【大学物理实验】日光灯电路的组装及参数测量
项目一日光灯电路的安装与测量
电路分析与实践
二、任务实施
图2-1-1
RC测试电路
项目一 日光灯电路的安装与测量
电路分析与实践
三、知识链接
一、正弦交流电的定义 二、正弦量的三要素 1.最大值和有效值 2.角频率 3.初相位
项目一 日光灯电路的安装与测量
电路分析与实践
一、正弦交流电的定义
时变电压和电流： 周期量：u、i随时间作周期性的变化；
项目一 日光灯电路的安装与测量
职业技能目标：
电路分析与实践
项目教学目标
职业知识目标：
*熟练掌握正弦交流电的三要素，掌握正弦交流电有效值的 概念 。 *了解日光灯电路的组成，理解日光灯电路的工作原理。 *熟练正弦量的相量表示法。 *熟练掌握正弦交流电路中基尔霍夫定律的相量形式，电阻、 电感和电容元件电压电流关系的相量形式。 *掌握RLC串联电路的性质，掌握复阻抗的概念，理解阻抗 三角形、电压三角形和功率三角形的关系。 *掌握正弦交流电路有功功率、无功功率、视在功率、功率 因数和复功率的计算； *掌握功率因数的概念及其提高方法。
或表示i2 比i1超前，超前的角度是150º。
项目一 日光灯电路的安装与测量
电路分析与实践
任务二 日光灯电路的安 装与电压、电流测量ຫໍສະໝຸດ 项目一 日光灯电路的安装与测量
电路分析与实践
一、任务导入
提出问题: ⒈什么是相量？为什么正弦量可以用相量表示？ ⒉已知正弦量，如何写出正弦量的相量？反之， 已知相量，又如何写出其对应的正弦量？ ⒊日光灯电路中的电源电压US为什么不等于镇流 器两端电压UL和日光灯灯管两端电压UR之和？ ⒋在正弦交流电路中引入“相量”有什么好处？ 试举例说明。
交流量：若周期量其正半周期和负半周期的波形面积相等；
日光灯电路,实验报告
日光灯电路,实验报告
这次实验是关于日光灯电路的实验。
日光灯电路是主开关控制的开闭路电路，由电阻器、电容器、可变电阻器以及双组分显示器组成。
实验的目的在于测量电容器的电容量。
实验开始时，我们首先拆下LED1和LED2，用一只多用测量仪测量环境参数，如空气
电流、时间等，然后将多功能测量仪和日光灯电路连接起来。
在接上电源之前，要先接入
一些试验条件，如电压、电流、电阻、时间等，确保实验的可靠性。
一旦电阻、电压、电流、时间等参数设定完毕，我们开始测量电容器的电容量。
首先，将电压源连接到电路的输入端，然后通过测量仪控制电压的大小，来调节多功能显示器的值，将显示器的值测定为最小时，该为电容器的电容量。
然后，可以通过调整可变电阻器
来检查该多功能显示器的值。
最后，当电容器的电容量达到要求时，结束测量电容器的电
容量。
通过本次实验，我对日光灯电路有了深刻的理解，熟练掌握了电容器的测量方法，并
且能够有效地控制日光灯电路的运行。
经过这次实验的活动，我学会了如何去实验日光灯电路，同时也增加了对实验活动的
安全性和使用维修设备知识的有效性。
实验中不仅需要准确的记录实验操作的步骤，也要
求对实验装置的结构以及其中的各部件有效使用。
项目二 《日光灯电路的安装》实训报告 (1)
日光灯正常亮起，开关控制灵敏
实训总结
这次实训是我来到大学的第一次实训课，他带给了我不一样的体验，让我知道了什么是“实践出真知”，书本上的东西学得再熟练都不如自己亲自动手做一次来得明白，搞得清楚。通过这次实训，我认识到了许多不足，也学会了很多课本上学不到的知识。尽管这次实训我们做得还不够好，还有非常多的缺点，可是这都不是问题，他最重要的还是锻炼了我们的动手能力与实践能力，可以说这次实训对我意义非凡。
4.巩固和提高电路安装能力和电路调试及检修能力，电子元件的采购及检测能力等
二、实训任务：日光灯电路的安装
三、实训组织方法：
3～6人一组，每人独立完成一个设计。
四、完成进度安排：
教学内容
课时
地点
情境1：安装制作的总体实施
元件采购
原理图绘制
1天
电子器材市场
EDA实验室
布线
1天
电子器材市场
安装
1天
电子设计制作实训室
项目目标和预期效果
（完成项目的总体目标和预期效果）
项目目标
1、理解日光灯电路的组成及各组成部分的作用。
2、掌握日光灯电路的原理。
3、学会安装日光灯电路。.
