Question

有一正弦交流电源，电压有效值U＝120 V，频率为f＝50 Hz，向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长.为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？

Answer 1

2 400 s　视觉暂留

解析:

由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得

设t=0时交流电的瞬时电压U＝0，则交流电的瞬时表达式为

如图所示，画出一个周期内交流电的u-t图象,其中阴影部分对应的时间t₁表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t₁，当时，由上式得t₁＝1/600 s，再由对称性求得一个周期内能发光的时间

再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为

很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有1/300 s（如图t₂时刻到t₃时刻），由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为1/16 s，远大于1/600 s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉.