在荧光灯电路中,支路电流比总电流大的原因是因为荧光灯电路中有一个电感线圈,它会导致电路中产生电感反应,从而使电路中的电流滞后于电压。这种现象就是所谓的“电感性负载”。
在电感性负载中,电感线圈会产生磁场,当电压变化时,磁场也会发生变化,从而产生一个电动势,这个电动势会阻碍电流的变化,从而使电流滞后于电压。这种滞后现象会导致电路中的电流波形不同于电压波形,即电流波形比电压波形滞后一段时间。

在荧光灯电路中,由于电感线圈的存在,电路中会出现电感性负载,从而导致电流滞后于电压,使得支路电流比总电流大。这也是荧光灯电路中功率因数较低的原因之一,因为功率因数是指电路中有用功率与视在功率的比值,而电感性负载会导致视在功率比有用功率要大。为了提高荧光灯电路的功率因数,可以采用电容补偿或使用电子镇流器等措施来消除电感性负载的影响。
荧光灯想要连接电线,需要如何操作?
在图示的电路中,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,辉光产生的热量使U型动触片膨胀伸长,跟静触片接通,于是镇流器线圈和灯管中的灯丝就有电流通过。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。镇流器起到降压限流的作用,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。
镇流器在启动时产生瞬时高压,在正常工作时起降压限流作用;启辉器中电容器的作用是避免产生电火花。
发光原理
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灯管内部物质:灯管内含有水银蒸汽和少量的惰性气体(氩气),管壁上涂有荧光物质
灯管通电后为什么会发光?
每种原子的电子都有不同的能级,主要取决几个因素,包括它们的速度和离原子核的距离。电子不同的能量等级占有不同的轨函数和轨道。通常来说,有着大能量的电子就会离原子核更远。 当原子吸收或释放能量的时候,电子就会在低轨道和高轨道之间移动。原子吸收能量后电子可以跃迁到一个更高的轨道(远离原子核),由于电子在高能级不稳定,所以会自发的回到较低轨道,这时电子就以光子的形式放出额外的能量。发光的波长取决于有多少能量被释放出来,这也就取决于电子所在的轨道位置。因此,不同种类的原子就会释放出不同频率的光子,这几乎是所有光源最基本的工作机制。荧光灯的中心元件是一个密封的玻璃管,管内含有少量水银和惰性气体,通常是氩气,通过惰性气体保护汞蒸汽不会发生化学反应。灯管内壁涂有荧光物质。
当灯管内的惰性气体在高压下电离后,形成气体导电电流,运动的气体离子在与汞原子碰撞作用之间不断地给了汞原子能量,使得汞原子的核外电子总能从低轨道跃迁到高轨道,之后汞原子的核外电子由于具有较高的能量会自发地再从高轨道向低轨道(或基态)跃迁,以光子的形式向外释放能量,同时由于汞原子的原子特征谱线大部分集中在紫外区域,可知,汞原子释放出来的光子大部分在紫外区域,这些高能量的光子(紫外线)在和荧光物质的撞击之间产生了白光。

市场上的荧光灯有很多种型号 ,小到几瓦大到几十几百瓦 ,型号多种多样,而且亮度也各不同 ,而根据荧光灯的大小,它的输入电压也有一定的限制 。我们在连接电源的时候,一定要先确认荧光灯的输入电压是多少 ,根据荧光灯的输入电压的大小来决定接入电源的方式 ,比如有的荧光灯为直接的220V输入电压,而有的荧光灯输入电压为几伏的直流电压 。
对于直接输入电压为220V的荧光灯,我们可以直接连接我们的市电,也就是家里的照明电220V电压 ,而对于有一些直流电压,输入几伏甚至几十伏的 直流电压荧光灯 ,就需要有变压器或者是带有整流桥的变压器 ,同时还要区分是直流输入还是交流输入 ,注意:这些输入直流和交流的电压是非常重要的,一定要区分开 。
需要直流电压的荧光灯 ,需要带有整流桥的变压器 ,而需要几伏或者是几十伏交流输入的荧光灯 ,只需要相同输出的电压的变压器就可以 ,变压器的初端接入我们的家里的电源 ,次端直接连接荧光灯 。
还有一种连接电源的方式 ,也就是动力电380V的电源连接荧光灯 ,这种电源连接只需要引出一根火线,一根零线就可以 ,按照以上的220V电压的连接方式连接即可 ,但是这样的电压极不稳定 ,在大型设备运作的同时,会使电压降低 ,而有可能会导致荧光灯忽暗忽亮,降低荧光灯的使用寿命。目前来说需要特殊电压输入的荧光灯,一般在出厂的时候都带有变压器,或者是带有整流桥的变压器 ,而我们只需要连接变压器之后,自己直接连接荧光灯即可 ,大大方便了我们安装荧光灯的一些方式和采购变压器的烦恼 ,增加了工作效率 ,减少了采购的繁琐流程 。