4、学会正确使用万用表进行电阻、电压的测量和读数。
预期效果
1.日光灯正常熄亮。
2、电阻、电压读数正常。
任务准备情况
（完成项目的已有基础）
实验器材及相关知识储备
实训作品照片
实训自我评价
实训中才知道有些东西没有掌握，有很多不会的，但我能够虚心向别组成员请教，不断改正与完善电路，动手能力也不足。
任务
情境2通电检验调试及故障排查
调试目的
避免通电后短路，烧坏线路，避免出现闭合开关后出现灯不亮的情况及灯座螺口与中间螺丝联通。
实训二：日光灯电路的安装与测试实训报告模板
广州铁路职业技术学院
实训、实习报告
实训、实习名称日光灯电路的安装与测试组别
专业班级高速动车11-1姓名学号_
指导教师童巧新成绩时间
一、实训、实习目的
测量记录
测量数值
计算值
P(W)
cosφ
I(A)
U(V)
UL(V)
UA(V)
r(Ω)
cosφ
启辉值
正常工作值
2.并联电路──电路功率因数的改善
电容值
测量数值
计算值
(μF)
P(W)
cosφ
U(V)
I（A）
IL(A)
IC(A)
I’(A)
cosφ
0
1
2.2
4.7
3.回答下述问题
(1)在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮（DGJ-04实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。）；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？
1.掌握日光灯线路的接线。
2.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、实训、实习的内容（内容可另加页）
1.设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
交流电压表
0～500V
1
2
交流电流表
０～5A
1
3
功率表
1
4
自耦调压器
1
5
镇流器、启辉器
与30W灯管配用
日光灯电路的实训报告
一、实训目的1. 理解日光灯电路的工作原理和组成；2. 掌握日光灯电路的安装和接线方法；3. 熟悉日光灯电路的调试和故障排除技巧；4. 培养动手能力和团队协作精神。
二、实训时间2023年3月15日至2023年3月17日三、实训地点电气工程实验室四、实训内容1. 日光灯电路的工作原理和组成2. 日光灯电路的安装和接线3. 日光灯电路的调试和故障排除4. 日光灯电路的性能测试五、实训过程1. 理论学习首先，我们对日光灯电路的工作原理和组成进行了详细的学习。
日光灯电路主要由灯管、镇流器、启辉器、电源插座和开关等组成。
在电路中，灯管是光源，镇流器用于限制电流，启辉器用于启动灯管，电源插座用于提供电源，开关用于控制电路的通断。
2. 安装和接线在理论学习的基础上，我们开始进行日光灯电路的安装和接线。
首先，将灯管安装在灯座上，然后将镇流器和启辉器按照电路图的要求连接到灯管上。
接着，将电源插座和开关连接到电路中。
最后，检查电路的连接是否正确，确保电路没有短路或漏电现象。
3. 调试和故障排除在安装和接线完成后，我们对日光灯电路进行了调试。
首先，闭合开关，观察灯管是否能够正常点亮。
如果灯管不能点亮，我们需要检查电路的连接是否正确，以及是否存在短路或漏电现象。
经过检查，发现电路连接正确，没有短路或漏电现象。
然后，我们尝试更换启辉器，再次闭合开关，灯管成功点亮。
在调试过程中，我们还遇到了一些故障，如灯管闪烁、亮度不稳定等。
针对这些故障，我们分析了可能的原因，并采取相应的措施进行了排除。
例如，对于灯管闪烁的故障，我们检查了电路的连接是否牢固，并更换了镇流器；对于亮度不稳定的故障，我们调整了灯管的电压，使亮度达到正常水平。
4. 性能测试在调试完成后，我们对日光灯电路进行了性能测试。
