日光灯白炽灯电路的绘制
白炽灯、日光灯、led的发光原理
白炽灯、日光灯、LED的发光原理评论:1 条查看:2240 次taoluezheLED发表于2021-01-05 14:241．白炽灯根据白炽灯技术，主要有四种灯泡形式，分别为钨丝灯〔tungsten-filament〕、卤钨灯(tungsten halogen)、石英卤素灯(quartz halogen)及红外线反射灯(infra-lamps，简称IR灯)。
1.1 白炽灯的发光原理白炽灯是将电能转化为光能以提供照明的设备。
其工作原理是：电首先被转化成了热，将灯丝加热至极高的温度〔钨丝，熔点达3000℃多〕，这时候组成灯丝的元素的原子核外电子会被激发，从而使得其向较高能量的外层跃迁，当电子再次向低能量的电子层跃迁时，多余的能量便以光的形式放出来了。
同时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000℃以上，灯丝在处于白炽状态时，就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。
灯丝的温度越高，发出的光就越亮。
故称之为白炽灯。
白炽灯是由发光用的金属钨丝、与外界电源相通的电极，尾部的密封部分组成。
一般将灯泡里面抽成真空或充入其它惰性气体，利用钨的熔点高的特点，将其制造成丝状，通入电流后，钨丝便发光，并有一部分电能转化为热能。
在使用白炽灯时，注意不要去处接触灯泡，第一，灯泡外表温度很高，容易烫着手；第二，灯泡在工作时，钨丝在很高的温度下变软，假设晃动灯泡，容易使灯泡损坏。
在刚开关刚闭合时钨丝最容易烧断。
1.2 灯丝材料做灯丝的材料要求具有一定的电阻率、机械强度、化学稳定性和低挥发(即高熔点)。
钨满足以上这些根本要求，当然这并不是说只有这一种材料，事实上还有铼，钼，钽，锇以及金属碳化物。
1.3 为何选择钨丝？一是因为其电阻大，当电流通过时钨丝时，就可以消耗电流，以发热，当到达一定温度时就可以发光，当然这个加热过程是非常快的。
二是因为其挥发的慢，同时，在灯泡里充满着惰性气体，可以有助于降低钨丝的挥发。
为什么选钨丝，那时人们长久以来经历的结果。
日光灯电路设计及功率因数的提高
•
假定功率因数从cos 提高到 cos ，所需并联电
容器的电容值可按下式计算： • 其中： 2 f ( f 50Hz)
P——电路所消耗的功率(W)。
2、镇流器的等效电路和等效电感
• 镇流器是一个铁心线圈，可用一个无铁心的电感和电阻串联成的电路来 等效，如图
• 2.16所示。所谓等效就是指这个电路中的功率和电流在相同的端电压情 况下分别与原有电路的功率和电流相等。根据这个原则，在日光灯电路 正常工作时，用低功率因数的功率表测得镇流器所消耗的功率也就是等 效电阻所消耗的功率。若用电流表测得通过镇流器的电流为I，则
六、实验思考与总结
• 1、提高接有感性负载的线路的功率因数能否 改变感性负载本身的功率因数？为什么？
• 2、在感性负载的电路中串联适当的电容亦能 改变电流与电压之间的相位差，但为什么不串 联电容的方法来提高功率因数？
• ※ 说明
• 在这个实验中，用日光灯电路模拟RL串联电路， 用并联电容的方法可以提高电路的功率因数。 但实际日光灯的电压波形不是正弦波，若按正 弦交流电路估算，误差较大，且不能用万用表 交流电压档测量其电压。
PL I 2r
其中：PL——镇流器所消耗的功率。 r ——镇流器的等效电阻。
于是：
r PL I2
• 用万用表欧姆挡直接测得镇流器线圈的电阻 rcu.则镇流器的 • 铜耗为，铁耗为 PCu I 2rCu 。
• 用万用表测出镇流器的端电压UrL，则镇流器的等效电抗：
X
U rL
2
实验六
• 日光灯电路设计及功率因数的提高 • （设计性实验）
பைடு நூலகம்、实验目的
• 1、掌握提高功率因数的意义及其方法 • 2、深刻理解交流电路中电压、电流的相
日光灯照明电路的设计
