Как работает лампа дневного света: Схема включения люминесцентной лампы – устройство и способы подключения

Как работает стартер лампы дневного света, как проверить дроссель на светильнике?

Люминесцентные лампы от сети напряжением 220 вольт напрямую не включаются. Для них нужен специальный блок, который называется пускорегулирующая аппаратура, укорочено ПРА. Этот блок состоит из трех элементов: дроссель, конденсатор и стартёр. Нас в этой статье будет интересовать стартер для ламп дневного света (ЛДС), что он собой представляет, какие функции на него возложены.

По сути, стартёр – это стеклянная колба, заполненная газом (обычно используется или неон, или смесь гелий с водородом). То есть, это газоразрядная лампа миниатюрного типа, внутри которой тлеет разряд. Здесь же расположены электроды, поддерживающие данный разряд. Существует стартеры двух типов: симметричные и несимметричные. В первом все электроды являются подвижными, во втором – один стационарный. Электроды изготавливаются из биметалла. Чаще всего в люминесцентных светильниках используются конструкции симметричные.

Газоразрядная лампа помещается в металлический или пластмассовый корпус. Крепится она на специальной панели диэлектрического типа, где установлены два контакта. Здесь же устанавливается и конденсатор, который подсоединен к газоразрядной лампе параллельно.

Как работает

Когда в схему, где установлен стартер, подается напряжение, оно попадает на его электроды, между которыми появляется тлеющий разряд. Сила тока разряда незначительная, в пределах от 20 до 50 мА. Именно этот разряд начинает нагревать электроды, которые под действием тепла изгибаются и через какое-то время соприкасаются друг с другом. То есть, электрическая цепочка замыкается, и ток подается далее на дроссель, конденсатор и на лампы дневного света. При этом тлеющий разряд прекращается.

Обратите внимание, что напряжение включение стартера должно быть чуть меньше номинального сети, то есть, 220 вольт, но при этом оно должно быть больше, чем напряжения включения самих ламп дневного света.

Итак, электроды соприкоснулись между собой, что дальше? Так как между ними нет тлеющего разряда, соответственно нет температуры, которая их нагревает. Происходит их остывание, что в конечном итоге приведет к размыканию электродов и цепочки. Именно в этот момент появляется так называемое импульсное напряжение высокой величины внутри дросселя. От него и происходит зажигание люминесцентного осветительного устройства. В процессе работы самой лампы дневного света в цепочке ток имеет значение, равное силе тока источника света. Падение же напряжения, а соответственно и силы тока, делится между самой осветительным прибором и дросселем на равные части.

Зажигание

Как происходит зажигание стартера для лампы? Необходимо отметить, что на эффективность зажигания влияют две позиции:

• величина силы тока на катодах лампы в момент размыкания электродов;
• продолжительность нагрева катодов.

Электромагнитная сила внутри дросселя зависит от силы тока в нем. Понятно, что недостаточность силы тока не приведет к зажиганию люминесцентного устройства. А сила тока напрямую зависит от напряжения в цепи. И если последний показатель ниже номинального, то есть большая вероятность, что лампа сразу не зажжется. Поэтому стартер будет в автоматическом режиме пытаться снова и снова проделать ту же операцию, пока она не загорится. Периодичность попыток стандартная – 10 секунд.

Если в питающей сети напряжение падает ниже 80% от номинального, то этого недостаточно, чтобы электроды нагрелись до необходимой температуры. То есть, при таком падении осветительное устройство просто не зажигается.

Конденсатор

Конденсатор в системе ПРА устанавливается параллельно стартеру. Эти два прибора взаимосвязаны. Основное назначение конденсатора:

• снижение помех в процессе замыкания и размыкание электродов стартера;
• увеличения длительности действия импульса при размыкании электродов;
• предотвращение спаивания электродов за счет высокого импульсного напряжения.

Чаще всего в ПРА используются конденсаторы емкостью 0,003-0,1 мкФ.

Как долго работает

Со временем эксплуатации стартера напряжение, создающее тлеющий разряд, снижается. Это может привести к обратному эффекту, когда при работающем люминесцентном светильнике электроды стартера вдруг начнут самопроизвольно замыкаться, что приведет к гашению самой лампы. Тут же будет происходить размыкание электродов, а соответственно и зажигание светильника. Оба процесса моментальные, что приводит к миганию светильника. Это не только влияет на эффективность его работы, но и снижает срок эксплуатации дросселя, потому что при такой работе он будет просто перегреваться.

Поэтому совет – периодически проверять стартер, и при необходимости менять его на новый. Как только увидели, что светильник замигал, не откладывайте замену в долгий ящик.

Схема подключения люминесцентного светильника

Схема подключения лампы дневного света – это несколько вариантов, зависящих от количества ламп дневного света в светильнике. Вот самая простейшая из них на рисунке ниже:

Здесь четко видно, что две спирали лампы дневного света подключаются: одна через дроссель, вторая через стартер. Такое соединение чаще всего применяется, когда необходимо подключить один источник света. Если, к примеру, есть необходимость подключить светильник с двумя лампами дневного света, то приходится устанавливать два стартера на каждую, как это хорошо видно на рисунке схемы ниже (вариант номер два):

При этом необходимо учитывать, что мощность дросселя не должна быть меньше мощности двух источников света. К примеру, если у него мощность 40 Вт (этот показатель наносится на корпус элемента), то две лампы в сумме должны иметь мощность не больше 40 Вт (к примеру, по 20 Вт).

