感性电路的测量及功率因数的提高资料.doc

实验3 感性电路的测量及功率因数的提高一实验目的1.进步熟悉日光灯电路的工作原理2. 进步理解交流电路中电压电流的相量关系3. 学习感性负载电路提高功率因数的方法4. 学习交流电压表电流表功率表的使用二实验任务(建议学时:2学时)基本实验任务1. 正确连接日光灯电路并学习测量日光灯电路中的各项参数2. 选择合适的实验电路,采取正确的实验方法,提高感性负载电路的功率因数扩展实验任务 1.采用正确的实验方法排除日光灯电路的简单故障三实验器材(一) 仪器仪表1.交流电压表 1台2.交流电流表 1台3.单相功率表 1台(或多功能电参数测试仪1台)(二) 器材器件1.日光灯电路板 1套2.电流插孔 若干3.电容器 若干 四实验原理(一) 基本实验任务1. 日光灯电路的组成及工作原理 日光灯电路由日光灯管镇流器启动器及开关组成,如图3.1所示图3.1 日光灯电路(1)日光灯管灯管是内壁涂有荧光粉的玻璃管,两端有钨丝,钨丝上涂有易发射电子的氧化物玻璃管抽成真空后充入一定量的氩气和少量水银,氩气具有使灯管易发光和保护电极延长灯管寿命的作用工作时灯管可认为是电阻性负载(2)镇流器镇流器是一个具有铁心的线圈在日光灯启动时,它和启辉器配合产生瞬间高压促使灯管导通,管壁荧光粉发光灯管发光后在电路中起限流作用工作时镇流器是电感性负载(3)启动器启动器的外壳是用铝或塑料制成,壳内有一个充有氖气的小玻璃泡和一个纸质电容器,玻璃泡内有两个电极,其中弯曲的触片是由热膨胀系数不同的双金属片(冷态常开触头)制成电容器作用是避免启动器触片断开时产生的火花将触片烧坏,也防止管内气体放电时产生的电磁波辐射对收音机电视机的干扰(4)日光灯发光原理及启动过程在图2.7.1中当接通电源后,电源电压(220V)全部加在启动器静触片和双金属片两级间,高压产生强电场使氖气放电(红色辉光),热量使双金属片伸直与静触片连接电流经镇流器灯管两端灯丝及启辉器构成通路灯丝流过电流被加热(温度可达8001000oC)后产生热电子发射,释放大量电子,致使管内氩气电离,水银蒸发为水银蒸气,为灯管导通创造了条件URURLRLXLR图3.2 日光灯等效电路U由于启动器玻璃泡内两电极的接触,电场消失,使氖气停止放电从而玻璃泡内温度下降, 双金属片因冷却而恢复原来状态,致使启辉电路断开此时, 由于镇流器中的电流突变,在镇流器两端产生一个很高的自感电动势, 这个自感电动势和电源电压串联叠加后,加在灯管两端形成一个很强的电场,使管内水银蒸气产生弧光放电,工作电路在弧光放电时产生的紫外线激发了灯管壁上的荧光粉使灯管发光由于发出的光近似日光故称为日光灯 在日光灯进入正常工作状态后,由于镇流器的作用加在启动器两级间的电压远小于电源电压, 启动器不再产生辉光放电, 既处于冷态常开状态, 而日光灯处于正常工作状态2. 感性负载并联电容器改善电路的功率因数日光灯工作时,灯管可以认为是一电阻负载,镇流器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串联电路日光灯工作时的整个电路可用图3.2等效串联电路来表示因电路中所消耗的功率:,故测出PUI后,即可求出电路的功率因数的数值功率因数的高低反映了电源容量利用率的大小电路功率因数低,说明电源容量没有被充分利用同时,无功电流在输电线路上造成无为的损耗因此,提高电路的功率因数是电力系统的重要课题功率因数较低时,可并联适当容量的电容器来提高电路的功率因数,并联了补偿电容器C 以后,原来的感性负载取用的无功功率中的一部分,将由补偿电容提供,这样由电源提供的无功功率就减少了,电路的总电流 也会减小,从而使得感性电路的功率因数cos 得到提高当功率因数等于l时,电路产生并联谐振,此时电路的总电流最小若并联电容容量过大,则产生过补偿(二) 扩展实验任务1.