日光灯工作原理ppt课件

第一章 电磁感应与现代生活
学案5 日光灯与自感现象
一支40W的日光灯管，它需要近千伏的电压， 而它的正常发光，只要108V左右的电压。我国电 路的电压是220V。那么，日光灯是怎么获得日光 灯起辉电压的呢？
探究日光灯电路
主要由灯管、起动器、镇流器组成
探究日光灯电路
探究日光灯电路
探究日光灯电路
方向： 电流增加时，阻碍电流增加，与原电动势原电流 ）反向；电流减小时，阻碍电流减小，与原电动势（原电 流）同向；
大小： 与电流的变化率成正比
L：比例系数
E
L
I t
探究自感现象
❖ 2、自感系数L：比例系数L叫自感系数,简称“自感”或“电 感”,自感系数L由线圈本身的性质决定，与线圈是否通电无 关。
探究自感现象❖通电自感分析：
I IA2
IA1
t
过程：S闭合Biblioteka 能量：IL、φL增大
图像：
自感电动势
IL渐增
通电开始，线圈开始储存能量，延缓电流增大
IL稳定
1
在如图所示的甲、乙电路中，电阻R和灯泡电阻值相等，自感线圈L的电阻 值可认为是零．在接通开关S时，则( ) A．在电路甲中，A将渐渐变亮 B．在电路甲中，A将先变亮，后渐渐变暗 C．在电路乙中，A将渐渐变亮 D．在电路乙中，A将由亮渐渐变暗，后熄灭
S闭合时 稳定后
L阻碍电流的增大
由于R阻值很大 流过B灯电流很小
所以B比A先亮 所以B灯逐渐变暗
B正确
2.如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻
较小，则：(1)当开关S由断开变为闭合时，A灯泡的亮度
将如何变化？ 马上亮，然后慢慢熄灭
(2)当开关S由闭合变为断开时， S

白炽灯工作原理
丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。由电流通 过灯丝加热至白炽状态产生光的一种光源。是最早出现的电灯。
一只点亮的白炽灯的灯丝温度高达3000℃。正是由于炽热的灯丝产生 了光辐射，才使电灯发出了明亮的光芒。因为在高温下一些钨原子会 蒸发成气体，并在灯泡的玻璃表面上沉积，使灯泡变黑，所以白炽灯 都被造成“大腹便便”的外型，这是为了使沉积下来的钨原子能在一 个比较大的表面上弥散开。
日光灯
传统型荧光灯内装有两个灯丝，灯丝上涂有电子发射材料三元碳酸盐 （碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙），俗称电子粉。在交流电压作用下，灯 丝交替地作为阴极和阳极，灯管内壁涂有荧光粉，管内充有 400Pa500Pa压力的氩气和少量的汞。通电后，液态汞蒸发成压力为0.8 Pa 的汞蒸气，在电场作用下，汞原子不断从原始状态被激发成激发态， 继而自发跃迁到基态，并辐射出波长253.7nm和185nm的紫外线(主峰 值波长是253.7nm，约占全部辐射能的70-80%；次峰值波长是185nm， 约占全部辐射能的10%)，以释放多余的能量。荧光粉吸收紫外线的辐 射能后发出可见光。荧光粉不同，发出的光线也不同，这就是荧光灯 可做成白色和各种彩色的缘由。由于荧光灯所消耗的电能大部分用于 产生紫外线，因此，荧光灯的发光效率远比白炽灯和卤钨灯高，属于 节能电光源。
钨跟空气中的氧化合生成一薄层蓝色的三氧化二钨和氧化钨的混合物。 原因是空气里的氧气使高温的钨丝氧化了。所以钨丝灯泡要抽成真空， 把空气统统清除出去。
白炽灯工作原理
有时怕抽气机抽不干净，还要在灯泡的感柱上涂一点红磷。红磷受热 会变成白磷，白磷很容易同氧气反应，生成固态的五氧化二磷，玻壳 里残留的氧气也被消除了。 但是白炽灯用久了玻壳会变黑，再过一段时间会烧断，因为钨丝比起 炭丝来，在真空里的升华速度要慢得多。当白炽灯点亮温度升得很高 的时候，钨的升华仍然十分严重。长时间的高温使钨丝表面的钨原子 升华扩散，然后一层又一层地沉积到玻壳的内表面上，使玻壳慢慢黑 化，钨的蒸发也使钨丝越来越细，最后烧断。灯丝工作温度越高钨升 华的越快，白炽灯的使用寿命就越短。

