Kontakt-bak.ru

Контракт Бак ЛТД
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает люминесцентная лампа

Как работает люминесцентная лампа

Схема включения люминесцентных ламп гораздо сложнее, нежели у ламп накаливания.
Их зажигание требует присутствия особых пусковых приборов, а от качества исполнения этих приборов зависит срок эксплуатации лампы.

Чтоб понять, как работают системы запуска, нужно до этого ознакомиться с устройством самого осветительного устройства.

Люминесцентная лампа представляет из себя газоразрядный источник света, световой поток которого формируется в главном за счёт свечения нанесённого на внутреннюю поверхность колбы слоя люминофора.

При включении лампы в парах ртути, которыми заполнена пробирка, случается электронный разряд и возникшее при всем этом уф-излучение воздействует на покрытие из люминофора. При всем этом происходит преобразование частот невидимого уф-излучения (185 и 253,7 нм) в излучение видимого света.
Ети лампы обладают низким потреблением электроэнергии и пользуются большой популярностью, особенно в производственных помещениях.

Схемы

При подключении люминесцентных ламп используется особая пуско-регулирующая техника – ПРА. Различают 2 вида ПРА : электронная – ЭПРА (электронный балласт) и электромагнитная – ЭМПРА (стартер и дроссель).

Схема подключения с применением электромагнитный балласта или ЭмПРА (дросель и стартер)



Принцип работы: при подключении электропитания в стартере появляется разряд и
замыкаются накоротко биметаллические электроды, после этого ток в цепи электродов и стартера ограничивается лишь внутренним сопротивлением дросселя, в следствии чего же возрастает практически втрое больше рабочий ток в лампе и мгновенно нагреваются электроды люминесцентной лампы.
Одновременно с этим остывают биметаллические контакты стартера и цепь размыкается.
В то же время разрыва дроссель, благодаря самоиндукции создает запускающий высоковольтный импульс (до 1 кВольта), который приводит к разряду в газовой среде и загорается лампа. После чего напряжение на ней станет равняться половине от сетевого, которого станет недостаточно для повторного замыкания электродов стартера.
Когда лампа светит стартер не будет участвовать в схеме работы и его контакты будут и останутся разомкнуты.

Основные недостатки

  • В сравнении со схемой с электронным балластом на 10-15 % больший расход электричества.
  • Долгий пуск не менее 1 до 3 секунд (зависимость от износа лампы)
  • Неработоспособность при низких температурах окружающей среды. К примеру, зимой в неотапливаемом гараже.
  • Стробоскопический результат мигания лампы, что плохо оказывает влияние на зрение, при чем детали станков, вращающихся синхронно с частотой сети- кажутся неподвижными.
  • Звук от гудения пластинок дросселя, растущий со временем.

Схема включения с двумя лампами но одним дросселем. Следует заметить что индуктивность дросселя должна быть достаточной по мощности етих двух ламп.
Следует заметить что в последовательной схеме включения двох ламп применяются стартеры на 127 Вольт, они не будут работать в одноламповой схеме, для которой понадобятся стартеры на 220 Вольт

Ета схема где, как видите, нет ни стартера ни дроселя, можна применить если у ламп перегорели нити накала. В таком случае зажечь ЛДС можно при помощи повышающего трансформатора Т1 и конденсатора С1 который ограничит ток протекающий через лампу от сети 220вольт.

Ета схема подойдет все для тех же ламп у которых перегорели нити накала, но сдесь уже ненада повышающего трансформатора что явно упрощает конструкцию устройства

А вот такая схема с применением диодного выпрямительного моста устраняет ее мерцание лампы с частотой сети, которое снановится очень заметным при ее старении.

Как работают люминесцентные лампы

на страницах сайта

www.electrosad.ru

В статье «Советы по настройке монитора и освещению рабочего места» я писал об одной нехорошей особенности люминесцентных ламп. Это невидимые глазу пульсации света от них. Почему это происходит? Попробуем разобраться.

Из физики известна вольт — амперная характеристика электрического разряда в газе. Она показана на рис. 1.

Для разных газов участок B-C вольт — амперной характеристики имеет разную протяженность и разное напряжение в точке B (UB) .

Газовая среда в люминесцентной лампе представляет собой откаченную до некоторого давления (порядка

0,7 н/м 2 ) воздушную среду в которую добавлена ртуть, которая при рабочей температуре распределяется в парообразном виде по внутреннему объему лампы.

Люминесцентная лампа работает на участке B-C-D , вольт — амперной характеристики. Для удержания ее на данном участке (что бы разряд не перешел в дуговой D-E ) применяются пассивные и активные (электронные) балласты.

В результате работы балласта, напряжение на лампе 220 вольт поддерживается на уровне 102 -110 вольт для разной мощности и моделей.

Переменный ток дважды за период меняет направление тока при переходе напряжения через ноль. Кроме того, в районе перехода через ноль, напряжение на люминесцентной лампе ниже напряжения горения. Это дает погасание разряда в лампе на время составляющее порядка 10-15% от периода питающего напряжения (для 50 Гц это 20 мсек). А как известно люминофор светится под действием УФ света генерируемого в электрическом разряде в лампе.

Нет разряда — нет ультрафиолета.

Поэтому при работе на переменном токе, дважды в течение периода питающего напряжения происходят погасание и перезажигание разряда. При питании как током промышленной частоты, так и при высокочастотном питании.

