本實用新型涉及一種用于電工電子實驗課程的日光燈電路功率因數(shù)提高的實驗教學裝置，特別涉及一種基于WiFi技術(shù)的用于電工電子實驗課程的日光燈電路功率因數(shù)提高的實驗教學裝置。

背景技術(shù)：

目前，高校的電工電子實驗教學中，采用串接帶線圈鎮(zhèn)流器的老式日光燈電路作為電感性負載，通過并聯(lián)電容器來改變電路的功率因數(shù)。主要是通過手動將電容器接入或切出電路，從而改變電路功率因數(shù)。該方法存在的缺點是：需要手動將電容器接入或切出電路，這要求學生需要完成切斷電源，在實驗電路上拆線(切出并聯(lián)在電路的原來的電容器)、連線(接入并聯(lián)在電路的新的電容器)，檢查連線，接通電源，在此基礎上進行并聯(lián)接入新的電容器的實驗數(shù)據(jù)測量，為此學生付出了時間，增加了實驗操作的時間開銷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于WiFi技術(shù)的用于電工電子實驗課程的日光燈電路功率因數(shù)提高的實驗教學裝置。通過智能手機上的軟件，控制日光燈電路功率因數(shù)提高實驗電路中并聯(lián)的電容器接入電路或切出電路，從而改變電路的功率因數(shù)。

該方案的優(yōu)點在于：學生無需因為更換并聯(lián)入電路的電容器，而重復進行斷電、拆線、接線、再次通電的實驗操作過程，節(jié)省了實驗時間，使在實驗課堂中有更多的時間用于實驗現(xiàn)象的分析；

該方案的優(yōu)點還在于：在日光燈電路通電工作的條件下，學生通過安裝在智能手機上的軟件控制電容器的接入或切出，無需與實驗電路直接接觸，就能改變并聯(lián)在電路中的電容器，實時觀察功率因數(shù)表的讀數(shù)變化；

該方案的優(yōu)點還在于：在日光燈電路通電工作的條件下，學生通過安裝在智能手機上的軟件控制電容器的接入或切出，無需與實驗電路直接接觸，就能改變并聯(lián)在電路中的電容器，降低了用電安全的風險。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)

實驗裝置包含了智能手機(1)、實驗裝置接線和測量平臺(2)。

通過智能手機上的軟件，控制日光燈電路功率因數(shù)提高實驗電路中并聯(lián)的電容器接入電路或切出電路。

通過安裝在智能手機(1)上的控制開關發(fā)生動作的手機軟件，控制補償電容模塊中的繼電器發(fā)生動作，從而使得補償電容模塊中的開關(2-29)、(2-30)、(2-31)發(fā)生閉合或斷開。

實驗裝置接線和測量平臺包含了220V交流電源模塊、直流電源模塊、交流毫安表1、功率表、功率因數(shù)表、交流毫安表2、日光燈電路模塊、交流毫安表3、補償電容模塊。

220V交流電源模塊包含有220V交流電源接入插座(2-1)、保險絲盒(2-2)、船型開關(2-3)、香蕉插頭插孔L(2-4)、香蕉插頭插孔N(2-5)。

220V交流電源接入插座(2-1)，包含火線接線腳、零線接線腳、地線接線腳。

保險絲盒(2-2)有兩根引線。

船型開關(2-3)包含有一個進線接線端和一個出線接線端。

220V交流電源接入插座(2-1)的火線接線腳與保險絲盒(2-2)的一根引線相連通。

保險絲盒(2-2)的另一根引線與船型開關(2-3)的進線接線端相連通。

船型開關(2-3)的出線接線端與香蕉插頭插孔L(2-4)相連通。

香蕉插頭插孔N(2-5)與220V交流電源接入插座(2-1)的零線接線腳相連通。

直流電源模塊包含了變壓器、整流電路、穩(wěn)壓電路，分別產(chǎn)生補償電容模塊中WiFi子電路模塊(2-28)的直流工作電壓和驅(qū)動繼電器工作的直流工作電壓。

直流電源模塊輸出直接與補償電容模塊中的WiFi子電路模塊(2-28)的電源端，以及驅(qū)動繼電器工作的直流工作電壓電源端VCC相連通。

當220V交流電源接入插座(2-1)接入市電，并按下船型開關(2-3)，使開關閉合，直流電源模塊將產(chǎn)生補償電容模塊中WiFi子電路模塊(2-28)的直流工作電壓和驅(qū)動繼電器工作的直流工作電壓。

交流毫安表1、交流毫安表2和交流毫安表3采用T19/1-mA型電流表。

功率表采用D26/1-W型功率表。

功率因數(shù)表采用型功率因數(shù)表。

補償電容模塊包含了WiFi子電路模塊(2-28)、繼電器、電容器和電阻器。

在不工作或待機的狀態(tài)下，開關S1(2-29)使電容器C1與電阻器R1形成回路。

在不工作或待機的狀態(tài)下，開關S2(2-30)使電容器C2與電阻器R2形成回路。

在不工作或待機的狀態(tài)下，開關S3(2-31)使電容器C3與電阻器R3形成回路。

補償電容模塊中A點與香蕉插頭插孔(2-32)相連通。

補償電容模塊中B點與香蕉插頭插孔(2-33)相連通。

WiFi子電路模塊(2-28)的核心芯片為ESP8266。

WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令，根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器發(fā)生動作，從而使開關S1(2-29)、S2(2-30)、S3(2-31)中一個開關發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器接入或切出電路。

日光燈電路模塊包含了鎮(zhèn)流器(2-25)、日光燈光管(2-26)、啟輝器(2-27)。

實驗連接導線用于實現(xiàn)模塊與模塊之間、模塊與儀表之間的電氣連接。

實驗連接導線包含的類型有：導線兩端為可疊插式的帶香蕉插頭端子，可用于香蕉插頭插孔之間的連接，或接駁導線。

實驗連接導線包含的類型還有：導線一端為可疊插式的帶香蕉插頭端子，另一端為U型端子，可用于香蕉插頭插孔與儀表接線柱之間的連接。

實驗連接導線包含的類型還有：導線兩端為U型端子，可用于儀表接線柱之間的連接。

點擊智能手機(1)軟件界面中“電容器C1接入”按鈕(1-1)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令。

WiFi子電路模塊(2-28)根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K1發(fā)生動作，從而使開關S1(2-29)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C1并聯(lián)接入電路中，改變電路的功率因數(shù)。

點擊該軟件界面中“電容器C1切出”按鈕(1-2)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令。

WiFi子電路模塊(2-28)根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K1發(fā)生動作，從而使開關S1(2-29)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C1切出電路。

點擊該軟件界面中“電容器C2接入”按鈕(1-3)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令。

WiFi子電路模塊(2-28)根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K2發(fā)生動作，從而使開關S2(2-30)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C2并聯(lián)接入電路中，改變電路的功率因數(shù)。

點擊該軟件界面中“電容器C2切出”按鈕(1-4)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令，根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K2發(fā)生動作，從而使開關S2(2-30)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C2切出電路。

點擊該軟件界面中“電容器C3接入”按鈕(1-5)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令，根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K3發(fā)生動作，從而使開關S3(2-31)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C3并聯(lián)接入電路中，改變電路的功率因數(shù)。

點擊該軟件界面中“電容器C3切出”按鈕(1-6)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令，根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K3發(fā)生動作，從而使開關S3(2-31)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C3切出電路。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：

該方案的優(yōu)點在于：學生無需因為更換并聯(lián)入電路的電容器，而重復進行斷電、拆線、接線、再次通電的實驗操作過程，節(jié)省了實驗時間，使在實驗課堂中有更多的時間用于實驗現(xiàn)象的分析。

該方案的優(yōu)點還在于：在日光燈電路通電工作的條件下，學生通過安裝在智能手機上的軟件控制電容的接入或切出，無需與實驗電路直接接觸，就能改變并聯(lián)在電路中的電容器，實時觀察功率因數(shù)表的讀數(shù)變化。

該方案的優(yōu)點還在于：在日光燈電路通電工作的條件下，學生通過安裝在智能手機上的軟件控制電容的接入或切出，無需與實驗電路直接接觸，就能改變并聯(lián)在電路中的電容器，降低了用電安全的風險。

附圖說明

圖1是總體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是實驗裝置接線和測量平臺組件模塊結(jié)構(gòu)圖。

圖3是220V交流電源模塊結(jié)構(gòu)圖。

圖4是交流毫安表接線柱和量程選擇旋鈕說明圖。

圖5是功率表接線柱說明圖。

圖6是功率因數(shù)表接線柱說明圖。

圖7是日光燈電路模塊結(jié)構(gòu)圖。

圖8是補償電容模塊結(jié)構(gòu)圖。

圖9是實施例電氣連接關系圖。

圖10是智能手機上控制開關發(fā)生動作的手機軟件界面說明圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例

實驗裝置包含了智能手機(1)、實驗裝置接線和測量平臺(2)。

通過智能手機上的軟件，控制日光燈電路功率因數(shù)提高實驗電路中并聯(lián)的電容器接入電路或切出電路。

通過安裝在智能手機(1)上的控制開關發(fā)生動作的手機軟件，控制補償電容模塊中的繼電器發(fā)生動作，從而使得補償電容模塊中的開關(2-29)、(2-30)、(2-31)發(fā)生閉合或斷開。

實驗裝置接線和測量平臺包含了220V交流電源模塊、直流電源模塊、交流毫安表1、功率表、功率因數(shù)表、交流毫安表2、日光燈電路模塊、交流毫安表3、補償電容模塊。

220V交流電源模塊包含有220V交流電源接入插座(2-1)、保險絲盒(2-2)、船型開關(2-3)、香蕉插頭插孔L(2-4)、香蕉插頭插孔N(2-5)。

220V交流電源接入插座(2-1)，包含火線接線腳、零線接線腳、地線接線腳。

保險絲盒(2-2)有兩根引線。

船型開關(2-3)包含有一個進線接線端和一個出線接線端。

220V交流電源接入插座(2-1)的火線接線腳與保險絲盒(2-2)的一根引線相連通。

保險絲盒(2-2)的另一根引線與船型開關(2-3)的進線接線端相連通。

船型開關(2-3)的出線接線端與香蕉插頭插孔L(2-4)相連通。

香蕉插頭插孔N(2-5)與220V交流電源接入插座(2-1)的零線接線腳相連通。

直流電源模塊包含了變壓器、整流電路、穩(wěn)壓電路，分別產(chǎn)生補償電容模塊中WiFi子電路模塊(2-28)的直流工作電壓和驅(qū)動繼電器工作的直流工作電壓。

直流電源模塊輸出直接與補償電容模塊中的WiFi子電路模塊(2-28)的電源端，以及驅(qū)動繼電器工作的直流工作電壓電源端VCC相連通。

當220V交流電源接入插座(2-1)接入市電，并按下船型開關(2-3)，使開關閉合，直流電源模塊將產(chǎn)生補償電容模塊中WiFi子電路模塊(2-28)的直流工作電壓和驅(qū)動繼電器工作的直流工作電壓。

交流毫安表1、交流毫安表2和交流毫安表3采用T19/1-mA型電流表。

功率表采用D26/1-W型功率表。

功率因數(shù)表采用型功率因數(shù)表。

補償電容模塊包含了WiFi子電路模塊(2-28)、繼電器、電容器和電阻器。

在不工作或待機的狀態(tài)下，開關S1(2-29)使電容器C1與電阻器R1形成回路。

在不工作或待機的狀態(tài)下，開關S2(2-30)使電容器C2與電阻器R2形成回路。

在不工作或待機的狀態(tài)下，開關S3(2-31)使電容器C3與電阻器R3形成回路。

補償電容模塊中A點與香蕉插頭插孔(2-32)相連通。

補償電容模塊中B點與香蕉插頭插孔(2-33)相連通。

WiFi子電路模塊(2-28)的核心芯片為ESP8266。

WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令，根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器發(fā)生動作，從而使開關S1(2-29)、S2(2-30)、S3(2-31)中一個開關發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器接入或切出電路。

日光燈電路模塊包含了鎮(zhèn)流器(2-25)、日光燈光管(2-26)、啟輝器(2-27)。

實驗連接導線用于實現(xiàn)模塊與模塊之間、模塊與儀表之間的電氣連接。

實驗連接導線包含的類型有：導線兩端為可疊插式的帶香蕉插頭端子，可用于香蕉插頭插孔之間的連接，或接駁導線。

實驗連接導線包含的類型還有：導線一端為可疊插式的帶香蕉插頭端子，另一端為U型端子，可用于香蕉插頭插孔與儀表接線柱之間的連接。

實驗連接導線包含的類型還有：導線兩端為U型端子，可用于儀表接線柱之間的連接。

點擊智能手機(1)軟件界面中“電容器C1接入”按鈕(1-1)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令。

WiFi子電路模塊(2-28)根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K1發(fā)生動作，從而使開關S1(2-29)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C1并聯(lián)接入電路中，改變電路的功率因數(shù)。

點擊該軟件界面中“電容器C1切出”按鈕(1-2)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令。

WiFi子電路模塊(2-28)根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K1發(fā)生動作，從而使開關S1(2-29)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C1切出電路。

點擊該軟件界面中“電容器C2接入”按鈕(1-3)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令。

WiFi子電路模塊(2-28)根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K2發(fā)生動作，從而使開關S2(2-30)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C2并聯(lián)接入電路中，改變電路的功率因數(shù)。

點擊該軟件界面中“電容器C2切出”按鈕(1-4)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令，根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K2發(fā)生動作，從而使開關S2(2-30)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C2切出電路。

點擊該軟件界面中“電容器C3接入”按鈕(1-5)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令，根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K3發(fā)生動作，從而使開關S3(2-31)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C3并聯(lián)接入電路中，改變電路的功率因數(shù)。

點擊該軟件界面中“電容器C3切出”按鈕(1-6)，使WiFi子電路模塊(2-28)接收到智能手機(1)發(fā)出的要求繼電器發(fā)生動作的指令，根據(jù)該指令，驅(qū)動對應的繼電器K3發(fā)生動作，從而使開關S3(2-31)發(fā)生動作，實現(xiàn)對應的電容器C3切出電路。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。