自感
镇流器产生瞬时高压 镇流器
气体放电灯管导通
要求I很小
降压限流练习1Fra bibliotek对日光灯电路，下列说法正确的是 B.启动器可以用一个手动开关来代替
C.启动器中缺少一个电容器后，日光灯就不能正常工作 D.如果用220V的直流稳恒电压代替220V的交流电压， 日光灯也能正常工作
（ AB ）
A.灯管两端的灯丝跟镇流器、启动器、开关都是串联的
日光灯原理
一、日光灯的构造
1、灯管
（1）构造及作用：
（2）工作特点：灯管开始点燃时需要一个高电压
（ 1000V 以上 ），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。
2、镇流器
（1）构造：带有铁芯的线圈，自感系数大
（2）灯管启起动时镇流器产生高电压，灯管正常工
作时镇流器降压限流。
在日光灯正常工作的情况下 （
ABD ）
A.灯管点燃发光后，启动器中两个触片是分离的
B. 灯管点燃发光后，镇流器起间降压限流作用
C. 镇流器起只让一个方向的电流通过的作用
D.镇流器给日光灯的开始点燃提供瞬时高电压
2、对日光灯的工作，下列说法正确的是
（ BD ）
A. 镇流器的作用就是产生瞬时电压
B.灯管中水银蒸汽放电一般是在启动器氖气放电之后开 始进行 C.启动器、静触片接触时，氖气放电，断开后，灯管内 水银蒸汽放电
D.灯管正常发光时，两端电压低于电源电压，启动器中
没有电流通过
3、日光灯电路主要是由镇流器、启动器和灯管组成
3、启动器
（1）构造：充有氖气的小玻璃泡，里面装 一个静触片, 一个U型动触片。 在启动器的动、静两触片间并有一个 电容器，没有电容器，启动器也能工作。 （2）作用：在电路中起到自动开关的作用

教室
停车场
常用日光灯的形状
日光灯简介
日光灯一般也叫荧光灯，传统型荧光灯即低压汞灯， 是利用低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线，从而使荧 光粉发出可见光的原理发光。因此它属于低气压弧光放 电光源。 1852年，英国物理学家斯托克期发现了一种碰到光就能产 生另一种光的荧光物质。 1879年，爱迪生发明了白炽灯。 1902年，黑维特发明了水银灯。 19l0年，法国科学家克劳特获得了霓虹灯的发明专利。 1938年美国通用电子公司的研究人员伊曼制作了荧光灯
本课要点：
1.画出日光灯原理的电路图 2.说明镇流器和启辉器的作用 3.说明日光灯的启动过程
日光灯的简易修理法
日光灯在接线正确时一般都能正常 工作。如发生故障，修理也较简单，手 头有一支电笔就能进行修理。
一、灯不亮，灯丝也不红
故障原因：线路未通，或其中有部件损坏。
可用电笔按火线进线顺序检查线路，是 否有断路处。依次检查开关、镇流器、启辉 器的接线。可用螺丝刀将启辉器两接头瞬间 短路来判断启辉器是否损坏，因为这一操作 与氖管的跳动有同样作用。如启辉器损坏， 更换启辉器即可。否则，可能是线路其他部 分断路。除以上原因外，还可以检查镇流器 内部是否断线，灯管的灯丝是否，断路。找 到故障后，即可设法修复或换新。
220V
双金属片受热膨胀碰到静触片，启辉器 接通，电路形成回路，电流使灯丝预热，发
射出大量电子，而启辉器两端电压为 0V 停
止放电。
220V
起辉器停止放电后，双金属片冷却而与静触极断开，当两个电 极断开的瞬间，电路中的电流突然消失，于是镇流器产生一个高压 脉冲约800多伏，它与电源电压220伏叠加后，得到1000多伏的电压 ，加到 灯管 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，以极大的速度运动，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。

