日光灯是如何工作的

日光灯的工作原理是通过电流激发灯管内的气体和水银蒸气,使其产生紫外线,再由荧光粉将紫外线转化为可见光,从而达到照明的目的。
日光灯,又称荧光灯,是一种广泛应用于家庭、办公等场所的照明设备。它的工作原理涉及多个步骤:
1. 启动阶段:当开关接通时,电源电压通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。启辉器内的惰性气体在220伏的电压下电离,产生辉光放电。辉光放电的热量使启辉器内的双金属片受热膨胀,两极接触,形成通路。
2. 预热过程:电流通过镇流器和启辉器触极,加热灯管两端的灯丝。灯丝加热后发射出大量电子,为灯管启动做准备。
3. 断开瞬间: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。在此瞬间,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。
4. 紫外线的产生: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。
5. 可见光的产生:在紫外线的激发下,管壁内的荧光粉吸收紫外线,并释放出近乎白色的可见光。
6. 稳定工作: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。这时,镇流器起降压限流的作用,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。
综上所述,日光灯的工作原理涉及多个步骤,包括启动、预热、紫外线产生、可见光产生和稳定工作等。这些步骤相互关联,共同构成了日光灯的照明过程。