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cosPP。由此可见，在电源SIU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：

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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，电容支路电流I，灯为并联的电容器，设并联电容后电路总电流IC（等于未并电容前电路中的总电流）管支路电流I，则三者关系可用RL，I相量图如图7-2所示。由图7-2知，并联电容C前总电流为IRLRL的相位差为，功率因数为cos；并联电容C后的总电与总电压ULL的相位差为，功率因数为cos；显然cos＞，I与总电压U流为IcosL，功率被提高了。并联电容

C前后的有功功率

减PIRLUcosLIUcos，即有功功率不变。并联电容C后的总电流I小，视在功率SIU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

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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） 0 0.47 1 2.2 2.67 3.2 4.7 5.7 P(瓦) 44.7 45.3 49.7 43.7 44.5 49.5 44.3 49.7 V（伏） 220 220 220 220 220 220 220 220 1 / 1文档可自由编辑

I（安） 0.410 0.365 0.395 0.280 0.230 0.265 0.200 0.210 Cosф 0.42 0.48 0.50 0.61 0.73 0.72 0.86 0.90

6.9 7.9 10 45.1 50.1 59.7 220 220 220 0.230 0.270 0.770 0.77 0.73 0.31 实验分析：

S=UI （保留三位有效数据）

220*0.410=90.2 W Cosф=0.420 220*0.365=80.3 W Cosф=0.480 220*0.395=86.9 W Cosф=0.500 220*0.280=61.6 W Cosф=0.610 220*0.230=50.6 W Cosф=0.730 220*0.265=58.3 W Cosф=0.720 220*0.200=44.0 W Cosф=0.860 220*0.210=46.2 W Cosф=0.900 220*0.230=50.6 W Cosф=0.770 220*0.270=59.4 W Cosф=0.730 220*0.770=169W Cosф=0.310

根据S=UI，由表7-1可知，在一定范围内，有功功率时，功率因素Cosф越大，视在功率S越少

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P一定

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。

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