照相机闪光灯工作原理

照相机闪光灯工作原理 如果您读过单反相机工作原理一文，便会了解到将一张清晰的图像曝光到胶卷上需要大量光线。对于大多数室内摄影(周围的光线相对较弱)而言，您需要将胶卷长时间曝光或瞬间增加光线强度才能获得清晰的照片。对于大多数拍摄对象而言，增加曝光时间并不合适，这是因为任何快速运动(包括相机本身的移动)都会使照片变得模糊。 电子闪光灯可以解决摄影这个固有的问题，并且使用简单、价格低廉。它们的唯一用途是在您按下快门时发出瞬间亮光，从而在胶卷曝光的瞬间照亮房间。 在这篇文章中，我们将确切了解这些设备如何执行这项重要任务。我们将发现，照相机闪光灯有力地说明了基本电子元件如何在一个简单的电路中协同工作。 正如全自动相机中所介绍的，一个基本的照相机闪光灯系统有三个主要部 分。 想买数码相机么, 一块用作电源的小电池 一个实际产生闪光的气体放电管 如果您正在寻找一款可以随身 一个用于连接电源和放电管的电路(由多个电子元件组成) 携带的相机，并希望它很小—— 非常小， 请访问系统两端的两个元件非常简单。将电池的两极接通电路时，电池将强制电StuffGuide.com，了解有关超薄子通过电路从电池的一极流向另一极。正在移动的电子(即电流)向连接超小型相机的信息， 到电路的各个元件提供能量(有关详细信息，请参阅电池工作原理)。 放电管与霓虹灯或荧光灯非常相似。它由一个充满氙气的管子构成，管子的两端是电极，中间是一个金属触发板。 一个典型的照相机闪光灯管(拆去其外壳)类似于一个微型荧光灯。 闪光灯管位于触发板之前。 触发板被向前反射闪光灯光线的反射物质所遮挡。 它的基本原理是通过灯管中的氙气将电流从一个电极传导(移动自由电子)至另一个电极。自由电子在移动时将使氙气原子通电，从而使其发出可见光子(有关原子如何生成光子的详细信息，请参见光的原理)。 处于正常状态的氙气无法导电，这是因为其中的自由电子非常少，也就是说，几乎所有电子都与原子结合在一起，使得氙气中几乎没有带电粒子。要使氙气能够导电，必须向电子与原子的结合体提供自由电子。 另一个照相机闪光灯管设计:在这根弯曲的灯管中，触发板与灯管上 的玻璃直接相连。 这正是金属触发板的作用所在。如果向该板瞬间施加一个很高的正电压(电动势)，它将对原子中的负电子施加很强的引力。如果该引力足够强，则它将从原子中拖出电子。这种除去原子中的电子的过程称作离子化。 由于自由电子具有负电荷，因此它们在处于自由状态后，将从负电极移动到正电极。电子在移动时将与其他原子发生碰撞，使得这些原子也失去电子，从而使氙气离子化。高速运动的电子将与氙气原子发生碰撞，从而使其通电并产生光(有关更多信息，请参见荧光灯工作原理)。 完成此过程需要相对较高的电压(电“压力”)。在两个电极之间移动电子需要数百伏电压，而产生足以使氙气导电的自由电子需要几千伏电压。 由于典型的照相机电池只提供1.5伏电压，因此闪光灯电路需要大幅增大电压。在下一节，我们将了解其工作原理。 在上一节中，我们了解到闪光灯电路需要将电池的低电压转换为高电压，以便使氙气管发光。设计这种升压电路有很多方法，但大多数方法中均包含相同的基本元件。其他博闻网文章对所有这些元件进行了介绍: 电容——通过聚集触发板上的电荷来存储电能的设备(请参见电容器工作原理) 电感器——通过产生磁场来存储电能的金属线圈(请参见电感器工作原理) 二极管——使电流只在一个方向自由流动的半导体设备(请参见半导体工作原理) 晶体管——可用作电控开关或放大器的半导体设备 下图显示了所有这些元件在基本闪光灯电路中的构成。 该图总体看来可能显得有点复杂，但如果将其分解为各个元件，则会看起来简单一些。 