Одной из ярких представителей этой категории осветительных приборов является марка ЛВО 4х18. То есть, это металлический прибор с четырьмя лампами, мощностью каждой по 18 Вт. ЛВО 4х18 чаще всего используются в качестве встраиваемых осветительных устройств. Их обычно монтируют в потолках Армстронг, в гипсокартонных потолочных конструкциях и в других видах потолков. Причины популярности марки ЛВО 4х18 – это невысокая цена от отечественного производителя, простота установки, эффективное свечение и простая схема подключения.

Как работают стартеры люминесцентных ламп

Стартер представляет собой небольшую газоразряд­ную лампу тлеющего разряда. Стеклянная кол­ба наполняется инертным газом (неон или смесь гелий-водород) и помещается в металлический или пластмас­совый корпус, на верхней крышке которого имеется смо­тровое окно.

Схемы включения люминесцентных ламп: а-стартерная с дросселем; б—с лампой накаливания в качестве балласта; EL1 — лампа люминесцентная; КК — стартер; С — конденсатор; LL — дроссель; EL2 — лампа накаливания.

В некоторых конструкциях стартеров смотровое окно отсутствует. Стартер имеет два электро­да. Различают несимметричную и симметричную кон­струкции стартеров. В несимметричных стартерах один электрод неподвижный, а второй подвижный, изготовлен
из биметалла.

В настоящее время наибольшее распро­странение получила симметричная конструкция старте­ров, у которых оба электрода изготовляются из биметалла. Эта конструкция имеет ряд преимуществ по сравнению с несимметричной.

Напряжение зажигания в стартере тлеющего разряда выбирается таким образом, чтобы оно было меньше номинального напряжения сети, но больше рабочего на­пряжения, устанавливающегося на люми­несцентной лампе при ее горении.

Схема подключения двух люминесцентных ламп через стартер.

При включении схемы на на­пряжение сети оно полностью окажется приложенным к стартеру. Электроды стар­тера разомкнуты, и в нем возникает тлеющий разряд. В цепи будет проходить небольшой ток (20-50 мА). Этот ток на­гревает биметаллические электроды, и они, изгибаясь, замкнут цепь, и тлеющий разряд в стартере прекратится.

Через дроссель и последовательно соединенные катоды начнет проходить ток, который будет подогревать катоды лампы. Величина этого тока определяется индуктивным сопротивлением дросселя, выбираемым таким образом, что­бы ток предварительного подогрева като­дов в 1,5 2,1 раза превышал номинальный ток лампы. Длительность предваритель­ного подогрева катодов определяется вре­менем, в течение которого электроды стар­тера остаются замкнутыми.

Когда элек­троды стартера замкнуты, они остывают, и по прошествии определенного промежутка времени, называемого временем контактирования, электроды раз­мыкаются. Так как дроссель обладает большой индуктивностью, то в момент размыкания электродов стар­тера в дросселе возникает большой импульс напряже­ния, зажигающий лампу.

После зажигания лампы в цепи установится ток, рав­ный номинальному рабочему току лампы. Этот ток обу­словит такое падение напряжения на дросселе, что на­пряжение на лампе станет примерно равным половине номинального напряжения сети. Так как стартер вклю­чен параллельно лампе, то напряжение на нем будет равно напряжению на лампе и в связи с тем, что оно недостаточно для зажигания тлеющего разряда в стар­тере, его электроды останутся разомкнутыми при горе­нии лампы.

Стартеры тлеющего заряда.

Возможность зажигания лампы зависит от длитель­ности предварительного подогрева катодов и величины тока, проходящего через лампу в момент размыкания электродов стартера. Если разрыв цепи произойдет при малом значении тока, то величина индуктированной в дросселе э. д. с. и, следовательно, приложенного к лампе напряжения может оказаться недостаточной для ее зажигания, и лампа не зажжется. Поэтому, если при первой попытке стартер не зажжет лампу, он сразу же автоматически будет повторять описанный процесс до тех пор, пока не произойдет зажигание лампы. Со­гласно ГОСТ на стартеры зажигание лампы должно быть обеспечено за время до 10 сек.

Параллельно электродам стартера включен конден­сатор емкостью 0,003-0,1 мкф. Этот конденсатор обыч­но размещается в корпусе стартера. Конденсатор выпол­няет две функции: снижает уровень радиопомех, возни­кающих при контактировании электродов стартера и создаваемых лампой; с другой стороны, этот конденса­тор оказывает влияние на процессы зажигания лампы. Конденсатор уменьшает величину импульса напряже­ния, образуемого в момент размыкания электродов стар­тера, и увеличивает его длительность.

При отсутствии конденсатора напряжение на лампе очень быстро воз­растает, достигая нескольких тысяч вольт, но продолжи­тельность его действия очень небольшая. В этих усло­виях резко снижается надежность зажигания ламп. Кро­ме того, включение конденсатора параллельно электро­дам стартера уменьшает вероятность сваривания или, как говорят, залипания электродов, получающегося в ре­зультате образования электрической дуги в момент размыкания электродов. Конденсатор способствует быстрому гашению дуги.