П ри изменении направления тока лампы напряжение на ней изменяет знак и быстро (в зависимости от формы питающего напряжения) нарастает до напряжения перезажигания Uz, происходит перезажигание лампы, напряжение на ней устанавливается равным напряжению горения U Г, которое лишь незначительно изменяется в течение времени горения. При уменьшении тока до нуля происходит погасание лампы и далее перезажигание при изменении знака тока.

В России, на промышленных предприятиях и во многих офисах, в настоящее время преобладают люминесцентные источники света переменного тока с электромагнитными балластами на лампах низкого давления. Они имеют существенные недостатки:

  1. высокие пульсации светового потока (до 57% для одноламповых светильников и до 25% для двухламповых светильников с «расщеплённой фазой»),
  2. большой вес,
  3. высокий уровень акустических шумов,
  4. вредность для зрения.

Все справочники по светотехнике, изданные в советское время, запрещали применение люминесцентного освещения в детских учреждениях и ограничивали его применение в быту.

Применение качественных (импортных электромагнитных балластов) снижает уровень шума, но ничего не меняет в режиме горения разряда. Включение светильников по схеме с «расщеплённой фазой» или в трехфазной схеме включения (каждый светильник в свою фазу) только снижает интегральную пульсацию света на контролируемой поверхности (до 4-8%), которая остается на грани европейской нормы.

Европейская норма по пульсации светового потока — до 5%.

Желая избавиться хотя бы от части недостатков современного люминесцентного освещения, многочисленные исследователи в СССР и за рубежом обратили внимание на питание люминесцентных ламп низкого давления выпрямлённым током промышленной частоты. Наиболее весома по этому вопросу выступили в журналах «Светотехника» № 2, 1987 г., «Светотехника» № 8, 1988 Г. Специалисты Каунасского политехнического института Р.Й.Бальсис, С.В.Думскис и Й.Ю.Коразна. В журнале «Светотехника» № 8, 1988 г. Были также опубликованы результаты обсуждения статей этих авторов с ведущими специалистами советской светотехнической науки из ВНИСИ.

В результате обсуждения было отмечено, что авторы статей подняли актуальный для светотехники вопрос, что для светильников, работающих на выпрямленном токе, нужны специальные безкатафорезные люминесцентные лампы и зажигающие лампу устройства, которые ещё нужно создать. Что массовое применение светильников выпрямленного тока приведёт к искажению формы синусоидального напряжения питающей сети переменного тока и к перегрузке нулевого провода высшими гармониками частоты сети 50 Гц. Было заявлено, что по обсуждаемому вопросу ВНИСИ готов лишь возглавить группу специалистов чтобы сформулировать постановку задачи. Вопросы реализации светильников выпрямленного тока и их усовершенствования не рассматривались. После распада СССР и установления рыночных отношений вопрос об усовершенствовании люминесцентных светильников выпрямленного тока не поднимался.

Применение люминесцентных светильников выпрямленного тока [ Л.1 ] обеспечивается высокое качество света – пульсации светового потока составляют от 1% до 3% (у ламп накаливания – менее 5% только при мощности более 250 Вт) при коэффициент мощности которого без входной компенсирующей цепи может доходить до 0,9.

Применение высокочастотных электронных балластов пока тоже не решает проблему. Поскольку они питаются от той сети переменного тока, а лапы имеют те же характеристики — высокое напряжение зажигания. Единственная разница между магнитным и электронным балластом — это использование вместо импульса питающего тока длительностью около 8,5 мсек, пакета импульсов той же длительностью.

Но возможно применение электронных балластов на постоянном токе. Но питание их постоянным током требует применения крупногабаритных электронных компонентов — фильтрующих конденсаторов. Их емкость должна превышать 1 мкФ на каждый ватт потребляемой мощности, при его рабочим напряжении более 250 вольт.

Не у всякой экономичной лампы они есть, а у мощных ламп они просто не поместятся в цоколь лампы.

Выводы

При работе на ПК на пульсации светового потока на рабочем месте накладываются (суммируются) частота обновления экрана монитора, которые могут образовывать даже видимые глазом изменения (биения, мерцания) яркости экрана монитора. Это создает дискомфорт. Но много хуже изменения яркости которые мы обнаруживаем только через некоторое в виде быстрого утомления нашего зрения.

Пока, чтобы сохранить зрение, остается только ограничить применение люминесцентных ламп при высоких нагрузках на глаза. Это работа на ПК, работа в условиях искусственного освещения с применением люминесцентных ламп.

Длительная нагрузка на глаза в условиях высоких пульсаций светового потока — просто недопустима.

Сейчас когда в мире внедряются технологии экономии энергоресурсов, что возможно только при замене ламп накаливания на экономичные люминесцентные необходимо использовать:

  1. светильники с питанием люминесцентных ламп постоянным током,
  2. применение люминофоров с большим послесвечением (много больше 20 мсек).

Для предотвращения повреждения зрения при работе с ПК, необходимо проверять коэффициент пульсации светового потока на рабочем месте. Для этого нужно использовать приборы для изменения коэффициента пульсации светового потока.

Как например в [ Л.1 ] прибор пульсметр — люксметр ТКА-ПУЛЬС http://www.tka.spb.ru/produkt/08.html или любой другой.

    ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА ВЫПРЯМЛЕННОГО ТОКА. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ. Иванов Евгений Васильевич

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ

Люминесцентные лампы являются одним из основных источников освещения в офисных помещениях, на предприятиях, в общественных местах.

