Принцип работы стартера лампы дневного света: Для чего нужен стартер для люминесцентных ламп, все подробно

Содержание

Как подключить лампу дневного света

Лампы дневного света давно и прочно вошли в нашу жизнь, а сейчас приобретают наибольшую популярность, так как электроэнергия постоянно дорожает и использование обычных ламп накаливания становится довольно дорогим удовольствием. А энергосберегающие компактные лампы не всем могут быть по карману, да и современные люстры требуют большого их количества, что ставит под сомнение экономию средств. Именно поэтому в современных квартирах устанавливается все больше люминесцентных ламп.

Содержание

  1. Устройство люминесцентных ламп
  2. Принцип работы лампы дневного света
  3. Как подключить лампу дневного света?
  4. Как проверить лампу дневного света?

 

Устройство люминесцентных ламп

Чтобы понять, как работает лампа дневного света, следует немного изучить ее устройство. Лампа состоит из тонкой стеклянной цилиндрической колбы, которая может иметь различный диаметр и форму.

Лампы могут быть:

  • прямые;
  • кольцевые;
  • U-образные;
  • компактные (с цоколем Е14 и Е27).

 

Хоть они все отличаются по внешнему виду объединяет их одно: все они имеют внутри электроды, люминесцентное покрытие и закачанный инертный газ, в котором находятся пары ртути. Электроды представляют собой небольшие спирали, которые раскаляются на короткий промежуток времени и зажигают газ, благодаря которому люминофор, нанесенный на стенки лампы, начинает светиться. Так как спирали для розжига имеют маленький размер, то стандартное напряжение, имеющееся в домашней электросети, для них не подходит. Для этого применяют специальные приборы – дроссели, которые ограничивают силу тока до номинального значения, благодаря индуктивному сопротивлению. Также, чтобы спираль разогревалась кратковременно и не перегорела, используют еще один элемент – стартер, который после зажигания газа в трубках лампы, отключает накал электродов.

Дроссель

Стартер

Принцип работы лампы дневного света

На клеммы собранной схемы подается напряжение 220В, которое проходит через дроссель на первую спираль лампы, далее переходит на стартер, который срабатывает и пропускает ток на вторую спираль, подключенную к сетевой клемме.

Наглядно это видно на схеме, представленной ниже:

Зачастую на входных клеммах устанавливают конденсатор, играющий роль сетевого фильтра. Именно его работе часть реактивной мощности, вырабатываемой дросселем, гасится, и лампа потребляет меньше электроэнергии.

Как подключить лампу дневного света?

Схема подключения люминесцентных ламп, приведенная выше, является простейшей и предназначена для розжига одной лампы. Для того, чтобы выполнить подключение двух ламп дневного света, необходимо немного изменить схему, действуя по тому же принципу последовательного соединения всех элементов, так, как показано ниже:

В данном случае используется два стартера, по одному на каждую лампу. При подключении двух ламп к одному дросселю следует учитывать его номинальную мощность, которая указана на его корпусе. Например, если он имеет мощность 40 Вт, то к нему можно подключить две одинаковые лампы, имеющие нагрузку не более 20 Вт.

Существуют также и схема подключения лампы дневного света без использования стартеров. Благодаря использованию электронных балластных устройств розжиг ламп происходит мгновенно, без характерного «моргания» со стартерными схемами управления.

Электронные балласты

Подключить лампу к таким устройствам очень просто: на их корпусе расписана детальная информация и схематически показано, какие контакты лампы необходимо соединить с соответствующими клеммами. Но чтобы было совсем понятно, как выполнить подключение лампы дневного света к электронному балласту, нужно взглянуть на простую схему:

Преимуществом данного подключения является отсутствие дополнительных элементов, необходимых для стартерных схем управления лампами. К тому же, с упрощением схемы увеличивается надежность работы светильника, так как исключаются дополнительные соединения проводов со стартерами, которые являются еще и довольно ненадежными устройствами.

Ниже приведена схема подключения к электронному балласту двух люминесцентных ламп.

Как правило, в комплекте с электронным балластным устройством уже имеются все необходимые провода для сборки схемы, поэтому нет необходимости что-то придумывать и нести дополнительные расходы для покупки недостающих элементов.

Как проверить лампу дневного света?

Если лампа перестала зажигаться, то вероятной причиной ее неисправности может быть обрыв вольфрамовой нити, которая разогревает газ, заставляя светиться люминофор. В процессе работы вольфрам постепенно испаряется, оседая на стенках лампы. При этом на краях стеклянной колбы появляется темный налет, предупреждающий о том, что скоро лампа может выйти из строя.

Как проверить целостность вольфрамовой нити? Очень просто, необходимо взять обычный тестер, которым можно измерить сопротивление проводника и прикоснуться к выводным концам лампы щупами.

Прибор показывает сопротивление 9,9 Ом, что красноречиво говорит нам, что нить цела.

Проверяя вторую пару электродов, тестер показывает полный ноль, эта сторона имеет обрыв нити и поэтому лампа не хочет зажигаться.

Обрыв спирали происходит от того, что со временем нить истончается и постепенно возрастает напряжение, проходящее через нее. Благодаря повышению напряжения выходит из строя стартер – это видно по характерному «морганию» ламп. После замены сгоревших ламп и стартеров схема должна работать без наладки.

Если включение ламп дневного света сопровождается посторонними звуками или слышен запах гари, следует немедленно обесточить светильник и проверить работоспособность всех его элементов. Имеется вероятность того, что на клеммных соединениях образовалась слабина и греется подключение проводов. Кроме этого, дроссель, если изготовлен некачественно, может иметь витковое замыкание обмоток и, как следствие, выход из строя ламп дневного света.

 

Стартер для ламп дневного света, выбор и принцип работы

Стартер представляет собой мини версию газоразрядной лампы с тлеющим разрядом. Применяется для работы электромагнитной пусковой и регулирующей аппаратуры (ЭМПРА). Используется для пуска в момент включения в сеть с напряжением 220 вольт переменного напряжения и 50\60 герц рабочей частоты.

Помимо стартера, для пусковой системы применяется дроссель и набор конденсаторов.

Стартер для ламп дневного света

Строение стартера

В конструкцию стартера входят:

  • Корпус.
  • Стеклянная колба с инертной газовой средой с применением гелиево-водородной смеси или неона.
  • Два электрода (анод и катод). Существует 2 вида конструктивного исполнения электродов: с подвижными контактами (симметричные) и с одной подвижной контактной частью (несимметричные). Популярностью пользуются модели симметричной системы электродов.

Работоспособность лампы

При эксплуатации ламп дневного света (ЛДС) возникают перебои в работе пусковых органов, причиной становится стартер или дроссель.

При отсутствии пуска светильника выполняются следующие шаги:

  • Проверить питание ЛДС.
  • Убедиться в работоспособности лампы.
  • Провести ревизию схемы пуска тестером.

Внешние факторы как причины, почему не работает лампа:

  • Перепад напряжения (свыше 7%).
  • Температура воздуха не соответствует минимальной заявленной производителем люминесцентной лампы.

Для розжига люминесцентного светильника необходимо, чтобы стартер несколько раз сработал. В том случае если нет неисправности, для этого потребуется 3-15 секунд. Если в течение указанного времени не происходит возгорание источника света, то причина поломки скрывается в лампе.

Поломки технологического характера:

  • Нарушение целостности обмотки дросселя.
  • Выход из строя электродов лампы.
  • Отсоединение проводов подключения к электрической сети.
  • Износился стартер или отсутствует контакт.
  • Нарушение контактной части патрона.
  • Короткое замыкание в цепях светильника.

Определить причину поломки «на глаз» и сразу отремонтировать невозможно, придётся провести тест основных систем включения и проверить непосредственно люминесцентную лампу.

Замена местами лампочек

Первым делом при выполнении работ своими руками следует проверить, находится ли контактная часть патронов под напряжением. Определить это можно при помощи двух способов:

  • с применением тестера;
  • при помощи установки заведомо рабочих ламп.

Ремонт с использованием тестера потребует подключить светильник к источнику питания и с помощью изолированного щупа провести измерения.

Указатель должен показать значения в пределах 220-230 вольт переменного напряжения. Выход за эти значения считается ненормальным режимом работы и представляет опасность для электроприборов.

Проверка при помощи заведомо рабочей лампы проводится ее установкой в предусмотренный для этой цели паз в корпусе.

При возникновении ситуации, когда ЛДС при включении издаёт свечение только с одной стороны конструкции, а перемена местами контактов источника освещения не дает результатов, рекомендуется замена неработающей лампы.

В том случае, если выходы ламп светятся, но полного включения в работу не происходит, значит, вышли из строя:

  • стартер;
  • патрон;
  • проводка.

Проверить работоспособность можно своими руками, меняя местами рабочий и предположительно неисправный стартер. В том случае, если и в рабочем гнезде происходит не полный пуск, причина поломки заключается в этом элементе схемы. Решением проблемы может быть замена стартера.

Постоянное тусклое свечение ламп дневного света свидетельствует о неполном пуске, причина скрывается в коротком замыкании в проводке или патроне.

Для проверки своими руками проводится последовательный тест каждого отдельного элемента схемы. Для этого необходим тестер или мультиметр.

Если лампа не загорается в полную силу, а после выключения светильника и последующего включения ЛДС не работает, это значит, что произошла разгерметизация корпуса, и внутрь газонаполненной колбы попал воздух. Эту поломку невозможно отремонтировать.

Неисправности дросселя

Как выглядит дроссель ЛДС

О том, что дроссель требуется отремонтировать, свидетельствуют следующие модели поведения ЛДС:

  • Происходит пуск ламп, но спустя некоторое время темнеют места расположения внутренних электродов.
  • Проходят по корпусу колбы произвольные разряды, которые представляют собой всплески повышенного напряжения.
  • Тусклое свечение.
  • Выгорание спиралей ламп.

Ремонт

В первых двух ситуациях некорректной работы необходимо проверить дроссель и выполнить ремонт. Причина поломки скрывается в изменении вольт-амперной характеристики и нарушении баланса между пусковым и рабочим током ЛДС. Это приводит к выгоранию одного или нескольких катодов ламп.

Проверить можно мультиметром. Шкала прибора выставляется в режим измерения токов.

При измерении тока щупы прибора включаются последовательно в схему светильника.

Если в процессе измерения оказалось, что пусковой и рабочий ток (значения указываются на дросселе производителем) не выходят за допустимые параметры, вероятно поломка заключается в катодах или ЛДС.

Для подтверждения неисправности потребуется:

  • Включить и выключить светильник.
  • Провернуть лампу дневного света на сто двадцать градусов, затем восстановить исходное положение.
  • Включить светильник и проверить работоспособность.

Если проблема не исчезает, потребуется замена ЛДС. Ремонт осуществить невозможно.

Постоянное тусклое свечение свидетельствует об износе дроссельного трансформатора.

Если после проведения измерений прибор показывает нормальные значения токов дросселя, потребуется проверить лампу, вероятно ртутное напыление истощилось, и необходима замена элемента освещения.

Перегорание спиралей лампы дневного света говорит об износе изоляции трансформатора. В этом случае потребуется заменить дроссель.

Патрон для ЛДС с гнездом под стартер

Если ЛДС беспричинно включается, а затем самопроизвольно выключается, поломка скрывается в неисправности лампы и стартера.

В этом случае требуется проверить напряжение питания. Если рабочие значения на выходе стартера в норме, потребуется замена только ЛДС.

В том случае, когда напряжение на стартер приходит низкое, пуск становится невозможным по причине малых значений токов. Ремонт заключается в замене стартера.

Видео ниже делится нюансами ремонта электронного балласта.

Какая бы неисправность ни произошла с лампой, рекомендуется воспользоваться услугами профессионалов и не оттягивать ремонт. При выполнении ремонта своими руками не стоит забывать о технике безопасности и выполнять работы после снятия питания.

Оцените статью:

Стартёр для запуска люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы и их запуск

Люминесцентные лампы, или же как их ещё называют лампы дневного света, ещё в прошлом веке начали применяться во многих сферах деятельности человека, для организации освещения схожего с естественным по своей структуре. Этот вид источника света является газоразрядным оборудованием, на стенки которого нанесён специальный материал люминофор. Вследствие подачи электрического напряжения к электродам в лампе, возникает ультрафиолетовое излучение, которое и воздействует на люминофор, после чего возникает свечение. Существует несколько видов самых распространённых ламп:

  • Трубчатые, которые применяются в линейных и растровых светильниках;

  • Компактные «экономки» или же энергосберегающие лампы.

Как запустить люминесцентную лампу? Для запуска любой лампы дневного света необходимо специальное оборудование, называющееся пусковым или пускорегулирующим. Пускатель для ламп люминесцентных может устанавливаться внутри самого корпуса как лампочки в варианте с энергосберегающими лампами, и снаружи, но обязательно внутри конструкции светильника. Пускорегулирующая аппаратура люминесцентных ламп нужна для создания импульса высоко напряжения, который способствует началу свечения этого газонаполненного источника света.

Пускатель для люминесцентных ламп может быть двух видов:

  1. Электромагнитный, который представляет собой, собранных в электрическую схему, нескольких элементов таких как стартер, дроссель и конденсатор.
  2. Электронный (эпра), созданный на основе различных электронных элементов, в том числе и полупроводниковых.

Электронный пускатель представляет собой довольно сложную электрическую схему, собирать которую обычному человеку не знакомому с электроникой достаточно сложно. Что же касается электромагнитной реализации запуска люминесцентного источника света, то собрать, подключить и обслуживать её сможет даже человек без электрического образования. Основным элементом этой схемы является стартер, который непосредственно и выполняет функцию зажигания лампочки.

Принцип работы стартера, и способы их подключения

Конструктивно стартер представляет собой маленьких размеров колбочку, имеющую смотровое окошко, которая помещается в ёмкость сделанную из металла или же из пластика. Внутри колбы стартера находятся два электрода и газ, обычно это неон или гелий. Электроды могут быть выполнены двумя типами:

  • Симметричным, когда два электрода стартера находятся в подвижном состоянии.
  • Несимметричным, подвижным выполняется только один.

Электроды выполнены из специального биметаллического сплава, на которые подаётся напряжение и они замыкаются. Ток в цепи стартера начинает возрастать, вследствие этого между электродами стартера появляется тлеющий разряд, который и приводит к их усиленному нагреву контактов.

Достигнув критической температурной точки срабатывания, биметаллическая пластина разрывает контакт, тем самым создавая в цепи дросселя и люминесцентного источника света разряд высокого импульсного напряжения, который и зажигает его. Дроссель представляет собой индуктивность, нужную для вырабатывания импульса. Конденсатор, включаемый параллельно или последовательно с дросселем, служит фильтром радиопомех, которые возникают при разрыве контакта пускового устройства и он также стабилизирует импульсы тлеющего разряда. Включенный в цепь параллельно конденсатор уменьшает в разы электрическую дугу во время размыкания электродов, тем самым продлевает жизнь не только всего устройства, но и стартера в частности.

Выбор стартера

Если без конденсатора запуск и свечение лампы дневного света всё-таки возможно, то без дросселя и стартера этого не произойдёт. Тут возникает логичный вопрос — как выбрать стартер для люминесцентных ламп? Люминесцентные светильники без стартера — это только те, которые запускаются при помощи электронного пускорегулирующего устройства. Основными параметрами при правильном подборе стартера являются:

  1. Мощность самого люминесцентного источника дневного света;
  2. Номинальное напряжение. Чаще всего это 220 и 127 вольт в зависимости от схемы подключения ламп в светильнике. Напряжение 127 вольт, будет актуально при последовательном подключении двух ламп дневного светового потока.
  3. Производитель. Надёжность этого элемента для запуска сильно зависит от качества исполнения и сборки. При этом изделия и продукция китайского производства находится в низшей ценовой категории. Хорошими показателями и длительным сроком службы отличаются только оригинальные стартеры от мировых проверенных временем брендов, таких как Philips, Осрам и другие.
  4. Корпус. Так как внутри этого устройства возникают токи высокой величины и электрическая дуга, которые могут вызвать возгорание, поэтому материал должен быть соответствующим.

Рынок данной продукции очень широк, поэтому стартер нельзя назвать дефицитным товаром. Однако, маркировка их может различаться, так как производитель может быть как отечественный, так и импортный.

Отечественная маркировка чаще всего начинается с большой буквы «С», что обозначает стартер. Цифра указанные перед ней определяют мощность лампы (40, 90, 100) иногда это может быть и разброс мощностей, допустим, 40…100 Вт. Дальше написаны должны быть параметры, говорящие о напряжении (127 или же 220 вольт).

Западная маркировка содержит чаще всего такие знаки S10, FS-U, ST 111, что означает что напряжение питания, должно быть 220 вольт, а мощность от 4 до 80 Вт. При напряжении 127 вольт и мощности до 22 Вт маркировка иностранного производства будет S2, FS-2, ST 151.

Основные неисправности люминесцентных ламп и стартеров

Так как любое электронное или же механическое устройство, может в течение всего срока службы, проявлять проблемы в работе, то и при эксплуатации люминесцентных светильников даже самого лучшего качества могут возникнуть неисправности. Если не запускается лампа дневного света, собранная на основе электромагнитного пускового устройства, то это значит:

  • Нет питающего напряжения на самом светильнике или же оно меньше чем 200 вольт. В этом случае нужно с помощью мультиметра проверить наличие напряжения на конкретном светильнике чаще всего от выключателя. И удостоверится что в сети напряжение соответствует стандартному 220 вольт 50 Гц;
  • Недостаточный тлеющий разряд в стартере. Это может быть вызвано подгоранием контакта в нём, из-за отсутствия конденсатора в цепи, или же просто от длительного его использования, каждое устройство запуска имеет свой ресурс включений;
  • Несоответствие параметров лампы, дросселя или же стартера. Проверит правильность подбора и маркировку элементов светильника;
  • Плохой контакт в цоколях лампы или стартера, также неуверенное соединение монтажных проводов или их обрыв. Поэтому весь монтаж рекомендуется выполнять медными многожильными проводниками. Проверить цепь мультиметром или же пробником цепи.

Проблемы, связанные с работой или неисправностью стартера, будут выражаться в отсутствии запуска свечения люминесцентного светильника или же лампы. Так как при горящей лампе сам стартер можно даже извлечь из патрона, но это не повлияет на её работу, лампа будет продолжать излучать качественный световой поток дневного света.

Видео о запуске люминесцентной лампы

Как зажечь лампу дневного света без дросселя: практические нюансы

Лампы дневного света (ЛДС) широко применяются для освещения как больших площадей общественных помещений, так и в качестве бытовых источников света. Популярность люминесцентных ламп обусловлена в большей мере их экономическими характеристиками. По сравнению с лампами накаливания у данного типа ламп высокий КПД, повышенная светоотдача и более долгий срок службы. Однако функциональным недостатком ламп дневного света является необходимость наличия пускового стартера или специального пускорегулирующего устройства (ПРА). Соответственно задача пуска лампы при выходе из строя стартера или при его отсутствии является насущной и актуальной.

Принцип действия лампы дневного света

Принципиальное отличие ЛДС от лампы накаливания в том, что преобразование электроэнергии в свет происходит благодаря протеканию тока через пары ртути, смешанные с инертным газом в колбе. Ток начинает протекать после пробоя газа высоким напряжением, приложенным к электродам лампы.

  1. Дроссель.
  2. Колба лампы.
  3. Люминесцентный слой.
  4. Контакты стартера.
  5. Электроды стартера.
  6. Корпус стартера.
  7. Биметаллическая пластина.
  8. Газ.
  9. Нити накала лампы.
  10. Ультрафиолетовое излучение.
  11. Ток разряда.

Образующееся ультрафиолетовое излучение лежит в невидимой для человеческого глаза части спектра. Для его преобразования в видимый световой поток стенки колбы покрывают специальным слоем, люминофором. Меняя состав этого слоя можно получать разные световые оттенки.
Перед непосредственным запуском ЛДС электроды на её концах разогреваются прохождением через них тока или же за счёт энергии тлеющего разряда.
Высокое напряжения пробоя обеспечивает ПРА, который может быть собран по известной традиционной схеме или же иметь более сложную конструкцию.