Принципиальная схема включения люминесцентной лампы.

Применение конденсаторов в стартёре не обеспечи­вает полного подавления радиопомех, создаваемых лю­минесцентной лампой. Поэтому необходимо дополни­тельно на входе схемы установить два конденсатора емкостью не менее 0,008 мкф каждый, соединен­ных последовательно, и среднюю точку заземлить.
Одним из рекомендуемых способов снижения уровня радиопомех является применение дросселей с симметри­рованной обмоткой где обмотка дросселя разделе­на на две совершенно одинаковые части, имеющие рав­ное число витков, намотанных на один общий сердеч­ник.

Каждая часть дросселя соединена последовательно с одним из катодов лампы. При включении такого дрос­селя с лампой оба ее катода работают в одинаковых условиях, что снижает уровень радиопомех. В настоящее время, как правило, выпускаемые промышленностью дроссели изготовляются с симметрированными обмот­ками.

В схеме из-за наличия дросселя ток через лампу и напряжение сети не будут совпадать по фазе, т. е. они не будут одновременно достигать своих нулевых и максимальных значений. Как известно из теории переменного тока, в этом случае ток будет отставать по фазе от напряжения сети на некоторый угол, величина которого определяется соотношением индуктивного со­противления дросселя и активного сопротивления всей сети. Такие схемы называются отстающими.

В ряде случаев использования люминесцетных ламп требуется создавать такие условия, когда ток через лам­пу опережал бы по фазе напряжение сети. Такие схемы называются опережающими. Для выполнения этого условия последовательно с дросселем включается кон­денсатор, емкость которого рассчитывается таким обра­зом, чтобы его емкостное сопротивление было больше индуктивного сопротивления дросселя.

Устройство люминесцентной лампы.

В опережающем балласте в период зажигания лампы ток предварительного подогрева катодов имеет недостаточную величину. Для устранения этого явления необходимо на время зажигания лампы увеличить ток предварительного подогрева, что можно сделать, если частично компенсировать емкость индуктивностью. В цепь стартера включается дополнительная индуктивность в виде компенсирующей катушки.

При замыкании электродов стартера эта компенсирующая катушка включается последовательно с дросселем и конденсатором, общая индуктивность схемы возраста­ет, а вместе с ней увеличивается ток предварительного подогрева. После размыкания электродов стартера ком­пенсирующая катушка отключается, и в рабочем режиме лампы она не участвует. Индуктивность дополнительной катушки компенсирует емкость конденсатора, установ­ленного в стартере. Поэтому в схему вводится дополни­тельный конденсатор емкостью не менее 0,008 мкф, включаемый параллельно лампе и выполняющий в этом случае роль помехоподавляющего конденсатора.

Один из недостатков рассмотренных схем — низкий коэффициент мощности. Он составляет величину 0,5-0,6. Пускорегулирующие аппараты (ПРА), выполненные на основе этих схем, относятся к группе так называемых некомпенсированных аппаратов. При использовании та­ких аппаратов согласно правилам устройства электро­установок (ПУЭ) для повышения низкого коэффициента мощности необходимо предусматривать групповую ком­пенсацию коэффициента мощности, обеспечивающую до­ведение его для всей осветительной установки до вели­чины 0,9-0,95.

При невозможности или экономической неэффектив­ности применения групповой компенсации коэффициента мощности используют схемы, в которых дополнительно параллельно лампе включается конденсатор достаточной емкости, выбранный таким образом, чтобы коэффициент мощности схемы повысился до величины 0,85 -0,9 . ПРА, изготовленный по этой схеме, называют компенсированным. Расчеты показывают, что для ламп мощ­ностью 20 и 40 вт при напряжении 220 в емкость кон­денсатора составляет 3-5 мкф.

Основной недостаток стартерных схем зажигания — их низкая надежность, которая обусловлена ненадежно­стью работы стартера. Надежная работа стартера также зависит от уровня напряжения в питающей сети. Со сни­жением напряжения в питающей сети увеличивается время, необходимое для разогрева биметаллических элек­тродов, а при уменьшении напряжения более чем на 20% номинального стартер вообще не обеспечивает кон­тактирования электродов, и лампа не будет зажигаться. Значит, с уменьшением напряжения в питающей сети время зажигания лампы увеличивается.

Схема запуска сгоревшей люминисцентной лампы.

У люминесцентной лампы по мере старения наблю­дается увеличение ее рабочего напряжения, а у старте­ра, наоборот, с ростом срока службы напряжение зажи­гания тлеющего разряда уменьшается. В результате этого возможно, что при горящей лампе стартер начнет срабатывать и лампа гаснет.

При размыкании электродов стартера лампа вновь загорается и наблюдается мига­ние лампы. Такое мигание лампы, помимо вызываемого им неприятного зрительного ощущения, может привести к перегреву дросселя, выходу его из строя и порче лам­пы. Подобные же явления могут иметь место при ис­пользовании старых стартеров в сети с пониженным уровнем напряжения. При появлении миганий лампы необходимо заменить стартер на новый.

