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范文一：日光灯实验
实验报告
课程名称：电网络分析实验 指导老师：姚缨缨 成绩：__________________
实验名称：耦合电感等效参数的电工测量法与传递误差 实验类型：研究探索型同组学生姓名：________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1.学习电感线圈的直流电阻和自感的测量方法
2.学习交流电路中耦合电感线圈的互感系数的测量方法 3.了解间接测量中测量误差的传递方式
4.对各种测量方案进行比较，学会选择电路参数测定的最佳方案
二、实验内容和原理
三、主要仪器设备
1.数字万用表 2.电工综合实验台
3.DG10互感线圈实验组件 4.DG11单向变压器实验组件
四、操作方法和实验步骤
方案1：二次侧开路伏安法,11’接交流电源,22’开路,测量I1,U1,U2,然后交换位置
方案2、 3：正向串联/反向串联伏安法测量
方案4：
·三表法测量线路：
实验名称：耦合电感等效参数的电工测量法与传递误差 姓名：刘震 注意
学号：3130104721
1.线圈用漆包铜线绕制而成， 通过不同电流时所引起的发热程度不同，这将影响线圈的直流电阻值。 各实验任务的实验先后顺序，会影响线圈的通电时间，并最终对实验结果产生影响。
方案上要预先考虑直流电阻在实验过程中的变化对最终结果的影响，并考虑如何减小这种影响。
五、实验数据记录和处理
1.直流法测R1、R2
U1=2.83V I1=155.3mA；R1=U1/I1=18.2Ω U2=3.98V I2=151.5mA；R2=U2/R2=26.3Ω
L1=1/w*√(U1/I1(1))^2-R1^2)=1/314*√(5.13/0.163)^2-18.2^2)=0.08177H L2=1/w*√(U1/I1(2))^2-R2^2)=1/314*√(5.13/0.189)^2-26.3^2)=0.02137H M12=U2k/wI1=0.825/(314*0.163)=0.01612H M21=U1k/wI2=0.958/(314*0.189)=0.01614H M1=(M12+M21)/2=16.13mH
正向串联测互感：
M2=1/314*(√((15.42/0.251)^2-(18.2+26.3)^2))-(0.08177+0.02137)=0.03175H=31.75mH 正反向串联法测互感：
M4=1/628*[√((15.42/0.251)^2-(18.2+26.3)^2)- √((15.19/0.297)^2-(18.2+26.3)^2)=0.02730H=27.30mH
4.三表法测量L1、L2
测量L1：R0=P/I^2=16.17Ω Z=U/I=30.83Ω X0=√(Z^2-R^2)=26.24Ω L=(1/w)*X0=83.60mH 测量L2：R0=P/I^2=25.78Ω Z=U/I=27.93Ω X0=√(Z^2-R^2)=26.24Ω L=(1/w)*X0=34.28mH
六、实验结果与分析
1.查表知直流电压表与直流电流表的测量精度均为0.5级 则dU1=0.5%*2.83V=0.01415V
dI1=0.5%*0.1553A=0.0007765A dU2=0.5%*3.98V=0.0199V
dI2=0.5%*0.1515A=0.0007575A
2. 查表知交流电压表与交流电流表的测量精度均为0.5级 则dU=0.5%*5.13V=0.02565V
dI1(1)= 0.5%*0.163A=0.000815A dI1(2)= 0.5%*0.189A=0.000945A dU2(1)= 0.5%*0.825V=0.004125V dU2(2)= 0.5%*0.958V=0.00479V
3.对开路电压法的误差分析
由 得dR1= 0.2Ω dR2=0.3Ω
由 得dL1=2.26mH dL2=7.21mH
由 得dM12=0.16mH dM21= 0.16mH
误差分析：
由实验结果可以看出本实验存在一定误差，开路电压法测量L2时误差较大。测量R1,R2,L1,M时，误差较小。三表法测量得到的自感与开路电压法较为接近，而正向串联法和正反向串联法测得的互感与开路电压法测得的互感差距较大。
由计算公式及误差传递公式可以看出， 正反串联法测互感由于减去了中间变量 L1、 L2， 使系统误差大大减小。如果测量时能够保持电压（电流）的大小不变，并使用同一电压（电流）表在同一量程下测量，则可保证电压（电流）的基本误差性质相同，这时上式中某些小括号内的后两项与第一项之间就可以相互抵偿，从而使总误差减小。
实验的主要误差分析如下所述：
1. 电流表、 电压表存在有仪表误差，交流电源的不稳定造成的误差；
2. 线圈用漆包铜线绕制而成，通过不同电流时所引起的发热程度不同，这将影响线圈的直流电阻值 3. 各实验任务的实验先后顺序，会影响线圈的通电时间，进而导致线圈发热程度不同，等效电阻R的不同，并最终对实验结果产生影响；
最终结果（取开路电压法的值）： R1=(18.2±0.2)Ω R2=(26.3±0.3)Ω L1=(81.77±2.26)mH L2=(21.37±7.21)mH M1=(16.13±0.16)mH
七、讨论与心得
1.讨论
互感实验用的电感能不能作为下一次日光灯实验备用方案的负载？ 我的想法：将电感正向串接，用16V变压器输入，需要同时串接电阻。经多次仿真结果显示能将最佳补偿点控制在7μF左右，同时功率表读数在1.2w左右，电阻的功率也没有超过1W。
另外，使用此方案，初始的功率因数高达0.9，虽然能看出补偿效果，但是效果实在不明显。如果要减小电阻，增大补偿效果，最佳补偿点需大于8μF。
与同学们讨论的结果是，使用小电感小电阻串联，并使用变压器提供电源的方式具备可行性，但存在不足，有同学计算出如果要将初始功率因数控制在0.8以下，而且最佳补偿点在8μF的话，需要460mH的电感。
2.预习内容——设计备用方案
如果日光灯点不亮，可使用白炽灯（设电阻约484Ω）与镇流器（设电感2H）串联，输入220V交
流电，multisim12仿真结果如下：
起始的功率因数约0.61，最佳补偿点在3.18μF。 白炽灯功率约18W。
2.心得
1.实验开始前，要对互感线圈做通断检查；
2. 为保护互感，加入220V/16V变压器，须正确接线；
3. 实验过程中，通电线圈的温度变化主要影响线圈的电阻参数，电阻的测量应在使用交流伏安法测量结束后紧接进行，才可以表征当时线圈的温升变化和参数； 4. 由于线圈温升导致发热，应控制线圈通电时间和实验时间 。 5.实验时若出现过流报警，应及时切断钥匙开关的电源。 6.部分实验台的U-V相存在调节旋钮偏紧，不能调低等现象。
7.通电线圈温度上升会改变电感线圈等效电阻R的值，应当尽量缩短实验时间，流过的电流也不应当太多以避免发热过多。
8.误差分析时，要考虑最坏的情况，使用绝对值相加的方式计算误差。 9.测量时尽量保证有某一电压或电流的值不变，这样可以减小误差。
10．部分实验台的变压器存在虚接现象，线虽然看似完好，实际是断开的，建议维护更新实验设备。 11.本实验需要保证线圈电流小于500mA，其中L1线圈电流尽量小于300mA，L2线圈电流尽量小于200mA.
12.实验过程中，看到有同学采用了测量多组数据取平均值来减小误差的方法，从理论上讲是可行的，但我认为这样也会增加通电时间，从而增大R的误差。
范文二：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。 3． 研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。 4． 理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。
1.4.2实验原理
1．日光灯电路的组成
日光灯电路是一个RL串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图1.4.1所示。由于有感抗元件，功率因数较低，提高电路功率因数实验可以用日光灯电路来验证。
图1.4.1日光灯的组成电路
灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。
镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。它有两个作用，一是在起动过程中，起辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而放电。二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。实验时，可以认为镇流器是由一个等效电阻RL和一个电感L串联组成。
起辉器：是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的U形动触片。动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。
2．日光灯点亮过程
电源刚接通时，灯管内尚未产生辉光放电，起辉器的触片处在断开位置，此
时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上，起辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。与此同时，由于起辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电，并发射紫外线到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点亮了。
灯管点亮后，电路中的电流在镇流器上产生较大的电压降（有一半以上电压），灯管两端（也就是起辉器两端）的电压锐减，这个电压不足以引起起辉器氖管的辉光放电，因此它的两个触片保持断开状态。即日光灯点亮正常工作后，起辉器不起作用。
3．日光灯的功率因数
日光灯点亮后的等效电路如图1.4.2 所示。灯管相当于电阻负载RA，镇流器用内阻RL和电感L 等效代之。由于镇流器本身电感较大，故整个电路功率因数很低，整个电路所消耗的功率P包括日光灯管消耗功率PA和镇流器消耗的功率PL。只要测出电路的功率P、电流I、总电压U以及灯管电压UR，就能算出灯管消耗的功率PA=I×UR，
镇流器消耗的功率PL =P?PA ，cos?=
P
UI
RA
图1.4.2日光灯工作时的等效电路
2．功率因数的提高
日光灯电路的功率因数较低，一般在0.5 以下，为了提高电路的功率因数，可以采用与电感性负载并联电容器的方法。此时总电流I 是日光灯电流 IL 和电容器电流 IC的相量和：I=IL+IC，日光灯电路并联电容器后的相量图如图1.4.3 所示。由于电容支路的电流IC 超前于电压U 90°角。抵消了一部分日光灯支路电流中的无功分量，使电路的总电流I减小，从而提高了电路的功率因数。电压与电流的相位差角由原来的 ?1减小为?，故cos?＞cos?1。
当电容量增加到一定值时，电容电流IC等于日光灯电流中的无功分量，?= 0。cos?=1，此时总电流下降到最小值，整个电路呈电阻性。若继续增加电容量，
?
?
?
总电流I反而增大，整个电路变为容性负载，功率因数反而下降。
IC IC ICL
图1.4.3 日光灯并联电容器后的相量图
5．单相功率表及其用法 具体内容见1.3.2节中的(3)。
1.4.3实验预习要求
1． 预习日光灯工作原理，并联电容器对提高感性负载功率因数的原理、意
义及其计算公式。
2． 如图1.4.1所示电路中，日光灯管（RA）与镇流器（RL、L）串联后，接
于220V、50Hz的交流电源上，点亮后，测得其电流I=0.35A，功率P=40W，灯管两端电压UA=100V。要求写出下列各待求量的计算式。 ①求cosφ1=？、φ1=？、RA =？、RL =？、L=？、灯管消耗的功率PA和镇流器消耗的功率PL。
②并联C=3μF 后，求IC=？、I=？、cosφ=？。
③按比例画出并联电容器后的相量图。（如图1.4.3，计算出电压与总电流的相位差角φ）
3．熟悉交流电压表、电流表和单相自耦调压器的主要技术特性，并掌握其正确的使用方法。
1.4.4 实验设备与器件
1． 交流电压表 2． 交流电流表 3． 功率表 4． 自耦调压器
5． 镇流器 6． 电容器 7． 起辉器 8． 日光灯管 9． 电流表插座
1.4.5 实验内容与步骤
日光灯实验线路如图1.4.4所示。
1．提高感性负载功率因数实验
如图1.4.4所示的实验线路中，按2.2μF、4.7μF、6.9μF、依次并上电容器C1、C2、C3。当电容变化时，分别记录功率表及电压表读数，测得三条支路电流I、IL、IC的值。测量数据记入表1.4.2。
表1.4.2日光灯功率因数提高实验参数测量
'
注：表中I为I的计算值，I=IL+IC，其中IL和IC为上表中测量值。
图1.4.4日光灯交流电路
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?
1.4.6 实验思考题
1．给出实验内容（1）中计算RA、RL、L的计算过程及公式，将结果填入表1.4.1中。
2．计算出本实验中灯管消耗的功率PA和镇流器消耗的功率PL。
3．画出实验内容（2）当电容为0、2.2μF、4.7μF、6.9μF时类似图1.4.3的电压电流相量图，要求计算出各总电流I与总电压U的相位差角，给出公式及计算过程。
4．若要使本实验中日光灯电路完全补偿（也就是功率因数提高到1），需要并联多大容值的电容？请给出计算式并计算出最后结果。
5．是否并联电容越大，功率因数越高？为什么？
6．当电容量改变时，功率表有功功率的读数、日光灯的电流、功率因数是否改变？为什么？
?
?
1.4.7 实验注意事项
1．本实验用交流市电220V，用单相自耦调压器来实现电压调节，当供电电源电压为220V时，调压器的输出可在0~250V之间连续调节，务必注意人身和设备的安全。注意电源的火线和地线，在实际安装日光灯时，开关应接在火线上。
2．在使用自耦调压器过程中，接通电源前，都必须将电压调至零电压处（即逆时针旋转到头，然后再合上电源，逐渐增大电压至需要值。
3．不能将220 V 的交流电源不经过镇流器而直接接在灯管两端，否则将损坏灯管。
4．功率表、电压表、电流表要正确接入电路，电流表应串入电路中测量电流。
5．电路接线正确，日光灯不能起辉时，应检查起辉器及其接触是否良好。 6．每次改接线路，一定要在断开电源的情况下进行，以免发生意外。
1.4.8 实验报告要求
1．结合实验思考题，完成表1.4.1和表1.4.2的数据计算。
2．根据实验数据说明日光灯电路并联电容器后总电流变化与电容量的关系，电容量过大对电路性质有什么影响。
3．以电容C的值为自变量绘制cos?曲线。 4．小结本实验得到的结论和心得体会。
*5. 根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。
范文三：“日光灯原理”实验
湖北省宜都市第一中学 邓旭光
【教学内容】
高中《物理》第二册（必修加选修）第十六章第六节“日光灯原理”。
【实验设计】
日光灯是学生非常熟悉的照明灯具，作为应用自感现象的一个实例，新教材将日光灯列为单独的一节内容，为在物理教学中体现素质教育提供了一个极好的素材。本人在这节内容的教学中，除了对自感现象、电路原理等理论知识的必要分析和讲解外，重点加强了师生互动、共同实验，使学生沿着整流器、启动器、电路故障及排除三条线索进行探究，开展创新学习，收到良好的效果。现将--和主要做法介绍如下：
【实验准备】
2．多用电表一块，带鳄鱼夹的导线二根。
3．学生每二人准备一个废弃的启动器，去除玻璃外壳（为避免划伤手，由教师课前组织同学处理），火柴一盒。
【教学过程】
1．教师演示
①镇流器在点亮灯管时产生瞬时高压。闭合k1、k2，灯不亮；闭合k1、k4，灯管亮，说明镇流器在点亮灯管瞬间发挥作用，经进一步分析说明产生了很高的自感电动势──瞬时高压，使灯管导通。
②镇流器在点亮灯管后降压限流。灯亮后先请学生代表上台用多用表的交流电压250v 档测灯管两端电压，将读数报告给同学们（实测电压值为100v 左右）。然后闭合k3，断开k4，而灯管发光情况几乎不变，同学们通过对比，得出镇流器在灯管点亮后相当于一个分压电阻。 ③启动器的作用。第一步，闭合k1、k3，启动器和灯泡交替闪烁发光（此时灯泡比实验②亮得多），并伴随动触片复位时发出的轻微响声；第二步，闭合k1、k4，灯管随着启动器一次而点亮；第三步，先闭合k1、k4、k5，启动器被短接，灯管两端发红，但未被点亮，再断开k5，灯管立即被点亮；第四步，灯管点亮后拆下启动器，灯管仍正常发光。学生对比，讨论得出启动器相当一个自动开关，且只在点亮灯管时发挥作用。
2．学生在老师指导下实验探究
①研究启动器工作原理：2人一组观察结构，用点燃火柴烤双金属片，观察动触片在受热时形变，使之与定片接触，冷却后恢复原状与定片分离。
②启动器电容器击穿后的现象，故障的排除。先请学生代表上台，用带鳄鱼夹的导线使电容器两极短接（模拟电容击穿），灯管不亮（为什么）。拆除导线，灯管正常发光，接着将一个电容已经被击穿的启动器接入电路，设置故障。
③启动器丢失时的应急处理方法：请几名学生代表上台尝试，并强调注意绝缘。
④创新研究：灯管一端灯丝烧断后，该灯管还能使用吗? 让学生带着这个问题阅读教材，从灯管发光机理上进行分析、猜想、再验证：在正常发光的灯管一端用带鳄鱼夹的导线使两端管脚短接（相当于灯丝烧断后在管外直接接通），灯管仍能启动发光。
【课外延伸】
1．画出日光灯电路图，并简要说明启动器和镇流器的作用。
2．在以下题目中自选一个，写一篇科技短文（字数不限）：①分析日光灯点亮前后电路中电流和电压的变化。②镇流器是如何承担产生高压和降压限流双重任务的? ③电阻为什么不能替代镇流器的作用? ④启动器里并联的电容器有什么作用? 为什么它容易击穿? 击穿后灯管能否点亮? ⑤利用启动器这一元件，你还有哪些奇思妙想?
在以上的--中，本人着力进行以下几点尝试：①创新学习应立足于课堂，以改变学生的学习方式为突破口，以培养创新精神和实践能力为目的，学习的素材主要取自于现行教材。②创
新学习要符合学生的特点，能激发学习兴趣，激活思维火花。③要把握创新的度，使学生能利用现有知识，在教师的引导下，从新情境和新问题中，发现新事物和提出解决问题的新办法，台阶不能一下子太高。④创新学习要注重科学方法和实验技能的培养，例如替代法、对比法、等效法等实验方法的应用。
范文四：日光灯电路实验
4.3 日光灯电路的联接及功率因数的提高 一. 实验目的
1. 学习功率表的使用;
2. 学会通过U、I、P的测量计算交流电路的参数;
3. 学会如何提高功率因数。
二. 原理及说明
日光灯结构图如图4.3-1所示，K闭合时，日光灯管不导电，全部电压加在启辉器两触片之间，使启辉器中氖气击穿，产生气体放电，此放电产生的一定热量使双金属片受热膨胀与固定片接通，于是有电流通过日光灯管两端的灯丝和镇流器。短时间后双金属片冷却收缩与固定片断开，电路中电流突然减小;根据电磁感应定律，这时镇流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯管两端电压产生400至500V高压，灯管气体电离，产生放电，日光灯点燃发亮。日光灯点燃后，灯管两端电压降为100V左右，这时由于镇流器的限流作用，灯管中电流不会过大。同时并联在灯管两端的启辉器，也因电压降低而不能放电，其触片保持断开状态。
日光灯工作后，灯管相当于一电阻R，镇流器可等效为电阻R和电感L的串联，启辉L
器断开，所以整个电路可等效为一R、L串联电路，其电路模型如图4.3-2所示。 三. 仪器设备
电工实验装置 :DG032 、DY02T 、DG054-1T
注意 :1. 测电压、电流时，一定要注意表的档位选择，测量类型、量程都要对应。
2. 功率表电流线圈的电流、电压线圈的电压都不可超过所选的额定值。
3. 自耦调压器输入输出端不可接反。
4. 各支路电流要接入电流插座。
5. 注意安全,线路接好后，须经指导教师检查无误后，再接通电源。 四. 实验步骤
1. 测量交流参数
对照实验板如图4.3-3接线(不接电容C)。
调节自耦调压器输出，使U=220V，进行测试，填表4.3-1。
表4.3-1 测量交流参数
测 量 值
U (V) I(mA) U(V) U(V) P(w) cosφ 112
220 2. 提高功率因数
按表4.3,2并联电容C，令U=220V不变，将测试结果填入表4.3-2中。
表4.3-2 并电容后测量
测 量 值
C(μF)
I(mA) I(mA) I(mA) P(W) cosφ 12c
1 2.2
3.2 6.8
五. 实验报告
1. 若直接测量镇流器功率，功率表应如何接线，作图说明。 2. 说明功率因数提高的原因和意义。
3. 电容是否能提高功率因数。
范文五：日光灯电路误差的探究
日光灯电路误差的探究
[摘要]就本次正弦稳态交流电路相量的研究实验中～把日光灯管当做纯电阻来计算～发现不同方法得到的数据计算值有较大的误差～本文即我对这次实验中日光灯管转化为理想元件误差的探究以及分析和改进.
[关键字]日光灯电路,低感性电阻负载,无功功率
1.误差的分析
在一般的电工学实验中，对于日光灯电路中的灯管都是作为纯电阻处理的。而实际的灯管是根据气体放电原理制成的 ,即灯管内的水银蒸汽受激发而辐射大量的紫外线 ,管壁上的荧光粉在紫外线的照射下辐射出白色荧光。因此 ,把灯管作为纯电阻处理会引起参数的计算结果和实际的数值有不小的差距。
所以我们直接把实际日光灯管直接当做纯电阻元件是不合理的，这样会引起不必要的偏差，影响实验的准确性。
就从本次实验来看:
在本次实验中我们是
把灯管看做纯电阻，然后根据图我们可以推出:
Ur=(U?-UA?-UL?)/2UA
r=Ur/I
我们可以根据下表中的数据计算一次
测量数据 计算值 变量 P/W cosφ I/A U/V UL/V UA/V r/Ω cosφ 启辉值 20.68 0.60 0.223 174.2 116.3 105.5 120.9 0.56 正常值 35.66 0.46 0.366 220 189.6 96.4 84.8 0.45 我们还可以来看一下无功功率的方面:
总的无功功率
P=UIsinφ=71.5W
镇流器上的无功功率
P= 60.8W
所以可以推出日光灯管还是有10.7W的无功功率的。
我们可以看出计算值会有比较大的误差，推测其主要原因就是由于日光灯管是低感性电阻负载的原因引起的，所以我设计了如下几次方法来减小误差:
2.设计实验
1.加电容法
我们可以在灯管处再连一个电容，这样能直接提高日光灯的功率因数，经计算C=30微法左右。
2.换掉未知的日光灯管
如果不是一定要用日光灯管的话，可以选择吧日光灯管换掉，换成一些已知的电路元件便能比较精确的算出r了。
参考文献:
[1]王建超 《新乡师范高等专科学校学报》[M] 2002年第02期 [2]李月玲,何毓敏.功率因数提高的研究[J].吉林化工学院学报,2004.4 [3] 王绪虎,陈万平,王佐臣.日光灯电路实验中几个问题的探析[J].l电子技术,2008,5