首先，使用功率表测量电路的总功率，然后使用交流电压表和交流电流表分别测量电路的电压和电流。
根据测量结果，计算电路的功率因数和效率，评估电路的性能。
日光灯线路安装及测试
ΣU ＝0 。
2．日光灯线路如图 4-1 所示，图中 A 是日光灯管，内充有稀薄的惰性气体和少量的水
银、管内壁涂有荧光物，两端装有灯丝。L 是镇流器，具有铁心的线圈。S 是启辉器，一个 氖气小泡，内有固定电极与双金属片电极。C 是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（cosφ
值）。日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
实验四 日光灯线路安装及测试
一、实验目的 1．研究正弦交流电路中电压、电流相量之间的关系。 2．掌握日光灯线路的接线。 3．理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 二、实验原理 1．在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路的电流值，用交流电压表测得回
·
路各元件两端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律，即 Σ I ＝0 和
ห้องสมุดไป่ตู้
图 4-1 带补偿电容器的日光灯电路接线图
·
·
·
3．在图 4-1 的 RL 串联支路中，在正弦稳态信号U 的激励下，U R 与 U L 保持有 90º的
·
·
·
相位差，即U 、U C 与U R 三者形成一个直角形的电压三角形。
三、实验设备 1．可调三相交流电源 0～450V，1 路。 2．交流数字电压表 0～500V，1 块。 3．交流数字电流表０～5A，1 块。 4．单相功率、功率因数表 1 块。 5．日光灯实验电路板挂箱，TKDG-04-1，1 件。
日光灯电路连接实训报告
一、实训目的1. 理解日光灯电路工作原理，掌握日光灯电路的连接方法。
2. 学会使用功率表、交流电流表、交流电压表等测量仪器。
3. 提高动手能力和电路故障排除能力。
二、实训器材1. 功率表、交流电流表、交流电压表各一个。
2. 1F、2.2F、4.2F的电容各一个。
3. 日光灯灯管、灯管支座、镇流器、启辉器、保险盒、插头、开关、试电笔、剥线钳、导线等。
三、实训原理1. 日光灯电路的组成日光灯电路主要由灯管、镇流器、启辉器组成。
灯管是内壁涂有荧光粉的玻璃管，两端有钨丝，钨丝上涂有易发射电子的氧化物。
在日光灯启动时，它和启辉器配合产生瞬间高压使灯管发光。
灯管发光后，镇流器在电路中起降压限流的作用。
2. 日光灯电路连接方法（1）将镇流器、启辉器、灯管按照电路图连接。
（2）将镇流器、启辉器、灯管分别连接到电源插座上。
（3）闭合电源开关，观察日光灯是否正常发光。
四、实训步骤1. 准备工作（1）熟悉日光灯电路图，了解电路元件的连接顺序。
（2）检查实训器材是否齐全，如有损坏及时更换。
2. 连接电路（1）将镇流器、启辉器、灯管按照电路图连接。
（2）将镇流器、启辉器、灯管分别连接到电源插座上。
3. 测试电路（1）闭合电源开关，观察日光灯是否正常发光。
（2）使用功率表、交流电流表、交流电压表测量电路的功率、电流和电压。
4. 故障排除（1）观察日光灯是否正常发光，如不发光，检查电路连接是否正确。
（2）检查镇流器、启辉器、灯管等元件是否损坏。
（3）如有损坏，更换损坏的元件，重新连接电路。
五、实训结果与分析1. 实训结果（1）成功连接日光灯电路，日光灯正常发光。
（2）使用功率表、交流电流表、交流电压表测量电路的功率、电流和电压，数据符合要求。
2. 实训分析（1）通过本次实训，掌握了日光灯电路的连接方法，提高了动手能力。
