功率因数的改善

功率因数的改善

三、 实验目的
1、验证交流电路的基尔霍夫定律。?
⒉ 了解日光灯电路的工作原理。?
⒊ 了解提高功率因数的意义和方法。?
二、实验仪器及设备?
⒈ 数字万用表                                  一块?
⒉ 交流电流表                                  一块?
⒊ ZH－12电学实验台                                  
⒋ 日光灯管 、镇流器、电容器、起辉器         各一个?
三、实验原理?
⒈ 日光灯工作原理：?
日光灯电路由灯管、启动器和镇流器组成，如图5-1所示。?
①日光灯：灯管是内壁涂有荧光物质的细长玻璃管，管的两端装有灯丝电极，
灯丝上涂有受 热后易发射电子的氧化物，管内充有稀薄的惰性气体和少量的水
银蒸汽。它的起辉电压是400～500V，起辉后管压降只有80V左右。因此，日
光灯不能直接接在220V电源上使用。

图5-1?日光灯的原理电路
 
②启辉器：相当于一个自动开关，是由一个充有氖气的辉光管和一个小容量
的电容器组成。 辉光管的两个金属电极离得相当近，当接通电源时，由于日光
灯没有点亮，电源电压全部加 在启动器辉光管的两个电极之间，使辉光管放电，
放电产生的热量使到“U”形电极受热趋 于伸直，两电极接触，这时日光灯的
灯丝通过电极与镇流器及电源构成一个回路。灯丝因有 电流通过而发热，从而
使氧化物发射电子。同时，辉光管两个电极接通时，电极间的电压为 零，辉光
放电停止，倒“U”形双金属片因温度下降而复原，两电极分开，回路中的电流
突 然被切断，于是在镇流器两端产生一个瞬间高压。这个高感应电压连同电源
电压一起加在灯 管的两端，使热灯丝之间产生弧光放电并辐射出紫外线，管内

壁的荧光粉因受紫外线激发而 发出可见光。?
小电容用来防止启燃过程中产生的杂散电波对附近无线电设备的干扰。?
③镇流器：它的作用一是在灯管起燃瞬间产生一高电压，帮助灯管起燃
；二是在正常工作时 ，限制电路中的电流。?
⒉ 提高功率因数的意义和方法?
在电力系统中，当负载的有功功率一定，电源电压一定时，功率因数越小，
线路中的电流就越大，使线路压降、功率损耗增大，从而降低了电能传输效率，
也使电源设备得不到充分利 用。因此，提高功率因数具有重大的经济意义。?
在用户中，一般感性负载很多。如电动机、变压器、电风扇、洗衣机等，都
是感性负载其功 率因数较低。提高功率因数的方法是在负载两端并联电容器。
让电容器产生的无功功率来补 偿感性负载消耗的无功功率以减少线路总的无功
功率来达到提高功率因数的目的。四、实验内容及步骤?
⒈ 了解日光灯的各部件及其工作原理?
⒉ 按图5-2接好线路，电容器先不要接入电路。

图5-2?  改善功率因数实验电路图
注意：①此实验系强电，一定请指导教师检查无误后，方可通电实验。②认
真阅读常用仪器 仪表的使用说明，掌握交流电流表、电压表和功率表的使用方法。?
⒊ 闭合开关K，测量灯管两端的电压UＤ，镇流器两端的电压UＬ，电路中的
电流I，各元件的功率和总功率，并将数据填入表12-1中。?
表5-1?改善功率因数测量表

 

	I	UL	UD	U	P	PD	PL	IC
并联C前								0
并联C后

?⒋ 将电容器C=10μF接入线路，再次测量上述数据并记入表5-1中。?
五、实验报告?
⒈ 从测量数据中求出日光灯电阻、镇流器电阻、镇流器的电感和并联电容的
数值。?
⒉ 验证基尔霍夫定律。?
⒊ 并电容后，功率因数有何变化?要使功率因数提高到1，应并联多大电容??
⒋ 此电路是过补偿还是欠补偿?为什么??
⒌ 可否用串联电容的方法来提高感性负载的功率因数??
⒍ 并联电容后电路总电流I应变大还是变小?试用相量图来说明