日光灯工作原理
一,日光灯的构造
日光灯电路由灯管,镇流器,启辉器以及电容器等部件组成(见图3-1),各部件的结构和工作原理如下.
1,灯管
日光灯管是一根玻璃管,内壁涂有一层荧光粉(钨酸镁,钨酸钙,硅酸锌等),不同的荧光粉可发出不同颜色的光.灯管内充有稀薄的惰性气体(如氩气)和水银蒸汽,灯管两端有由钨制成的灯丝,灯丝涂有受热后易于发射电子的氧化物.
当灯丝有电流通过时,使灯管内灯丝发射电子,还可使管内温度升高,水银蒸发.这时,若在灯管的两端加上足够的电压,就会使管内氩气电离,从而使灯管由氩气放电过渡到水银蒸气放电.放电时发出不可见的紫外光线照射在管壁内的荧光粉上面,使灯管发出各种颜色的可见光线.
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.
4,电容器
日光灯电路由于镇流器的电感量大,功率因数很低,在0.5~0.6左右.为了改善线路的功率因数,故要求用户在电源处并联一个适当大小的电容器.
二,日光灯的启辉过程
当接通电源时,由于日常灯没有点亮,电源电压全部加在启辉光管的两个电极之间,启辉器内的氩气发生电离.电离的高温使到"U"型电极受热趋于伸直,两电极接触,使电流从电源一端流向镇流器→灯丝→启辉器→灯丝→电源的另一端,形成通路并加热灯丝.灯丝因有电流(称为启辉电流或预热电流)通过而发热,使氧化物发射电子.同时,辉光管两个电极接通时,电极间电压为零,启辉器中的电离现象立即停止,例"U"型金属片因温度下降而复原,两电极离开.在离开的一瞬间,使镇流器流过的电流发生突然变化(突降至零),由于镇流器铁心线圈的高感作用,产生足够高的自感电动势作用于灯管两端.这个感应电压连同电源电压一起加在灯管的两端,使灯管内的惰性气体电离而产生弧光放电.随着管内温度的逐渐升高,水银蒸汽游离,碰撞惰性气体分子放电,当水银蒸汽弧光放电时,就会辐射出不可见的紫外线,紫外线激发灯管内壁的荧光粉后发出可见光.
正常工作时,灯管两端的电压较低(40瓦灯管的两端电压约为110伏,20瓦的灯管约为60伏),此电压不足以使启辉器再次产生辉光放电.因此,启辉器仅在启辉过程中起作用,一旦启辉完成,便处于断开状态.
电容器
灯管
启辉器

镇流器
图3-1 日光灯组成电路