首先我们将介绍该电路的核心元件——主变压器，它实际上是一个用于增大电压的设备。该变压器由两个紧密相邻的电感器组成(例如，一个电感器可能缠绕另一个电感器，同时这两个电感器可能缠绕一个铁芯)。 如果您阅读了电磁体工作原理，便会知道通过金属线圈传递电流将产生磁场。如果您阅读了电感器工作原理，便会知道由交流电流产生的交流磁场将使导体中的电压发生变化。 变压器的基本原理是通过一个电感器(主线圈)产生电流以磁化另一个电感器(副线圈)，从而使副线圈中的电压发生变化。 如果改变两个电感器的大小(每个线圈的匝数)，则可以增大(或减小)从主线圈到副线圈的电压。在升压变压器(如闪光灯电路中的变压器)中，副线圈的匝数大于主线圈。因此，副线圈中的磁场和(放大的)电压大于主线圈中的磁场和电压，但副线圈的电流小于主线圈的电流。 通过这种方式增大电压需要提供交流电，如家用AC电流(交流电流)。但电池输出的是不变化的恒定DC电流(直流电流)。只有当直流电流最初通过电感器的磁场时，该磁场才会出现变化。在下一节，我们将了解闪光灯电路如何解决此问题。 主闪光灯和辅助闪光灯 专业摄影师通常在拍摄对象的周围安装多个闪光灯来获得更好的 灯光效果。在这种布置方式中，一个主闪光灯可能由相机快门触发， 而其他闪光灯由主闪光灯触发。某些辅助闪光灯设计将主闪光灯本 身用作触发器。辅助闪光灯有一个小型光传感器，用于在检测到瞬 间的光脉冲时触发闪光灯电路。 在上一节中，我们了解到变压器需要交变电流才能正常工作。闪光灯电路通过频繁中断直流电流(传递快速、很短的直流电流脉冲使磁场不断变化)来提供这种电流波动。 该电路使用简单的振荡器执行此过程。振荡器的主要元件包括变压器的主线圈和副线圈、另一个电感器(反馈线圈)和用作电控开关的晶体管。 当您按充电按钮时，振荡器将关闭充电开关，从而使电流的短脉冲群通过反馈线圈从电池流动到晶体管的基极。向晶体管的基极通电可以使电流从晶体管的集电极流动到发射极，从而使晶体管瞬间导电。 当晶体管以这种方式“打开”时，电流脉冲可以从电池流动到晶体管的主线圈。电流脉冲使副线圈中的电压发生变化，从而使反馈线圈中的电压发生变化。反馈线圈中的此电压将电流传导至晶体管的基极，从而使晶体管再次导电，然后再次重复这个过程。电路通过这种方式中断自身，从而通过变压器逐渐增大电压。当闪光灯充电时，此震荡操作将产生可以听到的刺耳的呜呜声。 然后，高电压电流将流经用作整流器的二极管，电流在二极管中只能单向流动，从而将变压器中的交流电流重新转换为稳定的直流电流。 闪光灯电路将这个高电压电荷存储在一个大型电容中。与电池一样，电容在接通 至闭合电路之前将一直保存电荷。 电容始终与闪光灯管的两极相连，除非氙气已被离子化，否则闪光灯管不会导电， 从而导致电容无法放电。 电容电路还可以通过电阻器连接到更小的氙气放电管。当电容中的电压足够高时， 电流可以流经电阻器以使这个小放电管发光。该放电管可以用作指示器灯，指示 闪光灯何时准备工作。 闪光灯触发器连接到快门结构。拍摄照片时，触发器将瞬间关闭，从而将电容连普通全自动相机中的闪光灯电容 接到二级变压器。该变压器可将电容器中的200伏电流最大增加至1,000和4,000 伏之间，并将高电压电流传导至闪光灯管旁边的金属板。金属板上的瞬间高电压提供了使氙气离子化所必需的电能，从而使氙气可以导电。所以闪光灯在快门打开时会闪光。 不同的电子闪光灯所具有的电路可能比该闪光灯复杂，但大多数电子闪光灯的基本工作原理相同，只需增加电池电压即可触发小型氙气放电灯。 有关照相机闪光灯(包括“拍摄”位于它们面前的拍摄对象的闪光灯)的更多信息，请查看下一页的链接。