電工電子技術(shù) 課件 2任務(wù)四、熒光燈電路的研究實驗

任務(wù)四、熒光燈電路的研究實驗電工電子技術(shù)

黃燕華任務(wù)導(dǎo)學(xué)提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)是一個關(guān)系到充分發(fā)揮現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備潛力、節(jié)約能源的重要問題，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義，供電系統(tǒng)功率因數(shù)低是什么原因?怎么提高功率因數(shù)?

任務(wù)導(dǎo)學(xué)供電系統(tǒng)功率因數(shù)低的原因是電感性負(fù)載與電源之間存在無功功率的往返交換，這種無功功率的往返交換當(dāng)然要占用一部分電流。因此，要提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)就是要減小負(fù)載與電源之間的無功功率交換。同時，既要提高功率因數(shù)，又不能影響負(fù)載的正常工作。電感元件與電容元件的無功功率是相互補(bǔ)償?shù)摹Ｒ虼?，提高供電系統(tǒng)功率因數(shù)的方法就是在電感性負(fù)載的兩端并聯(lián)一個容量數(shù)值合適的電容器C，稱為補(bǔ)償電容。任務(wù)情境在正弦交流電路中，功率因數(shù)的高低關(guān)系到交流電源的輸出功率和電力設(shè)備能否得到充分利用，為了提高交流電源的利用率。減少線路的能量損耗，可采取在感性負(fù)載兩端并聯(lián)適當(dāng)容量的補(bǔ)償電容，以改善電路的功率因數(shù)。簡述熒光燈電路的工作原理，計算并聯(lián)補(bǔ)償電容器Ｃ之后電路中的各電參數(shù)，分析感性電路的功率因數(shù)ｃｏｓφ是否得到提高。任務(wù)實施任務(wù)目的1、了解熒光燈電路的工作原理2、學(xué)會使用交流數(shù)字儀表（電壓表、電流表、功率表）和自耦調(diào)壓器。3、學(xué)習(xí)用交流數(shù)字儀表測量交流電路的電壓、電流和功率。4、加深對阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。實施設(shè)備一臺型號為RTDG-3A的電工技術(shù)實驗臺、交流電壓表、電流表和功率表、可調(diào)電容箱、開關(guān)、一個型號為RTDG-08的實驗電路板，含有鎮(zhèn)流器、啟輝器、導(dǎo)線若干。實施步驟1、根據(jù)圖2-57簡述熒光燈電路的工作原理。圖2-57熒光燈電路的結(jié)構(gòu)示意圖２)在圖２-５８中畫出熒光燈的等效電路模型。３)先斷開實驗臺總供電電壓開關(guān)，對照實驗電路圖２-５７接線(不接電容)。調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器輸出，使Ｕ＝２２０Ｖ，進(jìn)行測試，將數(shù)據(jù)填入表２-１２。熒光燈電路的結(jié)構(gòu)示意圖４)按照圖２-５７，并聯(lián)電容Ｃ，使電源電壓Ｕ＝２２０Ｖ不變，將所得測試結(jié)果填入表２-１３中。5、注意事項（1）實驗中使用的是220V交流電，在進(jìn)行熒光燈電路的接線操作時務(wù)必確保實驗臺的總供電電壓開關(guān)分閘，嚴(yán)禁帶電操作。（2）測電壓、電流時一定要注意表的檔位選擇，測量類型、量程都要對應(yīng)。（3）功率表電流線圈的電流、電壓線圈的電壓都不可超過所選的額定值，通常功率表不單獨使用，要有電壓表和電流表監(jiān)測，使電壓表和電流表的讀數(shù)不超過功率表的電壓電流量限。（4）自耦調(diào)壓器輸入輸出端不可接反，在接通電源前應(yīng)將手柄置于零位上，調(diào)節(jié)時使其輸出電壓從零開始逐漸升高。每次改接實驗負(fù)載或?qū)嶒炌戤叄急仨殞⑵湫{(diào)回零位，再斷電源，必須嚴(yán)格遵守這一安全操作規(guī)程。（5）各支路電流要接入電流插座。（6）注意安全，線路接好后，需經(jīng)指導(dǎo)老師檢查無誤后再接通電源。（7）如果實驗電路接線正確，接通工作電源后熒光燈不能正常點亮，可轉(zhuǎn)動啟輝器以使熒光燈點亮。（8）實驗接線中、檢查電路及實驗結(jié)束后拆線時均應(yīng)切斷電源，確保斷電操作。拆線時不要用力過猛，以防拔斷導(dǎo)線，最好是輕輕旋拔。知識鏈接一、自耦調(diào)壓器二、熒光燈電路功率因數(shù)的提高

