实验设备
DG09；交流工频电源；交流电压表、电流表； 功率表；数字万用表。
DG09日光灯线路板
工作台
实验线路
电容器（导纳）
注：gC为实际电容器C的电导 g为单位电容对应的电导
工作台
日光灯(整流器)：30W、220V、cosφ＝0.46
实验任务
1、分别测量（1）镇流器 （2）灯管 （3）两者串联 的消耗功率及其功率因数； 2、保持日光灯两端电压不变的条件下，改变C，测定 电流I、功率P、功率因数cosφ 与补偿C的关系； 3、作出I、P、cosφ和补偿电容C的关系曲线； 4、用P－C曲线求电容的等效电导g； 5、推求整个日光灯负载的入端等效阻抗； 6、计算等效阻抗的传递误差。
The
end
下次实验预告
研究专题5 调谐电路功效的研究
功率因数提高的意义
1)充分利用设备
S 1000VA
S UI
P U I cos
cos 0.70 cos 0.95
P 700W P 950W
2)减少线路损耗 P UI cos
cos 小
I
P U cos
I大
P I 2 R
U I Z U S
荧光灯工作原理
荧光灯由灯管、镇流器和启辉器组成。
启
荧灯管的结构示意图如图所示
在玻璃管内壁均匀涂有一层荧光粉，两端有灯丝，外涂氧化 物，其作用是发射电子。灯管内充有稀薄的惰性气体和水银 蒸汽等。由于灯管两端高压，灯管内气体电离，会放射紫外 线，照射到荧光粉上而发出荧光。
启辉器的结构示意图
启辉器由小型的充有惰性气体的辉光管并联一
研究探索性实验
研究专题4 无功补偿与功率因数的提高
研究背景与目的
1、了解用电系统中进行无功补偿的原因和意义； 2、熟悉荧光灯电路的组成、工作原理，掌握并联电 容进行无功补偿的原理； 3、通过实验了解功率因数提高的方法； 4、探讨系统谐波对无功补偿的影响； 5、学习测量数据的处理，了解有理经验公式的求取 方法。
电容C(µF) 0µF
U(V)
I(mA)
P(W)
cosφ
(1) P、 cosφ均采用功率、功率因数表仪表测量； (2)电容采用合理的搭配，使步长适当
C0 ＝ （最佳补偿 电容）
最小
最大
8µF
三表法测量等效阻抗
W
U N V A
206室Biblioteka 三表法测量无源一端口的等效参数
P U R0 2 z 当不并联电容时： I I U 2 P 2 2 2 X 0 z R0 ( ) ( 2 ) I I
并联一个小电容，电流表读数减小，感性负载。
f1 f1 f 2 f 2 f 2 P I P U I dR0 dX 0 P I P U I 误差按最保守的情况，按绝对值相加。 功率表±1%；交流电压表交流电流表均±0.5% ；附录B
Z R0 jX 0
实验步骤注意事项
检查方法：日光灯管两边的灯丝是否烧断； （用万用表检测）
4、在日光灯启动过程中，因为电流冲击，仪表量 程要选择足够的余量，记录数据时，应改变合适 的量程读取数据。日光灯管是非线性器件，需要 点亮数十分钟，待数据显示趋于稳定后，再读取 记录实验数据。 5、电容器C并联接入电路，其数值从0开始逐步增 加，直到最大值8µF左右，增加的步长应根据功 率因数的变化进行调整，最大不应超过1µF，实 验过程中可根据电流表的示数变化来判断。在功 率因数较高（即电流值 小or大？）的时候，需 要多取测量数据点。
启
4、正常工作时，电源--灯丝--灯管--灯丝--镇流器--电源构 成了一个闭合回路，启辉器的作用是控制灯管的预热时间和 为镇流器提供一个瞬变电流；镇流器的作用是在日光灯启动 时产生瞬时高压，正常工作时降压限流。
实验方法
保持日光灯两端电压不变的条件下测定电流I、功率 P、功率因数cosφ与补偿电容C的关系。
个电容器构成。 辉光管内有一个倒U形电极， 由膨胀系数不同的两种金属制成。

并联小电容的作用是防止日光灯启动时的杂散 电波对外界的影响和干扰。
启
1、当日光灯接通电源后，电源把电压加在启辉器的两极之 间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使启辉器内的U 型动触片膨胀伸长而与静触片接通； 2、电源--灯丝--启辉器--灯丝--镇流器--电源构成了一个闭合回 路，使氧化物发出电子，氖气停止放电，U型动触片冷却收 缩，两个触片分离，电路自动断开； 3、在电路突然断开的瞬间，由于镇流器的电流急剧减小，会 产生很高的自感电动势，这个自感电动势与电源电压相加，形 成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管内的惰性气体电离而 产生弧光放电，产生紫外线。日光灯管内壁上的荧光粉吸收紫 外线的能量后，被激发而放出可见光，于是日光灯便成为电流 的通路开始发光了。
Z ( R0 R0 ) j ( X 0 X 0 )
实验报告
1、对于灯管、镇流器、灯和镇三组P、 cosφ； 2、保持日光灯两端电压不变的条件下测定电流I、 功率P、功率因数cosφ；（原始测量数据） 3、作出I、P、cosφ和电容C的关系曲线，得C0； 4、用P－C曲线求单位电容的等效电导g； 5、整个日光灯负载的入端等效阻抗； 6、等效阻抗的传递误差计算。
测量电路接线
U N V
A
206室
W
U N V A
206室
W
U N V A
206室
W
U N V A
206室
实验步骤注意事项
1、电容C暂时不接入电路，连接线路，点亮日光灯； 2、第一次通电前，要求自耦变压器输出起始为0，接 通电源后，调节旋钮增大输出电压，要求用交流电 压表监测端电压（灯管＋镇流器两端的电压），当 电压达到180V左右，启辉器开始动作，日光灯有闪 亮。日光灯点亮之后，调节输出电压到220V，保持 不变。此后实验过程中，可直接切断或接通电源， 不需要再调节自耦变压器； 3、如果不亮，进行线路检查：日光灯管和启辉器接触 是否完好；