（2）了解了日光灯电路的工作原理，为以后学习和维修电路奠定了基础。
（3）在实训过程中，学会了使用功率表、交流电流表、交流电压表等测量仪器，提高了测量能力。
日光灯电路安装实训报告
一、实训目的本次实训旨在使学生掌握日光灯电路的基本原理，熟悉日光灯电路的安装过程，提高学生的实际操作能力和安全意识。
通过本次实训，使学生能够熟练进行日光灯电路的安装、调试和故障排除。
二、实训时间2023年10月25日三、实训地点电气工程实训室四、实训人员班级：电气工程与自动化1班组员：张三、李四、王五、赵六五、实训内容1. 日光灯电路原理及元件介绍2. 日光灯电路安装步骤3. 日光灯电路调试及故障排除4. 实训总结与心得体会六、实训过程1. 日光灯电路原理及元件介绍本次实训主要学习日光灯电路的原理，包括镇流器、起辉器、灯管、灯座等元件的工作原理及作用。
通过学习，我们了解到日光灯电路的启动过程：当电源接通后，起辉器产生瞬间高压，使灯管中的气体电离，灯管点亮。
2. 日光灯电路安装步骤（1）准备材料：镇流器、起辉器、灯管、灯座、导线、开关等。
（2）连接电路：首先，将镇流器与起辉器连接，然后连接起辉器与灯管，最后将灯管与灯座连接。
（3）接线：将电源线与开关连接，再将开关与镇流器连接，最后将镇流器与灯座连接。
（4）检查电路：检查电路连接是否正确，确保没有短路或漏电现象。
3. 日光灯电路调试及故障排除（1）调试：打开电源，观察日光灯是否正常点亮。
（2）故障排除：若日光灯不亮，首先检查电路连接是否正确，然后检查起辉器、灯管、灯座等元件是否损坏。
4. 实训总结与心得体会通过本次实训，我们掌握了日光灯电路的安装、调试及故障排除方法。
以下是我们的一些心得体会：（1）安全意识：在实训过程中，我们时刻注意安全，严格按照操作规程进行操作，避免触电等事故的发生。
（2）团队协作：在实训过程中，我们相互配合，共同完成任务，提高了团队协作能力。
（3）动手能力：通过实际操作，我们提高了自己的动手能力，为今后的工作打下了基础。
七、实训成果通过本次实训，我们成功安装并调试了一台日光灯电路，掌握了日光灯电路的安装、调试及故障排除方法。
以下是我们的实训成果：1. 日光灯电路原理图2. 日光灯电路安装步骤3. 日光灯电路调试及故障排除记录八、实训反思本次实训过程中，我们遇到了一些问题，如电路连接错误、元件损坏等。
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势去阻碍线圈中的电流变化。这时镇流器起降压限流的作用，
使灯管两端电压稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压 低于启辉器中氖气的电离电压，所以并联在灯管两端的启辉 器也就不再起作用了。此时即使将启辉器从电路中拿走，也 不会影响日光灯电路的正常工作。
日光灯电路的组装及参数测量
3、电子镇流器的工作原理：
日光灯电路的组装及参数测量
而电子镇流器的电路中因为没有大电感，
所以日光灯电路的功率因数得到很大提高
（0.96左右）。因此现在的日光灯照明电路
使用的都是电子镇流器。
电子镇流器内部电路
日光灯电路的组装及参数测量
四、实验电路及元器件：
墙壁开关
家庭日光灯电路
日光灯电路的组装及参数测量
1、单相交流电源 火线（L） （任选一相）
电压档位的选择：
电压线圈的一端为U*，即公共端；另一 端在后三个接线柱中选择，即选择档位。
公共端
选择档位
日光灯电路的组装及参数测量
电流档位的选择：
电流线圈的两端固定在两个接线柱上， 即I*和I。其档位的选择是通过改变插片 的连接方式来选择。
公共端
小档
大档
日光灯电路的组装及参数测量
电流档位的选择：
氖气停止辉光放电，氖泡中的温度降低。U形双金属 片冷却收缩复位，两触片分开。
在两触片分开的瞬间，电路中的电流突然切断， 镇流器产生很大的自感电动势去阻碍电流的变化。
这个自感电动势与电源电压叠加后作用于灯管两
端。
日光灯电路的组装及参数测量
（5）灯丝受激发时发射出来的大量电子，在灯
管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势
生的热量使U形双金属片膨胀伸长，并与
静触片接触。
日光灯电路的组装及参数测量
（3）当两金属片接触后，电路通过灯管两端的灯丝
和镇流器线圈形成闭合回路，此时在镇流器线圈
和灯管两端的灯丝上就有电流流过。
在电流的激发下，灯管两端的灯丝会向外发射 大量的电子。
日光灯电路的组装及参数测量
（4）电路接通的同时，加在启辉器上的电压消失，
们转化为热能、光能、机械能
或化学能等，称为有功功率；
又叫平均功率。
功率表外观
日光灯电路的组装及参数测量 功率表内部有电压和电流两组线圈，测量时
电压线圈应与电路并联、电流线圈应与电路串联。
I*为电流线 U*为电压线 圈的公共 端
圈的公共端
连线时，应将U*和I*两接线柱短接。
日光灯电路的组装及参数测量
电子镇流器是一种使用半导体电子元件构 成电路，将直流或低频交流电压转换成高频交 流电压，驱动日光灯管工作的电子控制装置。 电子镇流器与电感镇流器的区别： 电感式镇流器是通过提高灯管两端电压来 点亮日光灯，而电子式镇流器是通过提高交流 电压的频率来点亮日光灯。且电子式镇流器不 需要使用启辉器。
日光灯电路的组装及参数测量
4、功率因数：
功率因数是衡量电气设备效率高低的一 个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁 场转换的无功功率大，从而降低了电源的利 用率，增加了线路供电损失。
使用电感式镇流器的日光灯电路中，由 于镇流器中线圈的电感值很高，因此电路的
功率因数很低（约为0.6左右）。为了提高电
路的功率因数，需要在电路中并联补偿电容。
日光灯（管）：又称低压汞荧光灯，是利
用水银蒸汽放电发光的原理制成。其内部结 构如下图所示。 氩气、低压水银蒸汽
日光灯（管）的内部结构
水银蒸汽放电发光时发出的大部分是紫外线， 只有一小部分是可见光。紫外线照射在涂在 灯管内壁的荧光粉上，荧光粉被激发，发出 可见光。不同光色，可以涂不同荧光粉。
日光灯电路的组装及参数测量
测量电路1
日光灯电路的组装及参数测量
3、按下图连接电路，经实验教师检查无误后 通电，并测量该电路的电源输出电压U2和输出 电流I2，以及电路消耗的有功功率P2。
测量电路2
日光灯电路的组装及参数测量
六、实验报告要求：
1、画出实验中各电路图。 2、分别计算两个电路中电源的输出功率
P （P电源=U×I）和功率因数（ ）。 P 电源
日光灯电路的组装及参数测量
二、实验仪器
1、单相交流电源 3、电子镇流器 5、启辉器 7、墙壁开关
2、电感式镇流器 4、日光灯管 6、空气开关 8、功率表
日光灯电路的组装及参数测量
三、实验原理及参考电路
1、日光灯电路的结构：
日光灯电路由灯管、镇流器和启 辉器构成。（如下图所示）
日光灯电路的组装及参数测量
课程：基础电子实验
实验项目： 日光灯电路的组装及参数测量
基础实验中心 黄 济 2014年5月
日光灯电路的组装及参数测量
一、实验目的
1、掌握日光灯电路的工作原理； 2、学习室内日光灯照明电路的布线和接线 方法； 3、掌握功率表的使用方法； 4、掌握日光灯电路功率因数的测量方法； 5、比较使用电感式镇流器和电子镇流器时 电路中功率因数的变化。
代入公式计算可得：
P有功功率 300 2.5 21 0.2=21W 150
日光灯电路的组装及参数测量
五、实验内容：
1、按下图连接电路，经实验教师检查无误后通电
测试。如日光灯不亮，先断开电源，再检查电路，
排除故障后再通电测试。
电感式镇流器
家庭日光灯电路
日光灯电路的组装及参数测量