日光灯的简单故障及排除(1)灯管连续闪烁,周期性地时暗时亮这种故障一般是启动器中氖管使用日久老化的结果,只要更换一只相同规格的启动器即可排除(2)灯管两端发红而不能跳亮,一拿下启动器就能正常发光这是启动器中小电容器被击穿造成,也可能是启动器中双金属片与静触片粘在一起不能复原,更换新启动器即可(3)接通电源后,启动器氖灯和灯管两端均不发红,若各元件都是好的,这种故障可能是断路或者接触不良(特别是灯管两端灯脚与灯座)造成的轻轻旋动灯管启动器,仔细检查接线是否断开或者接错,再检查电源,一般情况下故障可排除(4)如果在日光灯点亮前启辉器损坏,可采取下面的应急措施点亮日光灯把启辉器的两个线头互相短接一下,见到灯管两端见红时迅速断离,如果没有启辉,则再次短接,一般在三五次内会启辉器此方法适用于启辉器损坏的临时应急,或电压不足,或灯管老化等情况五实验预习(一) 基本实验任务1.预习日光灯的工作原理,启动过程2.如图5.1.7.2所示电路写出电路电流与,之间的关系式,并定性画出相量图3.为了改善电路的功率因数,常在感性负载上并联电容器,若电容器大小合适(处于欠补偿)回答下列各量的是否改变?增大还是减小?(1)总电流( );总功率( );总功率因数( ); 镇流器电流( );日光灯电路功率( );日光灯电路功率因数( ); 电容支路电流( );灯管电压( )4. 提高功率因数并联电容,并联的电容是否越大越好?为什么?( )5.在RL串联与C并联的电路中,你准备如何求cosj值? cosj =(二) 扩展实验任务1. 电源开关合上,日光灯没有点亮,如何检查故障?2. 日光灯点亮后,启辉器还会有作用吗?3. 如果在日光灯点亮前启辉器损坏,此时有何应急措施可以点亮日光灯?六实验内容与步骤(一)基本实验任务1 日光灯电路并联电容前的测量(l)按图3.3接好线路,断开S2,合上电源开关S1,接通电源,观察日光灯的启动过程(2)测量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即日光灯电流IRL和电路总功率P日光灯功率PR和镇流器功率PRL,并计算功率因数cosj,将数据填入表3.1表3.1 日光灯电路数据记录UURURLIPPRPRL计算COSj2.日光灯电路并联电容后的测量220V日光灯灯管启动器镇流器FUS1UIICIRLURLURC*图3.3 日光灯并联电容电路S2（1） 合上开关S2,将日光灯电路两端并联电容C逐渐加大电容量,每改变一次电容量,都要测量端电压U电路电流I日光灯电流IRL电容器电流IC和电路总功率P将测量数据填入表3.2表3.2 感性负载并联电容数据记录电容测量数据计算FU(V)I(A)IRL(A)IC(A)P(W)COSj1233.74.75.76.7(2)在逐渐加大电容的过程中,总电流的变化规律是什么?(二)扩展实验内容及步骤实验时,不安装启动器,取两根导线分别接在图3.3启动器位置的两端,互相短接一下两根导线,见到灯管两端见红时迅速断离,如果没有启辉,则再次短接,点亮日光灯切勿同时触摸到导线的两端,日光灯点亮后取下两根导线七实验注意事项1.本实验用交流市电220V,务必注意用电和人身安全2.功率表要正确接入电路3.线路接线正确,日光灯不能启辉时,应检查灯管及启辉器接触是否良好4.灯管一定要与镇流器串联后接到电源上,切勿将灯管直接接到220V电源上5.操作中要严格遵守先接线,后通电;先断电,后拆线的原则八实验报告要求1.简述实验方案和步骤2.记录原始实验数据和理论计算数据 3. 由表3.2中计算出的功率因数cosj值分析,使日光灯电路功率因数改善效果最佳的电容器容量值为多少?4.画出并联电容C(欠补偿)后cosj值最大的一组数据的电流相量图,分析在感性负载并联适当电容后为何可以提高功率因数5.并联电容前后测得P的大小不变,为什么?6. 由实验说明提高功率因数有什么经济意义?7.总结本次实验情况,写出此次实验的心得体会包括实验中遇到的问题的处理方法和结果励志美文美句摘抄 1不要放弃自己就是真正的坚强,虚心就是坚强,努力就是坚强,从头再来就是坚强,正直就是坚强,学会坚强之前要学会如何爱惜自己 2人生,就没有,永远的悲痛;也没有,永远的欢欣能使我们坚强的,往往不是顺境,而是逆境;能让我们醒悟的,往往不是高兴,而是伤心学会忍受,懂得艰辛,于曲折中前进 3人都说比天空和大地更远的距离是人与人的距离,因为人心里都会藏匿太多的猜忌和戒备,想要快乐就甩开生命中这些过于沉重,却又不必要的行李吧,生命中有爱就足够了试着给周围你所熟识的还有你还陌生的人一个真诚无惕的微笑吧,它可以触摸到他人的心灵,微笑是有感染力有连带性的,它会无声的渗透进每个易感的心灵,更会让更多的心灵为之感动,心中有爱就会快乐,就会让微笑发自心底,灿烂在脸上 4千万不要因为自己已经到了结婚年龄而草率结婚想结婚,就要找一个能和你心心相印相辅相携的伴侣不要因为放纵和游戏而恋爱,不要因为恋爱而影响工作和事业,更不要因一桩草率而失败的婚姻而使人生受阻感情用事往往会因小失大 5你要从现在开始,微笑着面对生活,不要抱怨生活给了你太多的磨难,不要抱怨生活中有太多的曲折,不要抱怨生活中存在的不公当你走过世间的繁华与喧嚣,阅尽世事,你会幡然明白:人生不会太圆满,再苦也要笑一笑! 