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1、实验五日光灯电路及功率因数的提高 一、实验目的 1 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。 2. 掌握日光灯线路的接线。 3. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 二、原理说明图 7-1 1. 在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得 各支路的电流值， 用交流电压表测得回路各元件两 端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔 霍夫定律，即 I 0 和 U 0 。 2. 图 7-1 所示的 RC 串联电路，在正弦稳态信 号 U 的激励下， U R 与 U C 保持有 90o 的相位差，即当 图 7-2 R 阻值改变时， U R 的相量轨迹是一个半园。 U 、 U C 与 U R
2、三者形成一个直角形的电压三 角形，如图 7-2 所示。 R 值改变时，可改 变 角的大小，从而达到移相的目的。 3. 日光灯线路如图 7-3 所示，图中 A 是日光灯管， L 是镇流器， S 是启辉器， 图 7-3 C 是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（ cos 值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。 三、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 交流电压表 0 500V 1 2 交流电流表 5A 1 3 功率表 1 （ DGJ-07 ） 4 自耦调压器 1 5 镇流器、启辉器 与 40W 灯管配用 各 1 DGJ-04 6 日光灯灯管 40W 1 屏内 7 电容器 1F,
3、2.2F,4.7F/500V 各 1 DGJ-05 8 白炽灯及灯座 220V ， 15W 13 DGJ-04 9 电流插座 3 DGJ-04 图 17-3 四、实验内容 1. 按图 7-1 接线。 R 为 220V 、 25W 的白炽灯泡，电容器为 4.7 F/450V 。 经指导教师检查后，接通实验台电源， 将自耦调压器输出 ( 即 U) 调至 220V 。记录 U 、 U R 、 U C 值，验证电压三角形关系。 测 量 值 计 算 值 U （ V ） U R （ V ） U C （ V ） U （与 U R ， U C 组成 Rt ） （ U= ） U=U U （ V ） U/U （
4、% ） 2. 日光灯线路接线与测量。 图 7-4 按图 7-4 接线。经指导老师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器的输出调至 220V ，记录功率表、电压表读数。通过一只电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流。改变电容值，进行三次重复测量。数据记入表中。 电容值 测 量 数 值 计 算 值 (F) P(W) COS U(V) I （ A ） I L (A) I C (A) I(A) Cos 0 1 1+2.2 4.7 8 五、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， 应检查启辉器及其接
5、触是否良好。 六、预习思考题 1. 参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。 2. 在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时， 人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮（ DGJ-04 实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。）；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？ 3. 为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器， 此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？ 4. 提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？ 七、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，分别绘出电压、电流相量图， 验证相量形式的基尔霍夫定律。 3. 讨论改善电路功率因数的意义和方法。 4. 装接日光灯线路的心得体会及其他。