Стартеры имеют значительные разбросы времени кон­тактирования электродов, и оно очень часто недостаточ­но для надежного предварительного подогрева катодов ламп. В результате стартер зажигает лампу после не­скольких промежуточных попыток, что увеличивает дли­тельность переходных процессов, снижающих срок служ­бы ламп.

Общий недостаток всех одноламповых схем — невоз­можность уменьшить создаваемую одной люминесцент­ной лампой пульсацию светового потока. Поэтому такие схемы можно применять в помещениях, где устанавли­вается несколько ламп, а в случае их использования для группы ламп рекомендуется с целью уменьшения пульса­ции светового потока лампы включать в различные фазы трехфазной цепи. Необходимо стремиться к тому, чтобы освещенность в каждой точке создавалась не менее чем от двух-трех ламп, включенных в разные фазы сети.

Двухламповые схемы включения. Применение двух­ламповых схем включения дает возможность уменьшить пульсацию суммарного светового потока, так как пуль­сации светового потока каждой лампы происходят не одновременно, а с некоторым сдвигом по времени. По­этому суммарный световой поток двух ламп никогда не будет равен нулю, а колеблется около некоторого сред­него значения с частотой, меньшей, чем при одной лам­пе. Кроме того, эти схемы обеспечивают высокий коэф­фициент мощности комплекта лампа — ПРА.

Наибольшее распространение получила двухлампо­вая схема, называемая часто схемой с расщепленной фазой. Схема состоит из двух элементов-ветвей: отстающей и опережающей. В первой ветви ток отстает по фазе от напряжения на угол 60°, а во второй — опе­режает на угол 60°. Благодаря этому ток во внешней цепи будет почти совпадать по фазе с напряжением, и коэффициент мощности всей схемы составит величину 0.9-0.95.

Эту схему можно отнести к группе компенси­рованных, и по сравнению с одноламповой некомпенси­рованной схемой она обладает тем преимуществом, что не требуется принимать дополнительных мер для повы­шения коэффициента мощности. При изготовлении ПРА по этой схеме общий расход конструкционных материалов меньше, чем для двух и одноламповых аппаратов. В настоящее время выпускается большое количество различных типов аппаратов, выполненных по этой схеме.

Как работает лампа дневного света. Особенности проверки дросселей и стартеров для люминесцентных ламп

В условиях повышения цен на энергоресурсы, увеличения тарифов на электроэнергию, для населения актуальным стал вопрос экономии электричества в домах и квартирах. Разработаны различные технологии, позволяющие использовать более экономичные электроприборы, чем те, которые производились еще несколько десятилетий назад. При организации освещения помещений уже достаточно давно применяются люминесцентные источники света, или лампы дневного света (ЛДС). Они, обеспечивая такую же освещенность, как и обычные лампочки накаливания, потребляют в 5-7 раз меньше электроэнергии, чем их предшественники. Несмотря на то, что появились еще более экономичные светодиодные источники, цена их настолько высока, что в настоящее время использование светильников с ЛДС остается наиболее рациональным решением.

В процессе эксплуатации светильников всегда возможны поломки, отказы в работе некоторых элементов. Для ремонта необходимо знать, как можно проверить лампы дневного света тестером. Для этого нужно представлять, как устроены и как работают такие источники света.

Устройство

Принцип работы ламп дневного света основан на свечении люминофоров в ультрафиолетовом свете.

Сам прибор представляет собой герметичную колбу из тонкого прочного стекла, на поверхность которой внутри нанесен люминофорный состав. Внутри колбы также находится небольшое количество ртути, которая и образует свечение под действием разогретых вольфрамовых спиралей по концам колбы. Перегорание спиралей можно проверить тестером.

В светильниках лампа подключается последовательно с дросселем, представляющим собой катушку индуктивности.

Параллельно лампе подключается стартер. Он представляет собой заключенные в пластмассовый или алюминиевый корпус компактную газоразрядную лампу с биметаллическим контактом и компенсационный конденсатор, который служит для выравнивания тока на лампе стартера.

Принцип работы

Когда электрическая цепь светильника подключается к источнику тока, как правило, это электрическая сеть переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц, величины силы тока не хватает, чтобы разогреть спирали в колбе лампы. И вот в этот самый момент газоразрядная лампа под действием тока в цепи включается и разогревает биметаллический контакт, который физически замыкает цепь светильника. Ток увеличивается в несколько раз, спирали в колбе разогреваются до температуры испарения ртути. Чем выше температура, тем выше проводимость паров в колбе.

Величина тока на участке цепи светильника, на котором установлен стартер, падает вдвое и газоразрядная лампа гаснет. Биметаллический контакт остывает, выключается и с этого момента ток течет только внутри колбы и через дроссель. В исправном светильнике стартер больше не участвует в процессе до того момента, пока не нужно будет еще раз разогревать спирали лампы после ее отключения.

Дроссель обеспечивает регулировку тока в цепи, не допуская перегрева спиралей в колбе и их перегорания.

В подавляющем большинстве случаев в конструкциях светильников используется несколько ламп. Их количество четно и они подключаются последовательно по две. Соответственно, стартеры (а их тоже будет два или более – по количеству ламп), тоже подключаются последовательно. В этом случае стартеры должны быть на напряжение 127 В, иначе они не сработают.

