一種新型“熒光燈原理演示器”的制作與使用

特古斯

(通遼職業(yè)學(xué)院機(jī)電系 內(nèi)蒙古 通遼 028000)

一種新型“熒光燈原理演示器”的制作與使用

特古斯

(通遼職業(yè)學(xué)院機(jī)電系 內(nèi)蒙古 通遼 028000)

熒光燈是學(xué)生非常熟悉的照明燈具，是自感現(xiàn)象的一個(gè)很重要的應(yīng)用實(shí)例．我們?cè)谝酝慕虒W(xué)中發(fā)現(xiàn)，教師所使用的熒光燈原理演示器有好幾種，這些演示器雖然都能演示熒光燈實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容，但都存在如下缺陷.由于這些演示器上均沒(méi)有安裝設(shè)置測(cè)試端子，所以演示器斷電狀態(tài)下，用電工儀表無(wú)法對(duì)鎮(zhèn)流器、啟輝器、燈管的好壞進(jìn)行直接檢測(cè)判斷；在演示器通電狀態(tài)下，用電工儀表無(wú)法對(duì)鎮(zhèn)流器、啟輝器、燈管等部件進(jìn)行電壓等電氣測(cè)量．這樣極大地影響了教師實(shí)驗(yàn)操作技能的示范指導(dǎo)作用，同時(shí)對(duì)于學(xué)生學(xué)以致用能力的培養(yǎng)方面很不利．基于此認(rèn)識(shí)，筆者對(duì)傳統(tǒng)熒光燈原理演示器進(jìn)行了如下改進(jìn)，并取得了良好的課堂教學(xué)效果．

1 新型熒光燈原理演示器

熒光燈電路如圖1所示；新型熒光燈原理演示器如圖2所示．

圖1 熒光燈電路

圖2 新型熒光燈原理演示器

2 制作材料及演示用具

選取規(guī)格72 cm×72 cm×2 cm木工板1塊，TB-1503L型接線(xiàn)端子排5個(gè)，彈簧燈座2個(gè)，20W燈管，啟輝器1個(gè)，啟輝器插座1個(gè)，20W鎮(zhèn)流器1個(gè)，木螺絲釘若干，電源線(xiàn)，規(guī)格均為1.06m×1m藍(lán)色、紅色即時(shí)貼各1張．MF47型指針式多用表1塊，DT9205型萬(wàn)用表1塊，2 500V絕緣電阻表1塊，紅色普通發(fā)光二極管2個(gè)，帶鱷魚(yú)夾的導(dǎo)線(xiàn)4條，驗(yàn)電筆，15V層疊電池1節(jié)，電池盒等．

3 制作

3.1 繪制粘貼熒光燈電路圖

用刻刀將藍(lán)色即時(shí)貼刻出寬1cm，長(zhǎng)100cm的若干紙條，用藍(lán)色即時(shí)貼刻出鎮(zhèn)流器、啟輝器、開(kāi)關(guān)、燈管等部件的電氣符號(hào)，用刻刀刻出紅色即時(shí)貼燈管燈絲，然后將它們正確粘貼在示教板相應(yīng)位置上繪制成熒光燈電路圖，如圖2所示．

3.2 安裝部件

根據(jù)所繪制的即時(shí)貼熒光燈電路圖，在與各個(gè)電氣符號(hào)相對(duì)應(yīng)的每個(gè)位置均鉆小孔用于安裝固定2只彈簧燈座、鎮(zhèn)流器、啟輝器插座、開(kāi)關(guān)等．接線(xiàn)端子排是電氣設(shè)備中用來(lái)連接線(xiàn)路的一種電器元器件，其外形結(jié)構(gòu)如圖3所示；將5個(gè)接線(xiàn)端子排分別固定在各部件附近和外接電源的位置，并在每個(gè)接線(xiàn)端子排周?chē)@4個(gè)小孔用于接線(xiàn)，然后分別將兩個(gè)燈座、啟輝器座、鎮(zhèn)流器的引線(xiàn)與對(duì)應(yīng)的接線(xiàn)端子排進(jìn)行連接，用導(dǎo)線(xiàn)將5個(gè)接線(xiàn)端子排、開(kāi)關(guān)等正確連接，使線(xiàn)路布線(xiàn)均在示教板背面，最后將電源線(xiàn)與接線(xiàn)端子排相連接后熒光燈演示器就制作完成．