Принцип действия стартера

На рис. 1 представлено типовое подключение ЛДС со стартером S и дросселем L. К1, К2 – электроды лампы; С1 – косинусный конденсатор, С2 – фильтрующий конденсатор. Обязательным элементом таких схем является дроссель (катушка индуктивности) и стартер (прерыватель). В качестве последнего зачастую используется неоновая лампа с биметаллическими пластинами. Для улучшения низкого коэффициента мощности из-за наличия индуктивности дросселя применяют входной конденсатор (С1 на рис.1).

Рис. 1 Функциональная схема подключения ЛДС

Фазы запуска ЛДС следующие:
1) Разогрев электродов лампы. В этой фазе ток течёт по цепи «Сеть – L – К1 – S – К2 – Сеть». В этом режиме стартер начинает хаотично замыкаться / размыкаться.
2) В момент разрыва цепи стартером S энергия магнитного поля, накопленная в дросселе L, в виде высокого напряжения прикладывается к электродам лампы. Происходит электрический пробой газа внутри лампа.
3) В режиме пробоя сопротивление лампы ниже, чем сопротивление ветви стартера. Поэтому ток течёт по контуру «Сеть – L – К1 – К2 – Сеть». В этой фазе дроссель L выполняет роль реактивного токоограничивающего сопротивления.
Недостатки традиционной схемы пуска ЛДС: звуковой шум, мерцание с частотой 100 Гц, увеличенное время пуска, низкий КПД.

Принцип действия ЭПРА

Электронные ПРА (ЭПРА) используют потенциал современной силовой электроники и являются более сложными, но и более функциональными схемами. Такие устройства позволяют контролировать три фазы запуска и регулировать световой поток. В результате повышается срок службы лампы. Также, из-за питания лампы током более высокой частоты (20÷100 кГц) отсутствует видимое мерцание. Упрощённая схема одной из популярных топологий ЭПРА приведена на рис. 2.

Рис. 2 Упрощённая принципиальная схема ЭПРА
На рис. 2 D1-D4 – выпрямитель сетевого напряжения, С – фильтрующий конденсатор, Т1-Т4 – транзисторный мостовой инвертор с трансформатором Tr. Опционально в ЭПРА могут присутствовать входной фильтр, схема коррекции коэффициента мощности, дополнительные резонансные дроссели и конденсаторы.
Полная принципиальная схема одного из типовых современных ЭПРА приведена на рис 3.

Рис. 3 Схема ЭПРА BIGLUZ
В схеме (рис. 3) присутствуют основные выше названные элементы: мостовой диодный выпрямитель, фильтрующий конденсатор в звене постоянного тока (С4), инвертор в виде двух транзисторов с обвязкой (Q1, R5, R1) и (Q2, R2, R3), дроссель L1, трансформатор с тремя выводами TR1, схема запуска и резонансный контур лампы. Две обмотки трансформатора служат для включения транзисторов, третья обмотка входит в состав резонансного контура ЛДС.

Способы пуска ЛДС без специализированного ПРА

При выходе из строя лампы дневного света возможны две причины:
1) Из строя вышел стартер. В таком случае достаточно заменить стартер. Эту же операцию следует провести при появлении мерцания лампы. В таком случае при визуальном осмотре на колбе ЛДС нет характерных затемнений.
2) Из строя вышла сама ЛДС. Возможно, перегорела одна из нитей электродов. При визуальном осмотре могут быть заметны потемнения на концах колбы. Здесь можно применить известные схемы запуска для продолжения эксплуатации лампы даже с перегоревшими нитями электродов.
Для экстренного запуска лампу дневного света можно подключить без стартера по схеме, приведенной ниже (рис. 4). Здесь роль стартера выполняет пользователь. Контакт S1 замыкается на весь период работы лампы. Кнопка S2 замыкается на 1-2 секунды для зажигания лампы. При размыкании S2 напряжение на ней в момент зажигания будет значительно больше сетевого! Поэтому при работе с такой схемой следует проявлять повышенную осторожность.

Рис. 4 Принципиальная схема запуска ЛДС без стартера
Если требуется быстро зажечь ЛДС со сгоревшими нитями накала, то необходимо собрать схему (рис. 5).

Рис. 5 Принципиальная схема подключения ЛДС со сгоревшей нитью накала
Для дросселя 7-11 Вт и лампы 20 Вт номинал С1 – 1 мкФ с напряжением 630 В. Конденсаторы с меньшим номиналом использовать не стоит.
Автоматические схемы запуска ЛДС без дросселя предполагают использование в качестве ограничителя тока обыкновенной лампы накаливания. Такие схемы, как правило, являются умножителями и питают ЛДС постоянным током, что вызывает ускоренный износ одного из электродов. Однако подчеркнём, что такие схемы позволяют некоторое время запускать даже ЛДС со сгоревшими нитями электродов. Типовая схема подключения люминесцентной лампы без дросселя приведена на рис. 6.

Рис. 6. Структурная схема подключения ЛДС без дросселя

Рис. 7 Напряжение на ЛДС подключенной по схеме (рис. 6) до момента пуска
Как видим на рис. 7 напряжение на лампе в момент пуска доходит до уровня 700 В примерно за 25 мс. Вместо лампы накаливания HL1 можно использовать дроссель. Конденсаторы в схеме рис. 6 следует выбирать в пределах 1÷20 мкФ с напряжением не меньше 1000В. Диоды должны быть рассчитаны на обратное напряжение 1000В и ток от 0,5 до 10 А в зависимости от мощности лампы. Для лампы мощностью 40 Вт будет достаточно диодов, рассчитанных на ток 1.
Ещё один вариант схемы запуска показан на рис 8.

Рис. 8 Принципиальная схема умножителя с двумя диодами
Параметры конденсаторов и диодов в схеме на рис. 8 аналогичны схеме на рис. 6.
Один из вариантов использования низковольтного источника питания приведен на рис. 9. На основе такой схемы (рис. 9) можно собрать беспроводную лампу дневного света на аккумуляторе.

Рис. 9 Принципиальная схема подключения ЛДС от низковольтного источника питания
Для вышеприведенной схемы необходимо намотать трансформатор с тремя обмотками на одном сердечнике (кольце). Как правило, первой наматывают первичную обмотку, затем главную вторичную (на схеме обозначена, как III). Для транзистора необходимо предусмотреть охлаждение.

Заключение

При выходе из строя стартера лампы дневного света можно применить экстренный «ручной» запуск или простые схемы питания постоянным током. При использовании схем на основе умножителей напряжения есть возможность запускать лампу без дросселя, используя лампу накаливания. Работая на постоянном токе, отсутствует мерцание и шум ЛДС, однако уменьшается срок службы.
В случае перегорания одной или двух нитей катодов люминесцентной лампы её можно продолжать эксплуатировать некоторое время, применяя упомянутые схемы с повышенным напряжением.

Принцип работы люминесцентной лампы и ее устройство

Принцип работы люминесцентной лампы базируется на эффекте классической люминесценции.

Электрическим разрядом в ртутных парах создаётся ультрафиолетовое излучение, преобразуемое посредством люминофора в видимое свечение.

При самостоятельном подключении и ремонте таких осветительных приборов учитываются особенности устройства и принцип их действия.

Устройство люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа относится к категории классических разрядных источников освещения низкого давления. Стеклянная колба такой лампы всегда имеет цилиндрическую форму, а наружный диаметр может составлять 1,2см, 1,6см, 2,6см или 3,8см.

Цилиндрический корпус чаще всего прямой или U-изогнутый. К торцевым концам стеклянной колбы герметично припаиваются ножки с электродами, выполненными из вольфрама.

Устройство лампочки

Внешней стороной электроды подпаиваются к цокольным штырям. Из колбы осуществляется тщательное откачивание всей воздушной массы через специальный штенгель, расположенный в одной из ножек с электродами, после чего происходит заполнение свободного пространства инертным газом с ртутными парами.

На некоторые типы электродов в обязательном порядке производится нанесение специальных активирующих веществ, представленных окислами бария, стронцием и кальцием, а также незначительным количеством тория.

Схема

Стандартная схема подключения люминесцентной лампы значительно сложнее, нежели процесс включения традиционной лампы накаливания.

Требуется применять особые пусковые устройства, качественные и мощностные характеристики которых оказывают непосредственное влияние на сроки и удобство эксплуатации осветительного прибора.

Схема подключения люминесцентных ламп без дросселя и стартера

В настоящее время практикуется несколько схем подключения, которые отличаются не только по уровню сложности выполняемых работ, но и набором используемых в схеме устройств:

  • подключение с применением электромагнитного балласта и стартера;
  • подключение с электронным пускорегулирующим аппаратом.

Второй вариант подключения предполагает генерирование высокочастотного тока, а сам непосредственный запуск и процесс работы осветительного прибора запрограммированы электронной схемой.

Схема подключения лампы с дросселем и стартером

Чтобы правильно выполнить подключение осветительного прибора, необходимо знать устройство дросселя и стартера, а также учитывать правила подключения такого оборудования.

Как загорается люминесцентная лампа?

Как работает люминесцентная лампа? Функционирование люминесцентного осветительного прибора обеспечивается следующими поэтапными действиями:

  • на электроды, расположенные на цокольных штырях, подаётся напряжение;
  • высокое сопротивление газовой среды в лампе провоцирует поступление тока через стартер с образованием тлеющего разряда;
  • ток, проходящий через электродные спирали, в достаточной степени прогревает их, а разогретые стартерные биметаллические контакты замыкаются, что прекращает разряд;
  • после остывания стартерных контактов происходит их полное размыкание;
  • самоиндукция вызывает возникновение импульсного напряжения дросселя, достаточного для включения освещения;
  • проходящий через газовую среду ток уменьшается, а полное отключение стартера обуславливается недостаточностью напряжения.

Лампы спецназначения

Основным назначением устанавливаемых конденсаторов является эффективное снижение помех. Входные конденсаторы обеспечивают существенное понижение реактивной нагрузки, что важно при необходимости получить качественное освещение и продлить срок службы прибора.

Блок 1

Для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе

Дроссель позволяет обеспечить требуемый для полноценного функционирования лампы электрический импульс. Принцип такого дополнительного устройства основан на сдвиге фазы переменного тока, что способствует получению необходимого количества тока для горения паров, которыми наполнена внутренняя часть лампы.

В зависимости от уровня мощности, рабочие параметры дросселя и сфера его использования могут варьироваться:

  • 9 Вт — для стандартной энергосберегающей лампы;
  • 11 w и 15 w — для миниатюрных или компактных осветительных приборов и энергосберегающих ламп;
  • 18 w — для настольных осветительных приборов;
  • 36 Вт — для люминесцентного светильника с малыми показателями мощности;
  • 58 Вт — для потолочных светильников;
  • 65 Вт — для многоламповых приборов потолочного типа;
  • 80 Вт — для мощных осветительных приборов.

При выборе нужно также ориентироваться на индуктивное сопротивление, регулирующее показатели мощности тока, подающегося на контакты люминесцентного осветительного прибора.

Принцип работы стартера люминесцентной лампы

Конструкция устройства представлена компактной стеклянной колбой, заполненной инертным газом. Колба установлена внутри металлического или пластикового корпуса, с парой электродов, один из которых относится к биметаллическому типу.

Напряжение на зажигание стартера не должно быть выше, чем номинальное напряжение питающей сети. В процессе подключения схемы запуска к питающей электросети, значительная часть напряжения переходит на разомкнутые стартерные электроды. Под воздействием напряжения обеспечивается образование тлеющего разряда, небольшая часть которого используется для разогрева биметаллических электродов.

Схема работы стартера

Результатом нагревания становится изгиб и замыкание электроцепи, с последующим прекращением тлеющего разряда внутри стартера. Проход тока по цепи последовательно соединенных дросселя и катодов вызывает их эффективный прогрев. Временем замкнутого состояния стартерных электродов определяется продолжительность прогрева катодов любой люминесцентной лампы.

Средний срок эксплуатации стартера равен продолжительности работы осветительного прибора, но с течением времени уровень интенсивности напряжения тлеющего внутреннего разряда заметно понижается.

Устройство и принцип работы люминесцентного светильника

Современные люминесцентные светильники относятся к категории наиболее распространенных типов надежных и долговечных осветительных приборов. Если до недавнего времени такие устройства использовались преимущественно в обустройстве освещения административных и офисных зданий, то в последние годы они всё чаще находят применение в жилых помещениях.

Источник света в таких видах светильников представлен люминесцентной или газоразрядной лампой, функционирующей благодаря свойству некоторых газообразных и парообразных веществ достаточно мощно светиться в условиях электрического поля.

Светильник люминесцентный

Люминесцентные лампы, устанавливаемые в малогабаритные и компактные светильники, могут обладать кольцевидной, спиралевидной или любой другой формой, что положительно сказывается на габаритах осветительного прибора.

Выпускаемые лампы принято подразделять на линейные и компактные модели. Первый вариант имеет характерные отличия по длине, а также диаметру колбы. Компактные модели имеют, как правило, изогнутую трубку, а основные различия представлены типом цоколя.

Блок 2

Несмотря на кажущуюся простоту устройства, и несложный принцип работы люминесцентной лампы, чтобы продлить срок службы прибора и получить качественное освещение, важно строго соблюдать схему подключения и использовать комплектующие только от проверенных и хорошо зарекомендовавших себя производителей.

Видео на тему

Устройство и принцип работы стартера и дросселя, как они зажигают лампы | ASUTPP

Жизнь современного человека немыслима без электрического освещения. В качестве источников искусственного света применяются различные светильники, основные среди которых - лампы накаливания, лампы дневного света и светодиодные лампы. Каждый из таких источников имеет свой перечень достоинств и недостатков и, соответственно, свою фокусную область применения.

Люминесцентные лампы дополнительно делят на устройства высокого и низкого давления. Последние из них по состоянию на сегодняшний день занимают доминирующее положение в системах освещения общественных зданий. Этому способствует, в первую очередь, существенно большей светоотдачи, рассеянный характер генерируемого излучения и близость его спектрального состава к обычному дневному свету.

Необходимость применения стартера для люминесцентной лампы

Принцип действия люминесцентной лампы, как это прямо следует из ее наименования, основан на преобразовании в видимый свет УФ-излучения. Последнее появляется в результате дугового разряда в газовой среде из ртутных паров в смеси с аргоном или иным инертным газом. Источником электронов, под действием которых происходит дуговой разряд, служит катод.

Эффективность его функционирования в момент включения до достижения рабочей температуры невысока. Ускорить выход на рабочий режим можно резким увеличением тока до т.н. пускового. Элементом, который автоматически управляет этим процессом, служит стартер (другое широко распространенное наименование этого элемента – пускатель).

Устройство и функционирование стартера

Стартер может иметь несколько вариантов исполнения. Наибольшее распространение получили стартеры с биметаллическим подвижным электродом изгибного типа. Стартер конструктивно выполнен в виде малогабаритной лампы тлеющего разряда, стеклянная колба которой защищена от механических повреждений алюминиевым или пластиковым защитным кожухом. Для подключения использованы хорошо видные на рисунке 1 цилиндрические контакты.

Рис. 1. Внешний вид стартера

Рис. 1. Внешний вид стартера

Стартер рассчитывают на номинальное сетевое напряжение 220 В (популярность 127-вольтовых стартеров сошла на нет после повсеместного перевода отечественных бытовых сетей на 220 В). Схемно его включают последовательно с катодом и анодом лампы, электрически он оказывается включенным параллельно лампе, рисунок 2.

Рис. 2. Схема соединения электролюминисцентной лампы, стартера и дросселя

Рис. 2. Схема соединения электролюминисцентной лампы, стартера и дросселя

В момент запуска начинает разогреваться подвижный биметаллический электрод стартера. В результате он изгибается и входит в контакт с неподвижным электродом. Сопротивление цепи резко падает и ток через анод и катод люминесцентной лампы увеличивается скачком, что способствует ее зажиганию.

Конструктивные параметры стартера подобраны таким образом, чтобы сопротивление люминесцентной лампы в зажженном состоянии было ниже сопротивления стартера. Это приводит к уменьшению тока через цепь запуска, биметаллический контакт остывает и отходит от неподвижного, что означает завершение цикла запуска.

В тех случаях, когда лампа не может запуститься при первом токовом скачке, процесс срабатывания стартера повторяется. Обычно разработчик подбирает параметры этого элемента таким образом, чтобы запуск лампы происходил при однократном срабатывании. Нарушение этого условия обычно приводит к сокращению срока службы светильника.

В некоторых случаях допустимо включать электролюминесцентные лампы последовательно, что показано на рисунке 3. В этом случае каждая лампа все равно снабжается индивидуальным стартером.

Рис. 3. варианты включения электролюминисцентных ламп

Рис. 3. варианты включения электролюминисцентных ламп

Дополнительные элементы стартера

Стартер блокируют конденсатором (элемент С2 на рисунке 2), который включен параллельно его контактам. Наличие конденсатора обеспечивает увеличение длительности токового импульса в момент срабатывания контактов, что снижает электромагнитные помехи и подавляет процессы деградации контактов. Одновременно с этим уменьшается амплитуда импульса, что защищает контакты от спаивания.

Для уменьшения тока в цепи последовательно с соединенными параллельно лампой и стартером включают дроссель. Вне зависимости от количества ламп в цепи в ней всегда устанавливается один дроссель, рисунок 3.

Подключение люминесцентных ламп и их замена

Автор Alexey На чтение 5 мин. Просмотров 153 Опубликовано Обновлено

Светильники на основе трубчатых люминесцентных ламп всё ещё востребованы в офисных и производственных помещениях, в гаражах и мастерских, остались в качестве наследия в постройках советской эпохи. Несмотря на очевидные недостатки, такие как большие габариты, гудение во время запуска и работы, нестабильное свечение и мерцание в зависимости от колебаний напряжения, некоей сложности подключения, будет экономически нецелесообразно менять продолговатые лампы дневного света на компактные, если электронная начинка светильников в порядке, и требуется только замена люминесцентных ламп.

Дело в том, что принцип работы газоразрядных источников света, как и их энергопотребление не зависит от размера и формы, а стоимость трубчатой лампы без покупки электронных составляющих будет намного меньше, чем установка стандартного патрона и приобретение компактного светильника, включающего необходимую электронику.

контакты лампы

Поэтому, стоит задуматься, как проверить люминесцентную лампу и сопутствующие устройства прежде, чем переходить на другие типы светильников.

Принцип действия и схемы подключения

Для начала нужно разобрать принцип работы люминесцентного электроосветительного прибора. Тлеющий разряд в атмосфере инертных газов с примесями паров ртути вызывает свечение в ультрафиолетовом спектре, которое преобразуется в видимый свет при помощи люминофора, нанесённого на внутреннюю стенку колбы.

разновидности люминесцентных ламп

Для запуска разряда (электрического пробоя, после которого газ ионизируется и становится проводником электрического тока) нужен импульс высокого напряжения между катодами газоразрядных ламп низкого давления, о подключении и замене которых говорится в данной статье.

общая схема люминесцентного светильника

Для запуска и работы данных светильников, широко применяются две схемы включения, с использованием:

  1. Электромагнитного балласта (электромагнитного пускорегулирующего аппарата – ЭмПРА) и стартера;
  2.  Электронного балласта (электронного пускорегулирующего аппарата – ЭПРА).

Схема с ЭмПРА

Алгоритм запуска люминесцентной лампы одинаков у обоих вариантов, но схема с ЭмПРА (дросселем)

схема с дросселем и стартером

и стартером более наглядная. При подаче напряжения катоды разогреваются, после чего происходит бросок высокого напряжения (около 1кВ) и происходит электрический пробой в газе и в нем начинает протекать ток.

Разогрев катодных электродов происходит благодаря стартеру, подключённому последовательно с нитями накала катодов, в цепь которых также подключён дроссель ЭмПРА.

