實驗實訓9 熒光燈電路的安裝與功率因數(shù)的提高

1、實驗實訓9 熒光燈電路的安裝與功率因數(shù)的提高1實驗實訓目的（1）了解熒光燈的工作原理，學習熒光燈的安裝方法。（2）掌握提高功率因數(shù)的方法，理解提高功率因數(shù)的意義。（3）熟悉交流儀表的使用方法。2實驗實訓原理說明（1）熒光燈電路的組成  電路由熒光燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器組成，原理電路圖如圖9.17所示。1）熒光燈管  熒光燈管是一支細長的玻璃管，其內壁涂有一層熒光粉薄膜，在熒光燈管的兩端裝有鎢絲，鎢絲上涂有受熱后易發(fā)射電子的氧化物。熒光燈管內抽成真空后，充有一定量的惰性氣體和少量的汞氣（水銀蒸汽）。惰性氣體有利于熒光燈的啟動，并延長燈管的使用壽命；水銀蒸汽作為主要的導電材料，在

2、放電時產生紫外線激發(fā)熒光燈管內壁的熒光粉轉換為可見光。2）啟輝器  啟輝器主要由輝光放電管和電容器組成，其內部結構如圖9.18所示。其中輝光放電管內部的倒U形雙金屬片（動觸片）是由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬片組成；通常情況下，動觸片和靜觸片是分開的；小容量的電容器，可以防止啟輝器動、靜觸片斷開時產生的火花燒壞觸片。3）鎮(zhèn)流器  鎮(zhèn)流器是一個帶有鐵心的電感線圈。它與啟輝器配合產生瞬間高電壓使熒光燈管導通，激發(fā)熒光粉發(fā)光，還可以限制和穩(wěn)定電路的工作電流。（2）熒光燈的工作原理  如圖9.17所示，在熒光燈電路接通電源后，電源電壓全部加在啟輝器兩端，從而使輝光放電管內部的

3、動觸片與靜觸片之間產生輝光放電，輝光放電產生的熱量使動觸片受熱膨脹趨向伸直，與靜觸片接通。于是，熒光燈管兩端的燈絲、輝光放電管內部的觸片、鎮(zhèn)流器構成一個回路。燈絲因通過電流而發(fā)熱，從而使燈絲上的氧化物發(fā)射電子。與此同時，輝光放電管內部的動觸片與靜觸片接通時，觸片間電壓為零，輝光放電立即停止，動觸片冷卻收縮而脫離靜觸片，導致鎮(zhèn)流器中的電流突然減小為零。于是，鎮(zhèn)流器產生的自感電動勢與電源電壓串聯(lián)疊加于燈管兩端，迫使燈管內惰性氣體分子電離而產生弧光放電，熒光燈管內溫度逐漸升高，水銀蒸汽游離，并猛烈地撞擊惰性氣體分子而放電，同時輻射出不可見的紫外線激發(fā)燈管內壁的熒光粉而發(fā)出近似熒光的可見光。熒光燈管發(fā)

4、光后，其兩端的電壓不足以使啟輝器輝光放電，這時，交流電源、鎮(zhèn)流器與熒光燈管串聯(lián)構成一個電流通路，從而保證熒光燈的正常工作。（3）并聯(lián)電容提高功率因數(shù)顯然，熒光燈電路屬于感性負載，其功率因數(shù)很低，為了提高熒光燈電路的功率因數(shù)，一般可在它的兩端并聯(lián)一定容量的電容器。3實驗實訓內容與步驟（1）熒光燈電路的安裝1）布局定位  根據(jù)熒光燈電路各部分的尺寸進行合理布局定位，制作熒光燈安裝電路板，如圖9.19所示。2）用萬用表檢測熒光燈。燈管兩端燈絲應有幾歐姆電阻，鎮(zhèn)流器電阻約為2030，啟輝器不導通，電容器應有充電效應。3）根據(jù)圖9.17，進行熒光燈電路的安裝。4）接好線路并經老師檢查合格后，通

5、電觀察熒光燈電路的工作情況。（2）熒光燈電路參數(shù)的測量1）根據(jù)原理電路圖，畫出接線圖如圖9.20所示，并接線；2）斷開開關S2，閉合電源開關S1，用交流電流表測量熒光燈電路的電流I；用功率表測量熒光燈電路的功率P；用交流電壓表分別測量熒光燈電路電壓UBD、燈管兩端電壓UCD；鎮(zhèn)流器電壓UBC，并計算燈管電阻R、鎮(zhèn)流器電阻RL、鎮(zhèn)流器電感L。（3）熒光燈電路功率因數(shù)的提高1）按照圖9.20所示電路連接實驗電路。2）閉合開關S2，閉合電源開關S1，改變并聯(lián)電容的數(shù)值，分別測量熒光燈電路總電流I、熒光燈電路I1、電容電流I2，并計算電路對應的功率因數(shù)。4注意事項（1）實訓過程中必須注意人身安全和設備安全。（2）注意熒光燈電路的正確接線，鎮(zhèn)流器必須與燈管串聯(lián)。（3）鎮(zhèn)流器的功率必須與燈管的功率一致。（4）熒光燈的啟動電流較大，啟動時用單刀開關將功率表的電流線圈和電流表短路，防止儀表損壞，操作時注意安全。（5）保證安裝質量，注意安裝工藝。5實驗實訓報告按規(guī)定要求完成實驗實訓報告，并回答以下問題：（1）熒光燈電路的基本原理。（2）實驗中啟輝器損壞時，如何點亮熒光燈？（3）若熒光燈