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實(shí)驗(yàn)一 日光燈電路及功率因數(shù)的提高
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>1. 了解日光燈的工作原理；
2. 了解提高功率因數(shù)的意義；
3. 掌握提高感性負(fù)載功率因數(shù)的方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理說明
圖1-1 日光燈電路
1、日光燈各元件的聯(lián)接及其工作過程
日光燈結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，K閉合時(shí)，日光燈管不導(dǎo)電，全部電壓加在啟輝器兩觸片之間，使啟輝器中氖氣擊穿，產(chǎn)生氣體放電，此放電產(chǎn)生的一定熱量使雙金屬片受熱膨脹與固定片接通，于是有電流通過日光燈管的燈絲和鎮(zhèn)流器。短時(shí)間后雙金屬片冷卻收縮與固定片斷開，電路中的電流突然減小；根據(jù)電磁感應(yīng)定律，這時(shí)鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)生一定的感應(yīng)電動勢，使日光燈管兩端電壓產(chǎn)生 400至 500V高壓，燈管氣體電離，產(chǎn)生放電，日光燈點(diǎn)燃發(fā)亮。日光燈點(diǎn)燃后，燈管兩端的電壓降為100V左右，這時(shí)由于鎮(zhèn)流器的限流作用，燈管中電流不會過大。同時(shí)并聯(lián)在燈管兩端的啟輝器，也因電壓降低而不能放電，其觸片保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。
2、功率因數(shù)提高的意義和方法
對于一個(gè)無源一端口網(wǎng)絡(luò)，如圖1-2所示，其所吸收的有功功率P=UIcosΦ其中 cosΦ 稱為功率因數(shù)。要提高感性負(fù)載的功率因數(shù)，可以用并聯(lián)電容器的辦法，使流過電容器中的無功電流分量與感性負(fù)載中的無功電流分量互相補(bǔ)償，以減小電壓和電流之間的相位差，從而提高了功率因數(shù)。提高負(fù)載的功率因數(shù)有很大的經(jīng)濟(jì)意義，一方面它可以充分發(fā)揮電源設(shè)備的利用率，另一方面又可以減少輸電線路上的功率損失，提高電能的傳輸效率。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
表1-1 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
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序號 |
名 稱 |
型號與規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
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1 |
交流電壓表 |
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1 |
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2 |
交流電流表 |
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1 |
|
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3 |
功率表 |
|
1 |
|
|
4 |
自耦調(diào)壓器 |
|
1 |
|
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4 |
鎮(zhèn)流器 |
與40W燈管配用 |
1 |
|
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5 |
電容器箱 |
|
1 |
|
|
6 |
啟輝器 |
與40W燈管配用 |
1 |
|
|
7 |
日光燈燈管 |
40W |
1 |
|
|
8 |
|
|
1 |
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四、實(shí)驗(yàn)線路與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)接線如圖所示。測量交流參數(shù)及提高功率因數(shù)
按表1-2并聯(lián)電容C，令U=220V不變，將測試結(jié)果填入表 1-2 中
表 1-2 測試結(jié)果
|
電容值μF |
測量值 |
計(jì)算值 | |||
|
U（V） |
I (A) |
IRL(A) |
Ic(A) |
cosφ | |
|
0 |
|
|
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|
|
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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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|
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實(shí)驗(yàn)接線圖
五、注意事項(xiàng)
1、測電壓、電流時(shí)，一定要注意表的檔位選擇，測量類型、量程都要對應(yīng)。
2、功率表電流線圈的電流、電壓線圈的電壓都不可超過所選的額定值。
3、自耦調(diào)壓器輸入輸出端不可接反。
4、各支路電流要接入電流插座。
5、注意安全，線路接好后，須經(jīng)指導(dǎo)教師檢查無誤后，再接通電源。
六、報(bào)告要求
1、若直接測量鎮(zhèn)流器功率，功率表應(yīng)如何接線，作圖說明。
2、說明功率因數(shù)提高的原因和意義。
3、收獲體會及其他。
工商網(wǎng)監(jiān)
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