一、實驗目的
1． 掌握交流電壓表, 交流電流錶和萬用表的使用。
2． 掌握交流電路各元件電壓的相量關係。
3． 熟悉日光燈電路接線與工作原理，測量和研究日光燈各部分電壓、電流的關係。
二、實驗裝置
1．eel－ⅶ實驗台 1臺
2 萬用表1塊
3．eel－52、eel－55a元件
三、實驗原理
（一）rlc串聯電路
如圖1所示，總電壓與各元件的電壓相量關係為：
如圖2所示，各個電壓的相量構成「電壓三角形」，各電壓和有效值關係為：
本實驗需驗證電壓三角形。
（二）日光燈電路
日光燈電路如圖3，在日光燈正常發光後可等效為乙個電阻和乙個電感的串聯電路，如圖4。
電路由日光燈管、鎮流器、啟輝器及開關組成。
1． 日光燈管
燈管是內壁塗有螢光粉的玻璃管，兩端有鎢絲，鎢絲上塗有易發射電子的氧化物。玻璃管抽成真空後充入一定量的氬氣和少量水銀，氬氣具有使燈管易發光和保護電極延長燈管壽命的作用。
2． 鎮流器
鎮流器是乙個具有鐵心的線圈。在日光燈啟動時，它和啟輝器配合產生瞬間高壓（500v以上電壓）促使燈管導通（高電壓啟動），管壁螢光粉發光。燈管發光後鎮流器在電路中起降壓作用，使燈管電壓降為約130v（低電壓工作）。
3． 啟輝器
啟輝器的外殼是用鋁或塑料製成，殼內有乙個充有氖氣的小玻璃泡和乙個紙質電容器，玻璃泡內有兩個電極，其中彎曲的觸片是由熱膨脹係數不同的雙金屬片（冷態常開觸頭）製成。電容器作用是避免啟輝器觸片斷開時產生的火花將觸片燒壞，也防止管內氣體放電時產生的電磁波輻射對收音機、電視機的干擾。
(三) 併聯電容器提高功率因素
日光燈屬於電感性負載，由於有電感l的存在, 功率因素都較低， 一般為0.5左右，因此必須設法提高其功率因素。常用的方法是在電感性負載的兩端併聯電容器, 如圖5所示的電路圖。
若電容取值適當，功率因素可大為提高(可提高到0.9左右)。
（四）有功功率表（功率因素表）簡介
有功功率表是測量有功功率（）的儀表，其需要輸入電壓和電流兩個引數（在表內部對和的相位進行比較自動得出）。所以功率表可有1、2、3、4四個接線柱，如圖6。接線柱1和2為內部電壓線圈，與負載併聯；接線柱3和4為內部電流線圈，與負載串聯。
四、實驗內容與步驟
（一）驗證rc串聯交流電路的電壓三角形
按圖7接線，r為40w白熾燈，c為耐壓400v以上的電容器，按表1測量資料，取第一行資料驗證rc電壓三角形。
表1，rc串聯交流電路資料表
預習時畫出u、ur和uc相量關係示意圖。
（二）rl串聯交流電路的研究
1. 日光燈電路的安裝
按圖8連線電路（暫不接電容器），檢查接線無誤後，通電點亮日光燈，並注意觀察起動過程。
2. 電流、電壓和功率的測量
在日光燈正常發光情況下，測量以下資料並填入表2的第一行。
（1）電壓測量：用交流電壓表分別測量端電壓.u、燈管兩端的電壓u1和鎮流器兩端的電壓u2。
（2）電流測量：用交流電流錶測量電流i（此時i1＝i，ic＝0）。
（3）功率測量：用功率表w測功率p。
（4）功率因素的測量：讀取功率表（功率因素表）的讀數。
圖8 日光燈實驗電路
3. 併聯電容器後的測量
併聯電容，第2步的基礎上，併聯不同的電容, 用功率表測功率p, 用交流電流錶表測量電路電流i、流過燈管及整流器的電流i1及流過電容器的電流ic，用交流電壓表分別測量端電壓u、燈管兩端的電壓u1和鎮流器兩端的電壓u2。將測量的資料填入表2。並用計算功率因素。
表2：rl串聯交流電路資料表
預習時畫出圖4日光燈等效電路的u、ur和ul相量關係示意圖
日光燈實驗電路圖8中，總電流i、日光燈電流i1和電容器電流ic的相量關係如圖9。在併聯電容時，總電壓u與日光燈電流i1的相位差不變，且日光燈電流i1也不變。（參見教材第151頁）。
預習時分析：（1）說明為什麼在併聯電容時總電壓u與日光燈電流i1的相位差不變，且日光燈電流i1也不變？（2）當併聯電容從0逐漸變大（ic從0逐漸變大）時，總電流如何變化？
五、實驗注意事項
1. 日光燈起動電流較大，起動時要小心電流錶的量程，以防損壞電流錶。
2. 不能將220v的交流電源不經過鎮流器而直接接在燈管兩端，否則將損壞燈管。
3. 在拆除實驗線路時，應先切斷電源，然後再拆線。
4. 線路接好後，必須經敉師檢查允許後方可接通電源，在操作過程中要注意人身及裝置安全。
六、實驗報告要求
1.利用表1第一行資料驗證rc串聯交流電路的電壓三角形。
2.利用表2第一行資料驗證rl串聯交流電路的電壓三角形。
3.根據附表實驗資料 ，繪製的曲線。並對曲線進行理論說明。
4. 確定功率因素最大時的最佳電容值。
5. 回答思考題。
七、思考題:
1．日光燈點亮後，啟輝器還會有作用嗎？為什麼？如果在日光燈點亮前啟輝器損壞，此時有何應急措施可以點亮日光燈？
2．為什麼用併聯電容的方法可以提高感性負載的功率因數？串聯電容行不行？為什麼？
3．增加電容c可以提高，是否c越大越高？為什麼？
4．驗證rl串聯交流電路的電壓三角形時，會發現誤差較大，網上查閱資料，說明為什麼？
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