自感现象--日光灯电路

1、白炽灯白炽灯日光灯日光灯 1.1.5 5 自感现象自感现象日光灯优点日光灯优点 （1 1）比白炽灯省电。发光效率是白炽灯）比白炽灯省电。发光效率是白炽灯的的5-65-6倍倍 （2 2）日光灯的发光颜色比白炽灯更接近）日光灯的发光颜色比白炽灯更接近日光，光色好，且发光柔和。日光，光色好，且发光柔和。 （3 3）白炽灯：寿命短，普通白炽灯的寿）白炽灯：寿命短，普通白炽灯的寿命只有命只有1000 -30001000 -3000小时之间。日光灯寿命较小时之间。日光灯寿命较长，一般有效寿命是长，一般有效寿命是3000-60003000-6000小时。小时。 日光灯灯管日光灯灯管1 1、结构、结构氩气、低

2、压水银蒸汽氩气、低压水银蒸汽2 2、工作条件：、工作条件：起辉电压：起辉电压：700V700V以上以上工作电压：工作电压：40W40W灯管灯管100V100V左右左右荧光粉发荧光粉发出可见光出可见光受到紫外受到紫外线照射时线照射时在高压在高压下导电下导电发出紫外线发出紫外线两端灯丝两端灯丝给气体加给气体加热热 并给并给气体加上气体加上高电压高电压镇流器结构和作用：镇流器结构和作用：启动时提供瞬时高压启动时提供瞬时高压 正常工作时降压限流正常工作时降压限流启动器组成和作用：启动器组成和作用：起到一个开关的作用起到一个开关的作用能使动靜触片能使动靜触片不产生电火花不产生电火花保护触点保护触点氖泡氖

3、泡电容器电容器日光灯工作原理日光灯的整体电路如图日光灯的整体电路如图5 51616所示。其工作原理是：当开关接通的时候，所示。其工作原理是：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。电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220220伏的电压立即使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

4、于启辉器两极闭合，两极间电压快被电流加热，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。在加速运动的过程电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端

5、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

6、的额定电流范围内变化，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，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。电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。 演示实验演示实验1通电自感通电自感LSR1RBAB灯很快正常发光灯很快正常发光A灯逐渐由暗变亮灯逐渐由暗变亮原因：原因：线圈线圈L中的磁通量中的磁通量变化阻碍电路中的电流变化阻碍电路中的电流增大。增大。ILIAIB演示实验演示实验2断电自感断电自感LdcbaASILIAIAIL灯泡并

7、不立即熄灭灯泡并不立即熄灭而是而是闪一下闪一下才熄灭才熄灭原因：原因：线圈线圈L中的磁通中的磁通量的变化阻碍通过灯量的变化阻碍通过灯A的电流的减小。的电流的减小。断电时灯泡亮度的变化问题断电时灯泡亮度的变化问题电路在稳态时,线圈的电阻是很多问题,其大小是否可忽略不计,应该注意题目中的条件. 由于由于导体本身的电流发生变化导体本身的电流发生变化而产而产生的电磁感应现象。生的电磁感应现象。一、自感现象：一、自感现象： 二、自感电动势：二、自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。在自感现象中产生的感应电动势。IE = LtL自感系数，简称自感或电感。单位为亨自感系数，简称自感或电感。单位为亨利，符

8、号为利，符号为H。 A/ sv1s /A1v1H1 1H=103mH=106H 线圈的自感系数由线圈的自身条件决定线圈的自感系数由线圈的自身条件决定,与线圈的形状、长短、匝数、单位长度上导线与线圈的形状、长短、匝数、单位长度上导线的匝数、线圈中是否插入铁芯等因素有关。的匝数、线圈中是否插入铁芯等因素有关。 三、日光灯原理：三、日光灯原理： 日光灯的构造：日光灯的构造：由灯管、镇流器（一个由灯管、镇流器（一个带铁芯的线圈）、和启动器组成。带铁芯的线圈）、和启动器组成。镇流器的作用：镇流器的作用：降压、限流降压、限流启动器的作用：启动器的作用：自动开关自动开关灯管灯管镇流器镇流器启动器启动器220

9、220v v 1 1日光灯的点燃过程日光灯的点燃过程需高电压需高电压闭合开关，电压加在启动器两极间，氖气放电发出辉光，产闭合开关，电压加在启动器两极间，氖气放电发出辉光，产生的热量使生的热量使U U型动触片膨胀伸长，跟静触片接触使电路接通。型动触片膨胀伸长，跟静触片接触使电路接通。灯丝和镇流器中有电流通过。灯丝和镇流器中有电流通过。电路接通后，启动器中的氖气停止放电，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U U型片冷却收缩，型片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开。两个触片分离，电路自动断开。在电路突然断开的瞬间，由于镇流器电流急剧减小，会产生在电路突然断开的瞬间，由于镇流器电流急剧减小，会产生

10、很高的自感电动势，方向与电源电动势方向相同，这个自感电很高的自感电动势，方向与电源电动势方向相同，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管中的动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管中的气体开始放电，于是日光灯成为电流的通路开始发光。气体开始放电，于是日光灯成为电流的通路开始发光。2 2日光灯正常发光日光灯正常发光 需低电压（约需低电压（约110110v v） 日光灯开始发光后，由于交变电流通过镇流器线圈，线圈日光灯开始发光后，由于交变电流通过镇流器线圈，线圈中会产生自感电动势，它总是障碍电流变化的，这时的镇流器中会产生自感电动势，它总是障碍电流变化的，这时的镇流

11、器起着降压限流的作用，保证日光灯正常发光。起着降压限流的作用，保证日光灯正常发光。 练习：练习： 1下列关于自感现象的论述中，正确的是：下列关于自感现象的论述中，正确的是：A.线圈的自感系数跟线圈内电流强度的变化率成正比线圈的自感系数跟线圈内电流强度的变化率成正比B.当导体中电流减弱时当导体中电流减弱时,自感电流的方向与原电流方向相反自感电流的方向与原电流方向相反C.当导体中电流增大时当导体中电流增大时,自感电流的方向与原电流方向相反自感电流的方向与原电流方向相反D.穿过线圈磁通量的变化和线圈中电流强度的变化成正比穿过线圈磁通量的变化和线圈中电流强度的变化成正比2S1和和S2是两个相同的小灯泡

12、，是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与大的线圈，其电阻值与R相同，由于存在自感现象，相同，由于存在自感现象，在电键在电键K接通和断开时，灯接通和断开时，灯S1和和S2先后亮暗的顺序是先后亮暗的顺序是A、接通时，接通时，S1先达最亮，断开时，先达最亮，断开时，S1后暗后暗B、接通时，接通时，S2先达最亮，断开时，先达最亮，断开时，S2后暗后暗C、接通时，接通时，S1先达最亮，断开时，先达最亮，断开时，S1先暗先暗D、接通时，接通时，S2先达最亮，断开时，先达最亮，断开时，S2先暗先暗LRS2S1K3 日光灯电路主要是由日光灯管、镇流器和启动器日光灯电路主

13、要是由日光灯管、镇流器和启动器（起辉器）构成的，在日光灯正常工作的情况下，（起辉器）构成的，在日光灯正常工作的情况下， 下下列说法正确的是（列说法正确的是（） A、灯管点燃后，启动器的两个触片是分离的灯管点燃后，启动器的两个触片是分离的 B、灯管点燃后，镇流器就没有用了灯管点燃后，镇流器就没有用了 C、镇流器的作用仅仅是在日光灯点燃时提供瞬时的镇流器的作用仅仅是在日光灯点燃时提供瞬时的高压高压 D、镇流器的另一个作用是将交流电转换为直流电镇流器的另一个作用是将交流电转换为直流电 课堂小结：课堂小结：1、通电及断电自感实验、现象、原因、通电及断电自感实验、现象、原因2、自感现象：、自感现象： 当导体中电流发生变化时，导体自身产生的电磁当导体中电流发生变化时，