电路基础实验报告日光灯功率因素改善实验

实验题目:日光灯电路改善功率因数实验一、实验目的1、了解日光灯电路的工作原理及提高功率因数的方法；2、通过测量日光灯电路所消耗的功率，学会电工电子电力拖动实验装置；3、学会日光灯的接线方法。二、实验原理用P、S、I、V分别表示电路的有功功率、视在功率、总电流和电源电压。按定义电路的功率因数IUPSPcos。由此可见，在电源电压且电路的有功功率一定时，电路的功率因数越高，它占用电源（或供电设备）的容量S就越少。日光灯电路中，镇流器是一个感性元件（相当于电感与电阻的串联），因此它是一个感性电路，且功率因数很低，约0.5—0.6。提高日光灯电路（其它感性电路也是一样）功率因数的方法是在电路的输入端并联一定容量的电容器。如图7-1所示：图7-1图7-2图7-1并联电容提高功率因数电路图7-2并联电容后的相量图图7-1中L为镇流器的电感，R为日光灯和镇流器的等效电阻，C为并联的电容器，设并联电容后电路总电流I，电容支路电流CI，灯管支路电流RLI（等于未并电容前电路中的总电流），则三者关系可用相量图如图7-2所示。由图7-2知，并联电容C前总电流为RLI，RLI与总电压U的相位差为L，功率因数为Lcos；并联电容C后的总电流为I，I与总电压U的相位差为，功率因数为cos；显然cos＞Lcos，功率被提高了。并联电容C前后的有功功率coscosIUUIPLRL，即有功功率不变。并联电容C后的总电流I减小，视在功率IUS则减小了，从而减轻了电源的负担，提高了电源的利用率。三、实验设备电工电子电力拖动实验装置一台，型号：TH-DT、导线若干四、实验内容1、功率因数测试按照图7-3的电路实验电路如图7-3所示，将三表测得的数据记录于表7-1中。图7-3日光灯实验电路W为功率表,C用可调电容箱。五、实验数据与分析表7-1感性电路并联电容后的原始数据C（μF）P(瓦)V（伏）I（安）Cosф044.72200.4100.420.4745.32200.3650.48149.72200.3950.502.243.72200.2800.612.6744.52200.2300.733.249.52200.2650.724.744.32200.2000.865.749.72200.2100.906.945.12200.2300.777.950.12200.2700.731059.72200.7700.31实验分析：S=UI（保留三位有效数据）220*0.410=90.2WCosф=0.420220*0.365=80.3WCosф=0.480220*0.395=86.9WCosф=0.500220*0.280=61.6WCosф=0.610220*0.230=50.6WCosф=0.730220*0.265=58.3WCosф=0.720220*0.200=44.0WCosф=0.860220*0.210=46.2WCosф=0.900220*0.230=50.6WCosф=0.770220*0.270=59.4WCosф=0.730220*0.770=169WCosф=0.310根据S=UI，由表7-1可知，在一定范围内，有功功率P一定时，功率因素Cosф越大，视在功率S越少表7-2六、结论在日光灯电路中，在一定范围内，电容值越大，视在功率越少，有电源电压且电路的有功功率一定时，随电路的功率因素提高，它占用电源的容量S就降低，负载电流明显降低。