馬庫斯.泰林
 
     作者是德國杜伊斯堡的物理學(xué)家、霓虹燈行業(yè)顧問。

    中東地區(qū)的爆炸持續(xù)不斷，在阿聯(lián)酋迪拜的局部地區(qū)也不斷有爆炸發(fā)生。這個(gè)在世界上經(jīng)濟(jì)增長最快的國家對建筑照明和標(biāo)識的需求驚人(本人在迪拜為幾個(gè)項(xiàng)目做顧問)。

    當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目確定了、東西開始制作的時(shí)候，我常常接到現(xiàn)場電工打來電話，詢問聯(lián)接高壓電路的線路圖，或者問為什么一串霓虹燈只有一個(gè)亮。很多電工知道如何接白熾燈或熒光燈。這里，我想介紹為什么霓虹燈和冷陰極燈的聯(lián)接方式與一般光源不同。

電流基本常識

    電網(wǎng)供電最早出現(xiàn)在20世紀(jì)初，在電壓恒定的電網(wǎng)內(nèi)可以同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)耗電量不同的電器。要保證電壓恒定，所有電器要并聯(lián)，或者說火線接火線；零線接零線（見圖1）。

    當(dāng)電壓不變時(shí)，電路上所有燈不管多少亮度相同，但當(dāng)電器的總電量上升的時(shí)候，發(fā)電機(jī)的電流輸出要提高。當(dāng)耗電量變化時(shí)，不管有多高，電力公司要在小范圍調(diào)節(jié)電壓以防止電燈閃爍，更糟糕的情況可能會(huì)燒壞電腦。

    為防止電路損壞，在負(fù)荷過高的時(shí)候，保險(xiǎn)絲會(huì)中斷電流。這樣，在電壓一定的時(shí)候，每個(gè)負(fù)荷的電阻要限制電流通過。

    要明白為什么霓虹燈管、熒光燈或高強(qiáng)放電燈(HID)還有led不能直接聯(lián)到電網(wǎng)上，我們來看看電阻的特性。

電燈的特性

    真空燈泡里有金屬絲，電流通過時(shí)將金屬絲加熱發(fā)光。真空保護(hù)金屬絲不被氧化燃燒。在燈泡的兩端，我們可以測出輸入的電流和電壓降（見圖2）。根據(jù)歐姆定律，電阻(r)= 電壓(v)/電流(I)。

    如果用一個(gè)理想的電源調(diào)節(jié)電壓，電壓越高則電流越大。我們用電壓對不同電壓下的電流作圖，就會(huì)得出一條曲線而不是理想的直線（圖3），這條曲線顯示了電燈的電特性。假如電燈燈絲溫度不變，電流與電壓就呈線性關(guān)系；溫度升高電阻也隨之升高，這樣電流與電壓就呈（斜率上升的）曲線關(guān)系。 

    如果電源能提供足夠電流并使電壓保持穩(wěn)定，可以把一系列燈泡用并聯(lián)的方式連起來，燈泡的發(fā)光效果不會(huì)相互影響。用電壓除以電阻或用功率瓦數(shù)除以電壓可以算出每只燈通過的電流。(略)

(更多內(nèi)容見本刊2006年第7期)