До недавнего времени такая ситуация была обусловлена несколькими факторами: утилитарным внешним видом, ограниченным модельным рядом и довольно сложным, для рядового пользователя, обслуживанием.

Однако, с недавних пор, появился довольно большой выбор бытовых люминесцентных ламп, как в плане новых конструкций и эксплуатационных характеристик, так и по внешнему виду и удобству эксплуатации.

При этом замена в квартире всех лампочек накаливания на энергосберегающие люминесцентные источники света сэкономит до 80% электроэнергии.

Устройство и принцип действия люминесцентной лампы.

Стеклянная колба, наполненная инертным газом и парами ртути, покрыта изнутри слоем люминофора. Она может иметь различные размеры и разнообразные формы. Для подачи электроэнергии имеется от 2 до 4 электродов и набор элементов под общим названием — схема запуска.

Группа электродов состоит из двух или четырех токопроводящих контактных стержней, между которыми натянута нить накаливания. Ее покрывают специальным эмиссионным веществом для более интенсивного излучения электронов в процессе функционирования, а также для увеличения срока службы изделия.

Все люминесцентные лампы, независимо от особенностей их конструкции, имеют сходный принцип функционирования. На электроды подается ток, после чего они разогреваются и начинают постепенно испускать электроны.

Читать еще:  Трансформатор напряжения

Однако интенсивности электронного потока недостаточно для возникновения между электродами тлеющего разряда — потока ионизированного газа.

После того как электроды разогрелись, активизируется схема управления отвечающая за запуск. Этот элемент посылает кратковременный импульс напряжения, зажигающий в колбе лампы, вначале инертный газ, а затем ртутные пары. Ионизация электрическим током соединения этих двух веществ дает свет в ультрафиолетовом диапазоне.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ И СВЕТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Цветопередача.

Является одной из главных характеристик изделия, зависит от состава люминофора. На сегодняшний день разработано множество составов, которые дают довольно широкую цветовую гамму. Наиболее распространенными оттенками для домашнего использования являются жёлтые, тёплые цвета, имеющие температуру около 2700 К.

Для офисных помещений наибольшее распространение получило белое «дневное» искусственное освещение, которое находятся в диапазоне температур 4000 — 4500К. Довольно часто можно встретить лампы холодного белого цвета, используемые в специальных осветительных приборах на производстве и в медицине, они имеют цвет свечения до 6000 — 6500 К.

Для удобства пользователя была разработана специальная классификация цветов люминесцентных ламп:

  • ЛКБ – естественный холодный;
  • ЛДЦ – дневной с улучшенной цветопередачей;
  • ЛТБ – белый теплый;
  • ЛД – дневной;
  • ЛБ – белый;
  • ЛЕЦ – естественный с улучшенной цветопередачей;
  • ЛХБ – холодный белый.

Кроме этого определённые добавки в люминофор могут изменять и цветность лампового света, делать его розовым, голубым, зелёным. Этот эффект широко используется в рекламной индустрии и коммерции. К примеру, люминесценции лампы розового цвета часто используют для подсветки стеклянных витрин мясных отделов. Это значительно улучшает внешний вид продукта.

В зависимости от конструкции используются две принципиальных формы цоколя.

Лампы в виде прямой трубки имеют двухконтактные штырьковые цоколи, расположенные по краям. Одной из разновидностей такой конструкции, использующейся в изделиях небольшого размера, является штырьковый цоколь для U-образной колбы, встроенный в пускорегулирующее устройство.

Патронные цоколи – имеют классическую форму с резьбой и могут быть использованы в бытовых устройствах освещения, без каких либо ограничений.

ОБЛАСТЬ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Выпускается множество разновидностей люминесцентных ламп, которые получили широкое применение в самых разнообразных областях. Иногда их называют лампами дневного света, вместе с тем, в зависимости от спектра цветопередачи различают следующие типы:

  • с цветопередачей, аналогичной солнечному свету — получили наибольшее распространение в офисах, производственных цехах, общественных организациях, образовательных учреждениях;
  • с улучшенной цветопередачей — выставочные залы, галереи, музеи, больницы, коммерческие организации специализирующиеся на продаже художественных товаров, красок, тканей и т.п.;
  • с высоким уровнем изучения в красном и синем спектре — подсветка аквариумов, теплиц, оранжерей, используется в магазинах торгующих растениями;
  • со смещением спектра в синий и УФ диапазон — применяется в сочетании с искусственными источниками дневного света для декорирования аквариумов с кораллами.
  • со светом в чистом ультрафиолетовом диапазоне — солярии и косметические салоны, в устройствах автозагара;
  • с ультрафиолетовым излучением высокой мощности — в медицинских учреждениях в качестве антибактериального освещения (аналогично кварцевым лампам).

Достоинства и недостатки.

Из основных достоинств люминесцентных ламп можно выделить следующие:

  1. Сравнительно высокий КПД до 20-25%. Это значительно выше, чем у лампочки накаливания — 7-8%;
  2. Высокий уровень светоотдачи, в 10 раз выше, чем у лампочки накаливания;
  3. Длительный срок службы — 15000-20000 часов (до 1000 часов у лампочки накаливания);
  4. Низкая температура стеклянной колбы позволяет использовать в осветительных приборах из чувствительных к температуре материалов;
  5. Можно довольно точно подбирать цветовые оттенки, даже из различных партий и производителей изделий.

