日光灯结构原理及其故障维修

一、日光灯的发明及原理

日光灯一般也叫荧光灯，传统型荧光灯即低压汞灯，是利用低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线，从而使荧光粉发出可见光的原理发光。因此它属于低气压弧光放电光源。

1852年，英国物理学家斯托克期发现了一种碰到光就能产生另一种光的荧光物质。

1879年，爱迪生发明了白炽灯。

1902年，黑维特发明了水银灯。

19l0年，法国科学家克劳特获得了霓虹灯的发明专利。

1938年美国通用电子公司的研究人员伊曼制作了荧光灯

随着科技的发展日光灯从发现使用至今已经100多年历史的，目前已经升级到T4

T4灯管的直径就是(4/8)×25.4＝12.7 mm

T5 就是表示灯管的直径就是(5/8)×25.4＝16 mm

T8 就是表示灯管的直径就是(8/8)×25.4＝25.4mm

T9 就是表示灯管的直径就是(9/8)×25.4＝28.6mm

T10 就是表示灯管的直径就是(10/8)×25.4＝31.8mm

理论上，越细的灯管效率越高，也就是说相同瓦数发光越多。为了节约成本，T5、T4都采用了微型支架的形式出售，就是镇流器含在支架的微型空间里面，这种镇流器的效率和质量一般都不大好，导致应该很高效率的灯管反而不如常规的T8灯管亮，寿命方面也有点打折。

二、日光灯的优缺点

1、优点

日光灯是在通电后，水银蒸气放电，同时产生紫外线，紫外线激发管内壁的荧光物质而发出可见光。与白炽灯相比，它具有色温容易控制，发光效率比高，发光面积较大，使用寿命长的优点。

白炽灯发光效率：15% 日光灯发光效率：90%

白炽灯使用寿命：1000小时 日光灯使用寿命：3000小时

2、缺点

电路复杂，需要启动电路（镇流器）

含有重金属（主要是汞）

价格也比白炽灯贵很多

有频闪现象，有些场合不适合使用

日光灯频闪，因为我们国家的交流电频率是50赫兹，导致灯管每秒钟出现100次的闪烁。灯管内壁的荧光粉虽然有一定的余辉时间，但即使在这百分之一秒内也会迅速变暗导致频闪现象。

3、危害性

伤害眼睛：虽然人的眼睛不易察觉，但长期处在这种光源下对眼睛有一定的危害，特别是用旧的日光灯，这种频闪更加明显。

产生错觉：光强闪烁还干扰视觉中枢对图象的处理和综合分析，从而形成眩目和视觉错觉等现象。比如，会把正常高速转动的物体看成慢转甚至反转，把高速飞行的球看成是断续的。如在有转动物体的车间，当转动频率是灯光闪烁频率的整数倍时，转动的东西看上去象静止一样，往往因此造成事故

三、日光灯的使用

1、日光灯工作条件

日光灯正常工作电压

2、日光灯电路的组成

日光灯线路示意图

3、日光灯管的结构和作用

日光灯管头部结构组成

灯丝：给气体加热，发射电子使氩气电离

氩气：氩气电离生热，热量使水银产生蒸气

水银蒸气：在高压下导电，发出紫外线

荧光粉：受到紫外线照射时发出可见光

4、镇流器结构和作用

日光灯镇流器

5、启辉器组成和作用

启辉器在启动的时候就相当于一个开关的作用

启辉器结构图

6、日光灯工作过程

220伏的电压立即使启辉器氖泡内的氖气电离，产生辉光放电，放电产生的热量使双金属片受热膨胀

启动过程1-4

双金属片受热膨胀碰到静触片，启辉器接通，电路形成回路，电流使灯丝预热，发射出大量电子，而启辉器两端电压为零v停止放电。

起辉器停止放电后，双金属片冷却而与静触极断开，当两个电极断开的瞬间，电路中的电流突然消失，于是镇流器产生一个高压脉冲约800多伏，它与电源电压220伏叠加后，得到1000多伏的电压，加到灯管两端，灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度运动，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。

日光灯正常发光后。由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化。镇流器起到降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内108v。由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。

四、日光灯的故障维修

1、灯不亮，灯丝也不红

故障原因：线路未通，或其中有部件损坏。

可用电笔按火线进线顺序检查线路，是否有断路处。依次检查开关、镇流器、启辉器的接线。可用螺丝刀将启辉器两接头瞬间短路来判断启辉器是否损坏，因为这一操作与氖管的跳动有同样作用。如启辉器损坏，更换启辉器即可。否则，可能是线路其他部分断路。除以上原因外，还可以检查镇流器内部是否断线，灯管的灯丝是否，断路。找到故障后，即可设法修复或换新。

2、日光灯两端灯丝发红，灯管不亮

故障原因：线路未通，或其中有部件损坏。

启辉器中氖泡或电容断路，使电源电压加至日光灯两端灯丝，但无法使日光灯管启辉。检修时，可用简易方法立即证明启辉器是否损坏，只要将启辉器取下，在取下一瞬间(即断开瞬间)，日光灯管点亮，也可用螺丝刀在启辉器插座两接触片瞬间短路，日光灯管点亮。这样都证明启辉器已损坏，应予换新。

3、镇流器（有线圈的镇流器）发出很重的交流响声

故障原因：镇流器的硅钢片之间松动。

应更换新的镇流器。若是有维修经验者，可拆下镇流器，将矽钢片之间的间隙用同规格的矽钢片插入，并插紧插齐。修复后，即能消除交流响声。 如果电子镇流器产生的声音为内部电感或者电容性能下载导致，更换即可。

4、晚上断开开关后，日光灯管仍有微亮或者微光闪动

故障原因：接线时，火线与零线接错。

当电源进线火线接错后，火线端接至灯管，即使开关已断开，在晚上日光灯管仍会很长时间微微发亮。此时，只需将电源进线的火线与零线换接，故障即排除。

5、日光灯时亮时暗，启辉器频 繁启动，或灯管严重闪烁，或灯管内亮区滚动

故障原因：日光灯管老化，启辉器无法启动。

日光灯管质量差，或使用日久后，其管压降增加，导致启辉器无法启动，应更换新的日光灯管。

6、镇流器发烫，并有焦味

故障原因：镇流器内线圈有短路

遇到该故障必须及时断开开关，并更换同规格镇流器，以免烧毁日光灯管。

7、荧光灯管一端发黑的原因

故障原因；灯管老化

正在荧光灯启动过程中,荧光灯管的两端灯丝串联,通过的电流相同.如果灯管两端的灯丝电阻相等,则灯管两端灯丝温度也相同.如果灯丝两端的电阻不相等,显然灯管两端的灯丝温度也不相同.由于串联电路中电阻的发热量和其阻值成正比,可知电阻大的一端温度高.如果灯丝温度超过900℃,灯管在启辉过程中,灯丝上的氧化物会发生严重的飞溅剥落现象.这些飞溅剥落的金属粉末加上灯管内的汞蒸汽吸附在灯丝周围的管壁上,因此管壁的一端逐渐发黑。由于灯丝上的氧化物剥落后变细,增大灯丝的电阻值,这端灯丝温度就更高,飞溅剥落就更严重,使管壁附着的金瞩粉末及水银分子更多,引起这端管壁发黑更加严重。如此恶性循环,导致灯丝上的发射物质消耗殆尽,灯管寿命告终。或因粗细不均匀,在灯丝的最细处因电阻值最大,此处温度也就特别高,最后导致灯丝在此处熔化。