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什么是荧光灯?荧光灯工作原理简述,荧光灯接线图

2016-08-21 13:29分类:电工基础知识 阅读:

 

    荧光灯俗称日光灯,是应用最广的气体放电光源。它是靠汞蒸气电离形成气体放电,导致管壁的荧光物质发光。目前我国生产的荧光灯有普通荧光灯和三基色荧光灯。三基色荧光灯具有高显色指数,色温达5600K,在这种光源下,能保证物体颜色的真实性。所以适用于照度要求高,需辨别色彩的室内照明。
 
    荧光灯由哪几部分组成?
    荧光灯主要由灯管、辉光启动器、镇流器、灯座和灯架等组成,如图所示。
荧光灯的结构图
   1)灯管:灯管由一根直径为15~ 40. Smm的玻璃管、灯丝、灯头和灯脚等组成。灯管内壁上涂有一层荧光粉(有毒的金属盐),灯管两端各有一个灯丝,灯丝由钨丝构成,用以发射电子。灯管内在真空情况下充有一定量的氩气与少量汞(水银)。
    常用灯管的功率有6W、8W、12W、15W、20W、30W和40W等。
    2)辉光启动器:主要由氖泡、电容器、电极、外壳等组成。氖泡为充有氖气的玻璃泡,其内装有由U形双金属片及静触头组成的两个电极,其间留有很小的间隙。电容器用以消除U形双金属片脱离静触头时发生的火花。并避免荧光灯对收音机和电视机的干扰。如果电容被击穿,去掉后氖泡仍可使灯管正常发光,但失去吸收干扰杂波的作用。
    辉光启动器的规格有4~8W、15~20W、30~40W和通用型4—40W等。
    3)镇流器:镇流器有两个作用,在启动时与辉光启动器的配合,产生瞬时高电压,促使灯管放电;在工作时利用串联在电路中的电感来限制灯管中的电流,以延长灯管的使用寿命。
    镇流器的选用必须与灯管配套(否则会影响荧光灯的使用寿命),即镇流器的功率必须与灯管的功率相同,常用的有6W、8W、15W、30W和40W等规格(电压均为220V)。
    4)灯座:一对绝缘灯座将荧光灯管支撑在灯架上,再用导线连接成荧光灯的完整电路。灯座有开启式和插入弹簧式两种。开启式灯座还有大型和小型两种,6W、8W和12W等细灯管用小型灯座,15W以上的灯管用大型灯座。
    5)灯架:灯架是用来固定灯座、灯管。辉光启动器等荧光灯零部件的,有木制、铁皮制、铝制等几种。其规格与灯管尺寸相配合,根据灯管数量和日照方向而选用。木制灯架一般用作散件自制组装的荧光灯具,而铁皮制灯架一般是厂家装好的套件荧光灯具。
 
    荧光灯镇流器有哪几种类型?
    由于气体放电灯(如荧光灯、霓虹灯等)是一种负阻性电光源,要使其正常稳定工作,需加一个限流装置。这个限流装置叫做镇流器。目前气体放电灯使用的镇流器主要有两种:电感式镇流器和高频交流电子镇流器。
    1)电感式镇流器:电感式镇流器主要由铁心和线圈组成。镇流器是一只绕在硅钢片铁心上的电感线圈,它有两个作用:在启动时与辉光启动器配合,产生瞬时高电压,促使灯管放电;在工作时起限制灯管中电流的作用。为了改善荧光灯的启动性能,可采用双线圈镇流器。双线圈镇流器中有主线圈L与附加线圈(又称副线圈)L1。L1与L经灯丝反向串联,可使启动时灯丝电流加大,易于灯管点燃。当灯管点燃后,灯丝回路处于断开状态,L1不再起作用。接线时,主副线圈不能接错,否则会烧毁灯管或镇流器。
    2)电子镇流器:由于电感式镇流器工作在工频市电频率,体积大、笨重,还需要消耗大量的铜和硅钢等金属材料,散热困难、镇流效率低、发光有频闪,所以现在一些电光源界的科技工作者正在寻找新的镇流方法,而高频交流电子镇流器就是一种有效的方法。
    由于高频交流电子镇流采用高频开关变换电子线路的方法实现镇流,具有无频闪、镇流效率高、体积小、重量轻、可调光、不使用大量铜材和硅钢材料等一系列优点,利用高频交流电子镇流器后,可较普通电感式镇流器节电20 010左右。所以自20世纪70年代以来,高频交流电子镇流器一经问世就受到了广大用户的欢迎,而且目前采用电子镇流器的产品越来越多。
 