Проверка стартера

Проверка светильников с ЛДС заключается в контроле целостности вольфрамовых спиралей, расположенных непосредственно в колбах ламп, а также в контроле работоспособности дросселей и стартеров.

После вскрытия корпуса светильника, лампы надо проверить на наличие почернений у концов колб. Если почернения есть, то в схеме светильника, скорее всего, имеется какая-то неисправность, и, если ее не устранить, то лампы отработают очень недолго.

При отсутствии «признаков жизни» в светильнике следует проверить в первую очередь стартер. Он выходит из строя чаще всего, так как его элементы работают механически в условиях многократно изменяющейся температуры. Разобрав корпус стартера, необходимо осмотреть конденсатор и лампу:

• конденсатор не должен быть вздутым или взорвавшимся, что может быть следствием наличия скачков большого напряжения в сети;
• лампа не должна быть сильно почерневшей;
• далее конденсатор можно проверить с помощью универсального тестера – мультиметра.

Чтобы проверить ЛДС, мультиметр переводится в режим омметра с наибольшим возможным пределом измерения сопротивления. При проведении измерений между выводами конденсатора сопротивление должно быть бесконечным. Если при измерении будет зафиксировано сопротивление менее 2 МОм, то, скорее всего конденсатор имеет недопустимый ток утечки. Но эти признаки, указывающие на неисправность, могут и не выявиться. Очень часто в домашних условиях проверить стартер можно только, установив его в заведомо исправный светильник.

В любом случае, если выяснится, что причиной отказа в работе светильника является стартер, его необходимо заменить.

Целостность спиралей-электродов

Лампы «перегорают» гораздо реже, хотя проверить их проще, чем стартер. Делают это обычным тестером с контрольной лампой или мультиметром, настроенным на измерение сопротивлений. Довольно легко проверить целостность спиралей. Для проверки тестер или мультиметр подключается к паре выводов на отдельном конце колбы.

Если спирали целые, то контрольная лампа тестера должна светиться, а мультиметр должен показывать небольшое сопротивление (около 10 Ом). Если тестер «молчит», а сопротивление мультиметра бесконечно, имеет место обрыв спирали. При обрыве даже одной спирали из двух, лампа, очевидно, работать не будет. В этом случае необходима ее замена.

Проверка дросселя

Следующим шагом будет проверка дросселя. Он во всей этой конструкции самый стойкий элемент, и выходит из строя гораздо реже остальных. Тем не менее важно знать, как проверить дроссель лампы дневного света мультиметром.

Неисправность его может заключаться в обрыве или перегорании обмотки, нарушении изоляции между витками провода. В обоих случаях неисправность можно выявить, подключив к выводам дросселя мультиметр, настроенный на измерение сопротивления. Если сопротивление между выводами дросселя будет бесконечно, значит, имеет место обрыв или перегорание обмотки. Перегорание обычно предвещается неприятным запахом, исходящим от детали, особенно во время работы. Если сопротивление ничтожно мало, то, скорее всего, нарушена изоляция провода, и произошло межвитковое замыкание в обмотке, или замыкание обмотки на сердечник.

Совершенно очевидно, что все приемы проверки, описанные выше, справедливы только при использовании в светильниках, так называемых электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (ЭмПРА). В настоящее время появляются электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА), исключающие наличие в схеме стартеров. Устанавливаются такие аппараты и в компактные ртутные лампы дневного света. Пока они достаточно дороги и ремонту своими силами не подлежат, поэтому использование ЭмПРА еще оправдано.

Благодаря своим техническим характеристикам, люминесцентные лампы (ЛЛ) успешно заменяют лампы накаливания. Выпускается очень много их видов. Маркировка люминесцентных ламп отличается разнообразием. Наилучшими характеристиками обладают модели с разными оттенками белого свечения (ТБ, Б, Е, ХБ и Д). Когда делается расшифровка, вначале стоит обозначение типа лампы Л, а затем характеристика цвета. Они экономичней в плане светоотдачи, и их световые потоки меньше пульсируют. В маркировке последовательно указываются основные параметры лампы: мощность, диаметр трубки, цвет.

Светильники с люминесцентными лампами

Расшифровка импортных изделий отличается от отечественных. Каждая фирма делает ее по-своему. Поэтому их характеристики и схемы следует тщательно изучать перед применением.

Принцип работы

У люминесцентной лампы (ЛЛ), в отличие от лампы накаливания, более сложная конструкция. Она представляет собой стеклянный баллон, заполненный инертным газом и ртутными парами. С двух сторон в нем расположены электроды в виде подогреваемых спиралей. При подаче на них напряжения в парах ртути происходит электрический разряд, от действия которого возникает невидимое ультрафиолетовое излучение. Оно действует на слой люминофора, нанесенный изнутри ровным слоем на стекло, образующий видимое излучение. В зависимости от его состава меняются цветовые оттенки ламп.

Часто светильник перестает работать по разным причинам и возникает вопрос: как проверить люминесцентную лампу? ЛЛ запускаются с помощью пускорегулирующей аппаратуры. Она может быть электромагнитной и электронной.

Электромагнитная пускорегулирующая аппаратура

Главным элементом ЭмПРА (электромагнитной пускорегулирующей аппаратуры) является балластное сопротивление (дроссель) в виде катушки с железным сердечником, подключенной последовательно к лампе. Дроссель обеспечивает стабильность разряда и ограничивает ток светильника, когда это необходимо.

Схема люминесцентной лампы с ЭмПРА

При включении балластное сопротивление ограничивает стартовый ток, пока разогреваются электроды (катоды), а затем создает повышенное напряжение для зажигания лампы. Такое решение является простым и надежным. К нему предъявляются следующие требования:

• минимум потерь мощности;
• температура нагрева не должна превышать 60 0 С;
• минимальные масса и габариты;
• отсутствие гудения.

Следующим важным элементом для запуска ЛЛ является стартер тлеющего разряда.

Стартер тлеющего разряда

Его назначение следующее: замыкание электрической цепи лампы при запуске, после чего часть напряжения падает на балластнике, а другая – идет на нагрев катодов; размыкание контактов, шунтирующих лампу при разогреве электродов. В результате возникает импульс высокого напряжения, приложенного к лампе, который ее зажигает.

После того как подается питание на лампу, в стартере появляется разряд, нагревающий биметаллические контакты. Они замыкаются, вызывая увеличение тока в лампе и разогрев катодов. Затем происходит остывание контактов стартера, и снова происходит их размыкание. При этом в цепи создается высоковольтный импульс от явления самоиндукции в дросселе, приводящий к зажиганию лампы.

Как проверить дроссель

Исправность дросселя проверяется на целостность обмотки катушки:

• отключить стартер и замкнуть накоротко его патрон;
• снять ЛЛ и замкнуть накоротко патроны с обеих сторон;
• замерить сопротивление дросселя, подсоединив омметр к электродам лампы.

Дроссели исправны, если при их работе нет перегрева и гудения.

Как проверить дроссель электромагнитный

Как проверить стартер

Электроды стартера в отключенном состоянии разомкнуты, и проверить их исправность невозможно. Стартер заменяют на резервный с той же мощностью.

Неисправные детали, не подлежащие ремонту, следует сразу выбрасывать, чтобы после не было путаницы.

Проверить работоспособность стартера можно, подключив его последовательно с лампой накаливания в розетку 220 В. Он выходит из строя при износе биметаллической пластины или лампы тлеющего разряда. Он не исправен, когда ЛЛ при запуске мигает и не загорается, а повторные пуски не приносят результатов. Это свидетельствует о том, что не хватает напряжения для ее запуска.

Проверка емкости конденсатора

Чтобы измерить емкость конденсаторов мультиметром , их ножки выпаиваются – у каждого по одной. Замена неисправного производится на аналогичный по емкости, напряжению и допускам. Величина допуска имеет большое значение. Его обозначение часто можно увидеть на корпусе детали.

Проверка неисправности лампы

Запуск качественных светильников происходит при напряжении сети, составляющем 90 % от номинального. Их неисправности бывают следующими:

1. Если лампа не зажигается, ее следует сменить на заведомо исправную. Если и она не работает, надо искать обрыв, менять дроссель и проверять всю пускорегулирующую аппаратуру. Наиболее распространенными причинами могут быть отсутствие контакта в патроне, обрыв в питающих проводах, нарушение герметичности. Держатели со временем изнашиваются, и происходит нарушение контактов. Для восстановления их следует подогнуть или заменить. ЛЛ может не загореться при температуре среды менее -5 0 С, а также при скачках напряжения сети более 7 %. Прозвонка электрической цепи производится последовательным прикладыванием щупов с обеих сторон каждого участка провода между соединениями.
2. Перегорела спираль. Катоды проверяются тестером или пробником с миниатюрной лампой накаливания на наличие сопротивления. Прибор устанавливают в диапазон минимального сопротивления и подсоединяют к штырькам. Перегоревшая спираль не покажет сопротивления.
3. Потемнение концов трубки. Это означает, что лампа отработала свой срок.
4. Лампа не зажигается и светится на концах. Если замена стартера не помогает, значит, не исправен конденсатор.
5. Лампа мигает и не зажигается, а свечение наблюдается только с одной стороны. Перевернуть трубку и попытаться запустить снова. Если она не зажглась, устанавливают новый светильник или ищут неисправности в проводке и держателях.
6. Свечение лампы изменилось. Причиной может быть изменение свойств люминофора.
7. Гудение светильника из-за дребезжания пластин балласта. В таком случае дроссель меняют на новый.
8. Балластники перегреваются из-за нарушения изоляции между пластинами. В таких случаях делают их замену.
9. Срабатывает защита при запуске светильника. Пробит компенсирующий конденсатор на входе, или произошло короткое замыкание в цепи питания.
10. Резко уменьшается световой поток лампы. Причиной может быть пропускание тока только в одном направлении. Светильник следует заменить.
11. Лампы не зажигаются, а на их концах происходит оранжевое свечение. Это является сигналом, что внутрь попал воздух.
12. Зажигание происходит нормально, а затем лампа темнеет с концов и гаснет. Следует заменить дроссель, не обеспечивающий требуемый режим работы.
13. ЛЛ периодически зажигается и гаснет. Причина может быть в стартере или лампе.
14. Лампа быстро чернеет на концах и у нее перегорают спирали. Срок службы ЛЛ сокращает нестабильность напряжения питания и неисправности в балластном сопротивлении. При плохой работе сети целесообразно применять лампы накаливания.

