魯科版選修32 自感現(xiàn)象的應(yīng)用 課件 （27）張.ppt

第3節(jié)自感現(xiàn)象的應(yīng)用 1 知道普通日光燈的組成和電路圖 2 知道日光燈管在點(diǎn)亮和正常發(fā)光時對電壓和電流的不同要求 3 知道啟動器和鎮(zhèn)流器的構(gòu)造和工作原理 4 了解感應(yīng)圈的工作原理和應(yīng)用 鎮(zhèn)流器 啟動器 電容器 高電壓 自感現(xiàn)象 1 日光燈 1 燈管 當(dāng)兩燈絲間的氣體導(dǎo)電時發(fā)出紫外線 紫外線使涂在管壁上的熒光粉發(fā)出柔和的可見光 2 啟動器 利用氖管的輝光放電 起自動接通與切斷電路的作用 是為鎮(zhèn)流器產(chǎn)生瞬時自感高壓而服務(wù)的 啟動器中的電容器能使動 靜觸片在分離時不產(chǎn)生火花 以免燒壞觸點(diǎn) 3 鎮(zhèn)流器的作用 日光燈點(diǎn)燃時 利用自感現(xiàn)象產(chǎn)生瞬時高壓 日光燈正常發(fā)光時 利用自感現(xiàn)象 對燈管起到降壓限流作用 2 感應(yīng)圈感應(yīng)圈的主要結(jié)構(gòu)如圖2 3 1所示 它有兩個繞在鐵芯上的絕緣線圈 初級線圈直接繞在鐵芯上 是由幾匝粗導(dǎo)線繞制而成的 次級線圈則由多匝細(xì)導(dǎo)線繞成 分左 右兩組套在初級線圈上 次級線圈的兩端接在放電器上 閉合開關(guān)接通低壓直流電源后 電流通過初級線圈 鐵芯被磁化 吸引斷續(xù)器簧片 使初級線圈所在的回路斷開 由于瞬時無電流流過 鐵芯失去磁性 斷續(xù)器簧片又返回原位置 使初級線圈所在的回路再度接通 在這樣的反復(fù)過程中 初級線圈中的電流不斷變化 由此產(chǎn)生的自感電動勢會逐漸增至數(shù)百伏 由于次級線圈的匝數(shù)約為初級線圈的100倍 故在次級線圈的兩端會感應(yīng)出數(shù)萬伏的高壓 教材資料分析討論與交流收集有關(guān)資料 比較日光燈與白熾燈的優(yōu)劣 了解新型節(jié)能燈與日光燈在工作原理上的異同 并與同學(xué)討論交流 點(diǎn)撥白熾燈使用方便 但光效 把電能轉(zhuǎn)化為可見光的效率 低 浪費(fèi)了大量電能 日光燈光效比白熾燈有了很大提高 節(jié)省了電能 但日光燈在50hz的交流電下工作 隨著電壓 電流的變化 日光燈的發(fā)光就有周期性的變化 就會發(fā)生閃爍 這種閃爍雖然不易被人覺察 但長期在日光燈下工作 眼睛容易疲勞 對視力不利 電子節(jié)能燈的核心部分是燈管和電子鎮(zhèn)流器 燈管內(nèi)涂有 三基色熒光粉 一種高光效熒光粉 發(fā)光效率高 無污染 無噪音 無閃爍 一只9w的節(jié)能燈相當(dāng)于60w的白熾燈的光效 只是成本高 價格比較貴 但從節(jié)約能源及保護(hù)視力的角度看 電子節(jié)能燈將成為家庭使用的主要電光源 典例1 如圖2 3 2所示是日光燈電路圖 若按圖示的電路連接 關(guān)于日光燈發(fā)光的情況 下列敘述中正確的是 a s1接通 s2 s3斷開 日光燈就能正常發(fā)光b s1 s2接通 s3斷開 日光燈就能正常發(fā)光c s3斷開 接通s1 s2后 再斷開s2 日光燈就能正常發(fā)光d 當(dāng)日光燈正常發(fā)光后 再接通s3 日光燈仍能正常發(fā)光思路點(diǎn)撥弄清楚日光燈工作的電路原理 特別是啟動過程的電路結(jié)構(gòu) 是判斷本題的關(guān)鍵 解析當(dāng)s1接通 s2 s3斷開時 電源電壓220v直接加在燈管兩端 達(dá)不到燈管啟動的高壓值 日光燈不能發(fā)光 選項a錯誤 當(dāng)s1 s2接通 s3斷開時 燈管兩端被短路 電壓為零 日光 燈不能發(fā)光 選項b錯誤 當(dāng)日光燈正常發(fā)光后 再接通s3 則鎮(zhèn)流器被短路 燈管兩端電壓過高 會損壞燈管 選項d錯誤 只有當(dāng)s1 s2接通 再斷開s2 鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生很大的自感電動勢 和原電壓一起加在燈管兩端 使燈管內(nèi)氣體電離 日光燈正常發(fā)光 選項c正確 答案c借題發(fā)揮鎮(zhèn)流器在燈管啟動時作用是產(chǎn)生瞬時高壓 正常工作時作用是降壓限流 變式1 日光燈鎮(zhèn)流器的作用有 a 啟動器觸片接通時 產(chǎn)生瞬時高壓b 工作時 降壓 限流 