2019第2章第3节自感现象的应用语文

第3节自感现象的应用
1．日光灯的构造及电路图
完整的日光灯电路包括日光灯管、镇流器、启动器、开关等主要部件．其电路如图2－3－1所示．
图2－3－1
2．日光灯的主要元件的构造及作用
启动器、灯管、镇流器的比较
1．日光灯使用的是稳恒电流．(×)
2．日光灯正常发光后，启动器就不起什么作用了．(√)
3．镇流器只起升压作用．(×)
[后思考]
日光灯灯管两端的电极是相通的吗？
【提示】不是．灯管两端有电极，中间有水银蒸气．
[合作探讨]
在如图2－3－2所示的日光灯原理图中：
图2－3－2
探讨1：开关刚合上时，220 V电压加在什么元件上？
【提示】启动器
探讨2：镇流器在日光灯点燃瞬间的作用是什么？
【提示】提供瞬间高压
[核心点击]
日光灯工作的三个阶段
1．开关闭合后，启动器动触片与静触片接触，使灯丝和镇流器线圈中有电流流过，使灯丝预热．
2．电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开．在电路突然断开的瞬间，由于通过镇流器的电流急剧减小，会产生很大的自感电动势，方向与原来的电压方向相同，自感电动势与电源电压一起加在灯管两端，形成一个瞬时高电压，使灯管中的气体击穿，于是日光灯开始发光．
3．日光灯正常发光后，由于交变电流通过镇流器线圈，线圈中会产生自感电动势，它总是阻碍电流变化，镇流器起降压限流的作用，保证日光灯正常发光．1．如图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是() 【解析】根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要预热发出电子，灯管两端应有瞬时高压，这两个条件缺一不可．当动、静触片分离后，选项B中灯管和电源断开，选项B错误；选项C中镇流器与灯管断开，无法将瞬时高压加在灯管两端，选项C错误；选项D中灯丝左、右两端分别被短接，无法预热放出电子，不能使灯管气体导电，选项D错误．只有A项满足发光条件．【答案】 A
2．(多选)关于日光灯的下列说法正确的是()
A．启动器触片接通时，镇流器产生瞬时高压
B．工作时，镇流器降压、限流，保证日光灯管正常发光
C．工作时，镇流器使日光灯管的电压稳定在220 V
D．正常工作和不工作时，双金属片的状态相同
【解析】启动器接通后再断开时，镇流器产生瞬时高压，而不是接通时产生高压，故A错误．日光灯正常工作时，因交流电通过镇流器产生自感电动势，起降压限流作用，故B正确．保证日光灯管正常工作，此时有电流通过日光灯管，灯管两端电压小于220 V，故C错误．启动器在启动时，相当于自动开关的作用，启动后双金属片恢复原状，故D正确．
【答案】BD
3．(多选)启动器由电容器和氖管两大部分组成，其中氖管中充有氖气，内部有静触片和U形动触片．通常动、静触片不接触，有一个小缝隙，则下列说法中正确的是()
【导学号：05002042】A．当电源的电压加在启动器两极时，氖气放电并产生热量，导致U形动触片受热膨胀
B．当电源的电压加在启动器两极后，启动器的两个触片才接触，使电路有电流通过
C．电源的电压加在启动器两极前，启动器的两个触片就接触着，电路就已经有电流通过
D．当电路接通后，两个触片冷却，两个触片重新分离
【解析】依据日光灯的工作原理可知，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生热量使U形动触片膨胀伸长，跟静触片接触把电路接通．电路接通后，启动器的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开．
【答案】ABD
镇流器的作用
日光灯管在启动时需要500～700 V的瞬时高压，这个高压是由镇流器产生的自感电动势与电源电压叠加后产生的．当灯管正常发光后，它的电阻变得很小，允许通过较小的电流，需要加在它两端的电压变小，镇流器这时又起到给灯管降压限流的作用．
1．感应圈
(1)工作原理
利用自感现象用低压直流电源来获得高电压．
(2)结构
主要由直接绕在铁芯上的初级线圈和接在放电器上的次级线圈构成．
(3)用途
在物理、化学实验室里可以作为小功率高压电源，在汽车、煤气灶点火装置中产生高压电火花完成点火工作．
2．自感现象的其他应用
(1)应用
在广播电台和电视台的无线电设备中，用自感线圈和电容器组成振荡电路来发射电磁波；在收音机和电视机中，同样也用振荡电路来接收电磁波．另外电焊机也利用了自感现象，使焊条与工件之间的空隙产生电弧火花，使工件局部熔化．
(2)危害
在电路中，开关断开时产生电弧火花，烧坏开关或造成安全隐患．
[再判断]
1．感应圈可以利用低电压获得高电压．(√)
2．感应圈可以利用低功率获得高功率．(×)
[后思考]
在加油站附近为什么要禁止用手机接打电话？
【提示】加油站附近空气中汽油的浓度较高，在用手机接打电话时，电话
电路中有可能由于自感产生电火花，引起危险．
[合作探讨]
在进行电焊时，焊条和金属工件被熔化，那么点火电压一定很高吗？
【提示】在电焊时，电弧的电流可达几十至几百安，电弧中心的气体温度可达6 000 ℃，焊条熔液的温度约为2 000 ℃.焊条和金属工件的电阻很小，所以电焊所用的电压并不是很高，点火电压约70 V，维持电弧的电压约25 V.
[核心点击]
感应圈工作原理
如图2－3－3所示，是感应圈的原理图，闭合开关S，低压直流电源接通．开关S和弹簧片DK与初级线圈L1构成回路．此时，铁芯被磁化，吸引弹簧片DK，使L1断路，瞬时无电流通过，铁芯失磁，弹簧片DK返回，L1回路再次接通．在这样的反复过程中，L1中产生变化的电流．在通、断的瞬间，由于初级线圈中的电流迅速变化，L1的自感电动势会猛增至数百伏．次级线圈L2的线圈匝数约为L1的100倍，于是在次级线圈L2的两端感应出数万伏的高压．
图2－3－3
4．关于感应圈下列说法不正确的是()
A．感应圈是利用自感现象来获得高电压的装置
B．在工程中，感应圈可作为大功率高压电源使用
C．煤气灶电子点火装置，是利用感应圈产生高电压电火花来完成的
D．感应圈的主要构造包括绕在铁芯上的两个绝缘线圈及继电器等
【解析】感应圈是利用自感现象，通过低压直流电源来获得高电压的装置，A正确．受直流电源提供电功率的限制，感应圈不能作为大功率高压电源使用，B不正确．感应圈的主要构造包括两个绝缘线圈和继电器等，D正确．煤气灶电子点火装置是利用感应圈产生的高电压电火花来完成的，C正确．【答案】 B
5．(多选)下列属于自感现象的是()
【导学号：05002043】
A．电焊机在进行电焊时，产生电弧火花
B．拔下家用电器的电源插头看到电火花
C．大型电动机断开开关产生电弧火花
D．用高频交流电焊接自行车零件
【解析】用高频交流电焊接自行车零件是涡流的典型应用，故D不符合题意．
【答案】ABC
感应圈用途
可以用于低气压放电管、阴极射线管、X射线管、光谱管实验；还可以用来演示空气中的火花放电现象、液体及固体介质的电击穿现象以及在空气中获得臭氧等．另外，汽车发动机点火装置、煤气灶电子点火装置等，都是利用感应圈产生的高压电火花来完成点火工作的．。