Однако у люминесцентных изделий есть и некоторые недостатки:

  1. Достаточно высокая стоимость;
  2. Опасность химического заражения и отравления ртутными испарениями при разрушении;
  3. Мерцание при неисправной работе стартера, перепадах напряжения в электросети, окончании срока эксплуатации;
  4. Появление раздражающего звука при эксплуатации;
  5. Довольно требовательны эксплуатационным температурам окружающей среды. Не работают при отрицательных, максимальная температура эксплуатации у большинства моделей около 55°С.

Линейные люминесцентные лампы.

Вопреки названию линейная люминесцентная лампа может иметь, как прямую, так и u-образную и даже кольцевую форму. В соответствии с ГОСТ 6825-64 существовало три типа таких изделий с различной мощностью и длиной трубки:

  • 20 Ватт — 600 мм;
  • 40 Ватт — 1200 мм;
  • 80 Ватт — 1500 мм.

На данный момент рынок заполнен различными моделями среди которых наиболее популярными считаются изделия стандартов Т4, Т5 и Т8. Диаметр трубок составляет 12,5, 16 и 26 мм соответственно.

Наиболее популярная длина трубки 590 мм. Это связано со стандартом ячейки потолка Армстронг (600х600 мм) на который ориентируется большинство производителей осветительных приборов для офисных и общественных помещений.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ ЛАМЫ

Двумя элементами, без которых функционирование люминесцентной лампы является невозможным, являются стартер и дроссель.

Стартер представляет собой небольшую неоновую лампочку с расположенными в ней двумя биметаллическими электродами, которые в нормальном положении разомкнуты. После подачи электроэнергии электроды в стартере замыкаются. Электроэнергия передается на дроссель, в результате чего сила тока возрастает почти в три раза, практически моментально разогревая электроды внутри колбы.

Остывая, биметаллические контакты размыкаются. В момент их размыкания дроссель создает высоковольтный запускающий импульс, благодаря самоиндукции, возникающей в его обмотке. Этот импульс приводит к возникновению разряда в газоконденсатной среде внутри колбы, зажигая ее.

Стартер является элементом, который наиболее часто выходит из строя. Если в осветительном приборе погасла одна или несколько ламп необходимо, прежде всего, заменить стартеры.

Данная схема запуска характерна для светильников использующих электромагнитный балласт или по другому – электромагнитный пускорегулирующий аппарат (ЭмПРА). Его применение довольно широко распространено, однако системы подключения основанные на ЭмПРА, на данный момент являются морально устаревшим оборудованием.

Они имеют следующие недостатки:

  • довольно долгий запуск 1-3 сек, в зависимости от степени износа изделия;
  • неприятный звук, возникающий в процессе функционирования пластин дросселя, который со временем усиливается;
  • мерцание (эффект стробоскопа), негативно влияющее на зрение.

Подключение люминесцентной лампы при помощи электронного пускорегулирующего устройства (ЭПРА) имеет принципиально другую схему активации. Прежде всего ЭПРА функционирует в высокочастотном диапазоне 25-133 кГц, используя выходной каскад на транзисторах и трансформатор.

Применение ЭПРА имеет следующие преимущества:

  • отсутствие мерцания и шума в процессе функционирования;
  • отсутствие стартеров в схеме управления;
  • увеличение срока службы и экономия электроэнергии до 20%;
  • некоторые модели выпускаются с возможностью регулировки яркости свечения.

Применение люминесцентных ламп, безусловно, даст положительный экономический эффект в любой организации, частном доме или квартире. Кроме того, можно довольно точно подобрать цвет к уже использующимся образцам.

Однако стремительное распространение светодиодных ламп составило значительную конкуренцию, так как они превосходят люминесцентные по многим параметрам кроме стоимости.

На данный момент наиболее популярными производителями являются:

  • Космос (Россия);
  • OSRAM (Германия);
  • PHILIPS (Голландия);
  • General Electric (США);
  • Sylvania (Бельгия).

Утилизация люминесцентных ламп.

Классификатор относит люминесцентные лампы к отходам, которые необходимо сортировать и собирать отдельно, и к которым применимы особые требования к эксплуатации и утилизации. В связи с тем, что в состав изделия входит ртуть, относящаяся к первому классу опасности.

Хранить вышедшие из строя, отработанные и потерявшие целостность люминесцентные лампы необходимо хранить в герметичных контейнерах. При этом необходимо вести журнал учета, где отмечены дата выхода из строя, а также дата передачи партии нерабочих изделий специализированной организации для утилизации.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Устройство и схема включения люминесцентной лампы

Люминесцентные лампы обычно используют для освещения супермаркетов, учебных аудиторий, промышленных объектов, общественных закрытых помещений и прочего. С появлением более современных видов, которые выпускаются со стандартным цоколем E27, их начали использовать и в домашних условиях.

По истечении времени они набирают всё большей популярности. Но схема включения люминесцентных ламп достаточно сложная и требует особых познаний в этой области. Обычно подключают двумя схемами, о которых мы и поговорим дальше. Но сначала следует разобраться в принципе работы и строении такого светильника.

  1. Устройство и принцип работы
  2. Подключение с помощью электромагнитного балласта
  3. Схема с размещение ЭПРА
  4. Неполадки и их решения

Принцип работы

Давайте разберём, что такое люминесцентная лампа, и как она работает. Представляет из себя стеклянную трубку, которая начинает работать за счёт разряда, который зажигает газы внутри её оболочки. На обоих концах установлен катод и анод, именно между ними и происходит разряд, который вызывает пусковое загорание.

