第3节 自感现象的应用

时起降压限流的作用.启动器起自动开关的作用. 在日光灯电路中，正是利用镇流器线圈中
产生的自感现象，巧妙地达到了给灯管两端既 提供为什么能节电呢?
日光灯由于靠离子导电,电阻很小,故电流的
热效应很小,这样日光灯就能节约电能了. 那么，白炽灯、日光灯和新型节能灯在工作 原理上又有什么异同呢？
A．在日光灯正常工作后，如果取走启动器,日光灯还能正常发光 B．启动器如果被击穿了（短路），日光灯不能正常启动 C．镇流器在日光灯的灯管发光后，不再起任何作用 D．在日光灯中，镇流器的另一个作用是将交流电转换为直流电
4.如图所示,日光灯正常工作时,流过灯管的电流为I, 那么对于灯丝ab上的电流,以下说法正确的是( CD ) A.灯丝ab上的电流处处为I B.灯丝a端的电流为I C.灯丝b处的电流为I,其他地方的电流都比I小 D.灯丝b处最容易烧断
2.新型节能灯
节能灯具有光效高(约是普通 灯泡的5倍),寿命长(约是普通灯泡 的8倍)，体积小,使用方便等优点. 节能灯的工作原理是接通电源后， 节能灯内的二极管整流电路把交流电变为直流电，再由晶体 管振荡电路产生几十千赫频率的高频交流电，此电流供给灯
管灯丝，使灯丝预加热并发出电子，同时由线路板上的谐振
极，构成闭合回路.这时，线圈中的铁芯被磁化，并
吸引小锤.于是,电流中断.电流一停止，铁芯就失去
磁性，弹簧片将小锤弹回原来的位置，电路又重新
接通.如此反复，小锤使初级线圈中的电流在1秒钟
内断续许多次.电流每次断开时,次级线圈中出现某
个方向的感应电动势；而在电路接通时,次级线圈又
出现相反方向的感应电动势.
提出问题 （1）要将灯管内的气体击穿，使其导电，对灯
管两端所加电压有什么要求呢？
需要加上比220V高很多的电压. （2）气体被击穿后，电阻会变得很小，如果灯管 两端电压仍然很高，就会烧毁灯管，怎么办呢？
正常发光时，灯管两端所加的电压要低于220V 可见，要让日光灯正常工作，必须给它提供 一种既能高又能低的电压.怎样才能得到这种电
1.知道镇流器、启动器以及日光灯管的工作原理 2.知道日光灯的工作原理 3.了解感应圈的工作原理及应用 4.了解生产、生活中如何防止自感现象带来的危害
1.关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是（ BC ）
A.镇流器的作用是将交流电变为直流电
B.在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压， 使灯管开始工作 C.日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的 D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接
压呢？
镇流器
主要部分是一个 绕在铁芯上且自感 系数很大的线圈.
启动器
启动器内部有一只与电容器并联的小玻璃泡;
小玻璃泡内装有一个固定不动的静触片及一个双金
属片制成的U形动触片，动、静触片之间留有小缝
隙，形成两个电极;小玻璃泡内充有氖气.
电路图与工作原理
1．日光灯的点燃过程：
⑴ 闭合开关，电压加在启动器两极间，氖气放电发
辐射的
2.在日光灯的连接线路中,关于启动器的作用,以下说 法正确的是（ C ） A.日光灯启动时,为灯管提供瞬时高压 B.日光灯正常工作时,起降压限流的作用 C.起到一个自动开关的作用,实际上可用一个弹片开关 代替(按下接通，放手断开) D.以上说法均不正确
3.日光灯的主要部件有灯管、镇流器、启动器.日光灯灯管的两端各有 一个灯丝，灯管内充有微量的氩气和稀薄的汞蒸气,灯管内壁上涂有荧 光粉.两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线，使涂在管壁上的荧光粉 发出可见光.关于镇流器和启动器,下列说法正确的是（ AB ）
应用
小功率高压电源 低气压放电管 阴极射线管
演示空气中火花放电现象
汽车发动机、煤气灶的点 火装置
光谱管
X射线管
研究液体及固体介质的电容器击穿现象
三、自感现象的其他应用
在生产和生活中，自感现象是普遍存在的.凡有导线、
线圈的设备,只要有电流变化,都会有自感现象产生. 1.自感现象的应用 自感线圈是交流电路中的重要元件，在广播电台和 电视台的无线设备中，用它和电容器组成振荡电路来发 射电磁波；而在收音机和电视机中，同样也用振荡电路 来接收电磁波.
a
b
启
5.制作精密电阻时,为了消除在使用中由于电流的变化引 起的自感现象,用电阻丝绕制电阻时采用如图所示的双线 绕法,其道理是（ C ） A.电路电流变化时，两根线中产生的自感电动势相互抵消 B.电路电流变化时，两根线中产生的自感电流相互抵消
C.电路电流变化时，两根线圈中的磁通量相互抵消
D.以上说法都不正确
一、日光灯与镇流器
日光灯结构
镇流器
启动器
灯管
灯管发光原理
灯管内充有微量的氩和稀 薄的汞蒸气,灯管内壁涂有荧 光物质.当管内的气体被击穿 而导电时,灯管两端炽热的灯
丝就会释放出大量电子,这些
电子与汞原子碰撞而放出紫外线,涂在灯管内壁的荧光物质 在紫外线的照射下发出可见光.根据不同的需要在管内充以 不同的气体，并在管的内壁上涂上不同的荧光物质,就可以 制造出发不同颜色光的日光灯.
