LED燈管和啟動器

了解了日光燈的電路原理之後

再回來看這個問題

「如果換成LED燈管沒有將啟動器(氖燈)拔掉會怎樣？」

首先要將日光燈管換成LED燈管有一些重要的條件

細節請務必先看這篇

這個問題我們分成兩種情況來看

1.保留傳統安定器(電感)和LED燈管串聯

2.移除電感，LED燈管直接連接市電

電路圖出來就簡單了

若是第2種情況

當電源開啟時，氖氣燈氣體放電時電流還沒有很大

但當兩端的電極接觸之後馬上就形成短路

保險絲瞬間燒斷

瞬間的大電流甚至將啟動器兩端的電極都黏住了！

非常危險啊~~

影片如下

那如果LED燈管和原本的電感串聯(第1種情況)

當氖氣燈電極接觸時(電流瞬間變極大)，電感就發揮了抑制電流通過的功能

瞬間產生的反向感應電動勢甚至可能高達數百伏

因此電路並沒有像第2種情況形成短路

但這時候電感會負擔很高的電流，發熱也會很明顯

電感後端的電壓也會變很低，無法點亮LED燈和氖氣燈

因此可以看到的現象就是LED燈和氖氣燈同時在閃爍

影片如下

這樣的實驗結果有符合大家的預期嗎？

日光燈的電路原理

家電醫生進階班都會提到日光燈的電路

從這個電路就會帶到電感(安定器)在電路的功能

當然也會順勢提到PF(功率因數)的概念

最重要的是給大家將日光燈管更換為LED燈管時的正確概念

但因為時間的關係，總是無法將細部的電路原理說明清楚

加上這次台中場有老師問了一個問題

「那如果換成LED燈管沒有將啟動器(氖燈)拔掉會怎樣？」

這是好問題啊~~

坦白說，我並沒有實際實驗過

但可以先從原理來看看

日光燈啟動前必須先將燈絲加熱

傳統利用的方法(氖氣燈)很特別(相關氖氣燈的實驗可以看這篇)

一開始氖燈裡的燈絲是分離的

但開啟電源時，高壓(至少70V以上)會讓氖氣產生氣體放電

這個氣體放電會加熱兩端的電極

其中一支電極為複棒

當複棒受熱彎曲後會碰到另一端的電極

兩端的電極碰觸後(此時迴路中有日光燈的燈絲，所以不會是短路的情況)

氣體放電的現象就會消失

電極因為沒有氣體放電的熱源

慢慢冷卻的結果就會使複棒恢復原本的樣子而斷路

從點亮氖氣燈到氖氣燈斷路，這段時間就是加熱日光燈絲的時間

當電路瞬間段路時，因為電流瞬間降為零

電感此時會感應出一個高壓

這個感應電動勢和電源方向相同

電壓疊加的結果至少超過300V

就會使得日光燈裡原本被加熱的激態汞蒸氣游離，形成導電的等離子體

進而導通整支日光燈

當日光燈導通之後，因為氣體的阻抗並非定值

電流會有明顯的波動，電感這時就發揮了穩定電流的重要功能

實際測量日光燈管兩端和電感兩端的電壓

分別為43.4V和96.5V

日光燈兩端的電壓降下來了

氖氣燈也就無法再點亮

至於為何日光燈的電壓和電感電壓加起來會這麼高(139.9V)？

可以看這幾篇的說明

這和最原始的問題有何關係呢？