电路基础实验报告 日光灯功率因素改善实验
电路基础实验报告-日光灯功率因素改善实验
电路基础实验报告-日光灯功率因素改善实验
日光灯是家庭中常用的电灯，由于技术在不断改进，普通日光灯的节省能源效果已经
取得了很大的进步。
本实验旨在探讨节能日光灯的功率因数怎样优化更高效。
本实验的目的是通过多个参数来改善日光灯的功率因数。
本实验分为2个实验，在实
验1中，利用反激程序调整电源输出，使ZVS（Zero Voltage Switching）工作在稳定状态，以改善功率因素；实验2则是在实验1的基础上，采用PFC（Power Factor Compensation）技术将电源的功率因数提高至较高的水平。
实验1：
实验1的目的是调整反激变换器以改善功率因数。
第一步是测量日光灯工作时的功率
因数，得到的功率因数为0.77。
接下来，采用电路调试仪调整反激转换器的电阻值，使输出频率保持49KHZ，然后重新校准功率因数，得到最优功率因数为0.89。
在实验2中，为了进一步提高功率因数，便增加了一个PFC控制电路，通过调整电阻值，准确控制PFC电路，将电源的功率因数提高至0.93。
最终，设计采用了反激控制和PFC技术，将电源的功率因数从0.77提高至0.93。
显然，可以节省更多的能源，进一步提高电路的性能。
本实验通过采用反激控制和PFC技术，有效改善了日光灯的功率因数，进而节省能源，提升了系统的效率。
本实验的研究成果可以为潜在的系统提供有用的参考，从而提高现有
系统的能源利用效率。
日光灯电路及功率因数的提高实验报告
日光灯电路及功率因数的提高实验报告1.实验目的：本实验主要是为了了解日光灯的电路原理，以及通过不同方式提高日光灯的功率因数，从而达到节能的目的。
2.实验原理：日光灯是一种比较常见的照明灯具，其原理是通过放电管中的气体放电来产生紫外线，同时紫外线通过荧光粉的激发产生可见光线。
在电路方面，日光灯的电路主要包括电源电路、点火电路和预热电路。
其中，电源电路主要是为了提供足够的工作电压和电流，电路中通常采用交流电源。
点火电路则是为了在启动时提供足够的高压，以便放电管内部形成气体放电和紫外线辐射，最终点亮日光灯。
预热电路则是为了提供足够的预热电流，以便减小放电管的点火电压。
在实验中，我们主要关注提高日光灯的功率因数，其中功率因数是指电路中所消耗的有用功率与视在功率之比。
功率因数越高，电路的能量利用效率也就越高。
在日光灯电路中，功率因数主要受到电容器的影响。
常规日光灯中的电容器通常采用交流电容器，其功率因数较低，只有0.5-0.7左右。
因此，为了提高日光灯的功率因数，我们需要通过改进电路中的电容器来实现。
有几种提高日光灯功率因数的方法，其中较为常见的包括：(1)更换电容器：我们可以通过更换高效的交流电容器或相控交流电容器来提高电路的功率因数。
相控交流电容器比较适合纠正交流电路因为电感而导致功率因数下降的问题。
(2)串联电感：我们可以在电路中增加合适的电感，以降低电路中负载电流的频率，从而提高功率因数。
(3)使用电子镇流器：电子镇流器相对传统的电子镇流器来说，具有更高的效率和功率因数，可以大大减小电路中的损耗和浪费。
3.实验过程：本次实验主要选用更换电容器和串联电感两种方法来提高日光灯的功率因数。
具体步骤如下：(1)连接电路：我们首先按照实验装置要求，连接好日光灯的电路。
(2)记录数据：我们记录下日光灯启动前和启动后的功率因数、功率、电流、电压等数据，作为基准数据。
(3)更换电容器：接下来我们将原来的电容器更换为高效的相控交流电容器，再次记录相关数据。
实验五日光灯电路与功率因数的提高
2
3
计算值 移相角φ
表5-2 电感与电容串联实验记录表记录表
串联器件 计算阻抗 （Ω）
测量 电压测量值 （V）
序次 U
UR
UC
Z= XC+ R Z
1
50
4.7uF电容 XC
2
升压比 UC/U
36V线圈 XL
3
7
三 实验内容—日光灯电路并联电容实验
3. 日光灯线路接线与电路参数测量 按图1-3接线,调节自耦调压器的输出,逐步提高电压,
12
特别提示：电感负载串联电容实验,电路的总阻抗会下降,属 于电压谐振性质,要防止器件过电压过电流！
6
三 实验内容—负载电路串联电容实验
表5-1电阻负载串联电容实 验记录表
串联器件
计算阻抗 （Ω）
Z= XC+ R Z 4.7u电容 XC 40W灯泡 R
测量 电压测量值 （V）
序次 U
UR
UC
1 220
2.负载电路的功率因数cosφ,反映负载对电源的利用 程度. φ的意义：电压与电流的相位差,阻抗的辐角.
