日光灯功率因数的提高

1、 日光灯功率因数的提高一、实验目的（1）熟悉荧光灯的接线，做到能正确迅速联接电路。（2）通过实验了解功率因数提高的意义。（3）学会功率表的使用。二、内容说明荧光灯管 A，镇流器 L（带铁心电流感线圈），启动器 S 组成（实验图 7-1），当接通电源后，启动器内发生辉光放电，双金属片受热弯曲，触点接通，将灯丝预热使它发射电子，启动器接通后辉光电停止，双金属片冷却，又把触点断开，这时镇流器感应出高电压加在等观两端使荧光灯管放电，产生大量紫外线，灯管壁的荧光粉吸收后辐射出可见光，荧光灯就开始正常工作，启动器相当一只自动开关，能自动接通电路（加热灯丝）和开断电路（使镇流器产生高压，将灯管击穿放电）。镇

2、流器的作用除了敢于感应高压便灯管放电外，在荧光灯正常工作时，起限制电流的作用，镇流器的名称也由此而来，由于电路中串联着镇流器，它是一个电感量较大的线圈因而整个电路的功率数不高。（约 0.5 左右）负载功率因数过低，一方面没有充分利用电源容量，另一方面又在输电电路中增加损耗。为了提高功率因数，一般最常用的方法是在负载两端并联一个补偿电容器，抵消负载电流的一部分无功分量。在荧光灯接电源两端并联一个可变电容器，当电容器的容量逐渐增加是，电容支路电流 I 也岁制增大，因 I 导前电压CCU90 可以抵消电流I 的一部分无功分量 I ，结果总电流 I逐渐减小（实验图7-2），0CGL但如果电容器 C 增

3、加过多（过补偿）。I I 总电流又将增大（I I ）。所以串联CGL32电容应有一个适当的数值。为了测量荧光灯的功率有多大，可在电路中接入功率表，一般功率表都是多 量程的，使用时要注意选用合适的量程。本实验中所使用的功率表需外接，该功率表的电压贿赂的灵敏度很高，因而内阻很大，测量是对被测电路的并联分流作用很小。另外，该表电流回路的内阻也特别小，因而对被测电路串联分压效应也很小。功率表的接线如图 7-3 所示，图中功率表 W 的电流贿赂引出接线柱应与负载串联连接，W 的电压贿赂引出端则与负载并联。其中标有*号，称同名端，接线是应将这两端联在一起。这样联接是，当功率表指针正偏转或有正读书时，则表示

4、电源负载传送功率，起数值为W=UIcos(为 U 与 I 间的夹角)如果将电压输入端或电流输入端任一输入对调，由图 7-4 相量图可见这是=180 &，则0W= UIcos（180 ）0= UIcos功率表显示负读数。三、实验设备 电源控制屏互感日光灯实验单元 D04电容箱日光灯实验单元 D06交流电压、电流表1111功率表、功率因数表四、实验内容及步骤（1）将荧光灯及可变电容箱按图 7-2（a）所示电路连接，在个支路中串联接入电流表插孔，使用一直电流表可方便地量几条支路电源。再将功率表接入线路；功率表的电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联。一般可选择功率表的适当的电压量程和电流量程，且还应

5、将电压线圈和电流线圈的同名端连接在一起后接向电源侧。按图接线经检查无误后，合上主回路电源，调节输出电源，是输出电压位 220V（一般电压调至 220 左右时荧光灯正常发亮）。注意安全，千万别用手触摸导电部分。（2）改变可边电容箱的电容值，先使 C=0，用交流电压表测量总 U，镇流器两端电压 U 及灯管两端电压 U ，用交流电流表测总电流 I，灯管支路电流 I 及LAC电容支路电流 I 并用功率表测量程测功率。C（）按表格中所顶电容值逐渐加大电容的值， 但不要超过F，否则会过补偿，总电流反而又会增大（变为容性）。记录个电容值下的 U、U 、U 、I、LAI 、I 及 P 记入表中。注意，功率表的

6、读数及 U 、U 的数值有否改变，为什么？CGAG五、实验结果电容总电压UL(V)UA(V)总电流IC(mA)IG(mA)功率( uF)U(V)I(mA)P(W)00.47122.473 3.4744.4755.476.0六、注意事项（1）日光灯是一项复杂的非线性电路，原因有二：其一是灯管在交流电压接近零时熄灭，使电流间隙中断，其二是镇流器为非线性电感。日光灯管功率（本实验中日光灯标称功率 20W）及镇流器所消耗功率都随温度而变，在不同环境温度及接通电路后不同时间中功率会有所变化。电容器在交流嗲路中有一定的介质损耗。日光灯启动电压随环境温度会有所改变，一般在 180V 左右可启动，日光灯启动时电流较大（0.6A），工作时电流约 0.37A，注意仪表量程选择。（2）本实验中日光灯秒年里微标明在 D04 实验板上，实验时将双向开关扳向“外接 220V 电源”一侧，当开关扳向“内接电源”