日光灯工作原理
通电后，水银蒸气放电，同时产生
紫外线，紫外线激发管内壁的荧光物质
而发出可见光。
日光灯的优点：
与白炽灯相比，它具有色 温容易控制，发光效率比高， 发光面积较大，使用寿命长的 优点。
白炽灯发光效率：15% 白炽灯使用寿命：1000小时 日光灯发光效率：90% 日光灯使用寿命：3000小时
镇流器结构和作用： 1、启动时提供瞬时高压 2、正常工作时降压限流
日光灯镇流器
启辉器组成和作用 起到一个开关的作用
电容器：能使动 静触片不产生电 火花保护触点
氖泡
日光灯工作过程
220V
220V
刚闭合开关
此时电路中
无 电流
启辉器 两端有电压，为 220 V
220V
220伏的电压立即使启辉器氖泡内的氖气
日光灯电路及原理
日光灯简介
日光灯一般也叫荧光灯，传统型荧光灯即低压汞灯， 是利用低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线，从而使荧 光粉发出可见光的原理发光。因此它属于低气压弧光放 电光源。 1852年，英国物理学家斯托克期发现了一种碰到光就能产 生另一种光的荧光物质。 1879年，爱迪生发明了白炽灯。 1902年，黑维特发明了水银灯。 19l0年，法国科学家克劳特获得了霓虹灯的发明专利。 1938年美国通用电子公司的研究人员伊曼制作了荧光灯
日光灯的缺点：
电路复杂，需要启动电路（镇流器） 含有重金属（主要是汞）
价格也比白炽灯贵很多
有频闪现象，有些场合不适合使用
日光灯频闪，因为市电频率是50赫兹，导致灯管每秒钟出现100次的 闪烁。灯管内壁的荧光粉虽然有一定的余辉时间，但即使在这百分之一 秒内也会迅速变暗导致频闪现象。 危害性： 伤害眼睛：虽然人的眼睛不易察觉，但长期处在这种光源下对眼睛有 一定的危害，特别是用旧的日光灯，这种频闪更加明显。

三、驱动电源
LED电源的质量直接制约了LED产品的可靠性 ，因此，国际市场上国外客户对 LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都 非常高，因为电源在整个灯具中的作用就好比像人的心脏一样重要。
影响LED灯T5管品质的因素
四、驱动电流
LED在其电流极限参数范围内流过LED的电流越大，它的发光亮度就越高.即
管，采用的灯珠是Φ5DIP草帽灯珠，很快便
发现了这种灯管的光衰很严重，主要是散热问 题，热量全部堵在管内无法散出去，再加上草
帽灯珠的寿命本来就短，灯管的使用就有了局 限。
所以，目前市场上基本上都采用贴片灯珠作为 光源。
LED T5灯管结构
二、PC+散热铝
在全PC灯管的散热问题被发现后， 研发工程师们针对这一现象对灯管的
功率因数：
又称为功率因子，英文缩写PF(Power Factor),是有功功率与视在功
率的比值。功率因数在一定程度上反映了电能得以利用的比例，是合理 用电的重要指标。
灯具主要电性参数
恒流精度：
恒流精度意指当驱动电源的输入电压在一定范围内变化时，输出电流波动值与 额定输出电流之比，通常用百分数来表示.如某LED驱动电源额定输出电流0.45A,
三、LED的功率：
而LED功率的大少也各不相同,有0.06W、0.1W、1W、2W、5W等，所以必须根 据所选择的LED，设计合理的使用电路和配置合适的灯珠数量，使其完全满足LED电 源的额定值，如果设计的电路使每个LED分担的电压或电流过高，就会严重的缩短 LED灯珠的使用寿命甚至烧毁LED灯珠，如果分担的电压或电流过低，测激发的LED 光强不够，就不能充分发挥LED应有的效果。
境影响小。相对于铝基板来说,其成本要比铝基板低,但在散热方面却远不如铝