6不要让灰色的乌云笼罩一辈子,生命中还有很多美好的不要让其遮盖,不要因为一片乌云毁了一切,人生中还有很多可以去把握 7每一个成功者的背后都有一个心路的旅程,雨中漫步你不会比别人先一步看到彩虹 8面对人生的烦恼与挫折,最重要的是摆正自己的心态,积极面对一切再苦再累,也要保持微笑笑一笑,你的人生会更美好! 9命运,不过是失败者无聊的自慰,不过是懦怯者的解嘲人们的前途只能靠自己的意志自己的努力来决定 10你或许无法改变身高和体形,但是可以改变你的态度我们每个人都有力量去培养和保持为我所用的积极态度,提高我们的人生质量,完成我们的人生目标态度是人生理想的昭示,而非既有成果的反映改变你的态度,就可以改变你的人生 11不要像玻璃那样脆弱有的人眼睛总盯着自己,所以长不高看不远;总是喜欢怨天尤人,也使别人无比厌烦没有苦中苦,哪来甜中甜?不要像玻璃那样脆弱,而应像水晶一样透明,太阳一样辉煌,腊梅一样坚强既然睁开眼睛享受风的清凉,就不要埋怨风中细小的沙粒 12常言道,失败是成功之母,而我却认为,失败是一种解脱和潇洒,也是一种“得”人生中,有成功有失败,成功是鲜花,失败同样也精彩 13该来的会来,该走的会走,有时候离开并不意味着结束,而是另一种开始 14人生,无非只有三天,昨天,今天,明天昨天很长,说不清有多少天,但不管有多少天,不管是受到挫折,还是取得辉煌,都只能代表过去,昨天你失败了,将来可能会成功,昨天你辉煌了,将来你可能会萎靡不振,只有把过去的挫折和辉煌都变成今天的基石,才能登上美好的明天 15每个人都有每个人的做法,每个人都有每个人的想法,别人做什么,想什么,我们无法掌握,也无法控制我们能做的,就是做好自己,管好自己,凭自己的本身,靠自己的良心,踏踏实实地做事,老老实地做人,即使遭遇不公,遭遇不平,也能想开,懂得包容,学会用宽容的心怀,善良的言行,对待身边所有的人生活中的许多磨难,让我们理解了人情,理解了这个社会能给你的所有尊重,于艰难中,懂得了承受,懂得了坚定,慢慢挺起自己的灵魂 16老师告诉她,用心去观察研究昆虫和花草,渐渐地就会发现,动植物的世界是一个多么神奇有趣的世界 17老师给我们讲了个有趣的故事 18你说的这个问题本身就很有趣 19世界是神奇的,让我们不断着探索周围发生的有趣的现象 20他每天都坚持读一篇有趣的故事 21他真是个有趣的人 22天文馆里的宇宙空间,充满了神奇有趣的色彩 23我看一本有趣的漫画书,笑得我肚子都疼了 24星期三,学校举行了一次有趣的文艺演出,让我回味无穷,永远留在我的脑海里 25学生选择自己喜欢的动物和反映的主题编写有趣的故事 26要是法布尔先生不这样写的话,我完全可以认定这是一本普通的记叙文,一本枯燥无味的记叙文(A good sentence yuedu.mipang.com)没有创意,没有什么特别的地方以及引人注目的地方可他运用了,这样就像把我也一起带进了这个神秘有趣的昆虫王国,自己也是一只顽固可爱的小昆虫,就像在看动画片小人书一样的有趣好玩把我吸进了这个似人却非人的王国 27有趣的文艺演出在我们的掌声中结束了,我真希望这次文艺演出永远也不会结束 28有些人认为杂志有趣,但是我觉得小说跟有趣 29这位名扬四海誉满天下的法布尔先生,运用了巧妙的拟人手法,再加入自己幽默生动的另我带着无比探索的精神去这神秘有趣的昆虫王国“探密”,不断了解昆虫先生的习性,与生活 30最有趣的是两位同学表演说相声,相声的名字是“吹牛” 31吹泡泡是一件很有趣的事 32冬天的早晨,窗户上总是模模糊糊的,妈妈说是窗户“流汗”了! 哈哈,老师说这个比喻很有趣呢! 33非诚勿扰大家都来参加吧,非常有趣 34今天的班会课十分有趣 35今天和小敏约好出去玩,有趣的是,她把裙子穿反了