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日光灯电路实验指导书

日光灯电路与功率因数提高 实验目的

1. 掌握日光灯电路的工作原理和电路连接方法。 2. 掌握功率因数补偿原理和电路测试方法。 实验预习要求

1. 预习日光灯电路的工作原理、功率因数补偿原理。 2. 熟悉电路的连接及测试方法。 日光灯电路的构成及其工作原理 1. 日光灯电路的组成所示）

日光灯电路是日光灯管、启辉器、镇流器及部分导线连接组成。

日光灯管是一根内壁均匀涂有荧光物质的细长玻璃管，管内充有稀薄的惰性气体和水银蒸汽，在管的两端各有一段灯丝电极。

启辉器的构造如图所示，在充满氖气的小玻璃泡里有两个电极，焊上了一对倒U字形的金属片。玻璃泡外并联一个纸质电容器，其作用是消除日光灯启辉时对周围通讯信号的干扰。

镇流器是一个带有铁心的电感线圈。

2. 日光灯电路的工作过程 启辉前：当日光灯电路加上

220V交流电压后，图可以看出电压全部加在灯管两端，同时也加在启辉器的两端电极上，此时日光灯管亦不发亮。 启辉过程：启辉器的电极加上电压以后，泡内氖气在 电场作用下发生电离形成气体导电的离子流，随着电压的 升高离子流也不断增大，电流的增大伴随着泡内温度上升。U字形的双金属片温度系数不同，当温度上升到一定程度，双金属片会弯曲接触短接，形成了 灯丝→启辉器→灯丝→镇流器一条电流回路。

灯丝短接后接触电阻很小，触点的热功率较快的下降 使得双金属片断开，也使得回路电流几乎为零。根据电感器 di的特点eL，电流的突变使电感器两端产 dt图

生的瞬时脉冲高压与220V电源叠加，共同加在灯管两端使灯管导通。

启辉后：两端灯管灯丝在启辉过程中所产生的热电子在强电场的作用下带动管内氩气运动并使其电离，形成了弧光放电过程。弧光放电过程使电流增大，温度上升，两端电压下降。温度上升使水银蒸汽游离并与氩气分子碰撞产生紫外线，紫外线打在灯管内壁的荧光物质上使其激发产生可见光。

于镇流器是一个电感器件，它的阻抗限制了电流的继续增长，使日光灯电路的电流和灯管两端的电压稳定到一定的

范围内。这时并联在灯管两端的启辉器上的电压值远远低于它的启辉电压值，因此完成其工作使命。

日光灯工作时气体导电的阻抗特性是纯阻性状态，此时日光工作电路所示）就相当于一个纯电阻器和电感器串联的形式。

3. 功率因数

直流电路的功率PUI；交流电路的功率PUIcos；式中cos称为功率因数，其值介于0与±1之间，日光灯电路的功率因数为左右。

4. 功率因数降低的危害

发电设备的容量不能充分利用PUNINcos

发电机发出的功率额定、发电机的输出的电压和电流不允许超过额定值，当cos1时就使发电机发出的有功功率减小了。

增加线路和发电机绕组的功率损耗PrI

负载上消耗的有功功率PUIcos，当P、U一定时，流过负载回路的电流

2P21P2I PrIrU2cos2 Ucos如当cos1与cos21时相比较，P14P2。 功率因数的提高

提高功率因数，通常是根据负载性质在电路中接入适当的电抗元件，于实际负载大多为感性，常用的方法就是在电