一、自耦調(diào)壓器電工電子技術(shù)

黃燕華一、自耦調(diào)壓器一.自耦變壓器常用的實驗設(shè)備。特點輸出電壓可以根據(jù)需要連續(xù)、均勻的調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)只有一個繞組，繞組上有一個滑動抽頭a。-+ΦmN1N2-+aN2N1++--a一、二次側(cè)共用一個繞組，一、二次繞組既有磁的耦合，又有電的直接聯(lián)系。N2N1++--a一次繞組加入電源電壓U1→工作磁通Φm→一、二次繞組中產(chǎn)生E1、

E2空載時-+ΦmN1N2-+a略去繞組內(nèi)部導(dǎo)線電阻等的影響，負(fù)載狀態(tài)下可用于升壓N2＞

N1安全操作正確接線外殼接地移動滑動端頭a的位置,即可改變二次繞組的匝數(shù)N2,就能夠連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓U2。二、熒光燈電路功率因數(shù)的提高電工電子技術(shù)

黃燕華提高功率因數(shù)的方法原則:不影響負(fù)載的正常工作。電感元件的無功功率與電容元件的無功功率相互補(bǔ)償。R1+-I·U·jXLIRL·原理:減小電路的無功功率。補(bǔ)償電容器C方法：與電感性負(fù)載并聯(lián)一個容量合適的電容器。-jXCIC·C分解無功分量有功分量IX=IRLsinφ1IR=IRLcosφ1IX·IR·電路的功率因數(shù)λ1=cosφ1I·總電流IRL·=U·IRL·φ1感性負(fù)載支路電流IRL·工作原理+-I·U·jXLR1IRL·未并聯(lián)電容IX·IC·與無功分量相位相反、相互補(bǔ)償有效值I＜IRLU·總電流I·與電壓的相位差角φ2＜

φ1補(bǔ)償后的功率因數(shù)λ2=cosφ2＞λ1=cosφ1+-I·U·jXL-jXCR1IRL·IC·IC·并入電容后,電容支路電流IC·U·IRL·IX·IR·φ1總電流I·IRL·=IC·+I·IC·φ2φ2U·IRL·IC·IC·IX·IR·φ1I·把功率因數(shù)從λ1=cosφ1提高到λ2=cosφ2應(yīng)該并聯(lián)電容器的容量。電容支路的電流

IC

=U／XC

=UωC代入上式注意P=UIRLcosφ1=UIcos1φ2任務(wù)實施任務(wù)目的1、了解熒光燈電路的工作原理2、學(xué)會使用交流數(shù)字儀表（電壓表、電流表、功率表）和自耦調(diào)壓器。3、學(xué)習(xí)用交流數(shù)字儀表測量交流電路的電壓、電流和功率。4、加深對阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。實施設(shè)備一臺型號為RTDG-3A的電工技術(shù)實驗臺、交流電壓表、電壓表和功率表、可調(diào)電容箱、開關(guān)、一個型號為RTDG-08的實驗電路板，含有鎮(zhèn)流器、啟輝器、導(dǎo)線若干。實施步驟1、請根據(jù)圖2-67簡述熒光燈電路的工作原理。圖2-67熒光燈電路的結(jié)構(gòu)示意圖熒光燈結(jié)構(gòu)如圖2-68所示，開關(guān)S閉合時，熒光燈管不導(dǎo)電，全部電壓加在啟輝器兩觸片之間，使啟輝器中的氖氣擊穿，產(chǎn)生氣體放電，此放電產(chǎn)生的一定熱量使雙金屬片受熱膨脹與固定片接通，于是有電流通過熒光燈管兩端的燈絲和整流器。短時間后雙金屬片冷卻收縮與固定片斷開，電路中電流突然減??；根據(jù)電磁感應(yīng)定理，這時整流器兩端產(chǎn)生一定的感應(yīng)電動勢，使熒光燈燈管兩端電壓產(chǎn)生400至500伏高壓，燈管氣體電離，產(chǎn)生放電，熒光燈點燃發(fā)亮。熒光燈點燃后，燈管兩端電壓降為100伏左右，這時由于整流器的限流作用，燈管中電流不會過大，同時并聯(lián)在燈管兩端的啟輝器也因電壓降低而不能放電，其觸片保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。２)在圖２-５８中畫出熒光燈的等效電路模型。熒光燈工作后，燈管相當(dāng)于一個電阻R，整流器可以等效為電阻和電感L串聯(lián)，啟輝器斷開，所以整個電路可以等效為一個R、L串聯(lián)電路，其電路模