    荧光灯是怎样工作的?
荧光灯的原理接线图
    当荧光灯接入电路以后,电源电压经过镇流器、灯丝,加在辉光启动器的U形双金属片和静触头之间,引辉光启动器放电。放电时产生的热量使双金属片膨胀并向外伸张,与静触头接触,接通电路,使灯丝受热并发射出电子。与此同时,由于双金属片与静触头相接触而停止启动辉光放电,使双金属片逐渐冷却并向里弯曲,脱离静触头。在触头断开的瞬间,镇流器两端会产生一个比电源电压高很多的感应电动势。这个感应电动势加在灯管两端,使大量电子从灯管中流过。电子在运动中冲击管内的气体,发出肉眼看的紫外线。紫外线激发灯管内壁的荧光粉后,发出了近似日光的可见光。
 
    荧光灯接线原理图有哪几种?
    1)直管形荧光灯:由于,荧光灯的工作环境受温度和电源电压的影响较大。当温度过低或电源电压偏低时,可能会造成荧光灯启动困难。为了改善荧光灯的启动性能,可采用双线圈镇流器,双线圈镇流器荧光灯的接线原理图如图所示,其中附加线圈厶与主线圈L经灯丝反向串联,可使启动时灯丝电流加大,易于使灯管点燃。当灯管点燃后,灯丝回路处于断开状态,L1即不再起作用。接线时,主副线圈不能接错,否则可能会烧毁灯管或镇流器。
直管形荧光灯的接线原理图
    另外,近几年荧光灯越来越多地使用电子镇流器。由于电子镇流器具有良好的启动性能及高效节能等优点,正在逐步取代传统的电感式镇流器。市场上销售的电子镇流器种类很多,但其基本工作原理都是利用电子振荡电路产生高频、高压加在灯管两端,而直接点燃灯管,省去了辉光启动器。采用电子镇流器荧光灯的接线原理图如上面所示。
环形荧光灯的接线原理图
    2)环形荧光灯:环形荧光灯的灯管制成圆环形,由于它可以配用各种造型美观的灯具,不仅有良好的照明效果,还具有很好的装饰性,因此应用十分广泛。环形荧光灯的工作原理及接线与普通直管形荧光灯相同,环形荧光灯的接线原理图如图8-6所示。特别指出的是,此种灯的接线需配用专用的灯管插座,一般与灯管成套出售。
节能型荧光灯的接线原理图
    3)节能型荧光灯:节能型荧光灯是采用特殊的三基色荧光粉制成的节能电光源,已形成多种管形和功率规格的系列产品,常见的有U形、H形、0形和W形等多种,如图所示。节能型荧光灯一般将辉光启动器接在灯管内部,使外部接线十分简单,节能型荧光灯的接线原理图如图所示(采用电子镇流器的荧光灯内部接的是电容器,选用时应注意)。另外,还有的节能型荧光灯把微型镇流器封装在管座内,制成结构更为紧凑的“节能灯”,使用非常方便。
 
    怎样安装荧光灯?
    荧光灯的安装形式有多种形式,但一般常采用吸顶式和吊链式。荧光灯的安装示意图如图8-8所示。
荧光灯的安装示意图
    安装荧光灯时应注意以下几点:
    1)安装荧光灯时,应按图正确接线;
    2)镇流器必须与电源电压、荧光灯功率相匹配,不可混用;
    3)辉光启动器的规格应根据荧光灯的功率大小来决定,辉光启动器应安装在灯架上便于检修的位置;
    4)灯管应采用弹簧式或旋转式专用的配套灯座,以保证灯脚与电源线接触良好,并可使灯管固定;
    5)为防止灯管脚松动脱落,应采用弹簧安全灯脚或用扎线将灯管固定在灯架上,不得用电线直接连接在灯脚上,以免产生不良后果;
    6)荧光灯配用电线不应受力,灯架应用吊杆或吊链悬挂;
    7)对环形荧光灯的灯头不能旋转,否则会引起灯丝短路。
 
    使用荧光灯时应注意哪些事项?
    1)荧光灯的部件较多,应检查接线是否有误,经检查无误后,方可接电使用;
    2)荧光灯的镇流器和辉光启动器应与灯管的功率相匹配;
    3)镇流器在工作中必须注意它的散热;
    4)电源电压变化太大,将影响灯的光效和寿命,一般电压变化不宜超过额定电压的±5%;
    5)荧光灯工作最适宜的环境温度为18~ 25℃。环境温度过高或过低都会造成启动困难和光效下降;
    6)破碎的灯管要及时妥善处理,防止汞害;
    7)荧光灯启动时,其灯丝所涂能发射电子的物质被加热冲击、发射,以致发生溅散现象(把灯丝表面所涂的氧化物打落)。启动次数越多,所涂的物质消耗越快。因此,使用中尽量减少开关的次数,更不应随意开关灯,以延长使用寿命。

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