实验四日光灯cosφ的提高

实验四 日光灯cosφ的提高

一．实验目的

1．进一步理解交流电路中电压、电流的相量关系 2．学习感性负载电路提高功率因数的方法 3．进一步熟悉日光灯的工作原理

二．预习要求

1．熟悉R、L串联电路中电压与电流的关系

2．在R、L串联与C并联的电路中，你准备如何求cosφ值 3．预习日光灯的工作原理，启动过程

三．原理说明

本实验中RL串联电路用日光灯代替，日光灯原理电路如图5-1所示。

图5-1

灯管工作时，可以认为是一电阻负载。镇流器是一个铁心线圈，可以认为是一个电感量较大的感性负载，两者串联构成一个RL串联电阻，日光灯起辉过程如下：当接通电源后，启动器内双金属片动片与定片间的气隙被击穿，连续发生火花，双金属片受热伸长，使动片与定片接触。灯管灯丝接通，灯丝预热而发射电子，此时，启动器两端电压下降，双金属片冷却，因而动片与定片分开。镇流器线圈因灯丝电路断电而感应出很高的感应电动势，与电源电压串联加到灯管两端，使管内气体电离产生弧光放电而发光，此时启动器停止工作，（因启动器两端所加电压值等于灯管点燃后的管压降，对40W管电压，只有100V左右，这个电压不再使双金属片打火）。镇流器在正常工作时起限流作用。

日光灯工作时整个电路可用图5-2等效串联电路来表示。

图5-2

四．实验设备

名称 数量 型号 1．三相空气开关 1块 MC1001 2．三相熔断器 1块 MC1002 3. 日光灯电路板 1块 MC1012 4．补偿电容板 1块 MC1036C 5．单相电量仪 1块 MC1098 6. 交流电压表、交流电流表

五．任务与步骤

1．按图5-1接好线路，接通电源，观察日光灯的启动过程。

2．测日光灯电路的端电压U，灯管两端电压UR、镇流器两端电压URL、电路电流I。计算总功率P、灯管功率PR、镇流器功率PRL、cosφ数据记录于表5-1。 U UR URL I P PR PRL cos 计算 计算 计算 φ 计算 。表5-1 3．日光灯电路两端并联电容，接线如图5-3。逐渐加大电容量，每改变一次电容量，都要测量端电压U，总电流I，日光灯电流IRL，电容电流IC之值，记录于表5-2。

图5-3 电容 uF 1 2 3 3.7 4.7 5.7 6.7 U(V) 测量数据 I(A) IRL(A) 表5-2

IC(A) 计算 P(W) cosφ 4．渐加大电容容量过程中，注意观察并联谐振现象，并找到谐振点。

六．预习思考题

1．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？

2．并联电容提高cosφ时，电容的选择应考虑哪些原则？

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