Пары ртути, которые помещают в стеклянный футляр, при разряде начинаю излучать особый невидимый свет, который активизирует работу люминофора и других дополнительных элементов. Именно они и начинают излучать тот свет, который нам необходим.

Принцип работы лампы

Благодаря разным свойствам люминофора, такой светильник излучать большой спектр разнообразных цветов.

Подключаем, используя электромагнитный балласт

Электромагнитный Пускорегулирующий аппарат, сокращённой аббревиатурой для него является ЭмПРА . Также часто называют дросселем. Мощность такого устройства должна быть равной той мощности, которую потребляют лампы при работе. Довольно старая схема, с помощью которой раньше подключали люминесцентные лампы.

Схема с электромагнитным балластом

Принцип работы такого устройства состоит в следующем. После начала подачи тока, он попадает на стартер, после чего на небольшой период времени биметаллические электроды замыкаются. Благодаря этому, весь ток, который появляется в цепи, замыкается между электродами и ограничивается только сопротивлением дросселя.

Таким образом, он возрастает примерно в три-четыре раза, и электроды начинают практически моментально разогреваться.

Таким образом, именно дроссель образует сильный разряд в среде газов, и они начинают выделять свой свет. После включения, напряжение в схеме будет равно примерно половине от входящего с сети.

Такого показателя мало для создания повторного импульса, из-за чего лампа начинает стабильно работать.

Какими недостатками она обладает:

  1. Сравнивая со схемой, где применяется электронный балласт, расход электроэнергии выше на десять-пятнадцать процентов.
  2. В зависимости от того, сколько лампа уже проработала времени, период запуска будет увеличиваться и может дойти до трёх-четырёх секунд.
  3. Такая схема подключения люминесцентных ламп со временем способствует появлению гудения. Такой звук будет исходить от пластин дросселя.
  4. В процессе работы светильника будет довольно высокий коэффициент пульсации света. Такое явление негативно сказывается на зрении человека, а при продолжительном нахождение действие таких мерцающих лучей может стать причиной ухудшения зрения.
  5. Неспособны работать при низкой температуре. Таким образом, отпадает возможность использовать такие лампы на улице или в неотапливаемых помещениях.

Подключаем лампу, используя электронный балласт

Главным отличием такой системы от электромагнитной то, что напряжение, которое доходит до самой лампы имеет повышенную частоту начиная от 25 и доходит до 140 кГц. Благодаря повышению частоты тока, значительно уменьшается показатель мерцания, и он находит на таком уровне, который уже не является слишком вредным для человеческого глаза.

Подключение с ЭПРА

Система ЭПРА используется специальный автогенератор в своей схеме, такое дополнение включает трансформатор и выходной каскад на всех транзисторах. Зачастую производители указывают схему прямо на задней части блока светильника. Таким образом, у вас сразу есть наглядный пример, как правильно подключить и установить устройство для работы от сети.

Читать еще:  Проверка напряжения в электрической сети 220В с помощью мультиметра

Преимуществами стартерной схемы подключения

  • Стартерная система продлевает период работы светильника.
  • Особый принцип работы также продлевает период службы примерно на десять процентов.
  • Благодаря принципу действия, устройство экономит около двадцати-тридцати процентов потребляемой электроэнергии.
  • Облегчённая установка, так как производитель указывает схему, по которой должна происходить установка взятого вами светильника.
  • Во время работы практически полностью отсутствует мерцание и шум от светильника. Такие явления присутствуют, но они незаметны для человека и никак не влияют на здоровье.

Существуют модели, которые поддерживают установку диммера в качестве регулятора. Установка таких приборов несколько отличается от стандартной установки.

Подведём итог

Мы постарались раскрыть вопрос как подключить люминесцентную лампу, показали схемы, с помощью которых происходит подключение люминесцентных ламп. Разобравшись со схемой электромагнитного и электронного балласта, вы можете решить какую лучше использовать именно в вашем случае. Но так как первая имеет ряд значительных недостатков, то скорей всего выбор ляжет именно на электронный балласт.

Причины неисправностей — решение проблем

Схема электронного дросселя была придумана позже, и разрабатывалась специально для того, чтобы убрать все недостатки электромагнитного аналога, с целью максимального повышения качества освещения с помощью люминесцентных ламп.

Установка таких устройств уже не составляет особого труда, как это было раньше. Производители начали указывать схему, по которой производится установка на тыльной стороне прибора что значительно облегчает работу монтажника.

Принцип работы люминесцентной лампы и устройство прибора

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Как работает люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа, явившаяся результатом целого ряда открытий и исследований (подробнее об этом в статье история люминесцентной лампы), сегодня стала одним из основных источников искусственного света, как в офисных помещениях, так и в частных домах и квартирах. Ряд выгодных отличий от популярной еще пару десятков лет назад лампы накаливания, позволили люминесцентной лампе достаточно успешно конкурировать с «фаворитными» источниками света, а также привело к созданию ее боле совершенных и компактных модификаций. Но речь в этой статье пойдет не о ее достоинствах или недостатках, а о том, как она работает.

Все виды люминесцентных ламп, будь то популярные сейчас «экономки» или старые длинные лампы дневного света, построены и работают примерно по одному и тому же принципу. Отличие может быть лишь в электронной схеме подключения к источнику питания.