保證日光燈正常工作c 工作時 使日光燈管的電壓穩(wěn)定在220vd 工作時 不準(zhǔn)電流通過日光燈管解析啟動器接通后再斷開時 鎮(zhèn)流器產(chǎn)生斷電自感電動勢是瞬時高壓 故a錯 日光燈正常工作時 因交流電通過鎮(zhèn)流器產(chǎn)生自感電動勢 起降壓限流作用 故b正確 保證日光燈管正常工作 此時有電流通過日光燈管 燈管兩端電壓小于220v 故c d錯 答案b 1 如下圖所示 s為啟動器 l為鎮(zhèn)流器 其中日光燈的接線圖正確的是 答案a 2 如圖2 3 3所示是日光燈的電路圖 日光燈主要由燈管 鎮(zhèn)流器 啟動器組成 關(guān)于日光燈的原理 下列說法不正確的是 a 日光燈啟動 利用了鎮(zhèn)流器中線圈的自感現(xiàn)象b 日光燈正常發(fā)光時 鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用c 日光燈正常發(fā)光后取下啟動器 日光燈仍能正常工作d 日光燈正常發(fā)光后取下啟動器 日光燈不能正常工作 解析了解了日光燈的工作原理后 容易判斷出a b c是正確的 啟動器只有在啟動的時候有作用 正常發(fā)光后 就不再工作 事實上 老化或劣質(zhì)的啟動器會造成日光燈反復(fù)啟動 當(dāng)發(fā)光后取下啟動器反而能確保日光燈正常工作 答案d 如圖2 2 5所示的電路中 s閉合時流過電感線圈的電流為2a 流過燈泡的電流是1a 將s突然斷開 則s斷開前后 能正確反映流過燈泡的電流i隨時間t變化關(guān)系的圖象是下圖中的 圖2 2 5 圖2 2 6 精講精析 由題圖所示知 在s閉合的時候 流過燈泡 線圈l的電流方向都是自左向右的 在s斷開的瞬間 流過l的電流大小仍為2a 方向仍是從左向右的 它與燈泡構(gòu)成串聯(lián)回路 故流過燈泡的電流大小變成2a 方向變成由右向左 然后逐漸減小為零 故d正確 答案 d 規(guī)律總結(jié) 解決自感現(xiàn)象中的圖象問題 一般思路是 首先要明確s斷開前線圈中電流的大小及方向 其次要知道s斷開后的臨時電路 最后即可判斷出燈泡或其它支路中電流的方向和大小變化情況 類型三 日光燈的原理分析 在日光燈工作原理中 如圖2 2 7所示 簡述其原理并完成以下問題 1 開關(guān)合上前 啟動器的靜金屬片和動金屬片是 填 接通的 或 斷開的 2 開關(guān)剛合上時 220v交流電壓加在 之間 使氖泡發(fā)出輝光 3 日光燈啟動瞬間 燈管兩端的電壓 220v 填 高于 等于 或 小于 圖2 2 7 4 日光燈正常發(fā)光時 啟動器的靜觸片和動觸片 填 接通 或 斷開 鎮(zhèn)流器起著 的作用 保證日光燈正常工作 5 啟動器中的電容器能 沒有電容器 啟動器也能工作 思路點(diǎn)撥 日光燈是典型自感現(xiàn)象的應(yīng)用 要根據(jù)其現(xiàn)成部件的作用分析 自主解答 按原理圖接好日光燈電路后 當(dāng)開關(guān)閉合 電源把電壓加在啟動器的兩金屬片之間 使氖泡內(nèi)的氖氣放電發(fā)出輝光 輝光放電產(chǎn)生的熱量使u形動片膨脹 跟靜片接觸把電路接通 于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過 電路接通后 啟動器中的氖氣停止放電 u形片冷卻后收縮恢復(fù)原狀 兩金屬片分離電路斷開 由于鎮(zhèn)流器的自感作用 會產(chǎn)生很高的自感電動勢 其方向與原電壓方向相同 很高的自感電動勢加上原電源電壓加在燈管兩端 使管內(nèi)汞氣體導(dǎo)電 產(chǎn)生紫外線 激發(fā)熒光粉發(fā)光 燈管被點(diǎn)亮 日光燈使用的是正弦交流電 電流的大小和方向都隨時間做周期性變化 在日光燈正常發(fā)光后 由于交變電流通過鎮(zhèn)流器的線圈 線圈中會產(chǎn)生自感電動勢 它的作用總是阻礙電流的變化 這時的鎮(zhèn)流器就起到了降壓限流的作用 保證日光燈的正常工作 啟動器中的電容器能使動靜片脫離時避免產(chǎn)生電火花而燒毀啟動器 沒有電容器 同樣能工作 當(dāng)日光燈正常點(diǎn)亮后 啟動器不再起作用 就是摘去了也不影響日光燈的發(fā)光 答案 1 斷開的 2 啟動器的兩電極 3 高于 4 斷開降壓限流 5 避免產(chǎn)生電火花 變式訓(xùn)練如圖2 2 8所示 日光燈主要由燈管 鎮(zhèn)流器和啟動器組成 下列說法錯誤的是 圖2 2 8 a 鎮(zhèn)流器產(chǎn)生