日光灯照明电路的设计一、设计目的1、掌握日光灯的电路结构、工作原理与安装和测试方法；2、能对日光灯照明电路常见的故障进行分析判断并解决；3、能熟练使用示波器。
二、器材与工具1、电工技术实验台交流电压表、电流表；2、灯管、灯座、启辉器、镇流器、开关、各种导线；3、双踪示波器；4、万用表；5、常用电工工具。
三、电路的结构及原理说明日光灯照明电路由灯管、镇流器、启辉器、开关及其灯座组成，如图1所示，实物如图2所示。
图5-1日光灯电路（a）灯管（b）镇流器（c）启辉器图5-2实物图1.灯管日光灯灯管是一根玻璃管，内壁涂有一层荧光粉（钨酸镁、钨酸钙、硅酸锌等），不同的荧光粉可发出不同颜色的光。
灯管内充有稀薄的惰性气体（如氩气）和水银蒸气。
灯管两端有由钨制成的灯丝，灯丝涂有受热后易于发射电子的氧化物。
当灯丝有电流通过时，灯管内灯丝发射电子，管内温度升高，水银蒸发。
这时，若在灯管的两端加上足够的电压，就会使管内氩气电离，从而使灯管由氩气放电过渡到水银蒸气放电。
放电时发出不可见的紫外线照射在管壁内的荧光粉上面，使灯管发出各种颜色的可见光。
2.镇流器镇流器是与日光灯灯管相串联的一个元件，实际上是绕在硅钢片铁心上的电感线圈，其感抗值很大。
镇流器的作用是：①限制灯管的电流；②产生足够的自感电动势，使灯管容易放电起燃。
镇流器一般有2个出头，但有些镇流器为了在电压不足时容易起燃，就多绕了一个线圈，因此也有4个出头的镇流器。
3.启辉器启辉器是一个小型的辉光管，在小玻璃管内充有氖气，并装有两个电极。
其中—个电极是用线膨胀系数不同的两种金属组成（通常称双金属片），冷态时两电极分离，受热时双金属片会因受热而变弯曲，使两电极自动闭合。
4.发光原理当接通电源时，由于日常灯没有点亮，电源电压全部加在启辉器的两个电极之间，启辉器内的氖气发生电离。
电离的高温使到“U”型电极受热趋于伸直，两电极接触，使电流从电源一端流向镇流器、灯丝、启辉器、灯丝、电源的另一端，形成通路并加热灯丝。
日光灯电路原理图
日光灯电路原理图
灯管开始点燃时需要一个高电压，正常发光时只允许通过不大的电流，这时灯管两端的电压低于电源电压。
这个高电压，就由我们平时所说的跳泡（启辉器）提供。
接日光灯原理图通电源时，由于启辉器的氖泡内两金属片没有接通，电源击穿氖气导电，这时我们看到氖泡发光，氖气导电时发热，引起氖泡内的双金属片（就是我们看见弯曲的那根）受热后弯曲度降低，同时接通两个电极，通过较大的电流。
达到日光灯启动时要求的高电压。
之后，由于双金属片接通后氖泡中的氖气不再导电发光，温度迅速下降，双金属片恢复原状，迅速切断电源，这镇流器的电流从较大值突然变为O，产生很高的自感电动势，这个自感电压足以击穿日光灯的水银蒸气，使水银蒸气电离导电产生紫外线而激发萤光粉发光，日光灯管导电后，日光灯管两端电压下降（100V左右吧），这个电压不能再使氖泡导电(氖泡的击穿电压为150V左右)而发光，双金属片也不再接通了，这时，日光灯就能连续发光了。
6.2 白炽灯[共12页]
![6.2 白炽灯[共12页]](https://img.taocdn.com/s3/m/1091852ac8d376eeafaa317e.png)
电工从业技能步步精通— 100 —柱上。
连接插头地线销头的黄/绿双色线应接到接线板中间的地线接线柱上，连接插头零线接地桩的芯线应接到接线板左边的零线接线柱上，连接插头相线接线柱的芯线应接到接线板右边的相线接线柱上。
检查后盖好接线板盖，对齐后再穿入螺钉拧紧。
图6-6 三孔带地线移动式插座的结构6.2 白炽灯1．白炽灯的基本控制电路（1）一只开关控制一盏灯电路。
电路如图6-7所示，这是一种最基本、最常用的照明灯控制电路。
开关S 应串接在220V 电源相线上，如果使用的是螺口灯头，相线应接在灯头中心接点上。
开关可以使用拉线开关、扳把开关或跷板式开关等单极第6章 电气照明的安装与照明应用线路— 101 — 开关。
开关和灯头的功率不能小于所安装灯泡的额定功率。
