【训练目标】
1)理解荧光灯电路的组成及各组成部分的作用。
2)掌握荧光灯电路的原理。
3)学会安装荧光灯电路。
【器材准备】
1)荧光灯电路的元器件1套。
2)万用表1台。
【实验原理】
1.荧光灯电路的组成及电路图
荧光灯主要由灯管、镇流器、辉光启动器三个主要部件组成。
荧光灯电路图如图4-17所示。
图4-17 荧光灯电路图
2.组成及各部分作用
(1)荧光灯管 荧光灯管是一支细长的玻璃管,其内壁涂有一层荧光粉薄膜,在荧光灯管的两端装有钨丝,钨丝上涂有受热后易发射电子的氧化物。荧光灯管内抽成真空后,充有一定量的惰性气体和少量的汞气(水银蒸气)。惰性气体有利于荧光灯的启动,并延长灯管的使用寿命;水银蒸气作为主要的导电材料,在放电时产生紫外线激发荧光灯管内壁的荧光粉转换为可见光,如图4-18所示。
图4-18 荧光灯结构示意图
荧光灯开始启动时需要一个高电压,正常发光时灯管只允许通过不大的电流,这时要求加在灯管上的电压低于电源电压。
(2)镇流器 镇流器是一个带铁心的线圈,自感系数很大。它与辉光启动器配合产生瞬间高电压使荧光灯管导通,激发荧光粉发光,还可以限制和稳定电路的工作电流。
(3)辉光启动器 主要由辉光放电管和电容器组成,其内部结构如图4-19所示。辉光启动器主要是一个充有氖气的小氖泡,里面装有两个电极,一个是静触片,一个是由两个膨胀系数不同的金属制成的U型动触片。
(4)辉光启动器座 常用塑料或胶木制成,用于放置辉光启动器。
(5)灯座 一对绝缘灯座将荧光灯管支承在灯架上,再用导线连接成荧光灯的完整电路,灯座有开启式和插入式两种,如图4-20所示。
在灯座上安装灯管时,对插入式灯座,先将灯管一端灯脚插入带弹簧的一个灯座,稍用力使弹簧灯座活动部分向外退出一小段距离,另一端趁势插入不带弹簧的灯座;对开启式灯座,先将灯管两端灯脚同时卡入灯座的开缝中,再用手握住灯管两端灯头旋转约1/4圈,灯管的两个引出脚即被弹簧片卡紧使电路接通。
图4-19 辉光启动器与辉光启动器座
图4-20 荧光灯灯座
a)开启式 b)插入式
3.荧光灯电路的工作原理
接通电源,电源电压全部加在辉光启动器动、静触片之间,氖气辉光放电,发出红光;双金属片受热膨胀伸展,与静触片接触,电路接通,电流通过镇流器和灯丝,灯丝预热;辉光放电停止后,双金属片冷却收缩,与静触片断开,镇流器中电流突然中断,在自感作用下,产生较高的脉冲电压,加在灯管两端,引起灯管内水银蒸气弧光放电,辐射出紫外线,激发管壁上的荧光粉发出白光。
荧光灯正常发光后,镇流器起降压限流作用,而并联在灯管两端的辉光启动器不再起作用。
【训练内容与步骤】
1.荧光灯电路各零部件的检测
1)荧光灯的检测。灯管两端灯丝应有几欧姆的电阻,将万用表置于R×1档。(www.xing528.com)
2)镇流器的检测。将万用表置于R×10或R×1档。
3)辉光启动器的检测。辉光启动器不导通,电容器应有充电效应。
4)检查荧光灯灯座、辉光启动器的底座。检查荧光灯插座、辉光启动器的底座内接线是否良好,有无损坏。
5)检查灯管的功率和镇流器的功率是否相同,否则灯管不能发光或是灯管和镇流器损坏。
2.安装荧光灯电路
1)布局定位。根据荧光灯电路各零部件的尺寸大小进行合理布局定位,在实验台上安装荧光灯电路。
2)电路连接。根据荧光灯电路图将实验台上荧光灯电路的各零部件用相应的导线连接起来,进行荧光灯电路的安装。
灯座一端的电线与电源的零线连接,另一端与镇流器连接,电源的相线接入开关,连接开关和镇流器,镇流器必须与灯管串联,启辉器与灯管并联。
3)通电前检查。接好电路,用万用表电阻档检查电路的通断。
4)经老师检查合格后,合上开关,通电试验,仔细观察荧光灯电路的启动情况。
3.操作工艺要求
1)灯座支架面面相对,垂直安装。
2)支架间距适中,与灯管长度配套。
3)软导线与镇流器引出线的连接接触良好。
4)镇流器居中安置在灯架内。
5)辉光启动器座可以固定在灯架内或灯架外两侧,便于维修和安装辉光启动器。
6)为统一美观,准备三种色彩的单根多股软导线:红色作相线标志,连接镇流器;黑色或深色作零线标志;黄色导线作辉光启动器两端的引线。
4.注意事项
1)在通电试验中,严禁用手乱摸荧光灯,在出现故障时一定要先脱离电源再找原因,不可在通电情况下排除故障。
2)不允许带电接、拆线。发生异常现象,应立即断开电源开关。
3)万用表档位不可拨错。
4)实验过程中注意同学间相互协助。
5)分工明确,注意教师引导。
6)注意人身安全和设备安全。
5.荧光灯电路的检测
以荧光灯不能启动或不能发光为例,分析可能产生这种情况的原因并进行检测。
1)辉光启动器损坏或与底座接触不良,应予维修或更换。
2)新装荧光灯,有可能发生接线错误,对照线路图,仔细检查,若是接线错误,应更正。
3)若灯丝断开或灯管漏气,应观察通电瞬间现象、用万用表电阻挡分别检测两端灯丝。
4)灯脚与灯座接触不良,应除去灯脚与灯座接触面上的氧化物,再插入通电试用。
5)如镇流器内部线圈开路、接头松动或灯管不配套,可用一个在其他荧光灯电路上正常工作而又与该灯管配套的镇流器代替。如灯管正常工作,则证明镇流器有问题,应更换。
6)若电源电压太低或线路电压降太大,可用万用表交流档检查荧光灯电源电压。
【分析与思考】
简述荧光灯电路的工作原理,画出其电路原理图。
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