
1 |
|
|
8 |
|
|
1 |
|
四、实验线路与实验内容
实验接线如图所示。测量交流参数及提高功率因数
按表1-2并联电容C，令U=220V不变，将测试结果填入表 1-2 中
表 1-2 测试结果
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电容值μF |
测量值 |
计算值 | |||
|
U（V） |
I (A) |
IRL(A) |
Ic(A) |
cosφ | |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
2.5 |
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|
|
|
|
4.75 |
|
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|
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2.5+4.75 |
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4.75+4.75 |
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实验接线图
五、注意事项
1、测电压、电流时，一定要注意表的档位选择，测量类型、量程都要对应。
2、功率表电流线圈的电流、电压线圈的电压都不可超过所选的额定值。
3、自耦调压器输入输出端不可接反。
4、各支路电流要接入电流插座。
5、注意安全，线路接好后，须经指导教师检查无误后，再接通电源。
六、报告要求
1、若直接测量镇流器功率，功率表应如何接线，作图说明。
2、说明功率因数提高的原因和意义。
3、收获体会及其他。
工商网监
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