一、日光燈的發(fā)明及原理
日光燈一般也叫熒光燈,傳統(tǒng)型熒光燈即低壓汞燈,是利用低氣壓的汞蒸氣在通電后釋放紫外線,從而使熒光粉發(fā)出可見光的原理發(fā)光。因此它屬于低氣壓弧光放電光源。
1852年,英國物理學家斯托克期發(fā)現(xiàn)了一種碰到光就能產(chǎn)生另一種光的熒光物質(zhì)。
1879年,愛迪生發(fā)明了白熾燈。
1902年,黑維特發(fā)明了水銀燈。
19l0年,法國科學家克勞特獲得了霓虹燈的發(fā)明專利。
1938年美國通用電子公司的研究人員伊曼制作了熒光燈
隨著科技的發(fā)展日光燈從發(fā)現(xiàn)使用至今已經(jīng)100多年歷史的,目前已經(jīng)升級到T4
T4燈管的直徑就是(4/8)×25.4=12.7 mm
T5 就是表示燈管的直徑就是(5/8)×25.4=16 mm
T8 就是表示燈管的直徑就是(8/8)×25.4=25.4mm
T9 就是表示燈管的直徑就是(9/8)×25.4=28.6mm
T10 就是表示燈管的直徑就是(10/8)×25.4=31.8mm
理論上,越細的燈管效率越高,也就是說相同瓦數(shù)發(fā)光越多。為了節(jié)約成本,T5、T4都采用了微型支架的形式出售,就是鎮(zhèn)流器含在支架的微型空間里面,這種鎮(zhèn)流器的效率和質(zhì)量一般都不大好,導致應該很高效率的燈管反而不如常規(guī)的T8燈管亮,壽命方面也有點打折。
二、日光燈的優(yōu)缺點
1、優(yōu)點
日光燈是在通電后,水銀蒸氣放電,同時產(chǎn)生紫外線,紫外線激發(fā)管內(nèi)壁的熒光物質(zhì)而發(fā)出可見光。與白熾燈相比,它具有色溫容易控制,發(fā)光效率比高,發(fā)光面積較大,使用壽命長的優(yōu)點。
白熾燈發(fā)光效率:15% 日光燈發(fā)光效率:90%
白熾燈使用壽命:1000小時 日光燈使用壽命:3000小時
2、缺點
電路復雜,需要啟動電路(鎮(zhèn)流器)
含有重金屬(主要是汞)
價格也比白熾燈貴很多
有頻閃現(xiàn)象,有些場合不適合使用
日光燈頻閃,因為我們國家的交流電頻率是50赫茲,導致燈管每秒鐘出現(xiàn)100次的閃爍。燈管內(nèi)壁的熒光粉雖然有一定的余輝時間,但即使在這百分之一秒內(nèi)也會迅速變暗導致頻閃現(xiàn)象。
3、危害性
傷害眼睛:雖然人的眼睛不易察覺,但長期處在這種光源下對眼睛有一定的危害,特別是用舊的日光燈,這種頻閃更加明顯。
產(chǎn)生錯覺:光強閃爍還干擾視覺中樞對圖象的處理和綜合分析,從而形成眩目和視覺錯覺等現(xiàn)象。比如,會把正常高速轉(zhuǎn)動的物體看成慢轉(zhuǎn)甚至反轉(zhuǎn),把高速飛行的球看成是斷續(xù)的。如在有轉(zhuǎn)動物體的車間,當轉(zhuǎn)動頻率是燈光閃爍頻率的整數(shù)倍時,轉(zhuǎn)動的東西看上去象靜止一樣,往往因此造成事故
三、日光燈的使用
1、日光燈工作條件
日光燈正常工作電壓
2、日光燈電路的組成
日光燈線路示意圖
3、日光燈管的結(jié)構(gòu)和作用
日光燈管頭部結(jié)構(gòu)組成
燈絲:給氣體加熱,發(fā)射電子使氬氣電離
氬氣:氬氣電離生熱,熱量使水銀產(chǎn)生蒸氣
水銀蒸氣:在高壓下導電,發(fā)出紫外線
熒光粉:受到紫外線照射時發(fā)出可見光
4、鎮(zhèn)流器結(jié)構(gòu)和作用
日光燈鎮(zhèn)流器
5、啟輝器組成和作用
啟輝器在啟動的時候就相當于一個開關的作用
啟輝器結(jié)構(gòu)圖
6、日光燈工作過程
220伏的電壓立即使啟輝器氖泡內(nèi)的氖氣電離,產(chǎn)生輝光放電,放電產(chǎn)生的熱量使雙金屬片受熱膨脹
啟動過程1-4
雙金屬片受熱膨脹碰到靜觸片,啟輝器接通,電路形成回路,電流使燈絲預熱,發(fā)射出大量電子,而啟輝器兩端電壓為零v停止放電。
