Question

一般的日光燈，當加在它兩端的電壓增大到u1=200V的時候就能發(fā)光，發(fā)光后如果電壓降低到u2=121.3V就會熄滅．如果日光燈是接在電壓U=220V、頻率f=50Hz的交流電路里，試計算日光燈每次發(fā)光延續(xù)的時間

Answer 1

   6．52×10^-3s

解析:

由有效值U=220V，電壓的最大值

電壓即時值可以表示成為

u=Umaxsin2πft=Umaxsinωt，

它的圖像如圖所示．

設經(jīng)t1時間后電壓由零增大到u1，這時日光燈開始發(fā)光，于是

u1＝Umaxsinωt1，

由此得

這個三角方程滿足上設條件的解是

也就是日光燈經(jīng)過t1=0.111T時間，第一次開始發(fā)光．

再設經(jīng)過t2時間，電壓由零增大到最大值后又減小到等于u2，這時日光燈熄滅，于是

u2＝Umaxsinωt2．

同樣方法，可得滿足上設條件的解是

也就是日光燈經(jīng)過t2=0.437T時間，第一次熄滅．

所以日光燈發(fā)光的持續(xù)時間是

說明：（1）從以上計算可知，日光燈每次發(fā)光的持續(xù)時間，大

電壓反向增大到u1的時候日光燈又會發(fā)光，持續(xù)的時間仍相同．在一個周期里，日光燈明暗交替兩次，也就是說日光燈實際上是時明時暗的，在一秒鐘的時間里，亮一百次，暗一百次．那么為什么我們感覺不到日光燈的閃爍呢？這是由于人的視覺有一個短暫的暫留現(xiàn)象．視覺神經(jīng)受到的外界光的刺激作用消失后，視覺還會保留一個短暫的時間，這個時

就感覺不到它的“熄滅”了．如果我們伸開手掌，在日光燈下?lián)]動，就會看到一片明暗相間、閃爍不定的現(xiàn)象，跟在普通的白熾燈光下?lián)]動手指看到的現(xiàn)象不同，這就是日光燈忽明忽暗的緣故．

（2）上面計算的時候，我們把加在燈管兩端的電壓當作是正弦交變電壓．事實上，由于日光燈管是氣體導電，不是純電阻性負載，因而燈管的實際電壓和電流波形都不是嚴格的正弦曲線，而且電壓和電流之間有相差，所以上面的計算只是近似的．