实验六-正弦稳态交流电路相量的研究VIP免费

实验六正弦稳态交流电路相量的研究一、实验目的1.研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系2.通过日光灯电路的设计，培养实践技能。3.了解交流电路功率因素的意义，掌握提高功率因素的方法。二、实验原理在电力系统中功率因数低的负载主要是电感性负载,可以采用并联电容的方法来提高功率因数。本实验使用的日光灯电路是电感性负载,功率因数在0.5—0.6之间。日光灯的灯管的内壁涂有荧光物质，两端装有灯丝，灯丝上涂有易于发射电子的氧化物。管内充有少量的惰性气体和汞蒸汽。工作时可以近似的将它看作电阻元件R。日光灯的镇流器是带有铁心的线圈，电感量很大。在启动的时候它产生很高的感应电压来帮助灯管启动发光。启动以后用它来限制和稳定电流。工作时可以将它近似的看成电感L。启动器由一个辉光管和一个大约0.005μF的电容并联组成，见图7-1。辉光管内充由惰性气体氖，装有两个电极，一个电极固定；另一个电极成倒U形，由内外两层热胀系数相差很大的两种金属片粘合而成。日光灯的器动过程：日光灯的接线见图6-2。接通电源以后灯管不导通，启动器两端电压220V，两级间发生辉光放电，电极被加热，倒U形电极内侧金属片热胀系数大于外侧的金属片，使得倒U形电极趋于伸直，触点闭合。这时就有较大的电流经过镇流器——灯丝——图6-2日光灯电路灯管镇流器启动器图6-1日光灯启动器玻璃泡外罩引线脚启动器——灯丝构成回路，两个灯丝被加热，灯丝上的氧化物发射电子。触点闭合后电极加热被停止，温度开始降低，倒U形电极缩回，触点断开。触点断开的瞬间镇流器两端产生很高的感应电压，与电源电压叠加加在灯管的两端，汞蒸汽电离，灯管内发生弧光放电。弧光放电产生的紫外线使得灯管内壁上的荧光粉发出可见光，灯管点燃。点燃以后的灯管两端电压约120V(40W的日光灯),镇流器两端电压约180V。灯管两端的电压不足以使启动器导通。正常工作时镇流器与灯管串联，且感抗很大，起到限制和稳定电流的作用。正常工作时灯管可以看作电阻R，镇流器可以看作电感L,都不是理想的线性元件。三、实验设计内容1．设计一只白炽和4灯泡和4µf/450V电容器组成电路，设计实验数据记录表格2．设计日光灯电路，选择所需实验设备仪表、适当的元件参数，设计实验数据记录表格测量日光灯起辉点亮时的电压，并记录日光灯的电流、电压值以及日光灯的功率及功率因数3．给日光灯输入220V的电压，测量日光灯的电流、功率值；测量日光灯回路中的各元件的电压，并计算功率因数。选择一组不同参数的电容作为功率因数补偿元件，设计实验电路和数据记录表格通过改变电路中的补偿元件参数达到改变功率因数的目的。要求记录至少改变4次电容参数的测量结果。四、实验报告要求画出实验电路，自拟表格纪录实验数据，计算出不接电容和接入不同值的电容时的功率因数。五、实验预习：实验前必须按照设计任务，认真学习正弦稳态交流电路相量等理论知识，自行设计实验方案、选择实验设备、设计实验电路图、实验步骤、设计实验数据记录表，以及预期可以达到的目标，写出预习报告，并经过实验指导教师检查合格后，方可进行实验。六、实验注意事项：1、功率表要正确接入线路，注意观察电压表读数，不能超过220V，以免烧坏功率表。2本实验用交流市电220V，务必注意人身安全。七、可供选择的实验仪器设备序号名称型号与规格数量备注1交流电压表0~200V1D332交流电流表0~5A1D323功率表450V、5A1D344自耦调压器1.5KVA/0~450V1DG015镇流器与40W灯管配用1DG096电容器1uf,2uf,4µf/450VDG097启辉器1DG098日光灯灯管40W1DG019电门插座3DG09