В стартере имеется герметичная стеклянная колба с биметаллическими контактами,

стартер

между которыми при подаче напряжения начинает происходить тлеющий разряд, разогревающий нормально разомкнутые контактные пластины.

Разогретые контакты замыкаются, и ток течёт по нитям накала катодов лампы, разогревая их.

Спустя несколько секунд биметаллические контакты стартера охлаждаются и размыкаются, вызывая резкий индукционный бросок напряжения из-за индуктивности дросселя – в этот момент лампа начинает светиться.

ЛДС 20 Вт

Конденсаторы используются для компенсации реактивной мощности и сглаживания электромагнитных помех.

Схема с ЭПРА

В ЭПРА генерируется ток высокой частоты, и алгоритм запуска и работы лампы запрограммирован в электронной схеме.

пускорегулирующий аппарат разобранный

Благодаря ЭПРА можно осуществлять также холодный мгновенный запуск люминесцентных ламп, который уменьшает срок эксплуатации газоразрядных светильников, но может продлить их службу в случае перегорания или вырождения катодов, о чём свидетельствует почернение у торцов трубки.

электронный пускорегулирующий аппарат

Возможность холодного запуска и способ его осуществления должен указываться в паспорте аппарата. Схема с ЭПРА всегда имеется на корпусе устройства, следуя ей в точности, можно самостоятельно подключить люминесцентный светильник.

Схема подключения

Поскольку ЭПРА более экономичны и создают меньше шума и электромагнитных помех, то они постепенно вытесняют устаревшие дроссели.

Замена перегоревшей лампы

Если проблема только в том, как заменить люминесцентную лампу, без подключения электронных компонентов, то нужно сначала разобрать светильник, и соблюдая осторожность, повернуть трубку по её оси. Направление вращения можно посмотреть на держателях, или определить опытным путём.

замена лампы

Повернув стеклянную трубку на 90º, её опускают вниз, чтобы контакты прошли через прорези в держателях.

Контактодержатель лампы

Новую лампу ориентируют, чтобы контакты были в вертикальной плоскости и вошли в прорезь, после чего трубку поворачивают в обратном направлении. Включив питание, убеждаются в нормальном запуске работе светильника, после чего вставляют на место рассеивающий плафон.

Перегоревшую лампу утилизируют, или пробуют «реанимировать» методом холодного запуска.

Как проверить люминесцентную лампу и компоненты

Подключая люминесцентный светильник, нужно быть уверенным в работоспособности лампы и пускорегулирующих аппаратов. Для этого необходимо тестером проверить нити накала катодов – сопротивление у них должно быть в пределах 10 Ом.

Если тестер показывает бесконечное сопротивление,

то не стоит выбрасывать лампу – её можно эксплуатировать ещё некоторое время в режиме холодного запуска. Контакты стартера в нормальном состоянии разомкнуты, а его конденсатор постоянный ток не проводит, то есть, при прозвонке сопротивление должно быть максимально большим – десятки и сотни МОм.

При касании щупами омметра выводов дросселя, сопротивление должно плавно уменьшаться до постоянного значения, свойственного обмотке, в пределах несколько десятков Ом.

К сожалению, при помощи обычного омметра невозможно выявить межвитковое замыкание в обмотке дросселя, но, если в мультиметре есть измерение индуктивности, и известны параметры ЭмПРА, то при несоответствии значений можно выявить данный дефект.

На неисправность дросселя также указывает перегорание только что установленной новой лампы. Поскольку в электронном пускорегулирующем аппарате присутствует сложная схема с множеством элементов,

электронная схема блока

то протестировать его при помощи мультиметра нет никакой возможности.

Принцип работы люминесцентного стартера

Состав стартера

По составу пускатель можно разделить на: стеклянная колба, заполненная неоновым газом, статический контакт и подвижный контакт. Контактная деталь биметаллическая.

Принцип работы стартера

Принцип работы: при включении переключателя напряжение питания сразу же добавляется на два полюса стартера через балласт и нить накала лампы.Напряжение 220 В немедленно ионизирует инертный газ стартера и дает тлеющий разряд.

Тепло этого процесса заставляет биметаллическую деталь расширяться. Поскольку степень расширения подвижной и статической контактных деталей разная, U-образная подвижная контактная деталь расширяется и удлиняется и контактирует со статической контактной деталью для соединения цепи, так что два полюса балласта контактируют. Ток проходит через балласт, контакт стартера и два конца нити накала, образуя путь.В это время, поскольку два полюса стартера замкнуты и напряжение между двумя полюсами равно нулю, неоновый газ в стартере перестает проводить ток, и тлеющий разряд исчезает, что приводит к падению температуры в трубке, U-образной форме. подвижный контакт охлаждается и сжимается, два контакта разъединяются, и цепь автоматически отключается.

В момент, когда два полюса разъединены, ток в цепи внезапно прерывается, и балласт генерирует большую самоиндуцированную электродвижущую силу, которая действует на оба конца трубки после наложения напряжения источника питания.Когда нить нагревается, испускается большое количество электронов. Под действием высокого напряжения на обоих концах лампы они перемещаются от конца с низким потенциалом к ​​концу с высоким потенциалом с большой скоростью. В процессе ускорения молекулы аргона в трубке сталкиваются и быстро ионизируются. Аргон ионизируется для выделения тепла, в результате чего ртуть выделяет пар, а затем пары ртути ионизируются и излучают интенсивный ультрафиолетовый свет.

При возбуждении ультрафиолетовым светом люминофор внутри стенки трубки излучает почти белый видимый свет.После люминесцентная лампа библиотеки загорится нормально. Поскольку переменный ток непрерывно проходит через катушку балласта, в катушке создается самоиндуцированная электродвижущая сила, а самоиндуцированная электродвижущая сила препятствует изменению тока в катушке. В это время балласт играет роль снижения напряжения и ограничения тока, так что ток остается стабильным в диапазоне номинального тока лампы, а напряжение на обоих концах лампы также стабильно в диапазоне номинального рабочего напряжения.

Поскольку это напряжение ниже, чем напряжение ионизации пускателя, пускатель, подключенный параллельно с обоих концов, больше не будет работать. Также в стартере есть конденсатор, который находится параллельно неоновому пузырю. Его функция заключается в поглощении гармоник, генерируемых тлеющим разрядом, чтобы не влиять на нормальную работу телевизора, радио, аудио, мобильного телефона и другого оборудования. Это также может привести к тому, что подвижные и статические контакты не будут производить искры, когда они разделены, чтобы избежать ожога контактов.Без конденсатора стартер тоже может работать.

Прочие компоненты люминесцентной лампы

Трубка

Нить накала, трубка, заполненная аргоном и тонкими парами ртути, стенка трубки с люминофором, в зависимости от газового люминофора излучают разные цвета света.

Балласт

Балласт

Катушка с железным сердечником имеет большую самоиндукцию. Чтобы газ в трубке стал проводящим, требуется напряжение намного выше 220 В. Следовательно, люминесцентной лампе требуется намного более высокое мгновенное напряжение, чем напряжение источника питания при освещении.Когда люминесцентная лампа светится нормально, сопротивление лампы становится очень маленьким, и пропускается только небольшой ток. Если ток будет слишком сильным, трубка перегорит, а напряжение, приложенное к трубке, должно быть ниже, чем напряжение источника питания. Эти два требования выполняются с помощью пускорегулирующих аппаратов, соединенных последовательно с лампой.

Зачем стартеру в люминесцентной лампе параллельный конденсатор

(1) Функция конденсатора в пускателе: мгновенно увеличивать напряжение, чтобы ток мог разрушить неоновый газ в трубке и образовать путь для трубки.Конденсатор используется для зарядки и разрядки.

(2) Принцип работы пускового конденсатора: заряжать, когда он включен, разряжать, когда стартер выключен, и разрушать неоновый газ в трубке. Если вынуть стартер при включенной лампе, лампа не погаснет, потому что лампа Неоновый газ в трубке разрушился и образовал путь.

Детали: При включении переключателя напряжение питания сразу же подается на два полюса стартера через балласт и нить накала лампы.Напряжение 220 вольт немедленно ионизирует инертный газ стартера, образуя тлеющий разряд. Тепло тлеющего разряда заставляет биметаллический лист нагреваться и расширяться, и два полюса соприкасаются. Ток проходит через балласт, контакт стартера и нити на обоих концах, образуя путь. Нить накала быстро нагревается током и испускает много электронов. В это время, поскольку два полюса пускателя замкнуты, напряжение между двумя полюсами равно нулю, тлеющий разряд исчезает и температура в трубке снижается; биметаллическая пластина автоматически сбрасывается, и два полюса разъединяются.В момент, когда два полюса отключены, ток в цепи внезапно прерывается, и балласт генерирует большую самоиндуцированную электродвижущую силу, которая действует на оба конца трубки после наложения напряжения источника питания. Большое количество электронов, испускаемых при нагревании нити накала, перемещается от конца с низким потенциалом к ​​концу с высоким потенциалом с большой скоростью под действием высокого напряжения на обоих концах трубки лампы. В процессе ускорения он сталкивается с молекулами аргона в трубке, вызывая их быструю ионизацию.Ионизация аргона приводит к выделению тепла, которое вызывает образование пара ртути, а затем пары ртути также ионизируются и испускают сильные ультрафиолетовые лучи. При возбуждении ультрафиолетовыми лучами люминофор в стенке трубки излучает почти белый видимый свет.

После того, как люминесцентная лампа светится нормально. Поскольку переменный ток непрерывно проходит через катушку балласта, в катушке создается самоиндуцированная электродвижущая сила, а самоиндуцированная электродвижущая сила препятствует изменению тока в катушке.В это время балласт действует как понижающая и ограничивающая ток функция для стабилизации тока в пределах номинального диапазона тока лампы. Напряжение на трубке лампы также стабильно в пределах номинального рабочего диапазона напряжения. Поскольку это напряжение ниже, чем напряжение ионизации пускателя, пускатели, соединенные параллельно с обоих концов, больше не работают.

Что такое газовая лампа

Газовая лампа изолирует процесс разряда между электродами в колбе, поэтому ее также называют герметичным источником света дугового разряда.Он обладает характеристиками стабильного излучения, высокой мощности и высокой светоотдачи. Следовательно, он играет важную роль в освещении, фотометрии и спектроскопии. Есть много видов газовых ламп. Лампы могут быть заполнены различными газами или парами металлов, такими как аргон, неон, водород, гелий, ксенон и другими газами, а также ртутью, натрием, галогенидами металлов и т. Д., Тем самым образуя множество источников ламп с различными разрядными средами.

Принцип работы газовой лампы

В трубке лампы всегда есть заряженные частицы, которые перемещаются и ускоряются к соответствующему электроду под действием электрического поля.Ускоренные частицы ударяются о молекулы газа в трубке, ионизируя их, тем самым увеличивая свободный заряд в трубке. Некоторые из них достигают электрода и ударяются о нем, выбрасывая вторичные электроны, достаточные для возбуждения газа и испускания света от электрода; в то время как другая часть взаимодействует с молекулами газа во время их движения. Они сталкиваются, ионизируют их или возбуждают излучение света, образуя тлеющий разряд.

Типы газовых ламп

Если заполнить один и тот же материал, можно создать множество газовых ламп из-за разной конструкции.Например, ртутные лампы можно разделить на: ртутные лампы низкого давления, давление в трубке менее 0,8 Па, можно разделить на тип тлеющего разряда с холодным катодом и тип дугового разряда с горячим катодом двух типов. Ртутная лампа высокого давления, давление в трубке от 1 до 5 атмосфер, светоотдача лампы может достигать 40-50 лм / Вт. Ртутная лампа сверхвысокого давления, давление в трубке может достигать от 10 до 200 атмосфер. Другой пример - длинная дуга и короткая дуга в неоновых лампах.Все они имеют свою светоотдачу, силу света, спектральные характеристики, схему запуска и особую структуру.

Какие недостатки люминесцентных ламп

Недостаток 1: большой объем, можно использовать только для основного освещения

Люминесцентные лампы должны иметь определенный диаметр трубки из-за их светоизлучающего принципа. Поэтому объем корпуса лампы относительно велик, а конструкция лампы затруднена. Как правило, его можно использовать только для основного освещения и нельзя использовать для акцентного освещения.

Недостаток 2: общая цветопередача

Индекс отображения люминесцентных ламп хороший или плохой, а цветопередача зависит от типа люминофора. Если люминофор в лампе представляет собой пятицветный люминофор, индекс отображения может достигать 90+ (но цена будет относительно дороже).

Недостаток 3: Сложнее регулировать яркость

Люминесцентные лампы можно затемнять, но технология управления намного сложнее, чем у ламп накаливания, и требует специальных приводных устройств.

Недостаток 4: Строб

Это наиболее опасная точка люминесцентных ламп-стробоскопов. Конечно, пока у газоразрядной лампы есть стробоскопическое явление, это вызвано периодическим изменением тока.

Недостаток 5: электромагнитные помехи

Из-за наличия в газоразрядной лампе электроприборов могут возникать более или менее электромагнитные помехи. В некоторых случаях, когда требуется использование продуктов, не создающих электромагнитных помех, например, в студиях звукозаписи, операционных и т. Д., люминесцентные лампы не подходят для использования.

В чем преимущества люминесцентных ламп

Преимущество 1: Высокая световая отдача

Светоотдача люминесцентных ламп очень высока, до 104 люмен на ватт. Если вам нужна более высокая окружающая освещенность, вы можете выбрать этот тип источника света с более высокой эффективностью.

Преимущество 2: высокий световой поток, слабое затухание света

Если предположить, что срок службы люминесцентных ламп достиг 8000 часов, некоторые высококачественные люминесцентные лампы все еще могут поддерживать более 90% выходного светового потока; даже если качество немного хуже, они могут достигать 80% выходного светового потока.Ни лампы накаливания, ни галогенные лампы этого сделать не могут.

Преимущество 3: доступны различные цветовые температуры

Люминесцентные лампы обычно имеют 4 основных белых цвета: теплый белый (3000k), белый (3500k), холодный белый (4000k) и дневной свет (6500k). Эти разные цветовые температуры зависят от разных цветов люминофоров на стенках трубки.

Как работают люминесцентные ламповые лампы? Пояснение и схема в комплекте

В середине 1930-х годов, когда на рынке появились первые люминесцентные лампы, они стали настоящим откровением.Люди были поражены, увидев, что их дома и офисы освещены так же ярко, как прохладный дневной свет. Узнайте, как они работают здесь.

Что внутри люминесцентной лампы?

  • Люминесцентная лампа состоит из длинной стеклянной газоразрядной трубки. Его внутренняя поверхность покрыта фосфором и заполнена инертным газом, обычно аргоном, с примесью ртути.

  • Затем трубку окончательно герметизируют при низком давлении двумя нитевыми электродами на обоих концах.

  • Эти электродные нити используются для предварительного нагрева трубки и инициирования быстрой проводимости электронов между двумя концевыми электродами. Первоначально процесс требует относительно большого количества энергии.

  • Энергия также преобразует часть ртути из жидкости в стекло. Затем электроны сталкиваются с атомами газообразной ртути, увеличивая количество энергии. Когда электроны возвращаются к своему первоначальному уровню энергии, они начинают излучать свет. Однако излучаемый ими свет является ультрафиолетовым и невидимым невооруженным глазом, поэтому необходимо сделать еще один шаг, прежде чем мы сможем увидеть свет.

  • Вот почему трубка была покрыта фосфором. Люминофор излучает свет при воздействии света. Под воздействием ультрафиолетового света частицы излучают белый свет, который мы можем видеть.

  • Когда электронная проводимость между электродами завершена, больше не требуется нагрев нитей, и вся система работает при гораздо меньшем токе.

Подключение люминесцентных ламп

Вот один пример лампового светильника, состоящего из большого тяжелого квадратного «дросселя» или «балласта» и маленького цилиндрического «стартера».«Давайте попробуем понять, как работает вся система. При чтении следующих пунктов обращайтесь к принципиальной схеме справа:

  • Дроссель на самом деле представляет собой большую катушку индуктивности. Он состоит из длинной медной обмотки поверх железных пластин.

  • Катушка индуктивности по своей природе всегда имеет тенденцию отбрасывать накопленный в ней ток каждый раз, когда питание через нее отключается. Этот принцип дросселя используется при освещении люминесцентной лампы.

  • Когда переменное напряжение подается на ламповый светильник, напряжение проходит через дроссель, стартер и нити лампы.

  • Нити накаливания загораются и мгновенно нагревают трубку. Стартер состоит из разрядной колбы с двумя электродами рядом с ней. Когда через него проходит электричество, между двумя электродами возникает электрическая дуга. Это создает свет, однако тепло от лампы заставляет один из электродов (биметаллическую полоску) изгибаться, вступая в контакт с другим электродом.Это мешает заряженным частицам создавать электрическую дугу, которая создаёт свет. Однако теперь, когда тепло от света уходит, биметаллическая полоса охлаждается и отклоняется от электрода, снова размыкая цепь.

  • В этот момент балласт или дроссель «отбрасывают» накопленный ток, который снова проходит через нити и снова зажигает ламповый свет.

  • Если трубка не заряжается в достаточной степени, последующие толчки доставляются дросселем из-за быстрого переключения стартера, так что, наконец, трубка ударяется.

  • После этого дроссель действует только как ограничитель тока с низким импедансом для лампы, пока светится свет.

Распространенной проблемой, связанной с этими типами приборов, является гудение или жужжание. Причина этого кроется в плохо закрепленном дросселе на приспособлении, который вибрирует в соответствии с частотой 50 или 60 герц нашей сети переменного тока и создает жужжащий шум. Затягивание винтов воздушной заслонки может мгновенно устранить проблему.

Принцип работы современных электронных балластов заключается в том, чтобы избегать использования стартеров для предварительного нагрева. К тому же они очень легкие. Они подавляют начальное мерцание лампового света, которое обычно наблюдается в обычных ламповых светильниках, изменяя частоту сетевого питания на гораздо более высокие 20 000 герц или более. Кроме того, электронные балласты очень энергоэффективны.

Надеюсь, это обсуждение предоставило вам достаточно информации о том, как работают люминесцентные лампы.

Ссылки

Что такое люминесцентная лампа? Принцип работы CFL

Что такое люминесцентная лампа | Люминесцентная лампа состоит из стеклянной трубки диаметром 25 мм и длиной 0,6, 1,2 и 1,5 метра. Трубка содержит газообразный аргон при низком давлении 2,5 мт и одну или две капли ртути, а внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем флуоресцентного материала в виде порошка.

Используемый материал покрытия зависит от желаемого цветового эффекта и может состоять из силиката цинка, силиката кадмия или вольфрама кальция.Эти органические химические вещества, известные как фосфор, преобразуют коротковолновое невидимое излучение в видимый свет. Вначале ток проходит через нити, которые нагреваются и испускают электроны. Это достигается применением дроссельной заслонки со стартером. Дроссель соединен последовательно с трубкой, которая действует как балласт в рабочих условиях и обеспечивает импульс или скачок высокого напряжения для запуска. Когда переключатель приводится в действие, включается стартер, электроды нагреваются и начинают испускать достаточное количество электронов.Выключатели или пускатели бывают двух типов: а) пускатель теплового типа б) пускатель накаливания Биметаллические полоски пускателя нормально разомкнуты. При включении питания на биметаллических планках стартера имеется полное напряжение. Этот разряд нагревает биметаллические полоски стартера, заставляя их изгибаться и соприкасаться. Теперь нити трубки нагреваются и из-за протекания тока излучают электроны внутри трубки. Теперь напряжение на полосках стартера снижается до нуля.Следовательно, биметаллические полоски остывают и контакты размыкаются. Из-за изменения тока в дросселе индуцируется высокое напряжение e = L di / dt. Высокое напряжение вызывает дугу между нитями трубки. Следовательно, ртуть в трубке разряжается, и трубка излучает свет. После установления света в трубке напряжение поддержания света снижается до 110В. Поскольку ток трубки протекает через дроссель, в дросселе происходит существенное падение напряжения. Таким образом, на трубку может подаваться только необходимое напряжение.Также дроссель ограничивает ток в цепи лампы. Из-за дросселя коэффициент мощности схемы низкий. Следовательно, для повышения коэффициента мощности к источнику питания подключается конденсатор.
Люминесцентная лампа

Преимущества
  • Эффективность и срок службы при нормальных условиях в три раза выше, чем у лампы накаливания.
  • Качество получаемого света намного выше.
Поскольку присутствует стробоскопический эффект, они подходят для полупрямого освещения, домашнего, промышленного, коммерческого, дорог и холлов и т. Д.

