日光灯实验 报告.docx

日光灯实验 报告.docx。了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。3・研究日光灯电路屮电压、电流相量之间的关系。理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。,由灯管、镇流器、起辉器组成,。由于有感抗元件,功率因数较低,提高电路功率因数实验可以用口光灯电路来验证。起辉器s丄镇流器_日光灯管Amrw--220V=补偿电猝C图141日光灯的组成电路灯管:内壁涂上一层荧光粉,灯管两端各有一个灯丝(由餌丝组成),用以发射电子,管内抽真空后充有一定的氮气与少量水银,为管内产生辉光放电吋,发出可见光。镇流器:是绕在硅钢片铁心丄的电感线圈。它有两个作用,一是在起动过程屮,起辉器突然断开吋,其两端感应出一个足以击穿管屮气体的高电压,使灯管屮气体电离而放电。二是正常工作吋,它相为于电感器,与日光灯管相串联产生一定的电压降,用以限制、稳定灯管的电流,故称为镇流器。实验吋,可以认为镇流器是由一个等效电阻&和一个电感厶串联组成。起辉器:是一个充有氛气的玻璃泡,内有一对触片,一个是固定的静触片,一个是用双金属片制成的U形动触片。动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成,受热后,双金属片伸张与静触片接触,冷却吋又分开。所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开,起一个自动开关作用。日光灯点亮过程电源刚接通吋,灯管内尚未产牛辉光放电,起辉器的触片处在断开位置,此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上,起辉器的两触片乙间的气隙被击穿,发生辉光放电,使动触片受热仲张血与静触片构成通路,于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝,使灯丝通电预热血发射热电子。与此同时,由于起辉器屮动、静触片接触后放电熄灭,双金属片因冷却复原血与静触片分离。在断开瞬间镇流器感应出很高的h感电动势,它和电源电床出联加到灯管的两端,使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电,并发射紫外线到灯管内壁,激发荧光粉发光,H光灯就点亮了。灯管点亮后,电路中的电流在镇流器上产生较大的电压降(有一半以上电压),灯管两端(也就是起辉器两端)的电压锐减,这个电床不足以引起起辉器氛管的辉光放电,因此它的两个触片保持断开状态。即H光灯点亮正常工作后,起辉器不起作用。H光灯的功率因数H光灯点亮后的等效电路如图142所示。灯管相当于电阻负载7?a,镇流器用内阻心和电感厶等效代Z。由于镇流器本身电感较大,故整个电路功率因数很低,整个电路所消耗的功率P包括日光灯管消耗功率Pa和镇流器消耗的功率Pl。只要测出电路的功率卩、电流/、总电床以及灯管电压S,就能算岀灯管消耗的功率PRXg镇流器消耗的功率Pl=P~Pa,cos^=—\LRlIo—~| |-| 厲聽l□-220V Rx图142日光灯工作吋的等效电路功率因数的提高日光灯电路的功率因数较低,,为了提高电路的功率因数,可以采用与电感性负载并联电容器的方法。此吋总电流/是日光灯电流It和电容器电流/c的相量和:;=[+/;,日光灯电路并联电容器后的相量图如图143所示。由于电容支路的电流/c超前于电压U90°角。抵消了一部分日光灯支路电流屮的无功分量,使电路的总电流/减小,从而提高了电路的功率因数。电压与电流的相位差角由原来的0]减小为0,故CO