图6-7 一只开关控制一盏灯为了便于夜间开灯以寻找到开关位置，可以采用有发光指示的开关来控制照明灯，电路如图6-8所示。
当开关S 打开时，220V 交流电经电阻R 降压限流加到发光二极管LED 两端，使LED 通电发光。
此时流经电灯EL 的电流甚微，约2mA ，可以认为不消耗电能，电灯也不会点亮。
合上开关S ，电灯EL 可正常发光，此时LED 熄灭。
若打开S ，LED 不发光，如果不是灯泡EL 灯丝烧断，那就是电网断电了。
图6-8 白炽灯采用有发光指示的开关电路（2）一只开关控制三盏灯（或多盏灯）电路。
电路如图6-9所示，安装接线时，要注意所连接的所有灯泡总电流应小于开关允许通过的额定电流值。
为了避免布线中途的导线接头和减少故障点，可将接头安排在灯座中，电路如图6-9（b ）所示。
（3）两只开关在两地控制一盏灯电路。
电路如图6-10（a ）。
维修电工实训指导-白炽灯与日光灯照明电路的装配
电工基础技能实训白炽灯与日光灯照明电路的装配BUSINESSREPORT01项目一白炽灯电路的装配学习目标（1）熟练掌握低压验电器的使用方法。
（2）能正确使用验电工具。
（3）掌握螺钉旋具（改锥）的使用方法。
（4）掌握钢丝钳和尖嘴钳的使用方法。
（5）掌握白炽灯照明电路的安装方法。
灯泡、螺口平灯座、开关、五孔插座、单相电度表、单相二极插头、刀开关、熔体、熔断器、常用电工工具及连接导线等。
1一、所需仪器仪表、工具与材料的领取与检查所需仪器仪表、工具与材料2．仪器仪表、工具与材料的领取领取灯泡、灯座、插头等器材后，将对应的参数填写到相对应的表格中。
序号名称型号数量备注1灯泡220V/25W1个2螺口平灯座3A 250V～1个3一位开关EAM91个4二位开关EAM92个EAM91个 5五孔插座（二、三极插座）6单相电度表DDS6881个7单相二极插头10A 250V～1个8刀开关16A两相1个9熔断器RT14.202个10熔体2A2个11双芯软护套线2×0.2铜护套线若干12卡钉 若个13自攻螺钉 若个14电工板 1块15电工工具 1套3检查领取的仪器仪表与工具①刀开关、灯泡、螺口平灯座、开关、五孔插座、单相二极插头、熔断器等是否正常，是否可使用。
②单相电度表是否正常，连接导线等材料是否齐全、型号是否正确。
③工具数量是否齐全、型号是否正确，能否符合使用要求。
二、白炽灯照明电路的安装低压电器的简单介绍低压验电器又称为电笔，是检测电气设备、电路是否带电的一种常用工具。
普通低压验电器的电压测量范围为60～500V ，高于500V 的电压则不能用普通低压验电器来测量。
1螺钉旋具的简单介绍螺钉旋具又被俗称为起子或改锥，主要用来紧固或拆卸螺钉。
常用螺钉旋具分为一字形和十字形两种，一字形螺钉旋具常用的规格有50mm 、100mm 、150mm 和200mm 等，其中电工必备的是50mm 和150mm 两种。
十字螺丝旋具常用的规格有4个，I 号适用于螺钉直径为2～2.5mm ，Ⅱ号为3～5mm ，Ⅲ号为6～8mm ，Ⅳ为10～12mm 。
20W的LED日光灯驱动电路图
20W的LED日光灯驱动电路图
电路原理：交流市电入口接有1A保险丝FS1和抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC。
之后是EMI滤波器，由L1、L2和CX1组成。
BD1是整流全桥，内部是4个高压硅二极管。
C1、C2、R1、D1～D3组成无源功率因数校正，工作原理见本公司《用PT4107设计LED日光灯的优化方法》一文。
PWM控制芯片U1和功率MOS管Q1、镇流电感L3、续流二极管D5组成Buck降压变换，U1采集传感电阻R6～R9上的峰值电流，由内部逻辑控制GATE脚信号的脉冲占空比进行恒流控制。
芯片由T1、D4、C4、R2～R4组成的电子滤波器降压后供电，这个滤波器内阻很高，输出阻抗很小，能提供约16V稳定电压，确保芯片在全电压范围里稳定工作。
