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。