Конструкция люминесцентной лампы

Лампа состоит из стеклянной колбы (может быть самой разнообразной формы и размеров), двух (иногда четырех) электродов, инертного газа, ртути (паров), люминофора и схемы запуска (в экономках она находится внутри корпуса лампы).

Электрод представляет собой два проводящих электрических контакта (обычно из проволоки), к которым подводится электрический ток и нить накала, покрытую специальным эмиссионным веществом для более эффективного испускания электронов в процессе работы и большей продолжительности службы самой лампы.

Принцип работы люминесцентной лампы

Когда электрическая цепь лампы подает на электроды ток, они начинают постепенно разогреваться и испускать электроны. Но этих электронов недостаточно, чтобы зажечь между электродами, так называемый тлеющий разряд – поток ионизированных частиц газа. Тогда в работу вступает та часть схемы управления, которая отвечает за запуск лампы. Кратковременный импульс напряжения зажигает инертный газ в лампе, а затем и пары ртути. Симбиоз этих веществ, ионизированных электрическим током, приводит к возникновению свечения в невидимой для нас ультрафиолетовой области спектра.

Чтобы преобразовать ультрафиолетовый свет в видимый свет, используется люминофор, нанесенный на стенки стеклянной колбы. Получается двойное преобразование. Сначала электроны, испускаемые электродами лампы, ионизируют газ и пары ртути, а затем ионизированные частицы возбуждают люминофор, заставляя его испускать видимый для нашего глаза свет.

Разница в принципе работы обычной длинной лампы дневного света и «экономки» лишь в том, что в первом случае схема запуска состоит из дросселя (индуктивности), конденсатора и стартера. Во втором же эти функции выполняет более сложная электрическая схема, в состав которой входят другие электронные компоненты.

Сейчас производители используют различный состав люминофора, чтобы менять цвет свечения люминесцентных ламп или как еще говорят – его температуру. Более желтое (теплое) свечение имеет температуру порядка 2700 К, естественное дневное (белое) – порядка 4100 К, я яркое (холодный свет) – примерно 6000 К. Подобную маркировку можно встретить и на самих лампах.

Подключение люминесцентных ламп: схема и принцип работы

На сегодняшний день люминесцентные лампы являются одним из самых распространенных источников искусственного освещения. Это объясняется тем, что светильники данного типа в несколько раз более экономичнее, чем привычные нам стандартные приборы накаливания и на порядок дешевле светодиодных.

Люминесцентный вид на сегодняшний день встречаются чуть ли не на каждом шагу: в офисах, больницах, школах и домах.

Как работает

Люминесцентная лампа представляет собой газоразрядный прибор, внутри которого и образуется этот разряд среди пары спиралей. Данные спирали есть не что иное, как анод и катод, расположены они с обеих сторон. Видимый свет появляется при ультрафиолетовом излучении парами ртути. Этому способствует нанесенный на внутреннюю поверхность лампы люминофор – вещество, в составе которого имеется фосфор и другие элементы.

Люминесцентные лампы работают благодаря специальному устройству –пускорегулирующему аппарату, который по-другому называется дроссель. Многие модели импортного производства функционируют как со стандартным дросселем, так и с устройством автоматической работы. Последние распространены как электронные пускорегулирующие автоматы.

Преимущества приборов, работающих на ЭПРА

Среди положительных качеств данных моделей можно выделить следующие:

  • отсутствие мерцания;
  • отсутствие шума;
  • относительно малый вес;
  • лучшее зажигание;
  • экономия электроэнергии.

Каждая люминесцентная лампа имеет ряд преимуществ перед стандартной лампой накаливания:

  • долговечность;
  • экономичность;
  • большая светопередача.

Однако у данной технологии есть и существенный недостаток – если температура в помещении не больше, чем пять градусов, зажигание такой лампы происходит медленно, а свет от нее более тусклый.

Схема подключения

Существует несколько схем подключения люминесцентных светильников.

Если используется электронная пускорегулирующая аппаратура, схема подключения выглядит следующим образом:

  • С – компенсационный конденсатор;
  • LL– дроссель;
  • EL– лампа люминесцентная;
  • SF– стартёр.
Читать еще:  Как проверить аккумулятор мультиметром

Как правило, на практике наиболее распространены светильники, в которых используются два прибора, подключенные последовательно. При этом схема их подключения имеет вид:

А – для люминесцентных моделей мощностью 20 (18) ВТ

В – для люминесцентных моделей мощностью 40 (36) ВТ

Когда применяются именно две лампы, появляется возможность уменьшения пульсации суммарного светового потока. Это происходит из-за того, что пульсация отдельно взятой лампы неодновременная, то есть имеется небольшой сдвиг по времени. В связи с этим никогда не станет равным нулю значение суммарного светового потока. Другое название схемы, когда применяется сразу два светильника – это схема с расщепленной фазой. Важным ее преимуществом является то, что при ней не требуется дополнительных мер с целью повышения коэффициента мощности. Еще одним преимуществом является то, что при снижении напряжения в сети, суммарный световой поток остается стабильным.

При подключении обязательно следует учитывать, что мощности дросселя и лампы должны быть идентичными. Если же мощность второй велика, то возможно стоит использовать сразу два дросселя.