视在功率S=U×I 有功功率P=U×I× cosφ 负载电路的功率因数低,会降低电源的利用率,还会 因电流增大而加大输电线路的损耗.
3.造成日光灯功率因数低原因,是电路中的电抗镇流 器电流的相位落后于电压.
（uf） (V) (V) (V)
0
UQ= V
ILR(A) IＣ(A) 计算S
（ＶＡ）
1.0
2.2 3.2
4.7
5.7
根据实验数据,验证电流相量关系并计算相应的视在功率S. 分析电路功率因数提高的原因. 说明：电子镇流器式日光灯的工作原理可另查有关资料.
实验六 日光灯电路及功率因数的提高
实验六 日光灯电路及功率因数的提高一、实验目的1.验证单相交流电路中的电流、电压和功率关系的理论；2.了解日光灯电路的组成，工作原理和安装方法；3.了解用电容器改善功率因数的方法和意义；4.学习功率表的使用方法。
二、实验原理电力系统中的负载大部分是感性负载，其功率因数较低，为提高电源的利用率和减少供电线路的损耗，往往采用在感性负载两端并联电容器的方法，来进行无功补偿，以提高线路的功率因数。
日光灯电路为感性负载，其功率因数一般在0.3～0.4左右，在本实验中，利用日光灯电路来模拟实际的感性负载观察交流电路的各种现象。
1.日光灯的工作原理如图6-1所示，日光灯电路由荧光灯管、镇流器和启辉器三部分组成：(1)灯管：日光灯管是一根玻璃管，它的内壁均匀地涂有一层薄薄的荧光粉，灯管两端各有一个阳极和一根灯丝。
灯丝由钨丝制成，其作用是发射电子。
阳极是两根镍丝，焊在灯丝上，与灯丝具有相同的电位，其主要作用是当它具有正电位时吸收部分电子，以减少电子对灯丝的撞击。
此外，它还具有帮助灯管点燃的作用。
灯管内还充有惰性气体(如氮气)与水银蒸汽。
由于有水银蒸汽，当管内产生辉光放电时，就会放射紫外线。
这些紫外线照射到荧光粉上就会发出可见光。
(2)镇流器：它是绕在硅钢片铁芯上的电感线圈，在电路上与灯管相串联。
其作用为：在日光灯启动时，产生足够的自感电势，使灯管内的气体放电；在日光灯正常工作时，限制灯管电流。
不同功率的灯管应配以相应的镇流器。
(3)启辉器：它是一个小型的辉光管，管内充有惰性气体，并装有两个电极：一个是固定电极，一个是倒“U ”形的可动电极，如图6-3所示。
两电极上都焊接有触头。
倒“U ”形可动电极由热膨胀系数不同的两种金属片制成。
点燃过程：日光灯管、镇流器和启辉器的联接电路如图6-1所示。
刚接通电源时，灯管内气体尚未放电，电源电压全部加在启辉器上，使它产生辉光放电并发热，倒“U ”形的金属片受热膨胀，由于内层金属的热膨胀系数大，双金属片受热后趋于伸直，使金属片上的触点闭合，将电路接通。
日光灯电路实验报告
日光灯电路实验报告篇一：日光灯电路改善功率因素实验报告日光灯电路改善功率因素实验报告实验目的1、了解日光灯电路的工作原理及提高功率因素的方法；2、通过测量日光灯所消耗的功率，学会瓦特表；3、学会日光灯的连线方法。
实验仪器8W日光灯装置（灯管、镇流器、启辉器）一套，功率表，万用表，可调电容箱，开关，导线若干实验原理用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cosα=P/S=P/IU。
由此可见，在电源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，切功率因数很低，约0.5-0.6。
提高日光灯电路（其它感性电路也是一样）功率因素的方法是在电路的输入端并联一定容量的电容器。
测试电路图实验数据表结论在一定范围内，随着电容的增大，功率因数也增大，当超过一定范围，功率因数随着电容的增大而减少。
篇二：电工电子技术实验报告参考稿电子实验报告一般有一下几个主要组成部分:一、实验项目名称：（格式如：实验几XXX实验）二、实验目的要求：（可照抄指导书或教师给出的内容，亦可根据做预习和思考题后自己添加）三、实验仪器设备：（仪器设备的型号及台套数，应根据实际使用设备记录其型号、台套数）四、实验原理：（简述主要原理内容）五、实验内容与步骤：（包括实验线路连接图）六、实验数据及结果分析：七、实验体会或对实验的改进设想等（没有可不写）我将电工电子技术要做的实验报告做了个格式示范附后，供大家参考，请每个同学参考此格式，将自己的实验报告完成。
