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1、功率因数提高实验本校1第1页，此课件共14页哦二原理说明二原理说明 1、日光灯电路:由灯管、启辉器和镇流器组成由灯管、启辉器和镇流器组成2第2页，此课件共14页哦日光灯管：日光灯管：是一个在真空情况下充有一定数是一个在真空情况下充有一定数量的氩气和少量水银的玻璃管，管的内壁量的氩气和少量水银的玻璃管，管的内壁涂有荧光材料，两个电极用钨丝绕成，上涂有荧光材料，两个电极用钨丝绕成，上面涂有一层加热后能发射电子的物质。管面涂有一层加热后能发射电子的物质。管内氩气既可帮助灯管点燃，又可延长灯管内氩气既可帮助灯管点燃，又可延长灯管寿命。寿命。镇流器：镇流器：又称限流器，是一个带有铁心的又称限流器，是一个
2、带有铁心的电感线圈，作用是：电感线圈，作用是：a、在灯管启辉瞬间产生一个比电源电压、在灯管启辉瞬间产生一个比电源电压高的多的自感电压帮助灯管启辉。高的多的自感电压帮助灯管启辉。b、灯管工作时限制通过灯管的电流不致过、灯管工作时限制通过灯管的电流不致过大而烧毁灯丝。大而烧毁灯丝。3第3页，此课件共14页哦启辉器：启辉器：它由一个它由一个启辉管（启辉管（氖氖泡）和一个小和一个小容量的容量的电容电容组成。组成。氖泡内充有氖气，并装有两个电极，一个内充有氖气，并装有两个电极，一个是固定的静触片，另一个是用膨胀系数不是固定的静触片，另一个是用膨胀系数不同的双金属片制成的倒同的双金属片制成的倒“U”型可动
3、的动触型可动的动触片，启辉器在电路中起自动开关作片，启辉器在电路中起自动开关作用。用。电容电容是防止灯管启辉时对无线电接收是防止灯管启辉时对无线电接收机的干扰。机的干扰。4第4页，此课件共14页哦2、日光灯的工作原理：当接通电源瞬间，由于启辉器没工作，电源电压都当接通电源瞬间，由于启辉器没工作，电源电压都加在启辉器内氖泡的两电极之间加在启辉器内氖泡的两电极之间.电极瞬间击穿，管电极瞬间击穿，管内的气体导电，使内的气体导电，使“U”型的双金属片受热膨胀伸直型的双金属片受热膨胀伸直而与固定电极接通而与固定电极接通.这时日光灯的灯丝通过电极与电这时日光灯的灯丝通过电极与电源构成一个闭合回路源构成一个
4、闭合回路。灯丝因有电流（称为启动电。灯丝因有电流（称为启动电流或预热电流）通过而发热，从而使灯丝上的氧化流或预热电流）通过而发热，从而使灯丝上的氧化物发射电子。物发射电子。同时，启辉器两端电极接通后电极间电压为零，启同时，启辉器两端电极接通后电极间电压为零，启辉器停止放电。由于接触电阻小，双金属片冷却，辉器停止放电。由于接触电阻小，双金属片冷却，当冷却到一定程度时，双金属片恢复到原来状态，当冷却到一定程度时，双金属片恢复到原来状态，与固定片分开。与固定片分开。5第5页，此课件共14页哦 在此瞬间，回路中的电流突然断电，于是在此瞬间，回路中的电流突然断电，于是镇流器两端产生一个比电源电压高得多的
5、镇流器两端产生一个比电源电压高得多的感应电压，感应电压，连同连同电源电压一起加在灯管两电源电压一起加在灯管两端，使灯管内的端，使灯管内的惰性气体电离惰性气体电离而产生弧光而产生弧光放电。随着管内温度的逐步升高，水银蒸放电。随着管内温度的逐步升高，水银蒸汽游离汽游离.并猛烈的碰撞惰性气体而放电。水并猛烈的碰撞惰性气体而放电。水银蒸汽弧光放电时，辐射出紫外线，紫外银蒸汽弧光放电时，辐射出紫外线，紫外线激励灯管内壁的荧光粉后线激励灯管内壁的荧光粉后发出可见光发出可见光。在正常工作时灯管两端电压较低（在正常工作时灯管两端电压较低（30W灯灯管的两端电压约管的两端电压约80V左右）。左右）。6第6页，此
6、课件共14页哦 3 3、交流电路中的功率因数、交流电路中的功率因数 在交流供电系统的负载中，多为电感性负载，其电流是滞后在交流供电系统的负载中，多为电感性负载，其电流是滞后电压的，所以在计算交流电路的平均功率时要考虑到电流与电压电压的，所以在计算交流电路的平均功率时要考虑到电流与电压的相位差的相位差。即。即式中式中COSCOS称为称为功率因数功率因数。如图如图3-43-4是日光灯的等效电路，因电路中是日光灯的等效电路，因电路中串联着一个镇流器，它是个电感量串联着一个镇流器，它是个电感量L L 较大较大的线圈。整个电路的功率因数降低，约的线圈。整个电路的功率因数降低，约0.50.5左右。左右。7
7、第7页，此课件共14页哦通常是在负载两端并联电容通常是在负载两端并联电容，产生一个超前电压，产生一个超前电压90900 0 的容性的容性电流来补偿原负载中的感性电流，使传输电流减小，线电流来补偿原负载中的感性电流，使传输电流减小，线路损耗降低。路损耗降低。4 4、提高功率因数方法：、提高功率因数方法：由图中看到由图中看到i i i i1 1，在相位上，在相位上 ，所以，所以COSCOSCOSCOS1 1，即，即功率因数提高了功率因数提高了。8第8页，此课件共14页哦在此在此注意注意，并联电容以后有功率并未改变，因为电容器是不，并联电容以后有功率并未改变，因为电容器是不消耗电能的。消耗电能的。9
8、第9页，此课件共14页哦三、实验设备三、实验设备 10第10页，此课件共14页哦四、实验内容四、实验内容 1 1、日光灯线路接线与测量。、日光灯线路接线与测量。先将交流电源输出调为先将交流电源输出调为220V220V，然后关闭电源按图，然后关闭电源按图接线。仔细检查后接通实验台电源，断开电容，测接线。仔细检查后接通实验台电源，断开电容，测量相关数据。量相关数据。11第11页，此课件共14页哦测量功率测量功率P P、P PL L、P PR R，电流电流I I，电压电压U U，U UL L，U UR R等值，等值，并把数值填入下表中。并把数值填入下表中。2 2、测量并联不同大小的电容时，测量相应数
9、据、测量并联不同大小的电容时，测量相应数据12第12页，此课件共14页哦电容值测 量 数 值计 算 值C(F)U(V)I（A）IL(A)IC(A)P(W)不用测COS1344.557913第13页，此课件共14页哦五、实验注意事项五、实验注意事项 1 1、本实验用交流电、本实验用交流电220V220V，务必注意用电和人身安全。，务必注意用电和人身安全。2 2、功率表要正确接入电路。、功率表要正确接入电路。3 3、线路接线正确，日光灯不能启辉时，、线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器接应检查启辉器接触是否良好。触是否良好。六、实验报告六、实验报告 1 1、完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。、完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。2 2、讨论改善电路功率因数的意义和方法。、讨论改善电路功率因数的意义和方法。3 3、在坐标纸上画出总电流及功率因数随电容变化的曲线、在坐标纸上画出总电流及功率因数随电容变化的曲线图。图。14第14页，此课件共14页哦