Однако, несмотря на все явные достоинства, следует указать еще один существенный недостаток таких моделей. Все они содержат такое небезопасное вещество, как ртуть в жидком виде. На сегодняшний день существует проблема утилизации подобных устройств, вышедших из строя, поэтому использование люминесцентных ламп представляет угрозу окружающей среде.

Если при монтаже светильник нечаянно выскальзывает из рук и разбивается вдребезги, можно увидеть мелкие шарики ртути, которые раскатываются по земле.

Далее описана подробная схема подключения в комплекте с электромагнитным балластом.

  • Подается питающее напряжение на схему. Затем оно проходит через дроссель и нити накала, а следом – к выводам стартера;
  • стартер – есть не что иное, как неоновая лампочка, имеющая два контакта. На один из данных контактов приваривается биметаллическая пластина;
  • возникающее напряжение начинает ионизировать неон. Сквозь стартер начинает течь ток значительно силы, разогревающий газ и пластину из биметалла;
  • пластина при этом начинает изгибаться и замыкать выводы стартера;
  • электрический ток проходит по замкнутой цепи, благодаря чему нити накала разогреваются;
  • этот разогрев и дает толчок для возникновения в лампах свечения в условиях более низкого напряжения;
  • в момент, когда лампа начинает светиться, на стартере начинает падать напряжение. Падает оно до такого уровня, когда ион уже не способен ионизироваться. Стартер при этом автоматически отключается, а нити накала перестают быть под влиянием тока.

С целью обеспечить функционирование светильников, устанавливают дроссель. Данный прибор используется с целью ограничивать ток до необходимой величины, в зависимости от мощности. Благодаря самоиндукции обеспечивается надежный пуск ламп.

Плюсы и минусы ламп, имеющих электромагнитный балласт

Конструкция и схема данных светильников достаточно проста. Однако, несмотря на это их отличает высокая надежность и сравнительно небольшая стоимость, но у них имеются и недостатки.

  • нет гарантии запуска при пониженной температуре;
  • мерцание;
  • вероятность низкочастотного гула;
  • повышенное потребление электроэнергии;
  • достаточно большой вес и габариты.

Люминесцентные светильники компактного типа

Многие современные лампы люминесцентного типа подходят для освещения промышленных помещений. Однако для домашнего использования они неудобны вследствие больших габаритов и неподходящего дизайна. Технологии не стоят на месте и сегодня созданы такие приборы, которые имеют малогабаритный электронный балласт. Патент на компактную люминесцентную лампу был получен в 80-х годах прошлого века, однако использоваться они стали в быту не так давно. Сегодня по размеру компактные люминесцентные модели не превышают привычных стандартных. Что касается принципа работы, то он остался прежним. На концах лампы есть две нити накала. Именно между ними и появляется дуговой разряд, который производит ультрафиолетовые волны. Под воздействием данных волн происходит свечение люминофора.

Сколько служит компактная лампа

Компактная лампа по заявлениям производителя, должна служить около десяти тысяч часов. Однако из-за постоянной нестабильности напряжения в сети,срок службы устройств значительно сокращен. На уменьшение срока службы влияет и частота включения и выключения в схеме, а также функционирование в условиях повышенных либо, наоборот, слишком низких температур. По статистике самой частой причиной выхода таких устройств из строя является перегорание нитей канала.

Что такое стартер для люминесцентных ламп

С каждым днем популярность ламп дневного света в качестве источника освещения только растет. Это обусловлено их высокой продолжительностью работы и качественным свечением.

Люминесцентные лампы работают не напрямую от сети с напряжением 220 Вольт. Для их функционирования требуется специальный блок, называющийся пускорегулирующей аппаратурой (ПРА). Конструкция блока включает в себя три основных элемента, в которые входят: дроссель (катушка индуктивности с сердечником), сглаживающего конденсатора и стартера. Вот как рас о последнем устройстве мы сегодня и поговорим.

Приветствую всех друзья на сайте « Электрик в доме », недавно мне пришлось искать причину неисправности светильников с люминесцентными лампами, которая заключалась в неисправности элемента ПРА, поэтому очередной выпуск будет посвящен именно о стартере люминесцентной лампы. Мы разберем его назначение, устройство и выполняемые функции.

Устройство стартера люминесцентных ламп

Конструкция этого элемента достаточно проста. Каждая модель, выпущенная определенным производителем, имеет свои технические характеристики. Это следует учитывать при выборе ламп. Стартер – это стеклянный баллон, внутри которого находится инертный газ. Это может быть смесь гелия с водородом или неон. В баллон впаяны неподвижные металлические электроды. Их выводы проходят через цоколи.

Баллон расположен внутри пластмассового или металлического корпуса, имеющего сверху отверстие. Самым популярным материалом для изготовления корпуса является пластик. Справляться с высокой температурой такому корпусу позволяет специальная пропитка. Любой стартер для люминесцентных ламп имеет только две ножки (контакта).

Если вынуть конструкцию из корпуса видно саму колбу. Также видно, что параллельно электродам колбы подключен какой-то элемент – это конденсатор. Его емкостью составляет порядка 0,003-0,1 мкф. Конденсатор призван выполнять сразу две функции:

  • — борется с радиопомехами, которые возникают из-за контакта электродов, посредством снижения их уровня.
  • — участвует в процессе зажигания лампы.

Конденсатор снижает импульс напряжения, который формируется при размыкании электродов, и повышает его продолжительность.