2、将交流电压表、交流电流表和功率表接入 电路，测量电源输出电压U1和输出电流I1，以 及电路消耗的有功功率P1。
零线（N）
实验台上电源为三相电，本实验电 源为单相电，即取一根相线和零线。
日光灯电路的组装及参数测量
2、空气开关：
空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重 要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。除 了能完成接触和分断电路外，还能对电路或电气设备 发生的短路、严重过载及欠压等情况进行保护，同时 也可以用于不频繁地启动电动机。
端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰
撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离产
生的热量使水银变成蒸气，随之水银蒸气也被
电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发
下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光，
日光灯被点亮。
日光灯电路的组装及参数测量
（6）日光灯被点亮后，电源灯管和镇流器构成回路。
此时交流电不断通过镇流器的线圈，线圈产生自感电动
日光灯电路的组装及参数测量
电子镇流器内部为电子线路。
电子镇流器外观
电子镇流器内部电路
日光灯电路的组装及参数测量
2、日光灯电路的工作原理：
（1）电路通电后，电源电压通过镇流器 和灯管两端的灯丝加到启辉器内部的的两 个弹簧片上。
日光灯电路的组装及参数测量
（2）220伏的电压立即使启辉器中的氖
气电离，产生辉光放电。辉光放电所产
启辉器：
启辉器的基本组成可分为：充有氖气的玻 璃泡、静触片和U形动触片。动触片是由两种 热膨胀系数不同的金属制成的双金属片，受热 时会膨胀伸长。
氖气
实物外观
氖泡内部结构
日光灯电路的组装及参数测量
镇流器：镇流器分为电感式镇流器和电子镇
流器两种。 电感式镇流器内部是一个带铁芯的电感线圈。
电感式镇流器外观
电流线圈的档位值标注在功率表的刻度盘上。
小档数值
大档数值
日光灯电路的组装及参数测量
功率表的读数方法：
和万用表的直接读数不同的是：功率表测量的有功功率
是先读出相关的数据（“读数” ），再通过公式计算出来
的。
P有功功率
U 档位 I 档位 满偏刻度
读数 Cos
式中的“U档位”和“I档位”是测量时所选的电压线圈和
Cos 电流线圈的档位值；“满偏刻度”从刻度盘上直接读出；
“
”为功率表本身的功率因数。
Cos 的值也是直接标注在功
率表的刻度盘上，如没有标注， 则表示该表的功率因数等于1。
日光灯电路的组装及参数测量
示例：
从图中可知： U档位为300V I档位为2.5A 满偏刻度为150 读数为21 Cos 为0.2
进线端 左侧接火线， 右侧接零线 出线端 闸刀
日光灯电路的组装及参数测量
3、墙壁开关：即电源开关，控制日光灯电路 的通断。
进线端（二选一）
正面
注意：墙壁开 关应串联在 火线上！
出线端（com）
背面
日光灯电路的组装及参数测量
4、功率表：
功率表又叫瓦特表，是一种测量电路中有功功率
的仪表。
名词解释：有功功率 电能用于做功被消耗，它
3、对两个电路的功率因数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ行比较并说 明。
七、心得与体会：
日光灯电路的组装及参数测量
实验注意事项：
1、电路连接好以后，必须经过实验教师检查 正确才能通电测试，严禁自行通电。 2、改接电路或检查电路时必须先断开电源， 严禁带电操作。 3、除直接连接点以外，电路中各个裸露的导 线端严禁搭在一起，防止短路。 4、通电后严禁接触导线裸露部分，防止发生 触电事故。