日光灯电路应用举例

日光灯也称荧光灯,光线柔和,发光效率比白炽灯高,其温度在40～50℃,所消耗的电功率仅为同样明亮程度的白炽灯的被广泛用于生活照明。

(1)日光灯的组成

日光灯电路主要由灯管、启辉器和镇流器组成。接线示意图如图3.7.5所示。启辉器结构示意图如图3.7.6所示。

图3.7.5　日光灯电路

图3.7.6　启辉器结构示意图

(2)日光灯的工作原理

当日光灯电路接通电源后,因灯管尚未导通,故电源电压全部加在启辉器两端,发生辉光放电,使可动电极的双金属片因受热膨胀而与固定电极接触,于是电源、镇流器、灯丝和启辉器构成一个闭合回路,通过的电流使灯管的灯丝得到预热而发射电子。两电极接触后,辉光放电熄灭,随之双金属片冷缩与固定电极断开,断开的瞬间电流突然消失,于是镇流器两端产生一个比电源电压高很多的感应电动势,连同电源电压一起加在灯管的两端,使灯管内的惰性气体电离而引起弧光放电,产生大量紫外线,灯管内壁的荧光粉吸收紫外线后,辐射出可见光,日光灯就开始正常工作。

在正常状态下,交变电流通过镇流器线圈,在线圈两端产生压降,镇流器承受着电源电压的大部分,灯管两端的电压则为其额定值。因此,整流器起着降压限流的作用。

日光灯电路的电路模型及相量图如图3.7.7所示。其中,镇流器视为L、r串联电路,灯管视为电阻R。电流、电压关系式及功率分别为

图3.7.7　日光灯电路的电路模型及相量图

【例3.7.1】　30W的日光灯接于220 V工频电源电压上。已知灯管的管压降为110 V。求:

(1)灯管的电阻R和镇流器(视为纯电感)的电感L;(www.xing528.com)

(2)电路的功率因数;

(3)若将电路的功率因数提高到0.9应并联多大的电容?

解　(1)由于日光灯消耗的功率即为电阻消耗的功率,则电路中的电流为

灯管的电阻R为

镇流器的电感L为

(2)因P=UI cosφ1=220×0.27×cosφ1=30 W,故电路的功率因数为

(3)因φ=arccos 0.9=25.84°,应并联的电容为

【思考与练习】

3.7.1　简述有功功率、无功功率、视在功率的物理意义及三者之间的关系。

3.7.2　感性负载提高功率因数可否用串联电容和并联电阻的方法提高功率因数?

3.7.3　日光灯电路主要由哪几部分组成?各部分的作用是什么?