环形灯管镇流器输出电压(日光灯管中看似空无一物，它是如何发光的？灯管内外发生了什么？)

Posted 2023-06-02

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环形灯管镇流器输出电压(日光灯管中看似空无一物，它是如何发光的？灯管内外发生了什么？)

在LED灯盛行之前，日光灯管一直都是使用最为广泛的照明工具，包括节能灯泡，它的本质其实仍然是日光灯管的一种。

日光灯管与最为传统的白炽灯泡的区别就在于，它大大节约了能源，灯管比灯泡省电，这是一个基本的常识，所以后来才根据日光灯管的原理制作出了节能灯泡。关于日光灯管，很多人可能都心存疑问，它是如何发光的呢？

传统灯泡的发光原理很好理解，它是依靠灯泡中的灯丝来实现发光的，而日光灯管之中看起来什么都没有，一个什么都没有的管子如何能够发出日光呢？日光灯管的发光是灯管内外完美配合、共同协作的结果。日光灯的发光原理本身并不算复杂，但是其中却充满了精巧和智慧，我们先来看看灯管之外发生了什么。

灯管之外的事情

将一根导线弯成螺旋状的圆柱体就成为了一个物理元件，这个元件被称之为“自感”。一根导线在弯成螺旋状之后与之前有什么不同呢？在平稳电流从中通过的时候，并无不同，但如果电流出现变化，自感就会产生一个电动势，这个电动势就会对电流的变化产生阻碍。

如果在自感上串连一个灯泡，那么在电流接通后，灯泡会慢慢变亮，自感不仅能够阻碍电流的增大，同样也会阻碍电流的减小，当关闭开关后，自感会因阻碍电流的减小产生上百伏，甚至更高的电压，所以在关灯的时候，有时候会在开关处打出火花。自感的构造虽然简单，但却是日光灯管能够发光的关键一环。在日光灯管的整体结构中，自感实际上就是我们通常所说的镇流器。

日光灯管的结构大体是这样的，电源、镇流器、灯管和启辉器。

启辉器又被称之为跳炮，有的地方称之为“憋火儿”。启辉器的结构其实也很简单，大概就是两个离得非常近但并不相连的金属片，而周围充斥着一些稀有气体。日光灯管就像我们通常所见的那样，中间似乎什么都没有，而且灯管本身又很长，所以在接通电源之后，220V的电压不足以击穿灯管，要击穿一个一米长的灯管至少需要上万伏特才做得到。

灯管太长，击穿不了，但击穿启辉器很容易，启辉器内的气体被击穿之后开始发热，热导致金属片膨胀，于是两个金属片接触到了一起，于是电流不再通过启辉器内的稀有气体传输，而是直接经过相连的金属片，不再通电的稀有气体会迅速冷却，冷却导致金属片收缩，于是相连的金属片再次断开。

启辉器内的金属片断开，导致电路中的电流迅速减小，于是镇流器，也就是自感，产生巨大的电动势阻碍电流的减弱，此时镇流器所产生的电压达到了上万伏特，于是乎灯管被击穿了。

在整个灯管的结构中，镇流器和启辉器缺一不可，而当灯管被击穿点亮之后，启辉器也就没有用了，所以我们会发现没有“跳炮”是开不了灯的，但是一旦把灯打开，再把“跳炮”拿走，是完全没有影响的。而镇流器，也就是自感，它的作用就更大，不仅开灯的时候要依靠它，在整个灯管工作的过程中都要依赖于它，因为如果没有镇流器，一旦电流增大，就会导致灯管内的电离变多，从而使电阻变小，电阻变小又会进一步加大电流，于是灯管很快就烧了。

灯管里面的事情

为什么看似什么都没有的灯管被击穿之后就能够发光呢？灯管里看似什么都没有，实际上并不是空无一物，里面有大量的汞，当灯管击穿之后，电子会撞击汞原子，于是汞原子由低能级进入高能级，而后又会由高能级降回低能级，在这个过程中，汞原子就会释放出紫外线。而紫外线并非可见光，人眼是看不到的。不过不要紧，当我们在灯管表面涂上荧光粉之后，荧光粉会吸收紫外线，之后发出荧光，于是灯管就亮了起来。

和传统的灯泡相比，灯管要节能很多，因为传统灯泡依靠灯丝发热发光，浪费了大量能源，所以日光灯管的节能效果是传统灯泡的五倍以上，所以人们利用日光灯管的原理又发明了节能灯泡，节能灯泡实际上就是日光灯管，和日光灯管相比，节能灯泡的区别在于它把镇流器和灯管做成了一个整体。