【物理課件】日光燈的原理課件

日光燈的原理本課件將帶您深入了解日光燈的工作原理，從結(jié)構(gòu)、電路到發(fā)光效率和應(yīng)用領(lǐng)域，為您揭示這常見(jiàn)卻又充滿(mǎn)科學(xué)奧秘的光源。什么是日光燈定義日光燈，也稱(chēng)熒光燈，是一種利用氣體放電原理使熒光粉發(fā)光的電光源。特點(diǎn)與傳統(tǒng)的白熾燈相比，日光燈具有更高的發(fā)光效率，更長(zhǎng)的使用壽命，以及更加節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。日光燈的組成結(jié)構(gòu)玻璃管充滿(mǎn)惰性氣體和少許水銀蒸氣，提供放電環(huán)境。電極陰極和陽(yáng)極，提供放電所需的電流路徑。熒光粉涂層涂覆在玻璃管內(nèi)壁，吸收紫外線并發(fā)出可見(jiàn)光。啟動(dòng)器幫助日光燈啟動(dòng)，提供初始電壓。鎮(zhèn)流器穩(wěn)定燈管電流，控制放電。氣體放電的基本原理1電場(chǎng)電場(chǎng)力推動(dòng)電子運(yùn)動(dòng)2碰撞電子與氣體原子碰撞3激發(fā)氣體原子躍遷到高能級(jí)4輻射原子躍遷回低能級(jí)，釋放光子日光燈工作的基本過(guò)程1啟動(dòng)啟動(dòng)器提供初始電壓，使電極間產(chǎn)生放電。2放電電子在電場(chǎng)作用下加速運(yùn)動(dòng)，與氣體原子碰撞，激發(fā)原子。3發(fā)光激發(fā)態(tài)原子躍遷回低能級(jí)，發(fā)射紫外線。熒光粉吸收紫外線并發(fā)射可見(jiàn)光。電子從陰極發(fā)射熱電子發(fā)射陰極被加熱，電子獲得足夠能量克服束縛力而逃逸。場(chǎng)致發(fā)射強(qiáng)電場(chǎng)使電子從陰極表面被拉出。電子在氣體中運(yùn)動(dòng)加速電子在電場(chǎng)力作用下加速。碰撞電子與氣體原子碰撞。能量交換電子將部分能量傳遞給氣體原子。電子與氣體粒子碰撞1彈性碰撞電子改變運(yùn)動(dòng)方向，能量不變。2非彈性碰撞電子將部分能量傳遞給氣體原子，導(dǎo)致原子激發(fā)。產(chǎn)生原子激發(fā)態(tài)1基態(tài)原子處于能量最低狀態(tài)。2激發(fā)態(tài)原子吸收能量，躍遷到更高能級(jí)。激發(fā)態(tài)原子輻射光子躍遷激發(fā)態(tài)原子躍遷回低能級(jí)。光子原子發(fā)射光子，能量等于兩個(gè)能級(jí)差。熒光粉的作用吸收紫外線熒光粉可以吸收氣體放電產(chǎn)生的紫外線。發(fā)射可見(jiàn)光熒光粉在吸收紫外線后，會(huì)發(fā)射出人眼可見(jiàn)的可見(jiàn)光。熒光粉吸收光子能量躍遷熒光粉中的電子吸收紫外線光子的能量，躍遷到更高能級(jí)。激發(fā)態(tài)熒光粉處于激發(fā)態(tài)，不穩(wěn)定。熒光粉發(fā)射可見(jiàn)光能量釋放激發(fā)態(tài)的熒光粉電子躍遷回低能級(jí)，釋放能量?？梢?jiàn)光發(fā)射釋放的能量以可見(jiàn)光的形式發(fā)出，形成日光燈的光源。日光燈的電路構(gòu)成啟動(dòng)電路的作用1啟動(dòng)電壓提供初始電壓，使電極間產(chǎn)生放電。2熱絲加熱加熱陰極，促進(jìn)電子發(fā)射。3放電穩(wěn)定啟動(dòng)后，啟動(dòng)器自動(dòng)斷開(kāi)，不再參與工作。電感鎮(zhèn)流器的作用1穩(wěn)定電流限制電流，防止電流過(guò)大導(dǎo)致燈管損壞。2提高效率減少能量損耗，提高日光燈的發(fā)光效率。3控制頻率控制放電頻率，保證燈管穩(wěn)定發(fā)光。電容器的作用1提高功率因數(shù)減少電流諧波，提高電路效率。2抑制干擾降低電路噪聲，改善電磁環(huán)境。3提升壽命延長(zhǎng)日光燈的壽命。日光燈的發(fā)光效率80傳統(tǒng)日光燈發(fā)光效率約為80流明/瓦。100節(jié)能日光燈發(fā)光效率可達(dá)100流明/瓦以上。影響發(fā)光效率的因素?zé)艄荛L(zhǎng)度燈管越長(zhǎng)，效率越高。氣體壓力氣體壓力適宜，效率更高。燈管溫度溫度過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)降低效率。熒光粉種類(lèi)不同熒光粉發(fā)光效率不同。日光燈的色溫暖白光色溫較低，偏黃色。正白光色溫適中，接近自然光。冷白光色溫較高，偏藍(lán)色。日光燈的顯色性顯色指數(shù)衡量光源還原物體顏色的能力。Ra值顯色指數(shù)用Ra值表示，范圍為0-100。高顯色性Ra值接近100，表示光源還原顏色能力強(qiáng)。日光燈的應(yīng)用領(lǐng)域商業(yè)照明商場(chǎng)、超市等場(chǎng)所。辦公照明辦公室、學(xué)校等場(chǎng)所。家居照明客廳、臥室等場(chǎng)所。節(jié)能日光燈的發(fā)展1傳統(tǒng)日光燈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。2緊湊型熒光燈體積小巧，節(jié)能高效。3LED燈更節(jié)能、壽命更長(zhǎng)，逐漸取代傳統(tǒng)日光燈。節(jié)能日光燈的優(yōu)點(diǎn)節(jié)能環(huán)保比傳統(tǒng)日光燈更節(jié)能，減少能源消耗。使用壽命長(zhǎng)使用壽命更長(zhǎng)，減少更換頻率。光效高發(fā)光效率更高，提供更明亮的光線。節(jié)能日光燈的缺點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)需要一定時(shí)間才能達(dá)到最大亮度。含有汞廢棄后需要妥善處理，避免環(huán)境污染。價(jià)格較高比傳統(tǒng)日光燈價(jià)格更高。日光燈的安全使用電源選擇選擇與日光燈額定電壓相符的電源。避免觸碰工作時(shí)不要用手觸碰燈管，避免觸電。防火防爆避免日光燈附近易燃易爆物品。日光燈的環(huán)保問(wèn)題1汞污染日光燈含有汞，廢棄后需要妥善處理。2能源消耗盡管節(jié)能，但仍需要消耗能源。日光燈的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)1更高效進(jìn)一步提高發(fā)光效率，降低能耗。2更環(huán)保研發(fā)無(wú)汞、可回收的環(huán)保材料。3更智