日光灯,也称为荧光灯,其工作原理主要基于气体放电和荧光现象。以下是其详细的工作原理:
启动过程
当开关接通时,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伏的电压使启辉器内的惰性气体(如氖气)电离,产生辉光放电。
辉光放电产生的热量使双金属片受热膨胀,U型动触片与静触片接通,于是镇流器线圈和灯管中的灯丝就有电流通过。
正常发光过程
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。
灯丝发射的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,碰撞管内氩气分子,使之迅速电离。
氩气电离生热,使水银产生蒸气,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。
镇流器的作用
镇流器是一个带铁芯的自感线圈,自感系数很大。
在日光灯启动时,镇流器能够产生较高的瞬时电压,帮助灯管内的气体击穿并放电。
一旦日光灯正常发光,镇流器则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,从而保护灯管并延长其使用寿命。
启辉器的作用
启辉器主要是一个充有氖气的小氖泡,里面装有两个电极——静触片和U型动触片。
当电源接通时,启辉器内的氖气电离产生辉光放电,使U型动触片受热膨胀并与静触片接触,电路导通。
随后,启辉器内的氖气停止放电,U型动触片冷却收缩并与静触片分离,电路断开。
在这一瞬间,镇流器产生很大的自感电动势,与电源电压叠加后作用于灯管两端,使灯管内的气体放电发光。
综上所述,日光灯通过电流激发荧光粉,产生可见光线。其启动和发光过程涉及气体放电、电离、紫外线激发荧光粉等多个步骤。镇流器和启辉器在日光灯的工作过程中起着至关重要的作用,分别负责启动和稳定电流。