电焊机
电焊时，焊条和金属
工件分别用导线通过电焊 机与电源相连.先把焊条 与被焊的工件短暂接触， 然后迅速将焊条提起， 与工件保持4～5mm的距离.这时，电流减小所引起的自感现
象使焊条与工件之间的空隙产生电弧火花,电弧火花产生的
高温把金属工件局部熔化,冷却后焊接处就熔为一体了.
2.自感现象的预防 大型电动机的定子绕组自感系数很大，电流很大， 如果要将电路断开，会产生很大的自感电动势，使开 关的闸刀和固定夹片之间的空气电离,形成电弧火花. 电弧火花会烧坏开关，甚至危及工作人员的安全.因此,
在切断这类电路时，必须采用特制的安全开关.比如,
可以把开关放在绝缘性能良好的油中.我们拔下一些插
头或拨动电源开关时,也会看到这样的电火花.所以，
在有煤气泄漏的场所，千万不要开、关电源.
双线绕法消除自感现象
由于两根平行导线中的电流方向 相反,它们的磁场可以互相抵消， 从而可以使自感现象的影响减弱 到可以忽略的程度.
拓展一步
1.日光灯与白炽灯的优劣
白炽灯发光时，大量的电能将转化为热能,只有极少一
部分可以转化为有用的光能.另外，白炽灯下物体的颜色不 够真实，且白炽灯的寿命短. 日光灯管是靠着灯管的汞原子由气体放电的过程释放
出紫外光，所消耗的电能约60%可以转换为紫外光.其他的
能量则转换为热能. 因此日光灯的效率大约为相同功率钨 丝电灯的两倍.由于日光灯工作时灯丝的温度低,所以它的 寿命也大大提高.
电路产生谐振，使灯管内产生气体击穿导电并产生“紫外线” 而击发灯管壁的荧光粉发出可见光.
二、感应圈
初级线圈由几匝粗导线绕制而成，次级线圈
则由多匝细导线绕成，分左、右两组套在初级线
圈上，次级线圈的两端接在放电器上.
工作原理
它的主要部分是两个绕在铁芯 MM′上的绝缘导线线圈，如图所示. 初级线圈直接绕在铁芯上，是比较少 的几匝粗导线线圈，次级线圈则由多
匝细导线组成.感应圈的初级线圈中
有节奏地通过断续的直流电.因此，各种电流断续器是感 应圈的重要部件.图中画出的是一种最简单的断续器，它
就是一个钢质弹簧片D.弹簧片上装有一小块软铁P，称为
小锤；在小锤后面装有一个螺丝钉W,当电路中无电流时,
弹簧片与螺丝钉接触.开关S接通电路后,电流流经初
级线圈,再经小锤与螺丝钉,然后回到电池组的另一
第3节 自感现象的应用
形式多样的日光灯
应用广泛的日光灯
日光灯优点
（1）比白炽灯省电，发光效率是白炽灯的5～6倍.
（2）日光灯的发光颜色比白炽灯更接近日光,光色
好,且发光柔和.
（3）白炽灯寿命短，普通白炽灯的寿命在1000～
3000小时之间,日光灯寿命较长，一般有效寿命是 3000～6000小时.
出辉光，产生的热量使U形动触片膨胀伸长，跟静触
片接触使电路接通.灯丝和镇流器中有电流通过.
⑵ 电路接通后,启动器中的氖 气停止放电,U形片冷却收缩,两
个触片分离，电路自动断开.
⑶ 在电路突然断开的瞬间，由于
镇流器电流急剧减小,会产生很高
的自感电动势,方向与电源电动势 方向相同，这个自感电动势与电源 电压加在一起,形成一个瞬时高电 压,加在灯管中的气体开始放电,于
当电路断开时，小锤与螺丝钉之间出现火花,
这火花使电流持续一段时间.因此，断开时间也就延
长了.为了减小火花，缩短断开时间，在线路中加装
一个电容器C,将它的一个极与小锤连接,另一个极接
到螺丝钉的支柱上.电路断开的瞬间产生的感应电流
集中到电容器里. 电容器两极板带电，减小了裂口 处的火花，电路断开就会进行得很快.由于电磁感应, 感应圈初级线圈断续地通过直流电流时,次级线圈就 感应出几千伏乃至上万伏的交变高电压.
是日光灯成为电流的通路开始发光.
2.日光灯正常发光： 日光灯开始发光后,由于交变电流通过镇流器
线圈，线圈中会产生自感电动势，它总是阻碍电
流的变化,这时的镇流器起着降压限流的作用，保
证日光灯正常发光.
思考： 根据日光灯的工作原理说出镇流器和启动器的 作用.
总结： 镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作