起輝器停止放電后,雙金屬片冷卻而與靜觸極斷開,當兩個電極斷開的瞬間,電路中的電流突然消失,于是鎮(zhèn)流器產(chǎn)生一個高壓脈沖約800多伏,它與電源電壓220伏疊加后,得到1000多伏的電壓,加到燈管兩端,燈絲受熱時發(fā)射出來的大量電子,在燈管兩端高電壓作用下,以極大的速度運動,碰撞管內(nèi)氬氣分子,使之迅速電離。氬氣電離生熱,熱量使水銀產(chǎn)生蒸氣,隨之水銀蒸氣也被電離,并發(fā)出強烈的紫外線。在紫外線的激發(fā)下,管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見光。
日光燈正常發(fā)光后。由于交流電不斷通過鎮(zhèn)流器的線圈,線圈中產(chǎn)生自感電動勢,自感電動勢阻礙線圈中的電流變化。鎮(zhèn)流器起到降壓限流的作用,使電流穩(wěn)定在燈管的額定電流范圍內(nèi),燈管兩端電壓也穩(wěn)定在額定工作電壓范圍內(nèi)108v。由于這個電壓低于啟輝器的電離電壓,所以并聯(lián)在兩端的啟輝器也就不再起作用了。
四、日光燈的故障維修
1、燈不亮,燈絲也不紅
故障原因:線路未通,或其中有部件損壞。
可用電筆按火線進線順序檢查線路,是否有斷路處。依次檢查開關、鎮(zhèn)流器、啟輝器的接線??捎寐萁z刀將啟輝器兩接頭瞬間短路來判斷啟輝器是否損壞,因為這一操作與氖管的跳動有同樣作用。如啟輝器損壞,更換啟輝器即可。否則,可能是線路其他部分斷路。除以上原因外,還可以檢查鎮(zhèn)流器內(nèi)部是否斷線,燈管的燈絲是否,斷路。找到故障后,即可設法修復或換新。
2、日光燈兩端燈絲發(fā)紅,燈管不亮
故障原因:線路未通,或其中有部件損壞。
啟輝器中氖泡或電容斷路,使電源電壓加至日光燈兩端燈絲,但無法使日光燈管啟輝。檢修時,可用簡易方法立即證明啟輝器是否損壞,只要將啟輝器取下,在取下一瞬間(即斷開瞬間),日光燈管點亮,也可用螺絲刀在啟輝器插座兩接觸片瞬間短路,日光燈管點亮。這樣都證明啟輝器已損壞,應予換新。
3、鎮(zhèn)流器(有線圈的鎮(zhèn)流器)發(fā)出很重的交流響聲
故障原因:鎮(zhèn)流器的硅鋼片之間松動。
應更換新的鎮(zhèn)流器。若是有維修經(jīng)驗者,可拆下鎮(zhèn)流器,將矽鋼片之間的間隙用同規(guī)格的矽鋼片插入,并插緊插齊。修復后,即能消除交流響聲。 如果電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的聲音為內(nèi)部電感或者電容性能下載導致,更換即可。
4、晚上斷開開關后,日光燈管仍有微亮或者微光閃動
故障原因:接線時,火線與零線接錯。
當電源進線火線接錯后,火線端接至燈管,即使開關已斷開,在晚上日光燈管仍會很長時間微微發(fā)亮。此時,只需將電源進線的火線與零線換接,故障即排除。
5、日光燈時亮時暗,啟輝器頻 繁啟動,或燈管嚴重閃爍,或燈管內(nèi)亮區(qū)滾動
故障原因:日光燈管老化,啟輝器無法啟動。
日光燈管質(zhì)量差,或使用日久后,其管壓降增加,導致啟輝器無法啟動,應更換新的日光燈管。
6、鎮(zhèn)流器發(fā)燙,并有焦味
故障原因:鎮(zhèn)流器內(nèi)線圈有短路
遇到該故障必須及時斷開開關,并更換同規(guī)格鎮(zhèn)流器,以免燒毀日光燈管。
7、熒光燈管一端發(fā)黑的原因
故障原因;燈管老化
正在熒光燈啟動過程中,熒光燈管的兩端燈絲串聯(lián),通過的電流相同.如果燈管兩端的燈絲電阻相等,則燈管兩端燈絲溫度也相同.如果燈絲兩端的電阻不相等,顯然燈管兩端的燈絲溫度也不相同.由于串聯(lián)電路中電阻的發(fā)熱量和其阻值成正比,可知電阻大的一端溫度高.如果燈絲溫度超過900℃,燈管在啟輝過程中,燈絲上的氧化物會發(fā)生嚴重的飛濺剝落現(xiàn)象.這些飛濺剝落的金屬粉末加上燈管內(nèi)的汞蒸汽吸附在燈絲周圍的管壁上,因此管壁的一端逐漸發(fā)黑。由于燈絲上的氧化物剝落后變細,增大燈絲的電阻值,這端燈絲溫度就更高,飛濺剝落就更嚴重,使管壁附著的金矚粉末及水銀分子更多,引起這端管壁發(fā)黑更加嚴重。如此惡性循環(huán),導致燈絲上的發(fā)射物質(zhì)消耗殆盡,燈管壽命告終?;蛞虼旨毑痪鶆?在燈絲的最細處因電阻值最大,此處溫度也就特別高,最后導致燈絲在此處熔化。