日光灯的工作原理
生活常识2.01W
日光灯就是在灯管里面装入一些特殊的气体,又在灯管的管壁上涂上荧光粉,通电之后由于放电而产生光。日光灯通常不含红外线,所以它的光是很温和的,不伤眼睛;因为不含有热线,用起来比较省电;它也会发出许多美丽有色的光。
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【1】日光灯工作特点
灯管开始点燃时需要一个高电压,正常发光时只允许通过不大的电流,这时灯管两端的电压低于电源电压。这个高电压,就由我们平时所说的跳泡(启辉器)提供。接通电源时,由于启辉器的氖泡内两金属片没有接通,电源击穿氖气导电,这时我们看到氖泡发光,氖气导电时发热,引起氖泡内的双金属片(就是我们看见弯曲的那根)受热后弯曲度降低,同时接通两个电极,通过较大的电流。达到日光灯启动时要求的高电压。之后,由于双金属片接通后氖泡中的氖气不再导电发光,温度迅速下降,双金属片恢复原状,迅速切断电源,这镇流器的电流从较大值突然变为O,产生很高的自感电动势,这个自感电压足以击穿日光灯的水银蒸气,使水银蒸气电离导电产生紫外线而激发萤光粉发光,日光灯管导电后,日光灯管两端电压下降(100V左右吧),这个电压不能再使氖泡导电(氖泡的击穿电压为150V左右)而发光,双金属片也不再接通了,这时,日光灯就能连续发光了。
【2】镇流器
镇流器是与日光灯管相串联的一个元件,实际上是绕在硅钢片铁心上的电感线圈,其感抗值很大。镇流器的作用是:①限制灯管的电流;②产生足够的自感电动势,使灯管容易放电起燃。镇流器一般有两个出头,但有些镇流器为了在电压不足时容易起燃,就多绕了一个线圈,因此也有四个出头的镇流器。
【3】启辉器
启辉器是一个小型的辉光管,在小玻璃管内充有氖气,并装有两个电极。其中一个电极是用线膨胀系数不同的两种金属组成(通常称双金属片),冷态时两电极分离,受热时双金属片会因受热而变弯曲,使两电极自动闭合。
特别说明,传统的日光灯是没有镇流器的,他只有在较大电压时才会发光,而我国的电压是220V正弦电压,所以日光灯在工作时是不断的闪的,只是人无法感觉,但人的眼在自动调节,使眼疲劳。所以尽量不要使用日光灯,而应使用标准节能灯。
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【3】日光灯特性
当开关接通的时候,电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离,产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀,两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热,发射出大量电子。这时,由于启辉器两极闭合,两极间电压为零,辉光放电消失,管内温度降低;双金属片自动复位,两极断开。在两极断开的瞬间,电路电流突然切断,镇流器产生很大的自感电动势,与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子,在灯管两端高电压作用下,以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中,碰撞管内氩气分子,使之迅速电离。氩气电离生热,热量使水银产生蒸气,随之水银蒸气也被电离,并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下,管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。
日光灯正常发光后。由于交流电不断通过镇流器的线圈,线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍线圈中的电流变化,这时镇流器起降压限流的作用,使电流稳定在灯管的额定电流范围内,灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压低于启辉器的电离电压,所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。
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