圖3 接線(xiàn)端子排

4 演示方法

4.1 檢測(cè)判斷熒光燈部件的好壞

(1)鎮(zhèn)流器性能好壞的判別

首先將指針式多用表的量程選擇開(kāi)關(guān)置于R×10歐姆擋，在示教板的接線(xiàn)端子排上測(cè)量鎮(zhèn)流器電感線(xiàn)圈的直流電阻，將測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，測(cè)量值為88.5Ω，如圖4(a)所示．然后對(duì)鎮(zhèn)流器產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的性能進(jìn)行檢測(cè)判斷，如圖4(b)所示將兩只發(fā)光二極管反向并聯(lián)之后在其兩端分別與帶鱷魚(yú)夾導(dǎo)線(xiàn)連接，并用兩個(gè)鱷魚(yú)夾分別夾住鎮(zhèn)流器兩個(gè)引線(xiàn)端，萬(wàn)用表量程開(kāi)關(guān)置于R×1歐姆擋，檢測(cè)時(shí)將紅黑表筆分別接觸鎮(zhèn)流器兩個(gè)引線(xiàn)端，當(dāng)一支表筆不動(dòng)，另一只表筆反復(fù)敲擊接線(xiàn)端子排接線(xiàn)樁時(shí)，如果兩只發(fā)光二極管中的一只發(fā)生反復(fù)發(fā)光閃爍熄滅，表明該鎮(zhèn)流器電感性能良好，如果兩只發(fā)光二極管均沒(méi)有發(fā)光閃爍則表明鎮(zhèn)流器電感性能很差需更換．

圖4 判別鎮(zhèn)流器性能的好壞

(2)啟輝器的檢測(cè)

啟輝器的檢測(cè)方法如圖5所示；用2 500V絕緣電阻表的紅色檢測(cè)線(xiàn)(L)鱷魚(yú)夾和黑色檢測(cè)線(xiàn)(E)鱷魚(yú)夾分別夾住啟輝器的兩個(gè)引腳，當(dāng)以每分鐘120轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)絕緣電阻表的搖把時(shí)啟輝器發(fā)出橘紅色的光,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明啟輝器性能完好，反之啟輝器損壞．

圖5 檢測(cè)啟輝器

(3)燈管的檢測(cè)

將萬(wàn)用表的量程選擇開(kāi)關(guān)置于R×1歐姆擋，在接線(xiàn)端子排上直接測(cè)量燈管兩側(cè)燈絲電阻，將測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，測(cè)量值為4Ω和4.2Ω．再用2 500V絕緣電阻表的紅色檢測(cè)線(xiàn)(L)鱷魚(yú)夾和黑色檢測(cè)線(xiàn)(E)鱷魚(yú)夾分別夾住燈管兩側(cè)的引腳如圖6所示；當(dāng)以每分鐘120轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)絕緣電阻表的搖把時(shí)，如果燈管發(fā)出白色的光,實(shí)驗(yàn)表明燈管沒(méi)有漏氣其性能完好，反之燈管漏氣損壞．

圖6 檢測(cè)燈管

4.2 測(cè)量熒光燈正常工作后各部件兩端電壓

當(dāng)熒光燈點(diǎn)亮后處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)，此時(shí)利用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)鎮(zhèn)流器、啟輝器、燈管三者兩端的電壓進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示．

表1 熒光燈正常工作后各部件兩端電壓的

測(cè)量值(電源電壓237V)

熒光燈部件鎮(zhèn)流器啟輝器燈管燈管燈絲1燈管燈絲2測(cè)量值/V21167670．50．9

4.3 演示器其他演示功能

圖7 拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)

(1)將演示器上啟輝器取下來(lái)，如圖7所示.用一個(gè)拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)代替啟輝器做熒光燈實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生理解啟輝器在熒光燈電路中的作用．

圖8 小型翹板按鈕開(kāi)關(guān)與燈泡串聯(lián)

(2)取一只小型翹板按鈕開(kāi)關(guān)與鎮(zhèn)流器串聯(lián)，如圖8所示.再取一只小型翹板按鈕開(kāi)關(guān)與100 W白熾燈串聯(lián)，然后將鎮(zhèn)流器支路與白熾燈支路并聯(lián)，在演示器通電狀態(tài)下使兩支電路都有電流通過(guò)，即白熾燈發(fā)光工作，當(dāng)斷開(kāi)鎮(zhèn)流器(用白熾燈代替鎮(zhèn)流器)時(shí)熒光燈保持正常工作狀態(tài)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生進(jìn)一步理解鎮(zhèn)流器在熒光燈電路中的作用．

此演示器取材容易，制作簡(jiǎn)單，檢測(cè)方便，現(xiàn)象生動(dòng)，同時(shí)還可以設(shè)置故障點(diǎn)供學(xué)生觀(guān)察和分析，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰敖鉀Q實(shí)際問(wèn)題的能力都會(huì)有幫助的．

2016-07-28)