Что такое компактная люминесцентная лампа? CFL - люминесцентная лампа, предназначенная для замены лампы накаливания. Компактную люминесцентную лампу также называют компактной люминесцентной лампой, энергосберегающей лампой и компактной люминесцентной лампой. Некоторые типы КЛЛ подходят для осветительных приборов, предназначенных для ламп накаливания.Компактный люминесцентный свет использует трубку, которая изогнута или сложена, чтобы поместиться в пространство лампы накаливания. Компактный электронный балласт в основании КЛЛ.

Принцип работы компактной люминесцентной лампы Электроны, связанные с атомами ртути, возбуждаются до состояния, в котором они будут излучать ультрафиолетовый свет, возвращаясь на более низкий энергетический уровень. Этот излучаемый ультрафиолетовый свет преобразуется в видимый свет, когда он попадает на флуоресцентное покрытие, а также в тепло при поглощении другими материалами.
Компактная люминесцентная лампа - CFL

Два основных компонента компактной люминесцентной лампы балласт и газонаполненная лампа, в которой балласты содержат небольшую печатную плату с мостовым выпрямителем, a конденсатор фильтра и обычно два переключающих транзистора, которые часто представляют собой биполярные транзисторы с изолированным затвором. Входящий переменный ток сначала выпрямляется в постоянный, а затем преобразуется в высокочастотный переменный ток транзисторами, подключенными как резонансный последовательный инвертор постоянного и переменного тока.Результирующая высокая частота подается на трубку CFL. Поскольку резонансный преобразователь стремится стабилизировать ток лампы в диапазоне входных напряжений. Лампы излучают свет из смеси люминофоров, каждая из которых излучает одну цветовую полосу, а некоторые полосы все еще находятся в ультрафиолетовом диапазоне, как это видно на световом спектре. Это причина, по которой требуется дополнительная УФ-фильтрация, чтобы уменьшить повреждение сетчатки. Выход компактной люминесцентной лампы примерно пропорционален площади поверхности люминофора. Типичные формы световых трубок КЛЛ - это спираль с одним или несколькими витками, несколько параллельных трубок, дуга окружности или бабочка.В лампах используется три или четыре люминофора для получения чистого белого света с индексом цветопередачи около 80, где максимум 100 представляет появление цветов при дневном свете или других источниках излучения черного тела, таких как лампа накаливания.

Типы компактных люминесцентных ламп

Интегрированные CFL Тип лампы объединяет балласт и лампу в одном блоке. Встроенные лампы позволяют людям легко заменять лампы накаливания на КЛЛ.Этот тип КЛЛ подходит для любых стандартов. Лампы накаливания, снижающие стоимость преобразования в люминесцентные. Легко доступны диммируемые модели с трехходовыми лампами со стандартными цоколями.

Неинтегрированный CFL В светильниках постоянно установлен балласт. Этот тип корпусов КЛЛ может быть как более дорогим, так и сложным. В неинтегрированных КЛЛ доступны два типа трубок: 1. Двухштырьковая трубка, предназначенная для обычного балласта, 2.Четырехштырьковая трубка, предназначенная для электронного балласта или обычного балласта с внешним пускателем.

Сравнение компактной люминесцентной лампы с лампой накаливания При замене ламп накаливания на КЛЛ тепло, выделяемое из-за освещения, значительно уменьшается. В офисах или зданиях, где часто требуется кондиционер (кондиционер), КЛЛ снижают нагрузку на систему охлаждения по сравнению с использованием ламп накаливания, что приводит к экономии электроэнергии в дополнение к экономии энергии самих ламп.
Обычно имеют номинальный срок службы 6000-15000 часов. Срок службы от 750 до 1000 часов.
Лампы накаливания, дающие такое же количество видимого света, КЛЛ потребляют от одной пятой до одной трети электроэнергии и служат в восемь-пятнадцать раз дольше. Потребление электроэнергии высокое при сравнении КЛЛ
Его закупочная цена выше, чем у лампы накаливания, но меньше плата за электроэнергию. Счета за электроэнергию высоки, но закупочная цена низка.
Распределение спектральной мощности излучения отличается от распределения мощности ламп накаливания Улучшенные составы люминофора улучшили воспринимаемый цвет света, излучаемого КЛЛ, так что некоторые источники оценивают лучшие «мягкие белые» КЛЛ как субъективно схожие по цвету к стандартным лампам накаливания

Ограничения компактной люминесцентной лампы
  • Лампы, как и все люминесцентные лампы, содержат ртуть в виде пара внутри стеклянной трубки.
  • КЛЛ содержат токсичную ртуть, что затрудняет их утилизацию. Во многих странах правительства запретили утилизацию КЛЛ вместе с обычным мусором.
  • Большинство КЛЛ содержат 3–5 мг на лампочку, а лампы с надписью «Экологичный» содержат всего 1 мг.
  • Поскольку ртуть ядовита, даже эти небольшие количества представляют собой проблему для свалок и мусоросжигательных заводов, где ртуть из ламп может выделяться и способствовать загрязнению воздуха и воды.
  • Забота о ртути, связанная с охраной здоровья и окружающей среды, побудила многие юрисдикции потребовать, чтобы отработанные лампы подлежали надлежащей утилизации или переработке, а не включались в общий поток отходов, отправляемых на свалки.

Заключительное слово

Надеюсь, вы понимаете эту статью о люминесцентной лампе и CFL . В случае сомнений прокомментируйте ниже. Следите за обновлениями на нашем веб-сайте. Спасибо, что посетили наш сайт @ Electrical2z.

Схема и принцип работы. Как горит люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа (ЛЛ) - это источник света, создаваемый электрическим разрядом в среде паров ртути и инертного газа.В этом случае возникает невидимое ультрафиолетовое свечение, воздействующее на слой люминофора, нанесенный на внутреннюю часть стеклянной колбы. Типовая схема включения люминесцентной лампы - балласт с электромагнитным балластом (ЭМПРА).

Устройство и описание ЛЛ

Колба большинства ламп всегда имела цилиндрическую форму, но теперь она может иметь форму сложной фигуры. На концах в него вмонтированы электроды, конструктивно похожие на некоторые спирали ламп накаливания из вольфрама.Они припаяны к внешним контактам, находящимся под напряжением.

Газопроводящая среда внутри LL имеет отрицательное сопротивление. Он проявляется в уменьшении напряжения между противоположными электродами при увеличении тока, которое необходимо ограничивать. Схема включения люминесцентной лампы содержит балласт (индуктор), основное назначение которого - создание большого импульса напряжения для ее зажигания. Кроме него, в состав ЭМИА входит стартер - лампа тлеющего разряда с двумя электродами, помещенными внутри нее в среде инертного газа.Один из них выполнен из электрода. В исходном состоянии электроды разомкнуты.

Принцип работы ЛЛ

Схема стартера для включения люминесцентных ламп работает следующим образом.

  1. Напряжение подается на цепь, но сначала ток не течет через LL из-за высокого сопротивления среды. Ток течет по катодным спиралям и нагревает их. Кроме того, он также попадает в стартер, для которого приложенного напряжения достаточно, чтобы вызвать внутри тлеющий разряд.
  2. Когда контакты стартера нагреваются от проходящего тока, биметаллическая пластина замыкается. После этого металл становится проводником, и разряд прекращается.
  3. Биметаллический электрод охлаждается и размыкает контакт. В этом случае катушка индуктивности генерирует импульс высокого напряжения из-за самоиндукции, и LL воспламеняется.
  4. Через лампу протекает ток, который затем уменьшается в 2 раза, так как напряжение на катушке индуктивности падает. Недостаточно перезапустить стартер, контакты которого остаются разомкнутыми во время горения ЛЛ.

Схема соединения двух установленных в одной лампе, предусматривает использование для них одной общей индуктивности. Они соединены последовательно, но у каждой лампы по одному параллельному пускателю.

Недостатком лампы является отключение второй лампы при выходе из строя одной из них.

Важно! С люминесцентными лампами необходимо использовать специальные выключатели. В бюджетных устройствах пусковые токи большие, и контакты могут заклинивать.

Бездроссельное включение люминесцентных ламп: схемы

Несмотря на невысокую стоимость, электромагнитные балласты имеют недостатки.Они послужили причиной создания электронных схем зажигания (ЭПРА).

Как LL запускается с электронными балластами

Бездроссельное переключение люминесцентных ламп осуществляется через электронный блок, в котором происходит последовательное изменение напряжения при их зажигании.

Преимущества электронной схемы запуска:

  • возможность запуска с любой временной задержкой;
  • не нужен массивный электромагнитный индуктор и пускатель;
  • отсутствие гудящих и мигающих ламп;
  • высокая светоотдача;
  • легкость и компактность устройства;
  • более длительный срок службы.

Современные электронные балласты имеют компактные размеры и низкое энергопотребление. Их называют драйверами, помещая в цоколь фонарика. Бездроссельное включение люминесцентных ламп позволяет использовать обычные стандартные патроны.

Электронная балластная система преобразует сетевое напряжение переменного тока в высокочастотное. Сначала нагревают электроды LL, а затем прикладывают высокое напряжение. На высокой частоте повышается эффективность и полностью устраняется мерцание.Схема включения может обеспечивать или с плавным увеличением яркости. В первом случае срок эксплуатации электродов значительно сокращается.

Повышенное напряжение в электронной схеме создается колебательным контуром, что приводит к резонансу и зажиганию лампы. Пуск намного проще, чем в классической схеме с электромагнитным индуктором. Затем напряжение также снижается до желаемого значения удержания разряда.

Осуществляется выпрямление напряжения, после чего оно параллельно сглаживается подключенным конденсатором С 1.После подключения к сети сразу заряжается конденсатор С 4 и пробивается динистор. На трансформаторе TR 1 и транзисторах T 1 и T 2 запускается полумостовой генератор. Когда частота достигает 45-50 кГц, создается резонанс с помощью последовательной цепи C 2, C 3, L 1, подключенной к электродам, и лампа загорается. Эта схема также имеет дроссель, но с очень маленькими размерами, что позволяет разместить его в цоколе лампы.

Электронные балласты имеют автоматическую настройку LL при изменении характеристик.Через некоторое время изношенная лампа требует повышения напряжения для зажигания. В цепи ЭМРА он просто не запустится, а электронный балласт подстраивается под изменение характеристик и тем самым позволяет устройству работать в благоприятных условиях.

Преимущества современных ЭПРА следующие:

  • плавное включение;
  • рентабельность работы;
  • консервация электродов;
  • исключение мерцания;
  • низкотемпературное исполнение;
  • компактность;
  • прочность.

К недостаткам можно отнести более высокую стоимость и сложную схему розжига.

Применение умножителей напряжения

Метод позволяет включать ЛЛ без электромагнитного балласта, но используется в основном для продления срока службы ламп. Схема включения перегоревших люминесцентных ламп позволяет им проработать еще некоторое время, если мощность не превышает 20-40 Вт. В этом случае нити могут быть как целыми, так и сгоревшими. В обоих случаях выводы каждой нити накала необходимо замкнуть накоротко.

После выпрямления напряжение удваивается, и лампа загорается мгновенно. Конденсаторы С 1, С 2 подобраны на рабочее напряжение 600 В. Их недостаток - большие габариты. Конденсаторы C 3, C 4 слюдяные на 1000 В.

LL не предназначены для питания постоянного тока. Со временем ртуть накапливается возле одного из электродов, и свечение ослабевает. Для его восстановления поменяйте полярность, перевернув лампу. Вы можете установить переключатель так, чтобы его не снимать.

Цепь пуска люминесцентных ламп

Цепь пуска требует длительного прогрева лампы.Кроме того, его иногда приходится менять. В связи с этим существует еще одна схема с подогревом электродов через вторичные обмотки трансформатора, которая также выполняет функцию балласта.

Когда люминесцентные лампы включаются без стартера, они должны иметь обозначение RS (быстрый запуск). Лампа со стартерным запуском здесь не подойдет, потому что ее электроды дольше нагреваются и катушки быстро перегорают.

Как включить перегоревшую лампу?

Если спирали вышли из строя, LL можно поджечь без умножителя напряжения, используя обычную схему EMPA.Схема включения перегоревшей люминесцентной лампы немного отличается от обычной. Для этого к пускателю последовательно подключают конденсатор, а контакты электродов закорачивают. После такой небольшой переделки лампа проработает еще какое-то время.

Заключение

Конструкция и схема включения люминесцентной лампы постоянно совершенствуется в сторону экономичности, уменьшения габаритов и увеличения срока службы. Важно правильно им пользоваться, разбираться во всем многообразии выпускаемых типов и знать эффективные способы подключения.


Включение люминесцентных ламп намного сложнее, чем включение ламп накаливания.
Их розжиг требует наличия специальных пусковых устройств, а от качества работы этих устройств зависит срок службы лампы.

Чтобы понять, как работают пусковые системы, необходимо предварительно ознакомиться с устройством самого осветительного прибора.

Люминесцентная лампа - это газоразрядный источник света, световой поток которого формируется в основном за счет свечения слоя люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность колбы.

При включении лампы в парах ртути, которыми заполнена трубка, возникает электронный разряд, и возникающее при этом УФ-излучение влияет на покрытие люминофора. При этом частоты невидимого УФ-излучения (185 и 253,7 нм) преобразуются в видимый свет.
Эти лампы имеют низкое энергопотребление и пользуются большой популярностью, особенно в промышленных помещениях.

Схемы

При подключении люминесцентных ламп используется особая контрольно-пусковая техника - балласты.Есть 2 типа балластов: электронный - электронный балласт (электронный балласт) и электромагнитный - электромагнитный балласт (стартер и дроссель).

Схема подключения с использованием электромагнитного балласта или ЭМИ (дроссельной заслонки и стартера) Более распространенной схемой подключения люминесцентной лампы является использование ЭМИП. Это схема включения стартера.



Принцип работы: при включении питания в пускателе появляется разряд и
Биметаллические электроды замыкаются накоротко, после чего ток в цепях электродов и пускателей ограничивается только внутренним сопротивлением индуктора, в результате чего рабочий ток в лампе увеличивается почти втрое, а электроды люминесцентной лампы мгновенно нагреваются.
При этом остывают биметаллические контакты стартера и цепь размыкается.
При этом индуктор за счет самоиндукции создает запускающий импульс высокого напряжения (до 1 кВ), который приводит к разряду в газовой среде и загорается лампа. После этого напряжение на нем станет равным половине сетевого, чего не хватит для повторного замыкания электродов стартера.
Когда лампа горит, стартер не будет участвовать в цепи и его контакты будут и останутся разомкнутыми.

Основные недостатки

  • По сравнению со схемой с ЭПРА, потребление электроэнергии на 10-15% больше.
  • Длительный запуск от 1 до 3 секунд (в зависимости от износа лампы)
  • Неработоспособность при низких температурах окружающей среды. Например, зимой в неотапливаемом гараже.
  • Стробоскопический результат мигания лампы, который плохо влияет на зрение, когда детали машин, вращающихся синхронно с частотой сети, кажутся неподвижными.
  • Звук от жужжания дроссельной заслонки, усиливающийся со временем.

Схема переключения с двумя лампами, но с одним дросселем . Следует отметить, что индуктивность индуктора должна быть достаточной для мощности этих двух ламп.
Следует отметить, что в последовательной схеме включения двух ламп используются стартеры на 127 Вольт, по одноламповой схеме они работать не будут, для чего нужны стартеры 220 Вольт

Это схема где, как видите, нет ни стартера, ни дросселя, ее можно использовать, если в лампах перегорела нить накала.В этом случае ЛДС можно поджечь с помощью повышающего трансформатора Т1 и конденсатора С1, который будет ограничивать ток, протекающий через лампу от сети 220 вольт.

Эта схема подходит для всех тех же ламп, в которых перегорела нить накала, но здесь нет необходимости в повышающем трансформаторе, что явно упрощает конструкцию прибора

Но такая схема с использованием диодного выпрямительного моста исключает его мерцание лампы с частотой сети, которое становится очень заметным при ее старении.

или выше

Если стартер в вашей лампе выходит из строя или лампа постоянно мигает (вместе со стартером, если внимательно присмотреться к корпусу стартера) и под рукой нечего заменить, вы можете зажечь лампу без нее - хватит на 1-2 секунды . замкните накоротко контакты стартера или установите кнопку S2 (осторожно опасное напряжение)

такой же корпус, но для лампы с перегоревшей нитью

Схема подключения с использованием электронного балласта или электронного балласта

В отличие от электромагнитных балластов, устройство управления электронным балластом (ЭКГ) подает на лампы напряжение не сетевой частоты, а высокочастотное напряжение от 25 до 133 кГц.А это полностью исключает возможность заметного для глаз мерцания ламп. Электронные балласты используют самогенерирующуюся схему, включающую трансформатор и выходной каскад на транзисторах.

Время чтения ≈ 3 минуты

Наиболее распространенным источником освещения в офисных, промышленных и общественных зданиях являются люминесцентные лампы. В последнее время в связи с экономией энергоресурсов их тоже стали часто использовать в быту.

Светильники

Standard, помимо своих достоинств, таких как низкое энергопотребление, простота монтажа, невысокая стоимость, имеют ряд конструктивных недостатков.Некоторые из них вытекают из достоинств: используя дешевые устаревшие схемы и материалы, производитель снижает стоимость лампы, заранее ухудшая потребительские качества.

Схема подключения люминесцентных ламп

Подключение одной или двух люминесцентных ламп заводского производства можно изучить, разобрав обычную лампу. Обычная стандартная, широко применяемая схема подключения люминесцентных ламп включает в себя стартер, индуктор, соединительные провода, конденсатор и сами лампы.В этом случае используется так называемая электромагнитная система управления.

Улучшить степень освещенности самостоятельно, убрав надоедливое гудение и моргание, вполне реально. Для этого необходимо заменить устаревшую систему управления на современную электронную - (электронный балласт).

Для начала нужно разобрать лампу, удалить с нее всю начинку. Приобретая новый электронный блок, исходя из параметров вашей лампы, можно будет подключить люминесцентные лампы без дросселя и стартера.Для таких работ вам потребуются отвертки с разными наконечниками, кусачки, отвертка для крепления блоков управления, изолента, отвертка-тестер.

Подключение ЭПРА для люминесцентных ламп несложно осуществить, имея минимальные знания в электрических схемах и навыки работы с электропроводкой. По сути, в самой лампе останется лампа, набор проводов и люминесцентная лампа.

Перед началом работ нужно выделить в корпусе лампы достаточно места для установки электронного блока управления, руководствуясь удобством подключения к клеммам, расположенным на его корпусе.Крепим блок к корпусу при помощи саморезов с помощью обычной отвертки. Подключаем контрольную аппаратуру к лампе и клемме подключения.

Схема подключения для 2-х люминесцентных ламп аналогична, они просто соединяются последовательно, и исходя из этого мощность электронного блока должна быть вдвое больше мощности ламп. Тот же принцип при соединении трех и более ламп в одном корпусе.

После сборки всей конструкции нужно убедиться, что все проводники подключены правильно, после чего можно установить светильник на место.Проверив тестером отсутствие напряжения в сети, подключаем лампу к проводке, соединив провода через специальную клеммную колодку.

Последний аккорд - включение напряжения для проверки правильности работы лампы. Если схема, например, подключение двух люминесцентных ламп, была выполнена правильно, то сам процесс будет сильно отличаться от оригинала. Во-первых, лампы загорятся мгновенно, без так называемого прогрева, во-вторых, исчезнет низкочастотное гудение, свет перестанет пульсировать, заметный человеческому глазу, и общая яркость увеличится.

D для поддержания и стабилизации процесса разряда балластное сопротивление в сети переменного тока в виде или включается последовательно с дросселем люминесцентной лампы и конденсатором. Эти устройства называются балластами (балластами).

Напряжение сети, при котором люминесцентная лампа работает в установившемся режиме, недостаточно для ее зажигания. Для образования газового разряда, т. Е. Пробоя газового пространства, необходимо увеличить эмиссию электронов за счет их предварительного нагрева или подачи на электроды импульса повышенного напряжения.Оба обеспечиваются пускателем, включенным параллельно лампе.

Рассмотрим, как происходит процесс зажигания люминесцентной лампы.

Пускатель представляет собой миниатюрную неоновую лампу тлеющего разряда с двумя биметаллическими электродами, открытыми в нормальном положении.

При подаче напряжения на пускатель возникает разряд, биметаллические электроды изгибаются и замыкаются накоротко. После их замыкания ток в цепях стартера и электродов, ограниченный только сопротивлением индуктора, увеличивается в три раза по сравнению с рабочим током лампы, и электроды люминесцентной лампы быстро нагреваются.При этом биметаллические электроды стартера, охлаждаясь, размыкают его цепь.

В момент размыкания цепи пускателем в индукторе возникает импульс перенапряжения, в результате чего происходит разряд в газовой среде люминесцентной лампы и ее зажигание. После того, как лампа загорится, напряжение на ней составляет примерно половину сетевого. Это напряжение будет на стартере, однако этого недостаточно для его повторного включения. Следовательно, когда лампа горит, стартер разомкнут и в цепь не участвует.

Пускатель одноламповый для включения люминесцентной лампы: Л - люминесцентная лампа, Д - индуктор, Ст - стартер, С1 - С3 - конденсаторы.

Конденсатор

, включенный параллельно пускателю и конденсаторы на входе схемы, предназначены для снижения уровня радиопомех. Конденсатор, подключенный параллельно стартеру, кроме того, увеличивает срок службы стартера и влияет на зажигание лампы, способствуя значительному снижению импульса напряжения в стартере (с 8000 до 12000 В до 600 до 1500 В). при увеличении энергии импульса (за счет увеличения его длительности).

Недостатком описанной схемы стартера является низкий cos phi, не превышающий 0,5. Увеличение cos phi достигается либо включением конденсатора на входе, либо применением индуктивно-емкостной схемы. Однако в этом случае cos phi составляет 0,9 - 0,92 из-за наличия на кривой тока высших гармонических составляющих, определяемых спецификой газового разряда и балластов.

В двухламповых светильниках компенсация реактивной мощности достигается включением одной лампы с индуктивным, а другой с индуктивно-емкостным балластом.В этом случае cos phi = 0,95. Кроме того, такая схема балласта позволяет в значительной степени сгладить пульсации светового потока люминесцентных ламп.

Цепь переключения двухфазных балластов

Наибольшее распространение для включения люминесцентных ламп мощностью 40 и 80 Вт получила наша двухимпульсная схема зажигания стартера с использованием компенсированных балластных устройств 2УБК-40/220 и 2УБК-80/220, работающих по «расщепленной фазе». схема. Они представляют собой законченные электрические устройства с дросселями, конденсаторами и разрядными сопротивлениями.

Последовательно с одной из ламп включается только индуктор-индуктивность, что создает фазовое отставание тока от приложенного напряжения. Последовательно со второй лампой, помимо индуктора, включается конденсатор, емкость которого примерно в 2 раза больше индуктивности индуктора, что создает опережение тока, в результате чего общий коэффициент мощности комплекта составляет около 0,9 -0,95.

Кроме того, включение специально подобранного конденсатора последовательно с индуктором одной из двух ламп обеспечивает фазовый сдвиг между токами первой и второй ламп, при котором глубина колебаний общего светового потока двух ламп лампы будут значительно уменьшены.

Для увеличения тока нагрева электродов включается компенсационная катушка последовательно с емкостью, которая отключается пускателем.

Схема включения двухлампового стартера 2УБК: Л - лампа дневного света, Ст - стартер, С - конденсатор, r - сопротивление разряда. Корпус ПРА 2УБК обозначен пунктирной линией.

Пусковые схемы включения люминесцентных ламп

Недостатки коммутационных цепей стартера (значительный шум, создаваемый балластами во время работы, воспламеняемость в аварийных условиях и т. Д.), а также низкое качество выпускаемых стартеров привели к постоянному поиску экономичных и рациональных балластов, так что они в основном используются в установках, где они довольно простые и дешевые.

Для надежной работы бестартерных цепей которых рекомендуется использовать лампы с нанесенной на колбы токопроводящей лентой.

Наиболее распространенные трансформаторные схемы для быстрого пуска люминесцентных ламп, в которых дроссель используется в качестве балластного сопротивления, а катоды также подогреваются нитью трансформатора.

В настоящее время расчетами установлено, что пусковые схемы для внутреннего освещения более экономичны, и поэтому они преимущественно распределенные. В цепях стартера потери энергии составляют примерно 20-25%, в цепях без стартера - 35%

В последнее время схемы переключения люминесцентных ламп с электромагнитными балластами постепенно заменяются схемами с более функциональными и экономичными электронными балластами (балластами).

При расчете осветительных сетей с люминесцентными лампами необходимо учитывать, что даже с помощью компенсированных схем без балластов невозможно полностью уничтожить фазовый сдвиг.Поэтому при определении номинального тока сетей с люминесцентными лампами косинус фи = 0,9 для цепей с компенсацией реактивной мощности и косинус фи = 0,5, если в цепях отсутствуют конденсаторы. Кроме того, необходимо учитывать потери мощности в балластах.

При выборе сечения проводов четырехпроводных сетей с люминесцентными лампами следует учитывать некоторые особенности таких сетей. Дело в том, что нелинейность вольт-амперной характеристики люминесцентных ламп, а также наличие в своем назначении индукторов со стальным сердечником и конденсаторов выливают несинусоидальность кривой тока и, как следствие, , появление высших гармоник, существенно изменяющих ток нейтрального провода даже при равномерной фазной нагрузке.

Ток в нейтральном проводе может достигать значений, близких к току в фазном проводе 85-87% от I ф. Отсюда следует необходимость выбора сечения нулевого провода в сетях четырехпроводного люминесцентного освещения равным сечению фазных проводов, а при прокладке проводов в трубах допустимую токовую нагрузку следует принимать как для четырехпроводной. в одной трубе.

Отличительным принципом схемы подключения люминесцентных ламп является необходимость включения в нее пусковых устройств, от них зависит продолжительность работы.

Чтобы разобраться в схемах, необходимо понимать принцип работы этих светильников.

Устройство светового типа представляет собой герметичный сосуд, наполненный газом особой консистенции. Расчет смеси проводился с целью тратить меньше энергии на ионизацию газа по сравнению с обычными лампами, за счет этого можно значительно сэкономить на освещении дома или квартиры.

Для постоянного освещения необходимо провести тлеющий разряд.Этот процесс обеспечивается подачей нужного напряжения. Проблема только в следующей ситуации - такой разряд возникает от напряжения питания, которое выше рабочего напряжения. Но и эту проблему решили производители.

С обеих сторон лампы установлены электроды, принимающие напряжение и поддерживающие разряд. Каждый электрод имеет два контакта, к которым подключается источник тока. За счет этого нагревается зона, окружающая электроды.

Лампа загорается после нагрева каждого электрода. Это происходит из-за воздействия импульсов высокого напряжения и последующей работы под напряжением.

При воздействии разряда газы в контейнере лампы активируют излучение ультрафиолетового света, который не воспринимается человеческим глазом. Чтобы человеческое зрение могло различить это свечение, колба внутри покрыта люминофором, который сдвигает частотный интервал освещения в видимый интервал.

При изменении структуры этого вещества происходит изменение гаммы цветовых температур.

Важно! Нельзя просто включить лампу в сети. Дуга появится после нагрева электродов и импульсного напряжения.

Обеспечить такие условия помогают специальные балласты.

Нюансы схемы подключения

Схема этого типа должна предусматривать наличие дроссельной заслонки и стартера.

Стартер выглядит как небольшой источник питания неоновой подсветки. Для его питания требуется электрическая сеть с переменным значением тока, также он оборудован рядом биметаллических контактов.

Дроссель, контакты пускателя и резьба электродов соединены последовательно.

Возможен другой вариант при замене стартера на кнопку от входа звонка.

Напряжение будет осуществляться удержанием кнопки в нажатом состоянии. Когда лампа загорится, ее нужно отпустить.

  • подключенный индуктор сохраняет электромагнитную энергию;
  • с помощью контактов стартера подаётся электричество;
  • ток передается с помощью нагревательных электродов из вольфрамовой нити;
  • подогрев электродов и стартера;
  • , то размыкаются контакты стартера;
  • энергия, накопленная дроссельной заслонкой, высвобождается;
  • лампа включается.

Для повышения эффективности, уменьшения помех в схемную модель вводятся два конденсатора.

Преимущества схемы:

Простота;

Доступная цена;

Она надежная;

Недостатки схемы:

Большая масса устройства;

Шумная работа;

Лампа мерцает, что плохо влияет на зрение;

Потребляет большое количество электроэнергии;

Устройство включается примерно на три секунды;

Плохая работа при отрицательных температурах.

Приоритет подключения

Подключение по указанной выше схеме происходит со стартерами. Рассматриваемый ниже вариант имеет модель стартера S10 мощностью 4-65Вт., Лампу 40Вт и такую ​​же мощность на индукторе.

Этап 1. Подключение стартера к штыревым контактам лампы, имеющим форму нитей накала.

Этап 2. Остальные контакты подключены к индуктору.

Ступень 3. Конденсатор подключен к силовым контактам параллельно.За счет конденсатора уровень реактивной мощности компенсируется, а количество помех уменьшается.

Особенности схемы подключения

За счет электронного балласта лампа обеспечивает длительный срок эксплуатации и экономию энергии. При работе с напряжениями до 133 кГц свет распространяется без мерцания.

Микросхемы

обеспечивают питание светильников, нагревая электроды, тем самым повышая их производительность и увеличивая срок службы.Возможно использование диммеров совместно с лампами данной схемы подключения - это устройства, плавно регулирующие яркость свечения.

Электронный балласт преобразует напряжение. Действие постоянного тока преобразуется в ток высокой частоты и переменного тока, который поступает на нагреватели электродов.

Увеличивается частота, за счет этого происходит уменьшение интенсивности нагрева электродов. Использование в схеме подключения электронного балласта позволяет подстраиваться под свойства лампы.

Достоинства схемы данного типа:

  • большая экономия;
  • свет включается плавно;
  • без мерцания;
  • электроды лампы мягко нагреваются;
  • допустимая работа при низких температурах;
  • компактность и небольшой вес;
  • длительный срок действия.

Минусы схемы такого типа:

  • сложность схемы подключения;
  • высокие требования к установке.
Процедура подключения лампы

Лампа подключается в три этапа:

Электроды нагреваются, благодаря чему устройство плавно и размеренно запускается;

Создается мощный импульс, необходимый для поджога;

Рабочее напряжение уравновешивается и подается на лампу.

Приоритет подключения

Этап 1. Параллельное подключение стартера к каждой лампе.

Этап 2. Последовательное подключение дросселем свободных контактов к сети.

Этап 3. Параллельное подключение конденсаторов к контактам лампы. За счет этого снижаются помехи, а также компенсация реактивной мощности.

Видео - Подключение люминесцентных ламп

Как работают люминесцентные лампы - воздушный цикл

Атомы испускают световые фотоны, когда их электроны возбуждаются. Если вы читали «Как работают атомы», то знаете, что электроны - это отрицательно заряженные частицы, которые движутся вокруг ядра атома (которое имеет чистый положительный заряд).Электроны атома имеют разные уровни энергии в зависимости от нескольких факторов, включая их скорость и расстояние от ядра. Электроны разных уровней энергии занимают разные орбитали. Вообще говоря, электроны с большей энергией движутся по орбиталям дальше от ядра.

Когда атом набирает или теряет энергию, изменение выражается движением электронов. Когда что-то передает энергию атому - например, тепло - электрон может временно перейти на более высокую орбиталь (дальше от ядра).Электрон удерживает это положение лишь на крошечную долю секунды; почти сразу же он притягивается к ядру, к своей первоначальной орбитали. Когда он возвращается на свою первоначальную орбиталь, электрон высвобождает дополнительную энергию в виде фотона, в некоторых случаях светового фотона.

Длина волны излучаемого света зависит от количества выделяемой энергии, что зависит от конкретного положения электрона. Следовательно, разные виды атомов будут испускать разные виды световых фотонов.Другими словами, цвет света определяется тем, какой атом возбужден.

Это основной механизм, работающий почти во всех источниках света. Основное различие между этими источниками - процесс возбуждения атомов. В источнике света накаливания, таком как обычная лампочка или газовая лампа, атомы возбуждаются теплом; в световой палке атомы возбуждаются химической реакцией. Как мы увидим в следующем разделе, люминесцентные лампы обладают одной из самых сложных систем возбуждения атомов.

Вниз по трубам

Центральным элементом люминесцентной лампы является герметичная стеклянная трубка. Трубка содержит небольшое количество ртути и инертный газ, обычно аргон, который находится под очень низким давлением. Трубка также содержит порошок люминофора, нанесенный по внутренней стороне стекла. Трубка имеет два электрода, по одному на каждом конце, которые подключены к электрической цепи. Электрическая цепь, которую мы рассмотрим позже, подключена к источнику переменного тока (AC)

Когда вы включаете лампу, ток течет по электрической цепи к электродам.На электродах имеется значительное напряжение, поэтому электроны будут мигрировать через газ от одного конца трубки к другому. Эта энергия превращает часть ртути в трубке из жидкости в газ. Когда электроны и заряженные атомы движутся по трубке, некоторые из них будут сталкиваться с газообразными атомами ртути. Эти столкновения возбуждают атомы, выталкивая электроны на более высокие энергетические уровни. Когда электроны возвращаются к своему первоначальному уровню энергии, они испускают световые фотоны.

Как мы видели в предыдущем разделе, длина волны фотона определяется конкретным расположением электронов в атоме.Электроны в атомах ртути расположены таким образом, что они в основном испускают световые фотоны в ультрафиолетовом диапазоне длин волн. Наши глаза не регистрируют ультрафиолетовые фотоны, поэтому этот вид света необходимо преобразовать в видимый свет, чтобы осветить лампу.

Здесь и вступает в силу порошковое покрытие лампы. Люминофор - это вещества, излучающие свет при воздействии света. Когда фотон попадает в атом люминофора, один из электронов люминофора перескакивает на более высокий энергетический уровень, и атом нагревается.Когда электрон возвращается на свой нормальный уровень, он выделяет энергию в виде другого фотона. Этот фотон имеет меньше энергии, чем исходный фотон, потому что некоторая энергия была потеряна в виде тепла. В люминесцентной лампе излучаемый свет находится в видимом спектре - люминофор излучает белый свет, который мы видим. Производители могут изменять цвет света, используя различные комбинации люминофоров.

Обычные лампы накаливания также излучают довольно много ультрафиолетового света, но они не преобразуют его в видимый свет.Следовательно, много энергии, используемой для питания лампы накаливания, тратится впустую. Люминесцентная лампа заставляет работать этот невидимый свет, поэтому она более эффективна. Лампы накаливания также теряют больше энергии из-за тепловыделения, чем люминесцентные лампы. В целом, обычная люминесцентная лампа в четыре-шесть раз эффективнее лампы накаливания. Однако люди обычно используют в доме лампы накаливания, поскольку они излучают «более теплый» свет - свет с большим количеством красного и меньшим количеством синего.

Как мы видели, вся система люминесцентных ламп зависит от электрического тока, протекающего через газ в стеклянной трубке.В следующем разделе мы увидим, что люминесцентная лампа должна делать, чтобы установить этот ток.

Готовка на газе

В последнем разделе мы видели, что атомы ртути в стеклянной трубке люминесцентной лампы возбуждаются электронами, протекающими в электрическом токе. Этот электрический ток чем-то похож на ток в обычном проводе, но он проходит через газ, а не через твердое тело. Газовые проводники отличаются от сплошных проводников по многим параметрам.

В твердом проводнике электрический заряд переносится свободными электронами, прыгающими от атома к атому, из отрицательно заряженной области в положительно заряженную.Как мы видели, электроны всегда имеют отрицательный заряд, а это означает, что они всегда тянутся к положительным зарядам. В газе электрический заряд переносится свободными электронами, движущимися независимо от атомов. Ток также переносится ионами, атомами, которые имеют электрический заряд, потому что они потеряли или получили электрон. Как и электроны, ионы притягиваются к противоположно заряженным областям.

Таким образом, чтобы пропускать ток через газ в трубке, люминесцентный свет должен иметь две вещи:

1.Свободные электроны и ионы
2. Разница в заряде двух концов трубки (напряжение)

Обычно в газе мало ионов и свободных электронов, потому что все атомы естественным образом сохраняют нейтральный заряд. Следовательно, через большинство газов трудно проводить электрический ток. Когда вы включаете люминесцентную лампу, первое, что ей нужно сделать, это ввести много новых свободных электронов с обоих электродов.

Есть несколько способов сделать это, как мы увидим в следующих нескольких разделах.

Запустите

В классической конструкции люминесцентных ламп, которая по большей части пришла на второй план, для зажигания лампы использовался специальный механизм включения стартера. Вы можете увидеть, как эта система работает, на схеме ниже.

При первом включении лампы путь наименьшего сопротивления проходит через цепь байпаса и через выключатель стартера. В этой цепи ток проходит через электроды на обоих концах трубки. Эти электроды представляют собой простые нити, как в лампе накаливания.Когда ток проходит через байпасную цепь, электричество нагревает нити. Это отрывает электроны от поверхности металла, отправляя их в газовую трубку, ионизируя газ.

В то же время электрический ток вызывает интересную последовательность событий в выключателе стартера. Обычный выключатель стартера представляет собой небольшую газоразрядную лампу, содержащую неон или другой газ. Колба имеет два электрода, расположенных рядом друг с другом. Когда электричество первоначально пропускается через байпасную цепь, электрическая дуга (по сути, поток заряженных частиц) прыгает между этими электродами, чтобы установить соединение.Эта дуга зажигает лампочку так же, как большая дуга зажигает люминесцентную лампу.

Один из электродов представляет собой биметаллическую полосу, которая изгибается при нагревании. Небольшое количество тепла от зажженной лампы сгибает биметаллическую полосу, так что она входит в контакт с другим электродом. Поскольку два электрода соприкасаются друг с другом, току больше не нужно прыгать по дуге. Следовательно, через газ не протекают заряженные частицы, и свет гаснет. Без тепла от света биметаллическая полоса охлаждается, отклоняясь от другого электрода.Это размыкает цепь.

К тому времени, когда это произойдет, нити уже ионизировали газ в люминесцентной лампе, создав электропроводящую среду. Для возникновения электрической дуги трубке просто нужен скачок напряжения на электродах. Этот толчок обеспечивается балластом лампы, трансформатором особого типа, включенным в цепь.

Когда ток проходит через байпасную цепь, он создает магнитное поле в части балласта.Это магнитное поле поддерживается протекающим током. При размыкании переключателя стартера ток кратковременно отключается от балласта. Магнитное поле схлопывается, что вызывает внезапный скачок тока - балласт высвобождает накопленную энергию.

Этот скачок тока помогает создать начальное напряжение, необходимое для образования электрической дуги в газе. Вместо того, чтобы проходить через байпасную цепь и перепрыгивать через зазор в выключателе стартера, электрический ток течет через трубку.Свободные электроны сталкиваются с атомами, выбивая другие электроны, что создает ионы. В результате получается плазма, газ, состоящий в основном из ионов и свободных электронов, движущихся свободно. Это создает путь для электрического тока.

