6自感日光灯.ppt

6自感日光灯电路现象通电自感接通电源的瞬间，灯泡L1 .断电自感断开开关的瞬间，灯泡L .逐逐渐变渐变亮亮逐逐渐变渐变暗暗电电流流发发生生变变化化 电电流的增加流的增加 阻碍阻碍电电流的减小流的减小 线线圈本身特性圈本身特性 自感自感 电电感感 形状形状 长长短短 匝数匝数 有无有无铁铁芯芯 越大越大 大得多大得多 mH H 灯管灯管 镇镇流器流器 启启动动器器 紫外紫外线线 荧荧光粉光粉 达到一定达到一定值值 低得多低得多 瞬瞬时时高高压压 降降压压限流限流 自自动动开关开关 火花火花 烧烧坏触点坏触点 一、对自感现象和自感电动势的理解1对自感电动势的理解(1)自感自感电动势产电动势产生的原因生的原因通通过线过线圈的圈的电电流流发发生生变变化，化，导导致穿致穿过线过线圈的磁通量圈的磁通量发发生生变变化，因而在原化，因而在原线线圈中圈中产产生感生感应电动势应电动势(2)自感自感电动势电动势的作用的作用阻碍原阻碍原电电流的流的变变化，而不是阻止，化，而不是阻止，电电流仍在流仍在变变化，只化，只是使原是使原电电流的流的变变化化时间变长时间变长，即，即总总是起着推是起着推迟电迟电流流变变化的作用化的作用(3)自感自感电动势电动势的方向的方向当原当原电电流增大流增大时时，自感，自感电动势电动势方向与原方向与原电电流方向相反，流方向相反，电电流减小流减小时时，自感，自感电动势电动势方向与原方向与原电电流方向相同流方向相同2自感现象的分析思路(1)明确通过自感线圈的电流怎样变化(是增大还是减小)(2)判断自感电动势方向电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流方向相反；电流减小时(如断电)，自感电动势方向与原电流方向相同(3)分析电流变化情况，电流增强时(如通电)，自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍原电流增加，电流逐渐增大电流减小时(如断电)，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小特别提醒自感电动势阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长二、对通电自感和断电自感现象的分析1两种实验现象与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流I1逐渐增大，灯泡A1逐渐变亮电流突然变大，然后逐渐减小，达到稳定断电时电流逐渐减小灯泡逐渐变暗电流方向不变电路中稳态电流为I1、I2若I2I1，灯泡逐渐变暗若I2I1，灯泡闪亮后逐渐变暗，两种情况灯泡电流方向均改变2.产生原因(1)在通电自感中，两个灯泡为什么不同时亮起？在接通电路的瞬间，线圈L中的电流从无到有，发生了变化，电流的磁场使穿过线圈的磁通量增加，产生了自感电动势，阻碍原电流的变化(根据楞次定律知自感电动势在这里就是反电动势)，阻碍并不是阻止，该电流照常增大，最后达到稳定；而A2支路是纯电阻电路，不会产生自感现象，所以灯泡A2比A1先亮(2)在断电自感中，灯泡为什么会闪亮一下再熄灭？在断开电路的瞬间，通过线圈L的电流要发生从有到无的变化，使穿过线圈的磁通量迅速变小，由于电磁感应，线圈中产生了自感电动势来阻碍这种变化，此时由电源对灯泡A提供的电流已经消失，自感电动势给灯泡供电，使灯泡不立即熄灭若自感电动势对灯泡提供的瞬间电流比此前电源提供的原电流大，灯泡就会出现闪亮一下的现象；若自感电动势给灯泡提供的瞬间电流不如原来电流大，只是延迟熄灭，不会出现闪亮一下的情况由楞次定律可知，自感电动势给灯泡提供的电流与原来电源提供的电流方向相反1日光灯的启动当开关闭合时，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使U形动触片膨胀伸长，从而接通电路，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开，通过镇流器的电流迅速减小，会产生很高的自感电动势，方向与原来电压方向相同，形成瞬间高压加在灯管两端，使灯管中的气体开始导电，于是日光灯管就成了电流通路，开始导电发光日光灯在点燃时需要大约500 V700 V的瞬时高压，这个高压是由镇流器产生的自感电动势与电源电压叠加后产生的三、日光灯上的自感现象三、日光灯上的自感现象2日光灯的正常工作由于日光灯使用的是交流电源，电流的大小和方向做周期性变化，当交流电的大小增大时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流增大，自感电动势与原电压反向，当交流电减小时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流的减小，自感电动势与原电压同向，可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，镇流器起降压、限流的作用当日光灯点燃之后，它的电阻很小，只允许通过较小的电流，加在灯管两端只需几十伏的低压，这时需要镇流器的降压和限流，以保证日光灯的安全工作这也是日光灯比普通白炽灯省电的原因【典例1】如图161所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S的闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()AS闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即不亮，L1逐渐变亮BS闭合，L1不亮，L2很亮；S断开，L1，L2立即不亮CS闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即不亮，L1亮一下才熄灭DS闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开时，L2立即不亮，L1亮一下才熄灭【变式1】如图162所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t时刻再闭合S，则在t前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是()【典例2】如图163是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯的发光情况，下列叙述中正确的是()A只把S1接通，S2、S3不接通，日光灯就能正常发光B把S1和S2接通后，S3不接通，日光灯就能正常发光CS3不接通，接通S1和S2后再断开S2，日光灯就能正常发光D当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光【变式2】在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管，下列说法中正确的是()A日光灯点亮后，镇流器、启动器都不起作用B镇流器在点亮灯管时产生瞬时高压，点亮后起降压限流作用C日光灯点亮后，启动器不再起作用，可以将启动器去掉D日光灯点亮后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗开拓视野自感电动势的分析方法在具体分析自感支路对其他支路的影响时，如果自感支路的原电流在减小(如断电自感)，则应该把产生自感电动势的线圈看做新的电源，新电源阻碍原电流的减小；如果自感支路中的电流在增大(如通电自感)，自感线圈就相当于一个接反了的电源，这一电源阻碍电流的增大【典例3】如图164所示，L是自感系数很大、直流电阻很小的线圈，电表的零刻度在表盘的中央，且量程较大，闭合开关S，各表的指针都偏向零刻度的右边则在断开开关S的瞬间，哪几个表的指针偏向零刻度的左边()AA1 BA2 CA3 DV2如图166所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计当开关K闭合时，下列说法正确的是()AA比B先亮，然后A熄灭BB比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮CA、B一起亮，然后A熄灭DA、B一起亮，然后A逐渐变亮，B的亮度不变关于日光灯问题3关于镇流器的作用，下列说法中正确的是()A在日光灯点燃时，产生瞬时高压B在启动器两触片接触时，产生瞬时高压C在日光灯正常发光后，起限流和降压作用D在日光灯正常发光后，使日光灯两端电压稳定在220 V4如图167所示是日光灯的电路图日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成关于日光灯的原理，下列说法不正确的是()A日光灯启动，利用了镇流器中线圈的自感现象B日光灯正常发光时，镇流器起着降压限流的作用C日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作D日光灯正常发光后取下启动器，日光灯不能正常工作