电工-03 电压和功率测量

（提示：18W荧光灯的功率消耗是多少？它的工作电流能否减少？）

一、实验目的:

1. 如何测量荧光灯电路的有功功率?18W荧光灯电路能否减少？

2. 进一步熟悉调压器、指针电压表、电流表、功率表和数字万用表的使用 3. 掌握荧光灯电路的工作原理和功率测量方法

二、实验原理

荧光灯是一种高效气体放电光源，它发光效率高，（可达40~70lm/W），寿命长，应用广泛:但它必须要配套‘镇流器’和‘启辉器’才能工作，而镇流器在工作时也要消耗部分电能。当电压降低时其发出的光通量也随之减少……当电压过低时，往往无法点燃。 荧光灯的‘功率因数’较低，工作电流比同功率的白炽灯要大得多；如果用适当容量的电容器做‘功率因数补偿’会大大降低荧光灯电路的电流。

三、实验内容和电路

1． 荧光灯的正常工作参数测试:按图连接好电路，调节调压器使电源电压U=220V，电

容支路开关K打开，分别测试相关电压、电流和功率填入表中； C(Uf) U1(V) U2(V) U3(V) I(A) Ic(A) I1(A) P(W) 备注 0 1 2 4 6

2. 保持U=220V不变，合上K后逐步增加电容器数值C=1,2,4,6…uF，依次重复测试数据填入表中……，观察功率表P的读数、Ic、I1和总电流I的变化

3. 为什么随着C的增大，P不变，但I在下降？（Ｃ过大Ｉ会有什么变化？）

4. 荧光灯调光特性和最低维持电压测试

在荧光灯正常工作后，缓慢调节自耦变压器降低电压U1，其实发出的光通量也随之减少，同时注意功率表P和电流I、I1的变化；当电压降得过低时，荧光灯将无法维持发光而熄灭，荧光灯熄灭前最后的这个电压就是荧光灯的“最低维持电压”。

220 220 220 220 220 198 198 198 198 198 63 63 63 63 63 0.315 0.255 0.200 0.135 0.165 0 0.06 0.14 0.25 0.19 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 25 25 25 25 25 荧光灯调光测试 总电压U1 220V 200V 160V 120V 110V 94V

四、实习小结:

1.为什么18W的荧光灯耗能是 24 W，多耗的电能去哪儿了？

2.如果不加电容器，18W荧光灯电路的工作电流比同功率的电阻要大，为什么？ 3.加了电容器后电路总电流减少，而灯管的电流I1不变，说明了什么？ 4．随着C电容量的加大，总电流I先是减小尔后又开始增加了，为什么？ 5.如何测量荧光灯灯管的耗能P3?用计算P3=I1*U3行吗？

1. 镇流器相当于一个电感，会发热，且带有磁滞损耗和涡流损耗。

2.因为荧光灯和镇流器串联后，支路电流和电压有了相位差，功率因数小于一，而纯电阻电路电流与电压没有相位差，功率因数为一，因此要在电压相同的情况下，达到相同功率，荧光灯电路的电流比较大。

3. 并联电容并不影响其他支路的电流，功率因数。

4.并联电容后的电路可简化如图a，图b中，I1为荧光灯电路的电流，Ic为电容支路电流，I为总电流。电容越大，容抗越小，电压不变，Ic就越大，而I1是不变的，他们向量相加得到总电流I，由图可知，当Ic增大时，I会开始减小，达到最小值后，Ic再增大，I也会增大。

5.不行，由于镇流器相当于一个电感，导致电流和电压存在相位差，即功率因数小于一。V2+V3=V1=220V ，且V2与V3相位差呈90°，由此可推算出V2的大小，进而算出功率因数。然后P=I1*V3*功率因数，可算出荧光灯的功率。

镇流器U2(V) 198 176 130 80 64 0 灯管电压U(V) 63 64 68 72 74 92 灯电流I(A) 0.31 0.27 0.19 0.11 0.034 0 功率P(W) 50 42 28 14 10 0 灯发光状态 正常 减少 降低 降低 维持 熄灭