Почему перегорают лампочки

Неисправности в электронном балласте

В современных ЛЛ больше применяется электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА). Для ее проверки берется такое же заведомо исправное устройство с аналогичными параметрами и подключается с соблюдением схемы к проверяемой лампе. Если светильник нормально заработал, то причина неисправности в блоке.

Не стоит спешить выбрасывать старый блок. Вполне возможно, что всего лишь перегорел предохранитель (рисунок ниже – цифра 1). Он заменяется на аналогичный, с одинаковым диаметром, плавкой проволочки или вставки.

При исправном предохранителе мультиметром проверяются все резисторы, конденсаторы и прочие детали в схеме.

Когда нити накала еле светятся, это связано чаще всего с пробоем конденсатора между ними (цифра 2 на рисунке). Его меняют на аналогичный, но с рабочим напряжением около 2 кВ. На дешевых балластах часто выходят из строя конденсаторы всего на 250-400 В.

Могут выйти из строя транзисторы (цифра 3 на рисунке) из-за скачков напряжения. При работе сварочного аппарата или другой мощной нагрузке ЛЛ лучше выключать. Замену легко найти по аналогу, обозначение которого находится по таблицам или взять отработанный балластник.

Расшифровка первых букв иностранных производителей носит рекламный характер, что создает трудности в определении взаимозаменяемости ламп.

Балластник энергосберегающей лампы

После замены каждой радиодетали проверяется работоспособность электронного балласта путем последовательного включения с лампой накаливания мощностью 40 Вт.

Без нагрузки импульсное устройство ЭПРА быстро выходит из строя. Поэтому в схемах с электронным балластом особое внимание следует уделять отсутствию нарушений контактов.

Поэтому перед включением ЛЛ надо обеспечить надежность контактов электрической цепи.

Импульсный блок питания отработанной энергосберегающей лампы вполне может подойти даже для большой ЛЛ. Нужно снять пластиковый цоколь и правильно подключить контакты колбы к нитям накала трубки.

При установке ЭПРА от другой лампы мощность блоков питания должна быть близкой по величине.

Не всегда удается найти для замены блока питания такое же устройство к встроенным потолочным светильникам на 4 лампы.

Потолочный светильник на 4 лампы

Провода нового ЭПРА нужно соединять с патронами ЛЛ по его схеме. Схему контактных соединений придется переделать. Сначала она собирается на скрутке с обычной изоляцией. При этом на один из концов следует предварительно надеть кусок термоусадочного провода – кембрика. После того как все лампы начнут загораться, изоляция убирается, провода протравливаются паяльной кислотой с последующей пайкой. При аккуратном и точном выполнении ничего сложного в такой работе нет.

Особенно электронный балласт боится, когда путают фазу и ноль.

Ознакомившись с принципом работы ламп дневного света, вы заметите, что дроссель для люминесцентных ламп – это незаменимая деталь, выход которой из строя не позволит полноценно пользоваться прибором. Чтобы устройство радовало стабильно качественной работой, следует обязательно проводить проверку посредством специального прибора – мультиметра. А при наличии признаков поломки – быстро ремонтируем.

Особенности конструкции источников светового потока

Любая лампа дневного света, внутри которой содержатся люминесцентные частицы, лучше всего подходят для глаз. Мягкое свечение светового потока обеспечивается за счет специально подобранного состава газа, находящегося внутри. Таким образом, в зависимости от потребностей покупателя он может подобрать следующее устройство:

• с генерированием желтоватого тона;
• с генерированием холодноватого белого тона;
• с генерированием теплого белого тона.

Но чтобы люминесцентная лампа работала безопасно, устройство предполагает наличие специального элемента, который называется дросселем. Для чего нужен дроссель? Внешне он напоминает катушку индуктивности, внутри которой расположен сердечник из ферримагнитного сплава. При работе лампы дроссели позволяют стабилизировать генерируемое свечение. Другими словами, дроссель для ламп дает возможность избавиться от эффекта мерцания. Соответственно, если исправность дросселя нарушена, это приведет к пульсированию освещения, восстановить которое можно только покупкой новой детали.

Обратите внимание! Перед тем как приобрести светильники для лампы дневного света настоятельно рекомендуем уточнить у продавца наличие гарантийного срока на продукцию. Если она имеется, при обнаружении заводских дефектов будет проведена замена. В противном случае восстановление придется вести самостоятельно (если позволяет состояние).

С какими неисправностями можно столкнуться на практике?

В люминесцентных лампах нередко приходится менять ряд деталей, поскольку условия, в которых они работают, очень жесткие. Чтобы определить, почему настольная лампа находится в неисправном состоянии, следует сначала проверить дроссель и стартер. Практика показывает, что именно эти детали чаще всего ломаются в лампах.