BC
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1、不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。——荀子 2、不要失去信心，只要坚持不懈，就终会有成果的。——钱学森 3、不作什么决定的意志不是现实的意志；无性格的人从来不做出决定。——黑格尔 4、成大事不在于力量的大小，而在于能坚持多久。——约翰逊 5、发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自己发现的意志，并把研究继续下去。——贝弗里奇 6、凡是新的事情在起头总是这样一来的，起初热心的人很多，而不久就冷淡下去，撒手不做了，因为他已经明白，不经过一番苦工是做不成的，而只有想做的人，才忍得过这番痛苦。——陀思妥耶 夫斯基 7、富贵不能淫，贫贱不能移，威武不能屈。——孟子 8、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。——奥斯特洛夫斯基 9、告诉你使我达到目标的奥秘吧，我唯一的力量就是我的坚持精神。——巴斯德 10、公共的利益，人类的福利，可以使可憎的工作变为可贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。——佚名 11、功崇惟志，业广惟勤。——佚名 12、故天将降大任于是人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为，所以动心忍性，增益其所不能。——孟轲 13、贵有恒，何必三更起五更眠。最无益，只怕一日曝十日寒。——毛泽东 14、即使遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。——佚名 15、即使在把眼睛盯着大地的时候，那超群的目光仍然保持着凝视太阳的能力。——雨果 16、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 17、涓滴之水终可以磨损大石，不是由于它力量强大，而是由于昼夜不舍的滴坠。——贝多芬 18、科学的永恒性就在于坚持不懈地寻求之中，科学就其容量而言，是不枯竭的，就其目标而言，是永远不可企及的。——卡· 冯· 伯尔 19、立志不坚，终不济事。——朱熹 20、立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。——王守仁 21、没有伟大的意志力，就不可能有雄才大略。 ——巴尔扎克 22、耐心是一切聪明才智的基础。——柏拉图 23、能够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。——雨果 24、你既然期望辉煌伟大的一生，那么就应该从今天起，以毫不动摇的决心和坚定不移的信念，凭自己的智慧和毅力，去创造你和人类的快乐。——佚名 25、你们应该培养对自己，对自己的力量的信心，百这种信心是靠克服障碍，培养意志和锻炼意志而获得的。——高尔基 26、逆水行舟用力撑，一篙松劲退千寻。——董必武 27、您得相信，有志者事竟成。古人告诫说：“天国是努力进入的”。只有当勉为其难地一步步向它走去的时候，才必须勉为其难地一步步走下去，才必须勉为其难地去达到它。——果戈理 28、切莫垂头丧气，即使失去了一切，你还握有未来。 ——奥斯卡· 王尔德 29、穷且益坚，不坠青云之志。——王勃 30、忍耐和坚持虽是痛苦的事情，但却能渐渐地为你带来好处。——奥维德 31、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。——佚名 32、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。——左拉 33、生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。——马克思 34、生命里最重要的事情是要有个远大的目标，并借助才能与坚毅来完成它。——歌德 35、事业常成于坚忍，毁于急躁。我在沙漠中曾亲眼看见，匆忙的旅人落在从容的后边；疾驰的骏马落在后头，缓步的骆驼继续向前。——萨迪 36、书不记，熟读可记；义不精，细思可精；惟有志不立，直是无着力处。——朱熹 37、谁有历经千辛万苦的意志，谁就能达到任何目的。——米南德 38、思想的形成，首先是意志的形成。——莫洛亚 39、泰山不让土壤，故能成其大；河海不择细流，故能就其深。——李斯 40、疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。——武者小路实笃 41、天行健，君子以自强不息。——文天祥 42、为学须刚与恒，不刚则隋隳，不恒则退。——冯子咸 43、伟大的作品不是靠力量，而是靠坚持来完成的。——约翰逊 44、我的本质不是我的意志的结果，相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。——费尔巴哈 45、我们应有恒心，尤其要有自信心！我们必须相信，我们的天赋是要用来做某种事情的。——居里夫人 46、我有两个忠实的助手，一个是我的耐心，另一个就是我的双手。——[法]蒙田 47、我之所以能在科学上成功，最重要的一点就是对科学的热爱，坚持长期探索。——（英国）达尔文 48、无论什么时候，不管遇到什么情况，我绝不允许自己有一点点灰心丧气。——爱迪生 49、无论是美女的歌声，还是鬣狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。——恰普曼 50、下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 51、向着某一天终于要达到的那个终极目标迈步还不够，还要把每一步骤看成目标，使它作为步骤而起作用。——歌德 52、要从容地着手去做一件事，但一旦开始，就要坚持到底。——比阿斯 53、要在这个世界上获得成功，就必须坚持到底：至死都不能放手。——伏尔泰 54、一个崇高的目标，只要不渝地追求，就会居为壮举；在它纯洁的目光里，一切美德必将胜利。——华兹华斯