浙江交通职业技术学院机电学院数控技术专业浙江交通职业技术学院机电学院数控技术专业篇三：日光灯实验报告1.4 单相电路参数测量及功率因数的提高1.4.1 实验目的1．掌握单相功率表的使用。
2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。
电路实验五、日光灯电路及功率因数提高
U＝
I (mA)
IC (mA)
IL (mA)
V P (W)
Cosφ
C =0 C =
C C C C
= = = =
5. 预习要求
5.1 了解荧光灯电路实验装置的结构及工作
原理。
5.2 画出荧光灯电路的实验线路图（画出功 率表、电压表、电流表的连接方法）。 5.3 绘出测量数据的表格。 5.4 了解功率表的使用方法。
P UI
RL
I
cos L
P UI cos
IC U XC U C
I RL
L
UC
P U cos L
sin L
P U cos
sin
UC
P U cos L
sin L
P U cos
sin
C
P
U
2
2
( tg L tg )
i
R
如果已知并联的电容
tg tg L U C P
uR
uL
可得到: cos
u
C
L
3. 实验器材与设备
序号
1 2 3
名称
交流电压 交流电流表 功率表及功 率因数表 日光灯镇流器
型号与规格 数量
1 1 1 40W 1
备注
D38-1 D37-1 D34-2 DG09
4
电容
DG09
4. 实验内容与要求
测量电压使用交流电表；测量电流时把交流电流 表联上测电流插头，分别插入对应的测电流插座， 以保证方便和安全；测量功率时把功率表电流线圈 串联到总路测电流I插座后，电压线圈并联到电源两 端。
日光灯电路及其功率因数的提高,实验报告
日光灯电路及其功率因数的提高,实验报告日光灯电路及其功率因数的提高,实验报告日光灯电路与功率因数的提高实验4.7 日光灯电路与功率因数的提高4.7.1实验目的1(熟悉日光灯的接线方法。
2(掌握在感性负载上并联电容器以提高电路功率因数的原理。
4.7.2实验任务4.7.2.1基本实验1(完成因无补偿电容和不同的补偿电容时电路中相关支路的电压、电流以及电路的功率、功率因数的测量和电路的总功率因数曲线cosθ′=f(C)的测量。
并测出将电路的总功率因数提高到最大值时所需补偿电容器的电容值。
(日光灯灯管额定电压为220V，额定功率30W。
)2(完成图4-7-1所示点亮日光灯时所需电压U点亮和日光灯熄灭时电压U熄灭的测量。
3(定量画出电路的相量图。
完成镇图4-7-1流器的等效参数RL、L的计算。
4.7.2.2扩展实验保持U=220V不变，当电路并联最佳电容器后使得总功率因数达到最大时，在电容器组两端并入20W灯泡，通过并入灯泡的个数，使得总电流I与无并联电容时的I值大致相同，记录此时I、IC、IL、P以及流入灯泡的电流值。
4.7.3实验设备1(三相自耦调压器一套 2. 灯管一套 3(镇流器一只 4. 起辉器一只 5.单相智能型数字功率表一只 6. 电容器组/500V 一套 7. 电流插座三付 8. 粗导线电流插头一付 9. 交流电压表(0~500V) 或数字万用表一只 10(交流电流表(0~5A) 一只 11(粗导线若干4.7.4 实验原理1(日光灯电路组成日光灯电路主要有灯管、启辉器和镇流器U,组成。
联接关系如图4-7-2所示。
2(日光灯工作原理接通电源后，启辉器内固定电极、可动电极间的氖气发生辉光放电，使可动电极的双金图4-7-2 日光灯电路图属片因受热膨胀而与固定电极接触，内壁涂有荧光粉的真空灯管里的灯丝预热并发射电子。
启辉器接通后辉光放电停止，双金属片冷缩与固定电极断开，此时镇流器将感应出瞬时高电压加于灯管两端，使灯管内的惰性气体电离而引起弧光放电，产生大量紫外线，灯管内壁的荧光粉吸收紫外线后，辐射出可见光，发光后日光灯两端电压急剧下降，下降到一定值，如40W 日光灯下降到110V左右开始稳定工作。