R5是芯片振荡电路的一部分，改变它会调节振荡频率。
电位器RT在本电路中不是用来调光，而是用来微调恒流源的电流，使电路达到设计功率。
本电路的参数是为22个LED串联，15串并联，驱动330个60毫瓦的白光LED设计的，每串的电流是17.8毫安。
实验二十二 白炽灯控制线路
1．实验元件2．实验电路图3．实验过程白炽灯的接线电路较为简单，根据图22-1所示接线即可。
4．检测与调试经检查接线无误后，接通交流电源并进行操作，若操作中出现不正常故障，则应自行分析加以排除。
1．实验元件2．实验电路图3．实验过程日光灯由灯管、启辉器与镇流器等三个部件组成。
该图的工作原理如下：在接通交流电源220V的一瞬间，电路中电流没有通路，线路压降全部加在起辉器V两端，起辉器产生辉光放电，其产生的热量使起辉器中的双金属片变形弯曲而与静触片接触成通路，这时有较大的电流通过镇流器L与灯丝。
灯丝被加热而发射电子并使灯管内汞蒸发。
在起辉器电极接通后，辉光放电消失。
电极温度迅速下降，使双金属片因温度下降而恢复到原来状态。
在双金属片脱离接触器的一瞬间电路呈开路状态，镇流器两端产生一个在数值上比线路电压高的电压脉冲，使灯管E点燃，灯点燃后，灯两端的电压仅100V左右，因达不到起辉器放电电压而使起辉器停止工作。
此时镇流器与灯管串联，起限制灯管工作电流作用。
4．检测与调试经检查接线无误后，“起动”交流电源，日光灯应能正常工作。
若不正常，则应分析排除故障使日光灯正常工作。
实验二十四触摸开关控制白炽灯线路1．实验元件2．实验电路图3．实验过程触摸开关控制的白炽灯（或日光灯）在民居用电照明中较为常见，主要优点为节能，另外操作方便。
4．检测与调试经检查接线无误后，“起动”交流电源，接触开关白炽灯应能正常工作。
若不正常，则应分析排除故障使灯正常工作。
触摸开关有延时断电功能白炽灯工作一段时间会自动熄灭。
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教学对象
机电专业13机1、13机4班级
授课日期
2014.04.03
使用教材
电气CAD实用教程、讲义
出版单位
人民邮电出版社
课题
白炽灯、日光灯电路的绘制
计划学时
3课时
教
学
目
标
1、通过学习，学生能够了解白炽灯、日光灯电路工作原理
2、掌握白炽灯、日光灯电路的绘制步骤
3、培养职业道德，提高职业专业技能
教学重点与难点
教学活动流程
教学步骤与内容
教学组织形式
教学方法
达成目标
【组织教学】
检查电脑运行情况、AutoCad软件是否可以运行；
机房规范使用，安全用电教育。
教师：机房规范使用，安全意识讲授
学生：听讲领会
全体讲授
合理使用电脑，树立安全意识
【示范讲解】
白炽灯、日光灯电路工作原理与绘制步骤
在多媒体教室利用多媒体教学设施结合autocad软件，教师讲解演示。
教学重点：白炽灯、日光灯电路工作原理
教学难点：白炽灯、日光灯电路的绘制步骤
教学设计说明
本课程采用项目教学的方式组织内容，每个项目来源于电气工程的典型案例，将绘图技巧分散在项目具体操作中，每个项目由项目导入、相关知识、项目实施、拓展知识、自测题等部分组成，同时培养其团队协作、沟通表达、职业道德与规范的综合素质。
指导老师签名秦贵昌
全体讲授
操作演示
知道白炽灯、日光灯电路工作原理与绘制步骤
【实操训练】
绘制白炽灯习
巡回指导
熟练绘制白炽灯、日光灯电路
【课堂小结】
小结本节课的知识要点，并布置下节课的内容。
在多媒体教室利用多媒体教学设施小结本节课的知识要点，并布置下节课的内容。
全体讲授
巩固知识与技能
课外作业
互相交流在绘制过程中遇到的问题及解决方法谈下感想。
教学后记
本节课的任务是绘制日光灯电路和白炽灯电路，首先复习下常用的编辑指令再通过前面学习的基本电子和电气元件的绘制，学生可以完成简单的日光灯电路和白炽灯电路。
指导教师评价意见
演示规范、熟练。学生认真听课，思维活跃，课堂气氛轻松，学生能很快很好的完成任务。