日光灯电路启动及并联电容器提高功率因数

经典或传统日光灯电路由灯管、镇流器和启辉器组成,其电路如下图a所示灯管工作时,可等效为电阻性负载,镇流器是铁心线圈,可等效为电感量很大的感性负载。两者串联构成一个RL串联电路,如图b所示。

日光灯电路及并联电容器

日光灯的启动过程为:刚接通电源时,通过日光灯的灯丝及镇流器,电源电压全部加到启辉器的两个极片上,启辉器两极片间的氖气被电离产生辉光放电,使双金属片受热伸张而与定片接触,于是灯管中的灯丝流过一个较大的电流,灯丝被加热而发射电子,同时启辉器内因两极片接触而停止辉光放电,双金属片冷却而与定片分开。在两极片分开的瞬间,电感线圈(镇流器)因电路突然断开而产生很高的感应电动势,它和电源电压叠加后作用在灯管两端,使管内气体电离发生辉光放电,辉光放电所放射的紫外线使灯管内壁的荧光粉被激,而发出可见光。启动完毕,启辉器停止工作,镇流器起降压限流作用。

日光灯电路工作后所消耗的有功功率:$P=UIcos\varphi $。$cos\varphi $为电路的功率因数,$cos\varphi =\frac{P}{UI}$。可见,只要测出电路的电压、电流和有功功率数值后,就可求得电路的功率因数值。

日光灯电路由于有镇流器与灯管串联,因此功率因数较低,如型号为RG-20的日光灯,额定电压为220V,额定功率为20W,功率因数为0.36;RG-30型的功率因数为0.5;RG-40型的功率因数为0.53。为了提高日光灯电路的功率因数,常并联适量的电容器,20W并联电容为2μF; 30W并联3.75μF;40W并联4.75μF,这样功率因数可提高到0.85以上。日光灯并联电容器的原理图如图b所示。

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