一個簡單的日光燈電路由燈管、啟輝器和鎮(zhèn)流器等組成,如圖1所示。日光燈管的內(nèi)壁涂有一層熒光物質(zhì),管兩端裝有燈絲電極,燈絲上涂有受熱后易發(fā)射電子的氧化物,管內(nèi)充有稀薄的惰性氣體和水銀蒸氣。鎮(zhèn)流器是一個帶有鐵心的電感線圈。啟輝器由一個輝光管(管內(nèi)由固定觸頭和倒u形雙金屬片構(gòu)成)和一個小容量的電容組成,裝在一個圓柱形的外殼內(nèi)。
當(dāng)接通電源時,由于燈管沒有點燃,啟輝器的輝光管上(管內(nèi)的固定觸頭與倒u形雙金屬片之間)因承受了220v的電源電壓而輝光放電,使倒u形雙金屬片受熱彎曲而與固定觸頭接觸,電流通過鎮(zhèn)流器及燈管兩端的燈絲及啟輝器構(gòu)成回路。燈絲因有電流(啟動電流)流過被加熱而發(fā)射電子。同時,啟輝器中的倒u形雙金屬片由于輝光放電結(jié)束而冷卻,與固定觸頭分離,使電路突然斷開。在此瞬間,鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的較高感應(yīng)電壓與電源電壓一齊( 約400--600v )加在燈管的兩端,迫使管內(nèi)發(fā)生弧光放電而發(fā)光。燈管點燃后,由于鎮(zhèn)流器的限流作用,使得燈管兩端的電壓較低(20w燈管約60v左右),而啟輝器與燈管并聯(lián),較低的電壓不能使啟輝器再次動作。
在日常生活中,當(dāng)日光燈上缺少了啟輝器時,人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器的兩端短接一下,然后迅速斷開,使日光燈點亮;或用一只啟輝器去點亮多只同類型的日光燈,這是為什么?(he-16實驗箱上有短接按鈕,可用它代替啟輝器做一下試驗。)
功率因數(shù)的提高
日常生活中,感性負(fù)載很多,如變壓器、電動機(jī)等,其功率因數(shù)都較低。當(dāng)負(fù)載端電壓一定時,功率因數(shù)越低,輸電線中的電流就越大,電能在輸電線上的損耗增大,傳輸效率降低,發(fā)電設(shè)備的容量得不到充分的利用。從經(jīng)濟(jì)效益來說,這無疑也是一個損失,應(yīng)該設(shè)法提高負(fù)載端的功率因數(shù)。實際常采用的方法是在負(fù)載端并聯(lián)電容器,這樣以通過電容器中的容性電流補償原負(fù)載中的感性電流,雖然此時負(fù)載消耗的有功功率不變,但是隨著負(fù)載端功率因數(shù)的提高,輸電線路中的總電流減小,線路損耗降低,因此提高了電源設(shè)備的利用率和傳輸效率。
日光燈電路中,燈管在工作時可以認(rèn)為是一個電阻負(fù)載,鎮(zhèn)流器是一個電感較大的感性負(fù)載,整個日光燈電路是一個rl串聯(lián)的電路,其功率因數(shù)一般在0.5左右。