Удар летящих электронов сохраняет две нити в тепле, поэтому они продолжают испускать новые электроны в плазму. Пока есть переменный ток и нити не изношены, ток будет продолжать течь через трубку.

Проблема с такой лампой в том, что она загорается через несколько секунд.В наши дни большинство люминесцентных ламп рассчитаны на то, чтобы загораться почти мгновенно. В следующем разделе мы увидим, как работают эти современные конструкции.

Light Right Away

Сегодня самая популярная конструкция люминесцентных ламп - это лампы с быстрым запуском. Эта конструкция работает по тому же основному принципу, что и традиционная лампа стартера, но у нее нет выключателя стартера. Вместо этого балласт лампы постоянно пропускает ток через оба электрода. Этот ток сконфигурирован так, что между двумя электродами существует разница зарядов, что создает напряжение на трубке.

При включении люминесцентной лампы обе электродные нити очень быстро нагреваются, выкипая электронами, которые ионизируют газ в трубке. Как только газ ионизируется, разница напряжений между электродами создает электрическую дугу. Текущие заряженные частицы (красные) возбуждают атомы ртути (серебра), запуская процесс освещения.

Альтернативный метод, используемый в люминесцентных лампах с мгновенным запуском, заключается в приложении очень высокого начального напряжения к электродам.Это высокое напряжение создает коронный разряд. По сути, избыток электронов на поверхности электрода заставляет часть электронов попадать в газ. Эти свободные электроны ионизируют газ, и почти мгновенно разница напряжений между электродами вызывает электрическую дугу.

Независимо от конфигурации пускового механизма, конечный результат один и тот же: прохождение электрического тока через ионизированный газ. Этот вид газового разряда имеет своеобразное и проблематичное качество: если ток не контролируется тщательно, он будет постоянно увеличиваться и, возможно, взорвет светильник.В следующем разделе мы выясним, почему это так, и посмотрим, как люминесцентная лампа обеспечивает бесперебойную работу.

Балластные весы

В предыдущем разделе мы видели, что газы не проводят электричество так же, как твердые тела. Одно из основных различий между твердыми телами и газами - их электрическое сопротивление (сопротивление протекающему электричеству). В твердом металлическом проводнике, таком как провод, сопротивление является постоянным при любой заданной температуре, что определяется размером проводника и природой материала.

В газовом разряде, таком как люминесцентная лампа, ток вызывает уменьшение сопротивления. Это связано с тем, что по мере прохождения большего количества электронов и ионов через определенную область они сталкиваются с большим количеством атомов, что освобождает электроны, создавая больше заряженных частиц. Таким образом, ток будет расти сам по себе в газовом разряде, пока есть соответствующее напряжение (и бытовой переменный ток имеет большое напряжение). Если ток в люминесцентном свете не контролировать, он может вывести из строя различные электрические компоненты.

Балласт люминесцентной лампы управляет этим. Самый простой тип балласта, обычно называемый магнитным балластом, работает как индуктор. Базовая катушка индуктивности состоит из катушки с проволокой в ​​цепи, которая может быть намотана на кусок металла. Если вы читали «Как работают электромагниты», вы знаете, что когда вы пропускаете электрический ток по проводу, он создает магнитное поле. Расположение провода концентрическими петлями усиливает это поле.

Этот вид поля влияет не только на объекты вокруг цикла, но и на сам цикл.Увеличение тока в контуре увеличивает магнитное поле, которое прикладывает напряжение, противоположное течению тока в проводе. Короче говоря, намотанный на катушку провод в цепи (индуктор) препятствует изменению тока, протекающего через него (подробности см. В разделе «Как работают индукторы»). Элементы трансформатора в магнитном балласте используют этот принцип для регулирования тока люминесцентной лампы.

Балласт может только замедлить изменения тока - он не может их остановить. Но переменный ток, питающий флуоресцентный свет, постоянно меняет направление, поэтому балласт должен только на короткое время подавлять нарастающий ток в определенном направлении.Посетите этот сайт для получения дополнительной информации об этом процессе.

Магнитные балласты модулируют электрический ток с относительно низкой частотой цикла, что может вызвать заметное мерцание. Магнитные балласты также могут вибрировать с низкой частотой. Это источник слышимого жужжания, которое люди ассоциируют с люминесцентными лампами.

Современные конструкции балластов используют передовую электронику для более точного регулирования тока, протекающего через электрическую цепь. Поскольку они используют более высокую частоту цикла, вы обычно не замечаете мерцания или жужжания, исходящего от электронного балласта.Разным лампам требуются специальные балласты, предназначенные для поддержания определенных уровней напряжения и тока, необходимых для различных конструкций ламп.

Люминесцентные лампы бывают всех форм и размеров, но все они работают по одному и тому же основному принципу: электрический ток стимулирует атомы ртути, что заставляет их испускать ультрафиолетовые фотоны. Эти фотоны, в свою очередь, стимулируют люминофор, излучающий фотоны видимого света. На самом базовом уровне это все, что нужно сделать!

Люминесцентная лампа - Энциклопедия Нового Света

Ассорти из люминесцентных ламп .Сверху две компактные люминесцентные лампы, снизу две штатные лампы. Спичка показана для шкалы.

Люминесцентная лампа - это газоразрядная лампа, которая использует электричество для возбуждения паров ртути в аргоне или неоновом газе, в результате чего образуется плазма, излучающая коротковолновый ультрафиолетовый свет. Затем этот свет заставляет люминофор флуоресцировать, производя видимый свет.

В отличие от ламп накаливания, люминесцентные лампы всегда требуют пускорегулирующего устройства для регулирования потока энергии через лампу. В обычных трубных приспособлениях - обычно 4 фута (120 сантиметров) или 8 футов (240 сантиметров) - балласт заключен в приспособление.Компактные люминесцентные лампы могут иметь обычный балласт, расположенный в светильнике, или они могут иметь балласты, встроенные в лампы, что позволяет использовать их в патронах, обычно используемых для ламп накаливания.

Поскольку люминесцентные лампы потребляют значительно меньше энергии, чем лампы накаливания, правительства и промышленность поощряют замену традиционных ламп накаливания люминесцентными лампами в рамках разумной экологической и энергетической политики.

История

Самым ранним предком люминесцентной лампы, вероятно, является устройство Генриха Гейслера, который в 1856 году получил голубоватое свечение от газа, который был запечатан в трубке и возбужден индукционной катушкой.

На Всемирной выставке 1893 года на Всемирной колумбийской выставке в Чикаго, штат Иллинойс, были представлены люминесцентные лампы Николы Теслы.

В 1894 году Д. Макфарлейн Мур создал лампу Мура, коммерческую газоразрядную лампу, предназначенную для конкуренции с лампой накаливания его бывшего начальника Томаса Эдисона. Используемые газы представляли собой азот и диоксид углерода, излучающие соответственно розовый и белый свет, и имели умеренный успех.

В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, которая излучала свет сине-зеленого цвета и, таким образом, была непригодна для большинства практических целей.Однако он был очень близок к современному дизайну и имел гораздо более высокий КПД, чем лампы накаливания.

В 1926 году Эдмунд Гермер и его коллеги предложили увеличить рабочее давление внутри трубки и покрыть трубку флуоресцентным порошком, который преобразует ультрафиолетовый свет, излучаемый возбужденной плазмой, в более однородный белый свет. Сегодня Гермер известен как изобретатель люминесцентной лампы.

General Electric позже купила патент Гермера и под руководством Джорджа Э.К 1938 году компания Inman ввела люминесцентную лампу в широкое коммерческое использование.

Принципы работы

Основной принцип работы люминесцентной лампы основан на неупругом рассеянии электронов. Падающий электрон (испускаемый из катушек проволоки, образующей катодный электрод) сталкивается с атомом газа (например, ртути, аргона или криптона), используемого в качестве излучателя ультрафиолета. Это заставляет электрон в атоме временно подпрыгивать на более высокий энергетический уровень, чтобы поглотить часть или всю кинетическую энергию, доставленную сталкивающимся электроном.Вот почему столкновение называется «неупругим», так как часть энергии поглощается. Это более высокое энергетическое состояние нестабильно, и атом излучает ультрафиолетовый фотон, когда электрон атома возвращается на более низкий, более стабильный энергетический уровень. Фотоны, которые испускаются из выбранных газовых смесей, обычно имеют длину волны в ультрафиолетовой части спектра. Человеческий глаз не видит его, поэтому его необходимо преобразовать в видимый свет. Это делается с помощью флуоресценции. Это флуоресцентное преобразование происходит в люминофорном покрытии на внутренней поверхности люминесцентной лампы, где ультрафиолетовые фотоны поглощаются электронами в атомах люминофора, вызывая аналогичный скачок энергии, а затем падают с испусканием следующего фотона.Фотон, испускаемый в результате этого второго взаимодействия, имеет меньшую энергию, чем тот, который его вызвал. Химические вещества, входящие в состав люминофора, специально подобраны так, чтобы эти испускаемые фотоны имели длину волны, видимую человеческим глазом. Разница в энергии между поглощенным ультрафиолетовым фотоном и испускаемым фотоном видимого света идет на нагрев покрытия люминофора.

Механизм генерации света

Крупный план катодов и анодов бактерицидной лампы (по существу аналогичная конструкция, в которой не используется люминесцентный люминофор, что позволяет видеть электроды) Нефильтрованное ультрафиолетовое свечение бактерицидной лампы создается за счет Разряд паров ртути низкого давления (идентичный разряду люминесцентных ламп) в колбе из плавленого кварца без покрытия

Люминесцентная лампа заполнена газом, содержащим пары ртути низкого давления и аргон (или ксенон), реже аргон-неон, а иногда даже криптон.Внутренняя поверхность колбы покрыта флуоресцентным (и часто слегка фосфоресцирующим) покрытием, состоящим из различных смесей солей фосфора металлов и редкоземельных элементов. Катод колбы обычно изготавливается из спирального вольфрама, покрытого смесью оксидов бария, стронция и кальция (выбранной для того, чтобы иметь относительно низкую температуру термоэлектронной эмиссии). Когда включается свет, электроэнергия нагревает катод настолько, что он испускает электроны. Эти электроны сталкиваются и ионизируют атомы благородного газа в колбе, окружающей нить, с образованием плазмы в процессе ударной ионизации.В результате лавинной ионизации проводимость ионизированного газа быстро возрастает, позволяя протекать через лампу более высоким токам. Ртуть, которая существует в точке стабильного равновесного давления пара около одной части на тысячу внутри трубки (с давлением благородного газа, обычно составляющим около 0,3 процента от стандартного атмосферного давления), затем также ионизируется, вызывая ее выделение. свет в ультрафиолетовой (УФ) области спектра преимущественно на длинах волн 253.7 нанометров и 185 нанометров. Эффективность флуоресцентного освещения во многом обязана тому факту, что ртутные разряды низкого давления излучают около 65 процентов своего общего света на линии 254 нм (также около 10-20 процентов света, излучаемого в УФ, приходится на линию 185 нм). УФ-свет поглощается флуоресцентным покрытием лампы, которое повторно излучает энергию на более низких частотах (более длинные волны: две интенсивные линии с длинами волн 440 и 546 нм появляются на коммерческих люминесцентных трубках) (см. Стоксов сдвиг) для излучения видимого света.Смесь люминофоров контролирует цвет света и вместе со стеклом колбы предотвращает утечку вредного ультрафиолетового света.

Электрические аспекты работы

Люминесцентные лампы представляют собой устройства с отрицательным сопротивлением, поэтому, когда через них проходит больше тока (больше ионизированного газа), электрическое сопротивление люминесцентной лампы падает, позволяя протекать еще большему току. Люминесцентная лампа, подключенная непосредственно к сети постоянного напряжения, может быстро самоуничтожиться из-за неограниченного протекания тока.Чтобы предотвратить это, люминесцентные лампы должны использовать вспомогательное устройство, обычно называемое балластом, для регулирования тока, протекающего через лампу.

Хотя балласт может быть (и иногда бывает) таким же простым, как резистор, значительная мощность тратится впустую в резистивном балласте, поэтому балласты обычно используют вместо него реактивное сопротивление (катушка индуктивности или конденсатор). Для работы от сети переменного тока обычно используется простой индуктор (так называемый «магнитный балласт»). В странах, где используется сеть переменного тока на 120 В, сетевого напряжения недостаточно для освещения больших люминесцентных ламп, поэтому балласт для этих больших люминесцентных ламп часто представляет собой повышающий автотрансформатор со значительной индуктивностью рассеяния (чтобы ограничить ток).Любая форма индуктивного балласта может также включать конденсатор для коррекции коэффициента мощности.

В прошлом люминесцентные лампы иногда работали напрямую от источника постоянного тока с напряжением, достаточным для зажигания дуги. В этом случае не было сомнений в том, что балласт должен быть резистивным, а не реактивным, что приводит к потерям мощности в балластном резисторе. Кроме того, при непосредственном питании от постоянного тока полярность питания лампы должна быть изменена каждый раз при запуске лампы; в противном случае ртуть скапливается на одном конце трубки.В настоящее время люминесцентные лампы практически никогда не работают напрямую от постоянного тока; вместо этого инвертор преобразует постоянный ток в переменный и обеспечивает функцию ограничения тока, как описано ниже для электронных балластов.

Более сложные балласты могут использовать транзисторы или другие полупроводниковые компоненты для преобразования сетевого напряжения в высокочастотный переменный ток, а также для регулирования тока в лампе. Их называют «электронными балластами».

Люминесцентные лампы, которые работают непосредственно от сети переменного тока, будут мигать с частотой, в два раза превышающей частоту сети, поскольку мощность, подаваемая на лампу, падает до нуля дважды за цикл.Это означает, что свет мерцает со скоростью 120 раз в секунду (Гц) в странах, которые используют переменный ток с частотой 60 циклов в секунду (60 Гц), и 100 раз в секунду в странах с частотой 50 Гц. Этот же принцип может также вызывать гудение от люминесцентных ламп, фактически от их балласта. И раздражающий гул, и мерцание устраняются в лампах, в которых используется высокочастотный электронный балласт, например, во все более популярной компактной люминесцентной лампе.

Хотя большинство людей не могут напрямую увидеть мерцание 120 Гц, некоторые люди [1] сообщают, что мерцание 120 Гц вызывает напряжение глаз и головную боль.Доктор Дж. Вейч обнаружил, что люди лучше читают, используя высокочастотные (20-60 кГц) электронные балласты, чем магнитные балласты (120 Гц). [2]

В некоторых случаях люминесцентные лампы, работающие на частоте сети, могут также производить мерцание на самой частоте сети (50 или 60 Гц), что заметно для большего количества людей. Это может произойти в последние несколько часов срока службы лампы, когда катодное эмиссионное покрытие на одном конце почти закончилось, и этот катод начинает испытывать трудности с испусканием достаточного количества электронов в газовый наполнитель, что приводит к небольшому выпрямлению и, следовательно, к неравномерному световому выходу в положительных и отрицательные рабочие циклы сети.Мерцание частоты сети также иногда может исходить от самых концов трубок, поскольку каждый трубчатый электрод поочередно работает как анод и катод в течение каждой половины цикла сети и создает немного отличающуюся диаграмму светового потока в анодном или катодном режиме (это было более серьезная проблема с трубками более 40 лет назад, и в результате многие фитинги той эпохи закрывали концы трубок из поля зрения). Мерцание на сетевой частоте более заметно периферическим зрением, чем в центре взгляда.

Метод «запуска» люминесцентной лампы

A предварительный нагрев цепи люминесцентной лампы с использованием автоматического пускового выключателя A предварительный нагрев люминесцентная лампа «стартер» (автоматический пусковой выключатель)

Атомы ртути в люминесцентной лампе должны быть ионизированы до возникновения дуги может «ударить» внутри трубки. Для небольших ламп для зажигания дуги не требуется большого напряжения, и запуск лампы не представляет проблемы, но для больших ламп требуется значительное напряжение (в диапазоне от тысячи вольт).

В некоторых случаях это происходит именно так: мгновенный запуск люминесцентные лампы просто используют достаточно высокое напряжение, чтобы разрушить столб газа и ртути и тем самым запустить дугу. Эти лампы можно идентифицировать по тому факту, что

  1. У них есть по одному штырю на каждом конце трубки
  2. Патроны, в которые они вставляются, имеют разъединяющее гнездо на низковольтном конце, чтобы гарантировать, что сетевой ток автоматически снимается, чтобы лицо, заменяющее лампу, не могло получить удар электрическим током высокого напряжения

В других случаях необходимо предусмотреть отдельное вспомогательное средство запуска.Некоторые люминесцентные конструкции (лампы предварительного нагрева) используют комбинацию нити накала / катода на каждом конце лампы в сочетании с механическим или автоматическим переключателем (см. Фото), которые первоначально соединяют нити накала последовательно с балластом и, таким образом, предварительно нагревают нити перед включением. зажигая дугу.

Эти системы являются стандартным оборудованием в странах с напряжением питания 240 В и обычно используют пускатель накаливания. Раньше также использовались 4-контактные термовыключатели и ручные выключатели. Электронные пускатели также иногда используются с этими электромагнитными балластными устройствами.

Во время предварительного нагрева нити испускают электроны в газовый столб за счет термоэлектронной эмиссии, создавая тлеющий разряд вокруг нитей. Затем, когда пусковой переключатель размыкается, индуктивный балласт и небольшой конденсатор на пусковом переключателе создают высокое напряжение, которое зажигает дугу. Удар трубки надежен в этих системах, но стартеры накаливания часто переключаются несколько раз, прежде чем оставить лампу зажженной, что вызывает нежелательное мигание во время запуска. Старые термостартеры в этом отношении показали себя лучше.

После удара по трубке падающий основной разряд сохраняет нить накала / катод горячим, позволяя продолжать излучение.

Если трубка не ударяется или ударяется, а затем гаснет, последовательность запуска повторяется. При использовании автоматических пускателей, таких как стартеры накаливания, неисправная лампа, таким образом, будет бесконечно работать, мигая снова и снова, поскольку стартер многократно запускает изношенную лампу, а затем лампа быстро гаснет, поскольку эмиссии недостаточно для поддержания нагрева катодов, и лампа ток слишком низкий, чтобы держать пускатель тлеющего разомкнутым.Это вызывает визуально неприятное частое яркое мигание и запускает балласт при температуре выше расчетной. При повороте стартера на четверть оборота против часовой стрелки он отключается, размыкая цепь.

У некоторых более продвинутых пускателей в этой ситуации истекает время ожидания, и они не пытаются повторять пуски, пока не будет сброшено питание. В некоторых старых системах для обнаружения повторных попыток пуска использовалось тепловое отключение сверхтока. Это требует ручного сброса.

Более новый с быстрым запуском балластных конструкций обеспечивает накаливание силовых обмоток внутри балласта; они быстро и непрерывно нагревают нити / катоды, используя низковольтный переменный ток.При запуске не возникает никаких индуктивных всплесков напряжения, поэтому лампы обычно следует устанавливать рядом с заземленным (заземленным) отражателем, чтобы тлеющий разряд мог распространяться по трубке и инициировать дуговый разряд.

Электронные балласты часто возвращаются к стилю между стилями предварительного нагрева и быстрого запуска: конденсатор (или иногда автоматически отключающая цепь) может замкнуть цепь между двумя нитями накала, обеспечивая предварительный нагрев нити. Когда трубка загорается, напряжение и частота на лампе и конденсаторе обычно падают, таким образом, ток конденсатора падает до низкого, но ненулевого значения.Обычно этот конденсатор и катушка индуктивности, которая обеспечивает ограничение тока при нормальной работе, образуют резонансный контур, увеличивая напряжение на лампе, так что она может легко запуститься.

Некоторые электронные балласты используют запрограммированный пуск. Выходная частота переменного тока начинается выше резонансной частоты выходного контура балласта, и после того, как нити нагреваются, частота быстро уменьшается. Если частота приближается к резонансной частоте балласта, выходное напряжение возрастает настолько, что лампа загорается.Если лампа не загорается, электронная схема прекращает работу балласта.

