基于Multisim10的电工学实验仿真——日光灯功率因数的提高与改善

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C o mp u t e r K n o w l e d g e a n d T e c h n o l o g y电脑知识与技术Vo 1 . 9, No . 1 0, Ap r i l 2 01 3 .

基于 Mu l t i s i ml 0的电工学实验仿真——日光灯功率因数的提高与改善杨奇，赖康荣，刘红(昌吉学院物理系，新疆昌吉 8 3 1 1 0 0 )

摘要：传统的电工学实验都是在实验室搭建电路，使用仪器、仪表进行测试。而仿真软件 Mu 1 t i s i ml 0使设计者能快速地选择元件搭建仿真电路，并用仿真仪表获得各种实验数据，进而分析、验证所设计电路的性能。与传统方法相比，这种虚拟技术既省时又经济，而且更加形象直观，通过合理的使用仿真软件和真实实验，更好的培养学生的综合能力和学习兴趣。 关键词： Mu] t i s i ml 0;电工学实验仿真；日光灯；功率因数中图分类号： T P 3 9 1 文献标识码： A 文章编号： 1 0 O 9— 3 0 4 4 ( 2 O 1 3 ) 1 0— 2 4 4 8— 0 4

Ba s e d o n Mu l t i s i ml 0’ S El e c t r i c a l En g i n e e r i n g Ex p e r i me n t a l S i mu l a t i o n I mp r o v e Da y l i g h t La m p’ S P o we r Fa c t o r

Y A N G Q i, L A I K a n g— r o n g, L I U H o n g

( P h y s i c s D e p a r t me n t o f C h a n g j i C o l l e g e, C h a n g j i 8 3 1 1 0 0, C h i n a )Ab s t r a c t: Th e t r a d i t i o n a l e l e c t r i c a l e n g i n e e r i n g e x p e r i me n t s me a s u r e i n l a b o r a t o r y b y s e t u p c i r c u i t, u s e t h e i n s t r u me n t, a n d

me‘ t e r . B u t t h e s i mu l a t i o n s o t f wa r e Mu h i s i m1 0 e n a b l e s f o r d e s i g n e r s t o q u i c k l y s e l e c t e l e me n t b u i l d i n g s i mu l a t i o n c i r c u i t, a n d u s e s i e— r u l a t i o n i n s t r u me n t t o o b t a i n a v a r i e t y o f e x p e i r me n t a l d a t a, a n d t h e n a n a l y s i s, v e r i f y t h e d e s i g n c i r c u i t p e r f o r ma n c e . C o mp a r e d wi t h t h e t r a d i t i o n a l me t h o d, t h e v i r t u a l t e c h n o l o g y h a s t h e a d v a n t a g e s o f t i me s a v i n g a n d e c o n o my, a n d mo r e i n t u i t i v e, t h r o u g h r e a s o n— a b l e u s i n g t h e s i mu l a t i o n a n d r e a l e x p e r i me n t s, b e t t e r t r a i n i n g o f s t u d e n t s c o mp r e h e n s i v e a b i l i t y a n d i n t e r e s t i n s t u d y .

Ke y wo r d s: Mu h i s i ml 0; e l e c t r o t e c h n i c s s i mu l a t i o n; l f u o r e s c e n t l a mp; p o w e r f a c t o r

电工学课程是高校非电类专业开设的一门实践性很强的技术基础课，而电工学实验是电工学课程教学的重要环节，长期以来实验均采用单一的传统的实验方法，即采用真实的实验仪器和设备来进行实验，这种实验方法在帮助学生理解和掌握基本理论知识以及学生动手能力方面发挥了重要的作用。但由于： 1 )电工实验消耗耗材较多； 2 )电工实验多数要用强电，安全性低，而且目前随着 E D A技术的飞速发展，应用计算机软件对电路系统进行仿真不

仅可以得到与真实情况相同的结果，而且更加形象直观，作为一

种新的实验手段在实验教学中得到了广泛的应用。下面我们通过使用 E D A软件 Mu l t i s i ml 0对电工学实验进行仿真为例，介绍

Mu l t i s i ml 0在电工学实验教学中的应用。日光灯电路实验是电工学实验中一个传统实验项目，它既具有基础性又具有现实的广泛应用性，对学生理解基本理论和培养实践操作能力都是极为重要的。

1理论分析在电工学教材中，几乎都讲提高功率因数的意义和方法，并要求学生做提高功率因数的实验。当电路 (系统)的功率因数 c o s‘ P 较低时，会带来两个方面的问题，一是在设备的容量一定时，使得设备 (如发电机、变压器等)的容量得不到充分的利用；二是在负载有功功率不变的情况下，会使得线路上的电流增大，使线路损耗增加，导致传输效率降低。 电力系统中的负载大部分是感性的，因此总电流将滞后电压一个角度，如图1所示，将电容器与负载并联，并联后电感性负载

的电流和电压均未变化，但是电压 U和总电流 I之间的相位差‘ p 2变小了 c o s￣ 2变大了。也就是说明提高了电网的功率因数。即在感性负载上并联电容器的方法可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率，从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。例如日光灯电路，一般采用并联合适的电容器来提高整个电路的功率因数。

图 1电路向量图

收稿日期： 2 0 1 3— 0 2— 1 1

作者简介：杨奇( 1 9 7 7一 ),女，山东单县人，讲师，硕士，主要研究方向为电子技术、 E D A技术等。2 4 4 8…人工智能及识别技术 * 本栏目责任编辑：唐一东