实验三功率因数的提高.doc

实验三功率因数的提高一、实验目的 1 .掌握日光灯线路的接线。 2. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。二、原理说明 1. 日光灯电路(图3-1) 是感性负载电路。镇流器 L可看作电感与电阻的串联;点燃的日光灯管看成是电阻元件。 2. 例如 20 瓦日光灯电路在外加电压 U =220V ( 有效值) 的作用下,灯管电流为 0. 31A , 电路的有功功率为 P =20 W, 日光灯的功率因数为 293 .031 .0220 20 cos ???? UI P?图3-1 日光灯原理图负载功率因数低使得供电电源设备容量不能充分利用;另外,因为功率因数低,线路总电流大,电压降加大,导致电能损耗增加,这些都是很不经济的。 3 .在日光灯电路上并联电容(图3-2) 可以提高功率因数。由图 3-3 的相量图可见, 由于有了 CI ?这一分量,总电流减少了,整个负载的功率因数提高了。 4 .例如用带有镇流器的 20 瓦日光灯作为感性负载,通过并联电容( 电容数值可调)以提高功率因数。由于灯管是非线性电阻, 镇流器是带铁芯的线圈, 可看成是电阻与非线性电感的串联。因此,电路中的电流和元件上电压波形呈非正弦形。实验结果有一定误差。图3-2 并联电容的日光灯电路图日光灯管启动器图3-3 相量图三、实验设备四、实验内容 1 .观察日光灯的启动和点燃过程。按图 3-4 接线( 此时电容 C 不接通) 经指导老师检查后, 接通实验台电源。调节自耦调压器的输出, 使其输出电压缓慢增大, 直到日光灯刚启辉点亮为止, 记下三表的指示值。然后将电压调至 220V , 测量功率 P, 电流 I, 电压 U, U L,U A 等值,验证电压、电流相量关系。测量数值计算值 P(W) c osφ I(A) U(V) U L (V) U A(V)r(Ω)c osφ启辉值正常工作值 2. 日光灯正常工作后, 接入电容在0- ?F 之间变化。每改变电容一次, 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。数据记入下页表中。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 0~ 5A1 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 1μ F, μ F, μ F/500V 各1 DGJ-04 8 电流插座 3 DGJ-04 图 17-3 i c图3-4 功率因数测量实验线路图电容值测量数值计算值(μ F) P(W) cos φ U(