Механизмы выхода из строя лампы в конце срока службы

Режим выхода из строя люминесцентных ламп в конце срока службы зависит от того, как вы их используете, и от типа ПРА. В настоящее время существует три основных режима отказа и четвертый, который начинает проявляться:

Эмиссионная смесь заканчивается
Крупный план нити накала ртутной газоразрядной лампы низкого давления показывает белое покрытие термоэмиссионной смеси на центральной части катушки.Покрытие, обычно изготовленное из смеси оксидов бария, стронция и кальция, при нормальном использовании разбрызгивается, что часто в конечном итоге приводит к выходу лампы из строя.

«Эмиссионная смесь» на нитях / катодах трубки необходима для того, чтобы электроны могли проходить в газ посредством термоэлектронной эмиссии при используемых рабочих напряжениях трубки. Смесь медленно распыляется путем бомбардировки электронами и ионами ртути во время работы, но большее количество разбрызгивается каждый раз, когда лампа запускается с холодными катодами (метод запуска лампы и, следовательно, тип механизма управления оказывает значительное влияние на это).Лампы, работающие обычно менее трех часов при каждом включении, обычно исчерпывают эмиссионную смесь до того, как выйдут из строя другие части лампы. Распыленная эмиссионная смесь образует темные пятна на концах трубок, которые можно увидеть в старых трубках. Когда вся эмиссионная смесь исчезнет, ​​катод не может пропустить достаточно электронов в газовую начинку, чтобы поддерживать разряд при расчетном рабочем напряжении трубки. В идеале управляющий механизм должен отключать трубку, когда это происходит. Однако некоторые устройства управления будут обеспечивать достаточно повышенное напряжение для продолжения работы лампы в режиме с холодным катодом, что приведет к перегреву конца трубки и быстрому разрушению электродов и их поддерживающих проводов до тех пор, пока они не исчезнут полностью или стекло не потрескается, разрушив Заполнение газом низкого давления и прекращение выпуска газа.

Отказ электроники встроенного балласта

Это касается только компактных люминесцентных ламп со встроенным электронным балластом. Отказ балластной электроники - это несколько случайный процесс, который следует стандартному профилю отказов для любых электронных устройств. Сначала наблюдается небольшой пик ранних отказов, за которым следует спад и неуклонное увеличение срока службы лампы. Срок службы электроники сильно зависит от рабочей температуры - обычно он сокращается вдвое на каждые 10 ° C повышения температуры.Указанный средний срок службы обычно соответствует температуре окружающей среды 25 ° C (это может варьироваться в зависимости от страны). В некоторых фитингах температура окружающей среды может быть намного выше этой, и в этом случае отказ электроники может стать преобладающим механизмом отказа. Точно так же использование компактного цоколя люминесцентных ламп приведет к более горячей электронике и сокращению среднего срока службы (особенно с более высокой номинальной мощностью). Электронные балласты должны быть спроектированы так, чтобы отключать лампу, когда заканчивается смесь выбросов, как описано выше.В случае интегральных электронных балластов, поскольку они никогда не должны снова работать, это иногда достигается путем преднамеренного сгорания какого-либо компонента для окончательного прекращения работы.

Отказ люминофора

Эффективность люминофора падает во время использования. Приблизительно к 25000 часов работы это обычно будет вдвое меньше яркости новой лампы (хотя некоторые производители заявляют, что период полураспада у своих ламп намного больше). Лампы, в которых отсутствуют отказы системы эмиссии или встроенной балластной электроники, в конечном итоге разовьются в этом режиме отказа.Они все еще работают, но стали тусклыми и неэффективными. Процесс идет медленно и часто становится очевидным только тогда, когда новая лампа работает рядом со старой.

В трубке заканчивается ртуть

Ртуть теряется из-за газового наполнения на протяжении всего срока службы лампы, поскольку она медленно поглощается стеклом, люминофором и электродами трубки, где больше не может работать. Исторически это не было проблемой, потому что в трубках содержится избыток ртути. Тем не менее, экологические проблемы в настоящее время приводят к созданию трубок с низким содержанием ртути, в которые гораздо точнее дозируют ртуть, достаточную для обеспечения ожидаемого срока службы лампы.Это означает, что потеря ртути возьмет верх из-за выхода из строя люминофора в некоторых лампах. Симптомы отказа аналогичны, за исключением того, что потеря ртути сначала вызывает увеличенное время разгона (время для достижения полного светового потока) и, наконец, заставляет лампу светиться тускло-розовым светом, когда ртуть заканчивается, а основной газ аргон вступает во владение. первичный разряд.

Люминофор и спектр излучаемого света

Многие люди считают цветовую гамму, создаваемую некоторыми люминесцентными лампами, резкой и неприятной.При флуоресцентном освещении у здорового человека иногда может казаться болезненный размытый оттенок кожи. Это связано с двумя вещами.

Первой причиной является использование ламп плохого качества с низким индексом цветопередачи и высокой цветовой температурой, например «холодный белый». Они имеют плохое качество света, из-за чего доля красного света ниже идеальной, поэтому кожа имеет менее розовую окраску, чем при лучшем освещении.

Вторая причина связана с особенностями типа глаза и трубки.Естественный дневной свет с высокой цветовой температурой выглядит естественным при уровнях дневного освещения, но по мере снижения уровня освещения он становится все более холодным для глаза. При более низких уровнях освещенности человеческий глаз воспринимает более низкие цветовые температуры как нормальные и естественные. Большинство люминесцентных ламп имеют более высокую цветовую температуру, чем лампы накаливания 2700 K, а более холодные лампы не выглядят естественными для глаз при гораздо меньшем дневном освещении. Этот эффект зависит от люминофора лампы и применяется только к лампам с более высокой CCT при значительно меньших уровнях естественного дневного света.

Многие пигменты выглядят немного иначе при просмотре под люминесцентными лампами по сравнению с лампами накаливания. Это связано с разницей в двух свойствах: CCT и CRI.

CCT, цветовая температура, лампового освещения GLS составляет 2700 K, а галогенного освещения - 3000 K, тогда как люминесцентные лампы обычно доступны в диапазоне от 2700 K до 6800 K, что представляет собой значительную вариацию с точки зрения восприятия.

CRI, индекс цветопередачи, является мерой того, насколько хорошо сбалансированы различные цветовые компоненты белого света.Спектр лампы с такими же пропорциями R, G, B, что и у излучателя абсолютно черного тела, имеет индекс цветопередачи 100 процентов, но люминесцентные лампы достигают значений индекса цветопередачи от 50 до 99 процентов. Трубки с более низким индексом цветопередачи имеют несбалансированный цветовой спектр визуально низкого качества, что приводит к некоторому изменению воспринимаемого цвета. Например, пробирка с галогенфосфатом с низким CRI 6800 K, которая выглядит так же неприятно визуально, как и они, заставит красный цвет казаться тускло-красным или коричневым.

Один из наименее приятных источников света исходит от трубок, содержащих старые люминофоры галофосфатного типа (химическая формула Ca 5 (PO 4 ) 3 (F, Cl): Sb 3+ , Mn 2+ ), обычно обозначаемый как «холодный белый».«Плохая цветопередача связана с тем, что этот люминофор в основном излучает желтый и синий свет и относительно мало зеленого и красного. Для глаза эта смесь кажется белой, но свет имеет неполный спектр. В люминесцентных лампах более высокого качества используются либо галофосфатное покрытие с более высоким индексом цветопередачи или трифосфорная смесь на основе ионов европия и тербия, у которых полосы излучения более равномерно распределены по спектру видимого света. Галофосфатные и трифосфорные трубки с высоким индексом цветопередачи обеспечивают более естественное воспроизведение цвета человеческий глаз.

Использование

Люминесцентные лампы бывают разных форм и размеров. Все более популярными становятся компактные люминесцентные лампы (CF). Во многих компактных люминесцентных лампах вспомогательная электроника встроена в основание лампы, что позволяет им вставляться в обычный патрон для лампочки.

В США использование люминесцентного освещения в жилых помещениях остается низким (обычно ограничивается кухнями, подвалами, коридорами и другими помещениями), но школы и предприятия считают, что флуоресцентные лампы позволяют сэкономить значительные средства, и лишь изредка используют лампы накаливания.

В осветительных приборах часто используются люминесцентные лампы разных оттенков белого. В большинстве случаев это происходит из-за непонимания разницы или важности различных типов трубок. Смешивание типов трубок внутри фитингов также делается для улучшения цветопередачи трубок низкого качества.

В других странах использование люминесцентного освещения в жилых помещениях варьируется в зависимости от стоимости энергии, финансовых и экологических проблем местного населения, а также приемлемой светоотдачи.

В феврале 2007 года Австралия приняла закон, запрещающий продажу большинства ламп накаливания к 2010 году. [3] [4] Хотя в законе не указано, какие альтернативы использовать австралийцы, компактные флуоресцентные лампы, скорее всего, будут быть первичной заменой.

Токсичность ртути

Поскольку люминесцентные лампы содержат ртуть, токсичный тяжелый металл, правительственные постановления во многих областях требуют специальной утилизации люминесцентных ламп отдельно от обычных и бытовых отходов.Ртуть представляет наибольшую опасность для беременных женщин, младенцев и детей.

Свалки часто отказываются от люминесцентных ламп из-за высокого содержания в них ртути. Бытовые и коммерческие источники отходов часто обрабатываются по-разному.

Количество ртути в стандартной лампе может сильно различаться - от 3 до 46 мг. [5] Типичная четырехфутовая (120-сантиметровая) люминесцентная лампа Т-12 эпохи 2006 года (а именно, F32T12) содержит около 12 миллиграммов ртути. [6] Новые лампы содержат меньше ртути, а версии на 3-4 миллиграмма (например, F32T8) продаются как лампы с низким содержанием ртути.

Очистка сломанных люминесцентных ламп

Сломанная люминесцентная лампа опаснее сломанной обычной лампы накаливания из-за содержания ртути. Из-за этого безопасная очистка разбитых люминесцентных ламп отличается от очистки обычных разбитых стекол или ламп накаливания. Девяносто девять процентов ртути обычно содержится в люминофоре, особенно в лампах, срок службы которых близок. [7] Таким образом, типичная безопасная очистка обычно включает тщательную утилизацию любого битого стекла, а также любого рассыпчатого белого порошка (флуоресцентное покрытие стекла) в соответствии с местными законами об опасных отходах.Влажное полотенце обычно используется вместо пылесоса для очистки стекла и порошка, в основном, чтобы уменьшить распространение порошка по воздуху.

Преимущества перед лампами накаливания

Люминесцентные лампы более эффективны, чем лампы накаливания аналогичной яркости. Это связано с тем, что большая часть потребляемой энергии преобразуется в полезный свет и меньше преобразуется в тепло, что позволяет люминесцентным лампам работать холоднее. Лампа накаливания может преобразовывать только 10 процентов потребляемой мощности в видимый свет.Люминесцентная лампа, производящая столько же полезной энергии видимого света, может потребовать от одной трети до одной четвертой количества потребляемой электроэнергии. Обычно люминесцентная лампа служит в 10-20 раз дольше, чем эквивалентная лампа накаливания. Если освещение используется в помещениях с кондиционированием воздуха, все потери лампы также должны быть устранены оборудованием для кондиционирования воздуха, что приводит к двойному штрафу за потери из-за освещения.

Более высокая начальная стоимость люминесцентной лампы более чем компенсируется более низким потреблением энергии в течение срока ее службы.Более длительный срок службы может также снизить затраты на замену лампы, обеспечивая дополнительную экономию, особенно там, где труд является дорогостоящим. Поэтому он широко используется предприятиями по всему миру, но не домашними хозяйствами.

Ртуть, выбрасываемая в воздух при утилизации от 5 до 45 процентов люминесцентных ламп, [8] компенсируется тем фактом, что многие угольные генераторы выделяют ртуть в воздух. Повышенный КПД люминесцентных ламп помогает снизить выбросы электростанции.

Недостатки

Проблема «эффекта удара», возникающая при съемке фотографий или пленки при стандартном люминесцентном освещении.

Люминесцентным лампам требуется балласт для стабилизации лампы и обеспечения начального напряжения зажигания, необходимого для начала дугового разряда; это увеличивает стоимость люминесцентных светильников, хотя часто один балласт используется двумя или более лампами. Некоторые типы балластов издают слышимое гудение или жужжание.

Обычные балласты для ламп не работают от постоянного тока.Если доступен источник постоянного тока с достаточно высоким напряжением для зажигания дуги, можно использовать резистор для балласта лампы, но это приводит к низкой эффективности из-за потери мощности в резисторе. Кроме того, ртуть имеет тенденцию перемещаться к одному концу трубки, приводя только к одному концу лампы, производящему большую часть света. Из-за этого эффекта лампы (или полярность тока) должны регулярно меняться.

Люминесцентные лампы лучше всего работают при комнатной температуре (скажем, 68 градусов по Фаренгейту или 20 градусов по Цельсию).При значительно более низких или более высоких температурах эффективность снижается, а при низких температурах (ниже нуля) стандартные лампы могут не запускаться. Для надежной работы на открытом воздухе в холодную погоду могут потребоваться специальные лампы. Электрическая схема «холодного пуска» также была разработана в середине 1970-х годов.

Поскольку дуга довольно длинная по сравнению с разрядными лампами с более высоким давлением, количество света, излучаемого на единицу поверхности ламп, невелико, поэтому лампы большие по сравнению с источниками накаливания. Это сказывается на конструкции светильников, поскольку свет должен направляться из длинных трубок, а не из компактного источника.Однако во многих случаях полезна низкая сила света излучающей поверхности, поскольку она уменьшает блики.

Люминесцентные лампы не излучают ровный свет; вместо этого они мерцают (колеблются по интенсивности) со скоростью, которая зависит от частоты управляющего напряжения. Хотя это не так легко различить человеческим глазом, это может вызвать стробоскопический эффект, представляющий угрозу безопасности, например, в мастерской, где что-то, вращающееся с правильной скоростью, может казаться неподвижным, если освещено только люминесцентной лампой.Это также вызывает проблемы при записи видео, так как между периодическими показаниями сенсора камеры и колебаниями интенсивности люминесцентной лампы может быть «эффект биения». Частота наиболее заметна на компьютерных мониторах с ЭЛТ, настроенных на частоту обновления, аналогичную частоте лампочек, которые будут мерцать из-за эффекта биений. Чтобы устранить это мерцание, можно изменить частоту обновления монитора.

Лампы накаливания из-за тепловой инерции их элемента меньше меняют яркость, хотя эффект можно измерить с помощью инструментов.Это также меньшая проблема с компактными флуоресцентными лампами, поскольку они умножают частоту линии до невидимых уровней. Установки могут уменьшить эффект стробоскопа, используя пускорегулирующие балласты или управляя лампами на разных фазах многофазного источника питания.

Проблемы с точностью цветопередачи обсуждались выше.

Если специально не разработаны и не утверждены для регулирования затемнения, большинство люминесцентных осветительных приборов нельзя подключать к стандартному диммерному переключателю, используемому для ламп накаливания.За это ответственны два эффекта: форма волны напряжения, излучаемого стандартным диммером с фазовым управлением, плохо взаимодействует со многими балластами, и становится трудно поддерживать дугу в люминесцентной лампе при низких уровнях мощности. Многие установки требуют 4-контактных люминесцентных ламп и совместимых контроллеров для успешного затемнения люминесцентных ламп; Эти системы стремятся поддерживать полностью нагретые катоды люминесцентной лампы даже при уменьшении тока дуги, способствуя легкой термоэлектронной эмиссии электронов в поток дуги.

Утилизация люминофора и небольшого количества ртути в трубках также представляет собой экологическую проблему по сравнению с утилизацией ламп накаливания. Для крупных коммерческих или промышленных пользователей люминесцентных ламп начинают становиться доступными услуги по переработке.

Обозначения трубок

Примечание: информация в этом разделе может быть неприменима за пределами Северной Америки.

Лампы обычно обозначаются кодом, например F ## T ##, где F означает люминесцентные лампы, первое число указывает мощность в ваттах (или, как ни странно, длину в дюймах в очень длинных лампах), буква T означает, что Форма колбы - трубчатая, а последнее число - диаметр в восьмых долях дюйма.Типичные диаметры: T12 (1½ дюйма или 38 миллиметров) для бытовых ламп со старыми магнитными балластами, T8 (1 дюйм или 25 миллиметров) для коммерческих энергосберегающих ламп с электронными балластами и T5 ( 5 8 дюймов или 16 миллиметров) для очень маленьких ламп, которые могут работать даже от устройства с батарейным питанием.

Лампы Slimline работают от пускового балласта с мгновенным запуском и узнаваемы по их одножильным цоколям.

Лампы с высоким выходом ярче и потребляют больше электрического тока, имеют разные концы на выводах, поэтому их нельзя использовать в неправильном приспособлении, и они имеют маркировку F ## T12HO или F ## T12VHO для очень высокой мощности.Примерно с начала и до середины 1950-х годов и по сегодняшний день компания General Electric разработала и усовершенствовала лампу Power Groove с маркировкой F ## PG17. Эти лампы можно отличить по трубкам большого диаметра с рифлением.

U-образные трубки FB ## T ##, где B означает «изогнутые». Чаще всего они имеют то же обозначение, что и линейные трубы. Круглые лампы - это FC ## T #, с диаметром круга (, а не окружности или ватт), первое число, а второе число, как правило, 9 (29 мм) для стандартных светильников.

Цвет обычно обозначается WW для теплого белого, EW для усиленного (нейтрального) белого, CW для холодного белого (наиболее распространенного) и DW для голубоватого дневного белого. BL часто используется для черного света (обычно используется в средствах защиты от насекомых), а BLB - для обычных темно-голубых лампочек, которые имеют темно-фиолетовый цвет. Другие нестандартные обозначения применяются для огней для растений или огней для выращивания растений.

Philips использует числовые цветовые коды для цветов:

  • Низкая цветопередача
    • 33 вездесущий холодный белый (4000 Кельвин)
    • 32 теплый белый (3000 К)
    • 27 теплый белый для гостиной (2700 К)
  • Высокая цветопередача
    • 9xy «Graphica Pro» / «De Luxe Pro» (xy00 K; например, «965» = 6500 K)
    • 8xy (xy00 K; например, «865» = 6500 K)
    • 840 холодный белый (4000 K)
    • 830 теплый белый (3000 K)
    • 827 теплый белый (2700 K)
  • Другое
    • 09 Лампы для загара
    • 08 Blacklight
    • 05 Жесткое УФ (без использования люминофоров) вообще, используя конверт из плавленого кварца)

Нечетные длины обычно добавляются после цвета.Одним из примеров является F25T12 / CW / 33, что означает 25 Вт, диаметр 1,5 дюйма, холодный белый цвет, длина 33 дюйма или 84 сантиметра. Без 33-го можно было бы предположить, что F25T12 является более распространенным 30-дюймовым.

Компактные люминесцентные лампы не имеют такой системы обозначений.