За счет параллельного включения с электродами конденсатор снижает вероятность их сваривания (залипания). Подобное явление может произойти в процессе размыкания электродов вследствие формирования электрической дуги. Конденсатор в кратчайшие сроки гасит дугу.

Для чего нужен стартер в люминесцентных лампах

Этот элемент является основным в конструкции люминесцентных ламп. Без него электромагнитная пускорегулирующая аппаратура не сможет функционировать. Главное назначение стартера – запускать механизма и разжигание инертного газа, находящегося в газоразрядной колбе. Стартер работает как выключатель — размыкает и замыкает электрическую цепь.

Установка стартера продиктована необходимость выполнения двух важных функций:

  1. — замыкания цепи . Позволяет нагреть электроды лампы, облегчая тем самым процесс зажигания;
  2. — разрыв цепи . Происходит сразу же после нагрева электродов. В результате размыкания образуется импульс повышенного напряжения, являющийся причиной пробоя газового промежутка колбы.

Дроссель играет роль стабилизатора и трансформатора. Он поддерживает необходимый ток нитей лампы, создает импульс напряжения, необходимый для пробоя лампы и стабилизирует процесс горения дуги.

Как работает люминесцентный светильник

В момент подключения схемы к электрической цепи все напряжение подается на стартер для люминесцентных ламп. В нормальном положении электроды находятся в разомкнутом положении. На электродах стартера начинает возникать тлеющий разряд. По цепи проходит ток небольшой величины (30-50 мА).

Этого тока достаточно для нагрева электродов. При достижении определенной температуры они начинают изгибаться и замыкают цепь. После того как контакты замкнуться тлеющий разряд прекращается.

Давайте по ходу рассмотрим из каких основных деталей состоит сам светильник.

При замыкании цепи (через электроды стартера) по ней начинает проходить ток, величина которого в 1,5 раза больше от номинального тока лампы. Величина тока ограничивается сопротивлением дросселя. Электроды лампы и стартера не могут выполнять эту функцию, так как первые имеют недостаточное сопротивление, а вторые находятся в замкнутом положении.

Нагрев электродов до 800С происходит в течение 1-2 секунд. В результате повышения температуры происходит увеличение электронной эмиссии, что способствует упрощению процесса пробоя газового промежутка. Разряд в электродах стартера отсутствует и они постепенно остывают.

После остывания стартера электроды размыкаются, принимая исходное положение, и разрывают цепь. Разрыв цепи сопровождается появлением в дросселе ЭДС самоиндукции. Ее величина прямо пропорциональна индуктивности дросселя и скорости изменения величины тока при разрыве цепи.

Возникновение ЭДС самоиндукции является причиной создания повышенного напряжение величиной 800-1000 В, которое в виде импульса подается на лампу. Ее электроды предварительно разогреты и она готова к зажиганию. В этот момент происходит пробой и начинается свечение.

На стартер который подключен параллельно лампе теперь прикладывается напряжение, величина которого в два раза ниже напряжения сети. Оно не способно пробить неоновую лампочку, следовательно, ее зажигание больше не осуществляется. Весь цикл зажигания длится не более 10 секунд.

Как проверить стартер люминесцентной лампы

Данный вопрос очень часто возникает перед специалистами в процессе ремонта люминесцентных светильников. Хоть деталь и мелкая, но способна вызвать серьезные проблемы.

Выявить поломку стартера можно заменой его на исправный, если таковой имеется под рукой. А вот что делать в случаях, когда по близости больше нет светильников, а до ближайшего специализированного магазина не один километр пути? Как проверить стартер люминесцентной лампы в домашних условиях? Проверить работоспособность данного устройства можно по стандартной схеме.

Последовательно со стартером в сеть подключается обыкновенная лампа с нитью накаливания. Желательно, чтобы ее мощность не превышала 40 Вт.

Собрать такую схему не составит труда. Если стартер находится в исправном состоянии, то лампа будет гореть и периодически на мгновение гаснуть. Этот процесс будет сопровождаться характерными щелчками, которые свидетельствуют о работе контактов. Если лампочка не горит или светится постоянно (без моргания), то можно констатировать поломку стартера.

Таким вот нехитрым способом можно проверить стартер для люминесцентных ламп. Хотя, по правде сказать, я еще не видел, чтобы на производстве их где либо проверяли. Это наверное связано с их незначительной стоимостью. Обычно бывает как, если лампа не работает или начинает мигать просто меняют стартер на новый, получилось устранить причину хорошо, нет значить проблема в другом.

Почему мигает люминесцентная лампа

Дорогие друзья Вы наверное замечали что светильники с люминесцентными лампами со временем начинают мигать. И связано это не с использованием выключателей с подсветкой которые являются причиной мигания энергосберегающих лампах.

В процессе эксплуатации светильников рабочее напряжение зажигания тлеющего разряда в стартере падает. Это является причиной того, что стартер будет срабатывать даже при горящей лампе. После размыкания электродов свечение восстанавливается. Человеческий глаз воспринимает это как процесс мигания. Подобное явление является причиной порчи лампы и выхода из строя дросселя в результате его перегрева.

Поэтому если вы замечаете постоянное мигание лампы необходимо заменить стартер на новый. В 90 % случаев именно он является причиной такого феномена.

При возникновении мигания необходимо как можно раньше произвести замену стартера, так как в таком режиме работы ресурс составляющих светильника уменьшатся и из строя могут выйти уже колба или дроссель.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector