实验五日光灯电路与功率因数的提高

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验五.日光灯电路与功率因数的提高,1,一 实验目的,1. 研究正弦交流电路中电压、电流相量之间的关系。,2. 掌握电抗镇流式日光灯线路的接线及其工作原理。,3.,理解改善负载电路功率因数的意义，掌握提高日光灯电路功率因数的方法。,4.,了解在交流电路中串联电容的移相或升压的作用。,2,二 实验原理,1.相量形式的基尔霍夫定律适用于正弦交流电路： 节点的各支路电流,相量和为零,，即,0,。,闭合回路的各段电路电压,相量和为零,，即,0,。,2.,负载电路的,功率因数cos,反映负载对电源的利用程度。,的,意义：电压与电流的相位差，阻抗的辐角。,视在功率,S=UI,有功功率,P=UI,cos,负载电路的,功率因数低，会降低电源的利用率，还会因电流增大而加大输电线路的损耗。,3.造成日光灯,功率因数低原因，是电路中的电抗镇流器电流的相位落后于电压。,3,二 实验原理,4,.提高日光灯功率因数的要求：,1）接入电容性负载；2）不改变日光灯工作电压。,5,.接入串联电容对负载电路的影响,1）电阻负载串联电容能使总阻抗增大，电流下降，负载端电压下降，有移相作用；,2）电感性负载串联适当的电容使总阻抗减小，电流增大，负载端电压上升电压偕振；,6.,电感性负载接入,并联,适当的,电容,使总阻抗增大，总电流减小，电感性负载支路电流不变,，,负载端电压不变。满足提高日光灯功率因数的要求。,4,S,a.电路图,R,R,L,L,L,R,L,R,C,LR,b.等效电路图,d. 电流相量图,c,LR,220v,V,L,V,R,C,C,C,LR,c. 电压相量图,图-1日光灯实验电路原理与相量图,5,三 实验内容,负载电路串联电容实验,1.电阻负载串联电容实验,取40W/220V白炽灯与电容串联，计算器件阻抗，接入220V电源，测量相关电压，计算移相角，记录在表5-1中,2.电感负载串联电容实验,首先将互感器中36V线圈接入36V电源测量其电流ILN，计算电抗XL，取4.7uf/500v的电容与互感器中36V电感线圈串联，计算相关阻抗，选取的实验电压U，应满足：,I,LN,I=U/Z 且I,X,C,U,CN,再将实验电源电压下调到50V，接通电压互感器36V线圈与4.7F/450V电容的串联电路，分别测量记录U、UL、UC值，计算电路的升压比Uc/U，数据填入表5-2中,特别提示,：,电感负载串联电容实验，电路的总阻抗会下降，属于电压谐振性质，要防止器件过电压过电流！,6,三 实验内容,负载电路串联电容实验,表5-1电阻负载串联电容实 验,记录表,表5-2 电感与电容串联实验记录表记录表,7,三 实验内容,日光灯电路并联电容实验,3.,日光灯线路接线与电路参数测量,按图,1-3,接线，调节自耦调压器的输出,逐步提高电压，直到日光灯启辉点亮，记录,日光灯,起动电压UQ。将电压调至,220V,，测量功率,P,，,电流,，,电压,U,，,U,L,，,U,R,和,功率因数,COS,等值，并计算视在功率S。,4.改善日光灯功率因数的实验-并联电容,在日光灯电路上并联可调电容,提高,功率因数的,测量。可用电流表通过电流插座,分别测量三条支路的电流。改变并联电容值，分别测量相应的,各支路电流,，功率因数,COS,.,记录在表5-4中。,8,注意:当电容取0值时，应将电容移去，不可将直接电容短接-会样造成电源短路的!,W,S,R,A,L,C,I,I,C,I,LR,图- 2 提高日光灯电路功率因数,实验,电路图,R,L,220V,三 实验内容,日光灯电路并联电容实验,9,三 实验内容,日光灯电路并联电容实验,根据实验数据,验证电流相量关系并计算相应的,视在功率S.分析电路功率因数提高的原因。,说明：电子镇流器式日光灯的工作原理可另查有关资料。,表5-3 提高功率因数的实验记录表 U,Q,= V,10,四 实验注意事项,本实验用,220V,电源，务必注意用电和人身安全。严格按照,先断电，后接线（拆线），经检查，再通电,安全操作规范操作。,电感负载串联电容实验，电路的总阻抗会下降，属于电压谐振性质，要防止器件过电压过电流！,3.,功率表要按并联接入电压线圈、串联接入电流线圈的正确接法接入电路。,4.,线路接线正确，日光灯不能启辉时， 应检查启辉器及日光灯管座其是否接触良好。,5.,并联电容值取,0,值时，只要断开电容的联线即可，千万不能两联线短路，这会造成电源短路的！,11,五、实验报告,1.完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。,2.根据实验数据，,绘制日光灯实验的电压相量图,电流相量图,根据基尔霍夫定律解释支路电流大于总电流,部分电压大于总电压的实验现象。,3.讨论改善日光灯功率因数的方法。为,什么不采用串联电容的方法提高功率因数,？,4.讨论改善日光灯电路的功率因数的意义。,12,