文档介绍：实验六日光灯电路及功率因数的提高
实验六日光灯电路及功率因数的提高
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实验六日光灯电路及功率因数的提高
实验六日光灯电路及功率因数的提高
一、实验目的
验证单相交流电路中的电流、电压和功率关系的理论；
了解日光线照射到荧光粉上就会发出可见光。
镇流器：它是绕在硅钢片铁芯上的电感线圈，在电路上与灯管相串联。其作用为：在日光灯启动时，产生足够的自感电势，使灯管内的气体放电；在日光灯正常工作时，限制灯管电流。不同功率的灯管应配以相应的镇流器。
启辉器：它是一个小型的辉光管，管内充有惰性气体，并装有两个电极：一个是固定电
极，一个是倒“ U〞形的可动电极，如图 6-3所示。两电极上都焊接有触头。倒“ U〞形可动
电极由热膨胀系数不同的两种金属片制成。
点燃过程：日光灯管、镇流器和启辉器的联接电路如图 6-1所示。刚接通电源时，灯管内
气体尚未放电，电源电压全部加在启辉器上，使它产生辉光放电并发热，倒 “U〞形的金属片受
热膨胀，由于内层金属的热膨胀系数大，双金属片受热后趋于伸直，使金属片上的触点闭合，将电路接通。电流通过灯管两端的灯丝，灯丝受热后发射电子，而当启辉器的触点闭合后，两电极间的电压降为零，辉光放电停止，双金属片经冷却后恢复原来位置，两触点重新分开。为了防止启辉器断开时产生火花，将触点烧毁，通常在两电极间并联一只极小的电容器。
在双金属片冷却后触点断开瞬间，镇流器两端产生相当高的自感电势，这个自感电势与电
源电压一起加到灯管两端，使灯管发生弧光放电，弧光放电所放射的紫外线照射到灯管的荧光
粉上，就发出可见光。
灯管点亮后，较高的电压降落在镇流器上，灯管电压只有 100V左右，这个较低的电压不
足以使启辉器放电，因此，它的触点不能闭合。这时，日光灯电路因有镇流器的存在形成一个
功率因数很低的感性电路。日光灯电路的等效电路如图 6-2所示。

日光灯电路可以看成R、L串联的感性电路〔见图6-2〕。以电流?L为参考相量，那么电压、电流关系为
U=Ur+UL+UR=?(r+jXL+R)= ?Z
其相量图如图 6-4 所示。
实验六日光灯电路及功率因数的提高
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实验六日光灯电路及功率因数的提高
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.
U
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IC
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.
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ULr
U
L
.
.
I
U
UR
.IL
.
Ur
ILr
图6-4日光灯电路相量图
图6-5提高功率因数相量图

如果负载功率因数低〔日光灯电路的功率因数在
〕，一是电源利用率不高，二是
供电线路损耗加大，因此供电部门规定，当负载〔或单位供电〕的功率因数低于
时，必
须对其进行改善和提高。
提高功率因数的方法，除改善负载本身的工作状态、设计合理外，由于工业负载根本都是
感性负载，因此常用的方法是在负载两端并联电容器组〔接线方法如图6-1〕，补偿无功功率，以提高线路的功率因数。功率因数提高的原理如图6-5所示。
三、实验内容与要求
根据实验室提供的实验设备完成以下实验内容的设计：
1. 设计一个日光