Другие люминесцентные лампы

Blacklights
Blacklight - это подмножество люминесцентных ламп, которые используются для излучения длинноволнового ультрафиолетового света (с длиной волны около 360 нанометров). Они построены так же, как и обычные люминесцентные лампы, но стеклянная трубка покрыта люминофором, который преобразует коротковолновое УФ-излучение внутри трубки в длинноволновое УФ-излучение, а не в видимый свет.Они используются для возбуждения флуоресценции (для создания драматических эффектов с использованием краски для черного света и для обнаружения таких материалов, как моча и некоторые красители, которые были бы невидимы в видимом свете), а также для привлечения насекомых к насекомым.
Так называемые лампы blacklite blue также изготавливаются из более дорогого темно-фиолетового стекла, известного как стекло Вуда, а не из прозрачного стекла. Темно-пурпурное стекло отфильтровывает большинство видимых цветов света, непосредственно испускаемого разрядом паров ртути, производя пропорционально меньше видимого света по сравнению с УФ-светом.Это позволяет легче увидеть УФ-индуцированную флуоресценцию (тем самым позволяя афишам с черным светом казаться гораздо более драматичными).
Солнечные лампы
Солнечные лампы содержат другой люминофор, который сильнее излучает в средневолновом УФ-диапазоне, вызывая реакцию загара у большинства людей.
Лампы для выращивания
Лампы для выращивания содержат смесь люминофора, которая стимулирует фотосинтез в растениях; для человеческого глаза они обычно кажутся розоватыми.
Бактерицидные лампы
Бактерицидные лампы вообще не содержат люминофора (технически они делают их газоразрядными лампами, а не люминесцентными), а их трубки изготовлены из плавленого кварца, прозрачного для коротковолнового ультрафиолета, непосредственно испускаемого ртутным разрядом.УФ-излучение, излучаемое этими трубками, убивает микробы, ионизирует кислород до озона и вызывает повреждение глаз и кожи. Помимо того, что они используются для уничтожения микробов и создания озона, они иногда используются геологами для идентификации определенных видов минералов по цвету их флуоресценции. При таком использовании они снабжены фильтрами так же, как и черно-голубые лампы; фильтр пропускает коротковолновое УФ-излучение и блокирует видимый свет, создаваемый ртутным разрядом. Они также используются в стиральных машинах EPROM.
Безэлектродные индукционные лампы
Безэлектродные индукционные лампы представляют собой люминесцентные лампы без внутренних электродов. Они были коммерчески доступны с 1990 года. В столб газа индуцируется ток с помощью электромагнитной индукции. Поскольку электроды обычно являются элементом, ограничивающим срок службы люминесцентных ламп, такие безэлектродные лампы могут иметь очень долгий срок службы, хотя они также имеют более высокую закупочную цену.
Люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL)
Люминесцентные лампы с холодным катодом используются для подсветки жидкокристаллических дисплеев персональных компьютеров и телевизионных мониторов.

Использование в кино и видео

Специальные люминесцентные лампы часто используются при производстве фильмов и видео. Торговая марка Kino Flos используется для создания более мягкого заполняющего света и менее горяча, чем традиционные галогенные источники света. Эти люминесцентные лампы разработаны со специальными высокочастотными балластами для предотвращения мерцания видео и лампами с высоким индексом цветопередачи для приблизительной цветовой температуры дневного света.

Противоречие с Агапито Флоресом

Многие считают, что изобретателем люминесцентного света был филиппинец по имени Агапито Флорес.Сообщается, что он получил французский патент на свое изобретение и продал его компании General Electric, которая заработала на его идее миллионы долларов. Однако Флорес представил свой патент General Electric после того, как компания уже представила публике люминесцентный свет, и намного позже того, как он был первоначально изобретен. [9]

См. Также

Примечания

  1. ↑ Lightsearch.com. Световод: люминесцентные балласты. Взято из Руководства по расширенному освещению , первоначально опубликованного Комиссией по энергетике Калифорнии в 1993 году.Проверено 31 мая 2007 г.
  2. ↑ Национальный исследовательский совет Канады, Мерцание люминесцентных ламп. Проверено 31 мая 2007 г.
  3. ↑ Тодд Вуди, «Австралия запрещает использование традиционных лампочек для борьбы с глобальным потеплением». Зеленый вомбат. 20 февраля 2007 г. Дата обращения 31 мая 2007 г.
  4. ↑ «Впервые в мире! Австралия сокращает выбросы парниковых газов из-за неэффективного освещения ». Канцелярия министра окружающей среды и водных ресурсов Австралии. Пресс-релиз (20 февраля 2007 г.). Проверено 31 мая 2007 года.
  5. ↑ Программа ООН по окружающей среде, «Набор инструментов для идентификации и количественной оценки выбросов ртути». п. 183. Проверено 31 мая 2007 г.
  6. ↑ Лаборатория светового дизайна, Ртуть в люминесцентных лампах. Проверено 31 мая 2007 г.
  7. ↑ Floyd et al. (2002). Цитируется в Программе Организации Объединенных Наций по окружающей среде, «Инструментарий для идентификации и количественной оценки выбросов ртути», стр. 184. Проверено 10 февраля 2012 г.
  8. ↑ Программа ООН по окружающей среде. «Набор инструментов для идентификации и количественной оценки выбросов ртути." п. 184. Проверено 31 мая 2007 г.
  9. ↑ Agapito Flores: About.com Inventors. Проверено 31 мая 2007 г.

Ссылки

  • Аткинсон, Скотт. Идеи для отличного домашнего освещения . Sunset Publishing, 2003. ISBN 037601315X
  • Дерри, Т. К. и Тревор Уильямс. Краткая история технологий . Mineola, NY: Dover Publications, 1993. ISBN 0486274721
  • Хьюз, Томас П. Американский генезис: век изобретений и технологического энтузиазма 1870-1970 2-е издание.Чикаго, Иллинойс: University of Chicago Press, 2004. ISBN 0226359271

Внешние ссылки

Все ссылки получены 14 апреля 2017 г.

Источники света / освещения:

Естественный / доисторический свет источники:

Биолюминесценция | Небесные объекты | Молния

Источники света на основе горения:

Ацетиленовые / карбидные лампы | Свечи | Лампы Дэви | Огонь | Газовое освещение | Керосиновые лампы | Фонари | Limelights | Масляные лампы | Rushlight

Ядерные / прямые химические источники света:

Betalights / Trasers | Хемолюминесценция (световые палочки)

Электрические источники света:

Дуговые лампы | Лампы накаливания | Люминесцентные лампы

Разрядные источники света высокой интенсивности:

Керамические разрядные металлогалогенные лампы | Лампы HMI | Лампы ртутно-паровые | Металлогалогенные лампы | Натриевые лампы | Ксеноновые дуговые лампы

Другие источники электрического света:

Электролюминесцентные (EL) лампы | Глобар | Индуктивное освещение | Дискретные светодиоды / твердотельное освещение (светодиоды) | Неоновые и аргоновые лампы | Лампа Нернста | Серная лампа | Ксеноновые лампы-вспышки | Свечи Яблочкова

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и дополнили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в энциклопедию Нового Света :

Примечание. могут применяться ограничения на использование отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Флуоресцентный свет: как это работает? Требуется пускорегулирующий аппарат и пускатель

Когда есть электричество, первое электрическое устройство приходит нам на ум - это свет. Электрическое освещение используется всеми, будь то небольшой дом или гигантский завод. На протяжении веков мы используем электрическое освещение. Хамфри Дэви продемонстрировал первую электрическую лампу в 1809. Затем Thomas Edition запатентовал лампу накаливания с углеродной нитью в 1879. Ртутная лампа, которая является основой Люминесцентных ламп , была первой на фото в этом году. 1901 Питера Купера Хьюитта.Но официально патент на люминесцентную лампу получил Эдмунд Гермер в 1926 . С тех пор в люминесцентных лампах реализовано так много усовершенствований, и сегодня мы используем оптимизированное устройство, которое намного лучше осветляет темноту, используя сравнительно меньшее энергопотребление. Здесь мы рассмотрим все флуоресцентные лампы .



Я сделаю это очень простым для вашего понимания. Чтобы знать это с самого начала, вам нужно знать: «Что означает слово Флуоресцентный »? И прежде чем прибегнуть к слову флуоресцентный, я коротко остановлюсь на люминесценции , накаливании .

Что такое люминесценция?

Холодные тела (не нагретые), излучающие свет, называются люминесцентными. Некоторые кристаллы или камни люминесцентные. Свет исходит из этих материалов, возможно, из-за каких-то химических реакций или субатомных движений, происходящих внутри этих материалов. В некоторых навигационных и авиационных приборах, а также на циферблате и стрелках часов эти люминесцентные материалы имеют покрытие, которое также можно увидеть в темноте. Свет исходит от светлячков - это тоже пример свечения.

Что такое накаливание?

Слово Incandescence происходит от латинского глагола incandescent, , что означает Glow White.

Когда горячее тело светится под воздействием температуры, это называется накаливанием. Лампа накаливания существует до тех пор, пока тело не станет горячим, и свет уменьшается с понижением температуры тела.

Лампы накаливания

были изобретены до люминесцентных ламп, которые светятся, когда нить накаливания нагревается за счет протекания через нее сильного тока.

Люминесцентные лампы

были изобретены, чтобы преодолеть недостатки ламп накаливания, которые составляют

  • Лампа накаливания создает высокую температуру.
  • Потребляет больше энергии. Используя люминесцентные лампы, мы можем экономить электроэнергию.
  • Мы не можем генерировать свет разных цветов в декоративных целях.
  • Срок службы лампы накаливания меньше.

Что такое флуоресценция?

Флуоресценция не имеет такого света, как люминесценция.Кроме того, он не светится от тепла. Такие материалы поглощают излучение других людей, а затем повторно излучают его.

Флуоресцентный свет имеет большую длину волны, чем поглощаемый им свет. Следовательно, он имеет меньшую энергию, чем поглощенное излучение. Обычно флуоресцентный материал поглощает УФ-излучение и затем светится.

Люминесцентная лампа также работает по этому принципу. Трубка для пара низкого давления имеет флуоресцентный материал, покрытый внутренней стенкой стеклянной трубки, который излучает свет один раз после поглощения УФ-света, образующегося в результате химической реакции, когда через нее протекает ток. Ниже мы обсудим, как это работает… !!


  1. Имеет герметичную стеклянную трубку . Трубка заполнена инертным газом (обычно аргоном) при очень низком давлении.
  2. Крошечное количество капель ртути присутствует внутри стеклянной трубки.
  3. Внутренняя стенка стеклянной трубки покрыта порошком люминофора , который является флуоресцентным материалом белого цвета, поэтому трубка нам кажется белой.
  4. На каждом конце трубки имеется двух нитей , изготовленных из вольфрама, которые действуют как электроды. Один как положительный электрод или анод, а другой как отрицательный электрод или катод.
  5. Балласт для регулирования мощности на электродах.
  6. A Стартер.

Принцип работы люминесцентной лампы довольно сложен, но не труден для понимания, и мне это показалось очень интересным. Для вашего удобства я сначала опишу основной свет и то, как он работает..! Затем мы перейдем к балласту и стартеру и обсудим использование этих двух устройств в цепи люминесцентных ламп. Не забудьте прочитать о Использование стартера . Включение люминесцентной лампы - это самый сложный и интересный процесс.

Итак, стеклянная трубка флуоресцентного света имеет по два электрода на каждом конце. Один действует как анод, а другой действует как катод, когда лампа подключена к источнику переменного тока.Один держит положительный заряд, а другой отрицательный. Таким образом, между двумя электродами трубки, заполненной инертным газом (в целом аргоном) при очень низком давлении, возникает разность электрических потенциалов. Эта разность потенциалов и очень низкое давление вызывают разрушение молекулы газа и высвобождение свободных электронов, которые могут переносить ток. Этот процесс называется ионизацией . Как мы знаем, инертный газ имеет максимальное количество электронов во внешней валентной зоне; при ионизации он может быть хорошим проводником.

До этого мы обсуждали простой электронный процесс разряда газовой трубки, при котором заряд перетекает от одного электрода к другому. Но этот поток тока не тот свет, который мы получаем от люминесцентной лампы. Внутри трубки происходит еще несколько процессов, и все вместе они генерируют свет.

Затем роль Меркурия происходит внутри люминесцентной лампы. Два электрода трубки нагреваются по мере протекания через нее тока. Небольшое количество ртути, присутствующее в стеклянной трубке, переходит из жидкого в парообразное из-за более высокой температуры и заряда внутри трубки.Когда ионы инертного газа перемещаются внутри трубки от одного электрода к другому, некоторые из них сталкиваются с газообразным атомом ртути. Это столкновение производит некоторую энергию, и эти энергии высвобождаются и становятся ультрафиолетовыми лучами излучения. Частота УФ-излучения очень высока, а длина волны настолько мала, что не может быть видна человеческим глазом.

До сих пор мы знали, что ультрафиолетовый свет генерируется внутри люминесцентной лампы. Но ультрафиолетовый свет бесполезен, поскольку он невидим, он не может дать нам свет, в котором мы нуждаемся.Здесь изображено покрытие Phosphor на внутренней стенке стеклянной трубки. Люминофор - это флуоресцентный материал. Таким образом, он поглощает излучение, а затем повторно излучает его с большей длиной волны, чем исходное излучение. Таким образом, покрытие Phosphor поглощает ультрафиолетовый свет и излучает последний свет, который мы видим, исходящий от люминесцентной лампы. После всех этих последовательных процессов мы получаем яркий, чистый и прохладный свет от люминесцентных ламп.

Также проверьте:

Мы знали, как светится свет.Но мы не можем игнорировать роль стартера и балласта, которая присутствует и связана с люминесцентным светом. Без стартера люминесцентная лампа не включится или даже запустится случайно, она будет мерцать или не обеспечивать непрерывный поток света. Без балласта также не загорится свет, поскольку он обеспечивает более высокое напряжение для запуска света. Балласт также контролирует ток через трубку, чтобы защитить ее от короткого замыкания.

И стартер, и балласт, и два электрода соединены последовательно.См. Схемы для пояснения.

Потребность стартера в люминесцентном свете

Мы знаем, что газ - плохой проводник электричества. Но высокое напряжение в газе может ионизировать газ, и он начнет проводить. И величина напряжения, при котором газ будет ионизироваться, зависит от температуры этого газа. Более холодный газ имеет более высокое сопротивление и требует сравнительно большего напряжения на нем для ионизации. Но создание более высокого напряжения может быть трудным и довольно опасным.Поэтому, не прибегая к более высокому напряжению, предпочтительно предварительно нагреть газ внутри люминесцентной лампы перед его ионизацией. Кроме того, расстояние между двумя электродами люминесцентной лампы велико, поэтому трудно ионизировать холодный газ внутри нее, даже если мы подаем на него более высокое напряжение. Таким образом, газ внутри трубки необходимо предварительно подогреть.

Как работает Strater?

Стартер действует как таймер цепи. Это также небольшая трубка мощностью 1 ватт, внутри которой содержится неон или аргон, а внутри трубки находится металлическая полоса, которая может расширяться и переворачиваться, когда она подвергается воздействию тепла.Короче говоря, это выключатель, который замыкается, когда нагревается, и размыкается, когда холодно.

Металлический откидной переключатель открывается , или он не подключает тракт. Но когда мы включаем флуоресцентный свет, на стеклянной трубке ( трубка люминесцентного света и трубка стартера ) возникает разность потенциалов. Но расстояние между двумя электродами флуоресцентного света намного больше, чем расстояние между двумя выводами статера.Таким образом, газ внутри статера немедленно нагревается разностью потенциалов на нем, и из-за этого тепла металлическая полоса расширяется и касается другого конца, или закрывает путь. В результате ток течет через стартер, а не через трубку люминесцентной лампы.

См. Рисунок ниже.

Первоначально, когда питание подается на эту цепь, ток не будет течь через трубку. Ток будет пропущен через стартер, так как он сразу нагреется, и металлическая полоса сработает.

Когда выключатель стартера замкнут, ток будет проходить через него, а также через два электрода лампы. Поскольку эти два электрода сделаны из вольфрама, он будет быстро нагреваться и передавать свою температуру молекулам газа вокруг него. Таким образом, температура газа внутри трубки люминесцентной лампы повысится до .

При протекании тока через клеммы пускателя не будет разницы потенциалов, так как он закорочен.Падение потенциала вызовет падение температуры в течение 1-2 секунд. И как только температура исчезнет, ​​металлическая полоска снова откинется назад и отключит ток.

При отключении стартера балласт сразу же выбрасывает высокое напряжение. Поскольку в балласте есть трансформатор, и когда внезапно прекращается ток, магнитное поле трансформатора разрушается, и возникает высокое индуктивное напряжение. Это напряжение ионизирует газ внутри трубки люминесцентной лампы, которая уже нагрета.И тогда ток начинает течь от одного электрода к другому внутри трубки.

Если два электрода не смогли получить достаточное напряжение от балласта при выключении стартера, то газ внутри трубки не будет ионизирован, или лампа не запустится. И если Лампа не запустилась, стартер снова испытывает разность потенциалов на своем выводе, и он снова нагревается. Металлическая полоса снова перевернется, чтобы закрыть путь. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока газ внутри трубки лампы не станет достаточно нагретым для ионизации.

Газ внутри трубки ионизировался. Выключатель стартера остается разомкнутым.

Как только газ внутри трубки будет ионизирован под действием высокого напряжения от балласта при выключении стартера, весь ток начнет течь через стеклянную трубку люминесцентной лампы. Таким образом, у Starter больше не будет никакой разницы потенциалов. И стартер останется открытым.

Посмотрите этот анимационный видеоролик, чтобы прояснить свою концепцию.



Потребность в балласте

  1. 1 Балласт играет очень важную роль в запуске лампы и защите ее от сильного тока.Когда металлическая полоса стартера переворачивается или когда выключатель стартера выключается, балласт обеспечивает высокое напряжение через электроды люминесцентной лампы.
  2. Когда газ внутри трубки люминесцентного света получил ионизированный ток, начал течь через трубку от одного конца к другому. На этот раз ограничение балласта, ток через него. Если он не ограничивает ток, путь закорочится, и через трубку начнет протекать большой ток. Что либо расплавит вольфрамовые катушки, либо взорвет стеклянную трубку.

Как работает балласт?

Внутри балласта находится повышающий трансформатор, который обеспечивает высокое напряжение при запуске лампы. И внутри него есть реактор или дроссель, который ограничивает ток, протекающий через него.

Магнитный балласт имеет трансформатор для регулирования мощности. Катушка трансформатора работает как индуктор. Когда ток течет через индуктор, создается магнитное поле. А магнитное поле всегда препятствует изменению тока.Таким образом ограничивается рост тока в цепи.

Флуоресцентный свет, который мы используем сейчас, намного усовершенствован, чем было обнаружено. Он разработан для повышения эффективности при меньшем потреблении энергии. Размер тоже уплотнен. Лампа CFL , которую мы используем в настоящее время, также является люминесцентной лампой, в которой используется спиральная стеклянная трубка и компактный балласт для электроники.

Использование стартера также не рекомендуется . Современные люминесцентные лампы используют технологию импульсного запуска для запуска лампы, и компоненты этого импульсного запуска встроены в сам балласт.Называется она быстрой пусковой лампой . Здесь балласт направляется по каналам и настраивает ток на электроды непрерывно, чтобы нагреть их.

Используется балласт для электроники, компактный и не использующий магнитных или индуктивных методов для ограничения тока. Для той же работы в нем используются полупроводники. Где Магнитный балласт использовал трансформатор для управления электроэнергией.

  • Это на дешевле остальных фонарей. Балласт довольно дорогой, но его хватает надолго.Мы должны заменить стеклянную трубку светильника, что примерно на 60% дешевле, чем у других светильников.
  • Свет от люминесцентной лампы не выделяет тепла в такой степени, как лампа накаливания.
  • Срок службы этой лампы дольше, чем у других ламп. Работает около 9000 часов. После длительного периода, когда ртуть внутри него полностью растворяется с другим газом, он начинает мерцать и прекращается. Иногда вольфрамовая нить также перегорает из-за более высокого тока.
  • У нас можно получить люминесцентные лампы разных цветов . Для бытового использования доступны светильники двух цветов. теплый белый и холодный белый . Но для украшения у нас могут быть лампы красного, зеленого, розового, желтого и т. Д. Цвета.
  • Излучает рассеянный свет. При этом не создает четких теней объектов.
  • Стоимость установки выше . Изначально нам понадобятся подставка, балласт, стартер и лампочка, вместе они стоят в три раза дороже других фонарей.
  • Он мерцает при запуске, что может немного раздражать. и если мы будем смотреть на мерцающую трубку, это может вызвать напряжение, головную боль и боль в глазах.
  • Сильно мерцает в конце жизненного цикла, когда в трубке не остается достаточного количества ртути.

Спасибо, что посетили наш сайт. Надеюсь, эта информация будет вам полезна. Свяжитесь с нами в Facebook, Twitter, Google+ и Youtube

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *