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日志

关于日光灯的功率因素,概念辨析和计算方法

已有 376 次阅读2013-8-3 08:22

[backcolor=#ffffff][color=#333333]有下面这么一道题[/color][/backcolor]  
[hr][backcolor=#ffffff][color=#333333]一个功率为40W、功率因数为0.5的日光灯接在220V/50Hz的电源上,则灯管点亮时的等值电阻为(B)。[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]A、1210Ω       B、302.5Ω       C、121Ω        D、12.1kΩ[/color][/backcolor]  
[hr][backcolor=#ffffff][color=#333333]起先,我看着是云里雾里,怎么也算不出答案B来,然后在某个贴上看到公式演算,总结下来是这样[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333](1) P=UICosα[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333](2) I=P/(UCosα)[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333](3) Z=U/I[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333](4) R=Z*Cosα[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]综合以上得到[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333](5) R=U[/color][/backcolor][sup]2[/sup][backcolor=#ffffff][color=#333333](cosα)[/color][/backcolor][sup]2[/sup][backcolor=#ffffff][color=#333333]/P[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]代入条件算出答案B[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]很高深的样子,问题是看不懂这个演算过程[/color][/backcolor][img]http://bbs.airacm.com/p_w_picpath/post/smile/ymt/62.gif[/img]

[backcolor=#ffffff][color=#333333]然后在另一帖子里看到这么一个回复“[/color][/backcolor][b]存在功率因数,所以表明这个电路存在感性或容性阻抗[/b][backcolor=#ffffff][color=#333333]”[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]这才有点明白。但由于平常计算过一些“灯泡”方面的题目,因此认为日光灯应该也是等效于一个电阻。因此起初我仍然觉得题干里有功率因素是指电路的功率因素,电路里除了日光灯以外还有一些感性或容性的元件。[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]
[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]再搜索了一下才知道,实际上日光灯不能等效于电阻,它内部有镇流器(感性)和启辉器(容性),并且总体上是容性的,因此本身就有功率因素。有这么一说法:[/color][/backcolor][b][color=#ff0000]只有电加热器和灯泡等线性负载的功率因素为1,许多设备的实际功率与视在功率的差值很小,可以忽略不计,而像容性设备如灯具的这种差值则很大、很重要。美国PC Magazine 杂志的一项研究表明灯具的典型功率因素为0.65,即视在功率(VA)比实际功率(Watts)大50%。[/color][/b][backcolor=#ffffff][color=#333333](百度百科)[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]
[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]理解到这点,题干也就很明白了:[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]额定功率40W的单位表明这是日光灯工作时由有功部分(等效电阻R)产生的有功功率,而功率因素<1表明220V的[/color][/backcolor][b][color=#ff0000]总电压加在日光灯上分解为有功部分(等效电阻R)的电压和无功部分的电压。[/color][/b][backcolor=#ffffff][color=#333333]([/color][/backcolor][backcolor=#ffffff][color=#ff0000]电压三角形的分析方法[/color][/backcolor][backcolor=#ffffff][color=#333333],在《电工基础》P128及后面几页)[/color][/backcolor]
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[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]这样一来,前述的复杂演算也可以先丢在一边。[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]把日光灯的有功部分的电压算出来就是U[/color][/backcolor][sub]R[/sub][backcolor=#ffffff][color=#333333]=Ucosα[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]对应的等效电阻R=(U[/color][/backcolor][sub]R[/sub][backcolor=#ffffff][color=#333333])[/color][/backcolor][sup]2[/sup][backcolor=#ffffff][color=#333333]/P=U[/color][/backcolor][sup]2[/sup][backcolor=#ffffff][color=#333333](cosα)[/color][/backcolor][sup]2[/sup][backcolor=#ffffff][color=#333333]/P[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]这个演算过程比起前面那种就简单多了。[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]还有一题[/color][/backcolor]  
[hr][backcolor=#ffffff][color=#333333]功率为40W,功率因数为0.5的日光灯接在220V/50Hz的电源上,其中的电流为(B)。[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]A、0.18A            B、0.36A       C、0.72A       D、0.09A[/color][/backcolor]  
[hr][backcolor=#ffffff][color=#333333]演算过程:[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]U[/color][/backcolor][sub]R[/sub][backcolor=#ffffff][color=#333333]=Ucosα[/color][/backcolor]
[backcolor=#ffffff][color=#333333]I=P/U[/color][/backcolor][sub]R[/sub][backcolor=#ffffff][color=#333333]=P/(Ucosα)[/color][/backcolor]

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