相信很多人曾经做过这样的事,在灯下挥动一根手指,有时候会看到好多个手指的影像,这说明灯在闪烁。很多人可能觉得这跟家庭照明电路使用交流电有关,不过事情并没有这么简单。闪烁的原因是多方面的,而交流电只是其中一个因素。
首先还是来说说交流电是怎么一回事,简便起见我们忽略发电站到家庭之间的变电设备。接入家庭的交流电网通常有一根零线和一根火线,零线与大地相接,电势为0,火线与发电站的发电机输出端相接。大多数发电机的发电原理都可以简化为线圈切割磁感应线产生动生电动势,因为切割的方向有来有回,所以产生的电动势也是来回震荡的,通常可以表示为一个余弦函数,这样零线与火线之间的电压也是呈余弦周期变化。以上知识相信大家还没还给中学老师。
输电电路示意图
不过就算使用了交流电,灯也不一定会闪烁,这跟灯的种类有关。现在家庭里常见的灯源有LED灯、荧光灯,和基本淘汰完的白炽灯。先说说原理最简单的白炽灯,它依靠电流通过灯丝发热产生高温后发出黑体辐射谱,其中可见光部分即被人眼所见。很多人印象中白炽灯不会闪烁,实际上仔细想想就能从原理上证明白炽灯必然是会闪烁的。因为通过灯丝的电流大小是时刻变化的,所以灯丝的温度也是时刻变化,从而发光强度也如此。
慢镜头下的白炽灯
中国所用的市电为50Hz,电流震荡的频率也是50Hz,而电流来回的方向对于白炽灯来说没有区别,因此很容易得出白炽灯的闪烁频率即电流大小的变化频率:100Hz。之所以白炽灯的闪烁很难察觉,有两方面原因,一是灯丝本身有热容,在电流较小时温度不会迅速下降,发光强度也不会降低太多,即灯泡的闪烁波动深度较小。二是人眼有视觉暂留现象,对光刺激有一定的后续拖尾效应,因此很难察觉到高频的闪烁。
荧光灯相对来说复杂一些,它依靠灯管内填充的水银蒸气在高压下击穿后发出紫外线,轰击灯管内壁的荧光粉产生可见光。具体工作原理这里不赘述,大家需要知道的是荧光灯里需要加装启辉器和镇流器,来提供击穿所需要的超高电压,以及稳定正常工作时的电流。
荧光灯的电路示意图
较老的电感式镇流器依赖于交流电本身的交变性质,每一个周期有两个电压峰值,因此闪烁的频率是交流电的两倍,即100Hz,闪烁比较明显。而现在大多数的荧光灯都用上了电子镇流器,它将交流电转化直流后,能按需输出任意的波形,因此能提高启动的成功率和速度,还能实现超高频的调制,减少闪烁感。由于荧光粉发光有余辉效应,高频调制下荧光灯的闪烁波动深度也非常小。
LED全称是发光二极管,一般需要接入直流电使用,只能单向导通。如果强行反向接入电源,如一般的二极管一样,低电压下不会导通,而电压太高会反向击穿。在接入交流转直流电源后,LED通常是完全无频闪的,不过实际应用中经常使用PWM来实现亮度控制。PWM简单来说就是快速开关电路,改变开关的时间间隔之比即可改变LED的视在亮度。不过由于LED基本没有余辉效应,波动深度几乎为100%,频率要非常高才能消除闪烁感。
PWM原理示意图
另一种对眼睛更加友好的调光方式就是所谓的DC调光,或恒流调光,它直接调整通过LED的电流大小来改变LED的发光强度,这样就避免了闪烁。相比PWM,这种调光方式电路会更加复杂,而且LED的发色特性跟亮度有关,不同亮度下色温会发生变化。
一个简单的判断灯源是否频闪的办法就是用手机摄像头对着灯光,如果取景框内看到条纹,说明灯源是频闪的,而且条纹越密,频闪频率越高。
家里的灯泡老是一闪一闪的怎么回事?
家里的灯泡总是一闪一闪的,出现这种情况可能是电压过弱导致的。
先关掉大功率的电器再看看客厅灯会不会闪,再闪就是灯坏了。电灯闪烁的原因有很多,有可能是零线和火线接反了,也有可能是电灯产生了自感电流。
观察闪烁的电灯,是否房间内多个电灯闪烁,且这些电灯属于同一回路,则要考虑电箱内零线和火线接反了;若不是零线和火线接反了,那有可能是电灯产生自感电流,这种情况LED灯的闪烁频率比较高,日光灯的闪烁频率比较低。
灯泡使用注意事项
有些房屋使用的是日光灯,在日光灯内部安装有用于限流和产生瞬间高压的镇流器,和用于预热日光灯丝,提高灯管两端电压以点亮灯管的启辉器。
二者相互配合作用,当镇流器与启辉器接触不良时,灯具就会出现闪烁的情况,这时可以旋转镇流器和启辉器调整接触。如果调整之后依旧闪烁,则可能是镇流器出现故障,需要更换镇流器。
家里的灯泡一直闪是什么原因?
家里所有电灯开灯后一直闪烁,是什么原因?
造成家里电灯一直闪烁的原因是非常多的,有可能是电灯使用时间过长导致的电灯已经老化了,所以出现一直闪烁的情况。也有可能是因为电灯的灯丝出现了断裂,如果电灯灯丝出现断裂,有可能会一直闪,而且这种闪烁会非常快,闪的肉也非常难受。
具体是什么原因导致的,大家需要仔细排查,有的灯泡可以使用十五六年,我记得有一篇新闻报道里有个人使用的灯泡,就使用了十五六年的时间,在这十五六年的时间里,灯泡一直工作没有间歇。所以在这种情况之下,灯泡的线路有可能出现老化,这个时候就需要检查灯泡是不是该更换了。因为大多数的农村家庭特别是有老人居住的家庭,他们换灯泡是非常不方便的,有些灯泡就可以使用很长时间,如果长时间不更换的话就可能出现电灯泡的老化,导成电灯一直闪烁。
除了线路老化的原因以外呢,还有可能是因为电灯的个灯丝出现了问题,有的电灯灯丝它连不到一块,如果连到一块的话就有可能出现闪烁,所以这个问题还是需要通过检查灯泡的内部灯丝来解决。灯丝的构造是比较脆弱的,如果一一旦出现大的晃动就有可能使得灯丝断裂,这个时候电灯泡就会出现问题。所以这也是造成电灯闪烁的一个重要原因。在这种情况之下,相应的解决措施也是更换灯泡,因为只有把灯泡更换掉才能够彻底解决这个问题,而且一个灯泡的价格也不是太贵。