改善功率因数实验报告
四．实验设备
日光灯管30W、镇流器 、起辉器镇流器、 起辉器、电容器组、交流电流表、交流电压 表、功率表 、导线若干。
五．实验报告
根据所测的数据，在坐标纸上绘出 I f (C ), COS f (C ) 等曲线。 从测量数据中、求出日光灯等效电阻，镇 流器等效感抗 ，镇流器电感。
用电容补偿电感；原则：不改变原日光 灯的工作状态；措施：并联电容。
电路图如下图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三．实验内容及步骤
1、按上图认真接线，注意借用电流插头，以
便方便测量电流。 2、闭合电源开关，此时日光灯应亮，如用并 联电容器组提高功率因数完成本实验，则电 容C从0起逐渐增大并联电容器，并分别测量 总电压U、灯管电压UD、镇流器电压UL、总 电流I，灯管电流，电容器电流，功率P。
实验二 改善功率因数实验
一、实验目的
掌握日光灯电路的工作原理及电路连接方法。 通过测量电路功率，掌握功率表的使用方法。 掌握改善日光灯电路功率因数的方法。
二、实验原理 日光灯电路及工作原理。 日光灯的工作过程为 ：接通220伏的交流 电压→加在启动器上→辉光放电→双金属 片发热伸展→电路接通产生电流→辉光放 电停止启动器双金属片冷却弯曲断开→镇 流器产生强自感电压→与电源电压合并加 在灯管上→灯管放电发光→灯管在低电压 下正常发光。
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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IU
P
S P =
=
ϕcos 。
由此可见，在电源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：
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 为并联的
电容器，设并联电容后电路总电流I ，电容支路电流C
I ，灯管支路电流RL I （等于未并电容前电路中的总电流），则三者关系可用相量图如图7-2所示。
由图7-2
知，并联电容C 前总电流为RL I ，RL I 与总电压U 的相位差为L
ϕ，功率因数为L ϕcos ；并联电容C 后的总电流为I
，I 与总电压U 的相位差为ϕ，功率因数为ϕcos ；显然ϕcos ＞L ϕcos ，功率被提高了。
并联电容C 前后的有功功率ϕϕcos cos IU U I P L RL ==，即有功功率不变。
并联电容C 后的总电流I 减小，视在功率I U S =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 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 ） P(瓦) V （伏） I （安） Cos ф
0 44.7 220 0.410 0.42
0.47 45.3 220 0.365 0.48
1 49.7 220 0.395 0.50
2.2 4
3.7 220 0.280 0.61
2.67 44.5 220 0.230 0.73
3.2 49.5 220 0.265 0.72
4.7 44.3 220 0.200 0.86
5.7 49.7 220 0.210 0.90
6.9 45.1 220 0.230 0.77
7.9 50.1 220 0.270 0.73
10 59.7 220 0.770 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P一定时，功率因素Cosф越大，视在功率S越少
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。