上海建桥学院
发布时间：2018-10-07 来源：文档文库
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上海建桥学院电路分析实验实验3 功率因数提高
专业 班 姓名 学号 桌号 同组人员 实验日期 成绩
一、实验目的
1．进一步理解交流电路中电压、电流的相量关系 2．学习感性负载电路提高功率因数的方法 3．进一步熟悉日光灯的工作原理
二、实验原理说明
在供电系统中，输电线把电能从电源传送至负载，由于输电线存在着一定的阻抗R0，因此从电源端传输出的能量中的一部分能量就会被消耗在输电线上。在负载端电压不变的条件下，电源电压U和电流I的值与负载的功率因数密切有关。在传输同一有功功率，当负载功率因数为1时，电流I达到最小值，因此线路上的有功功率损耗IR0也达最小值，可见，提高负载的功率因数与提高电能的利用率密切有关。
本实验中负载用日光灯代替电路，实验原理电路如图3-1所示。。
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图3-1 日光灯管工作时，可以认为是一电阻负载。镇流器是一个铁心线圈，可以认为是一个电感量较大的感性负载，两者串联构成一个RL串联电路。日光灯起辉原理是：当接通电源后，启动器内双金属片动片与定片间的气隙被击穿，连续发生火花，双金属片受热伸长，使动片与定片接触。灯管灯丝接通，灯丝预热而发射电子，此时，启动器两端电压下降，双金属片冷却，因而动片与定片分开。镇流器线圈因灯丝电路断电而感应出很高的感应电动势，与电源电压串联加到灯管两端，使管内气体电离产生弧光放电而发光，此时启动器停止工作，（因启动器两端所加电压值等于灯管点燃后的管压降，对40W管电压，只有100V左右，这个电压不再使双金属片打火）。镇流器在正常工作时起限流作用。
三、实验内容和步骤
1．按图3-1连接实验电路，电容先开路。连接完毕后请指导老师检查。
由于本实验需要测量三条支路的电流：日光灯支路电流IRL、电容支路电流IC和总电路电流I，
而每台装置上的电流表只有一个。为了测量方便起见，各支路中串入了一个电流插口，如图3-1中有“*”的元件符号。每个电流插口中间有一个短路桥，将电流表连到电流插口后，拔出短路桥，电流表就被串入电流插口所在的支路。
2．接通电源，观察日光灯的启动过程。 3．测量电路电压U、电路总电流I、日光灯支路电流IRL以及电路消耗的有功功率P，记录于表3-1。 4．在电路中并入电容，并按表3-1逐渐加大电容量（电容并联、容量相加）。每改变一次电容量，测量电压U，总电流I，日光灯支路电流IRL，电容支路电流IC以及总功率P，记录于表3-1。
表3-1 电容 uF 0 1 2 3 3.7 4.7 5.7 6.7 U(V I(A 