1．LED日光灯由多颗超亮度小功率LED、透光性高的PC外罩、散热铝件及电源组成 2．LED日光灯采用的光源有草帽头和贴片灯珠两种型号。 其中常用的贴片灯珠有3528、5050、1W大功率等 3．LED日光灯外壳有两种： 1）透明的PC外壳，透光性能高，可看到里面的灯珠； 2）半透明的磨砂外壳，光线透出较柔和。 4．LED日光灯内置电源，工作电压为宽电压，从85V到265V均可使用。 5．LED日光灯可做成红、黄、蓝、绿、白、暖白颜色。
4．LED日光灯内置电源，工作电压为宽电压，从85V到265V均可使用。 1．LED日光灯由多颗超亮度小功率LED、透光性高的PC外罩、散热铝件及电源组成 * 低端LED灯的省电性还是低于节能灯（冷阴极管，CCFL）。 之一，寿命也是其10倍。 1、节能环保，使用寿命长：传统的日光灯中含有大量的水银蒸汽，会对环境造成 白炽灯的发展趋势主要是 不同用途和要求的白炽灯，其结构和部件不
1、节能环保，使用寿命长：传统的日光灯中含有大量的水银蒸汽，会对环境造成 污染，但LED灯不使用水银也不含铅，相对环保。耗电量是传统日光灯的三分 之一，寿命也是其10倍。 2、清静舒适,没有噪音 3、光线柔和,无频闪，保护眼睛：传统日光灯使用的是交流电，每分钟会有100120次频闪，led灯直接把交流电转换为直流电，无频闪，保护眼睛。 4、无紫外线,没有蚊虫：LED灯具不会产生紫外线，因此不会象传统的灯具那样， 有很多蚊虫围绕在光源旁。 5、电压可调80V－245V：传统的日光灯是通过整流器释放的高电压来点亮的， 当 电压低时无法点亮，led灯具不会出现这种现象。 6. 与普通的荧光灯相比,LED日光灯无需镇流器，无需启辉器，无频闪。
2200111-111--14 1-4
9
LED灯的优缺点分析

02
它反映了电力设备在消耗有功功 率的同时，对无功功率的消耗情 况。
功率因数低的影响
增加输配电线路的电能损耗
由于电流的有效值不变，功率因数越低，线路中的电压降越大， 导致电能损耗增加。
降低供电设备的利用率
由于无功功率的存在，使得变压器、发电机等设备的容量不能得到 充分利用。
增加电费支出
电力公司通常会对功率因数进行考核，对功率因数低的用户实行罚 款或加价。
日光灯电路及功率因数的 提高
• 引言 • 日光灯电路原理 • 功率因数提高的意义 • 无功补偿原理及方法 • 实际应用与案例分析 • 结论与展望
01
引言

主题简介
日光灯电路
日光灯电路是一种常见的照明电路，由日光灯管、镇流器、启辉器和灯座等部 分组成。
功率因数提高
功率因数是电力系统中一个重要的技术参数，反映了电力设备在消耗电能时的 效率。提高功率因数对于节约能源、降低损耗和改善电网质量具有重要意义。
日光灯的电感性负载会导致功率因数降低，增加 线路损耗和电网负担。
案例分析
某工厂的日光灯电路问题
该工厂大量使用日光灯照明，但由于电路设计不当，导致能 源浪费和灯光质量不稳定。
某家庭的日光灯使用情况
家庭用户在使用日光灯时，由于缺乏相关知识，也常常面临 功率因数低下和能源浪费的问题。
解决方案
采用电子镇流器
展望
随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，日光灯电路及功率因数的 提高将成为一个持续的研究方向。未来，我们可以从以下几个方面进一 步研究和探索
深入研究和开发新型的镇流器技术，以提高日光灯电路的功率因数和能 效。例如，研究基于电力电子技术的智能控制策略，实现对日光灯电路 的实时监测和控制，以达到更好的节能效果。