В стартере нередко ломаются конденсаторы, которые подключаются к источнику света в параллельном порядке. Если они сгорели, придется подобрать подходящие элементы согласно инструкции от производителя. В этом также может помочь схема подключения, поскольку здесь всегда указывается наименование конденсатора. Всегда проверяйте максимальное напряжение, которое выдерживает элемент. Каждый случай оценивается индивидуально ввиду отсутствия универсальных решений.

Решив проверить лампу, следует сразу прозвонить стартеры, поскольку дроссель ломается очень редко. С его помощью поддерживается оптимальный электронный балласт для люминесцентных ламп. Практика показывает, что наиболее частой причиной поломки является обрыв обмотки. Дело в том, что со временем витки обмотки загораются, так как не могут полноценно справляться с электричеством, которое проходит по ним. Проверка дросселя в таком случае будет довольно простой, поскольку деталь генерирует характерный запах, когда горит.

Лампа дневного света также нередко ломается в результате перегорания вольфрамовой нити. Убедиться в наличии проблемы достаточно легко – нужно проверить лампочку тестером. Также разрешается прозвонить лампочку мультиметром. Чтобы узнать, как прозвонить деталь, достаточно воспользоваться инструкцией к прибору.

Как проводится проверка?

Перед тем как проверить стартер, необходимо приобрести специальный прибор, который называется мультиметром. Зачем это делать? В домашних условиях позволяет легко определить причины выхода ЛДС из строя, проверить, в каком месте она не работает, а также просто провести детальный анализ состояния элементов.

Обратите внимание! В некоторых моделях присутствует звуковая прозвонка. Эта функция позволяет проверить минимальный уровень сопротивления подключенного устройства.

Как проверить дроссель лампы дневного света мультиметром? Все достаточно просто.

1. Дросселирующее устройство срабатывает с помощью подключенных двух проводов, которые проходят к нему. Для дальнейшего выполнения работ их надо отключить. Ни в коем случае не делайте это на работающем приборе, иначе вас гарантированно ударит током.
2. Подсоединяем провода к цоколю контрольной лампочки.
3. Аккуратно отложив полученную конструкцию, ЛДС надо подключить к электрической сети.

Если прибор исправный, галогеновая лампа сможет загореться в полную силу. Если она загорелась, но при этом не генерирует нужную силу света, значит, дело в дросселе. Всегда помните – перед тем как отремонтировать электрическое устройство, следует выключать его из электросети. Особенностью принципа работы лампы дневного света является то, что она все равно передает напряжение по всем элементам, даже если выключатель переведен в неактивный режим.

С какими поломками можно столкнуться на практике?

Конструкция лампы ДРЛ предусматривает выход из строя большого количества деталей. Поэтому сразу же определить причину поломки и способ ремонта лампы дневного света практически нереально. С другой стороны, досконально зная то, как работает дневное освещение, вы можете с большой вероятностью правильно найти причину всех проблем. Практика показывает, что именно дроссель чаще всего вызывает ряд дополнительных проблем. Есть ряд признаков, на которые следует опираться при определении их неисправности.

1. Эффект «огненной змейки». Система освещения в таком случае передает слишком высокую величину тока, в результате чего разряд становится нестабильным. Если тестер ламп показал несоответствие рекомендованных параметров, придется поменять дроссель. В некоторых ситуациях требуется и новая ртутная лампа, так как старая уже не загорается с достаточной силой.
2. Колба становится темной недалеко от выходного контакта. При обнаружении этого дефекта придется приобретать новую лампу. Причиной тому является сломанный пускатель либо неправильная работа катушки индуктивности.
3. Перегорание спирали. Катушка индуктивности страдает от плохого качества изоляции. В некоторых случаях потеря индуктивности вызвана механическим влиянием. Рекомендуется поменять.
4. Посторонние звуки и запахи. В катушке появляется замыкание между витками. Перед тем как проверить лампочку, следует внимательно ознакомиться с маркировкой катушки, чтобы приобрести на рынке новую.
5. Лампа не может включиться. Система освещения не загорится потому, что ПРА вышел из строя, так как внутри оборвался провод в обмотке. С другой стороны, эта проблема появляется довольно редко.

Перед тем как проверить электронный балласт, рекомендуется взять с собой другой прибор освещения, находящийся в 100% рабочем состоянии. После этого проверяется как сама дуговая лампа, так и работа других компонентов. Старый стартер люминесцентной лампы можно без проблем подсоединить к другому устройству. Если в результате оно начнет так же плохо функционировать, вы наверняка будете знать причину. О том, как подключить каждый элемент, следует ознакомиться в схеме. В некоторых моделях указывается оптимальный уровень рабочего напряжения и электрического сопротивления обмотки. Как результат, вы сможете сопоставить имеющуюся информацией с той, которую выдает мультиметр при анализе.

Что нужно делать для правильного выбора долговечной лампы?

Выбирая оптимальную модель между стартерными системами освещения, важно придерживаться советов ниже.

1. Обратите внимание на наименование бренда-производителя. Практика показывает, что дешевая модель ЛДС является результатом низкого качества производства. Продукция с высоким качеством сборки будет работать как минимум три года, не требуя от владельца замены комплектующих.
2. На отечественном рынке всегда есть повышенная вероятность покупки бракованной продукции. Обязательно обратите внимание на наличие гарантийного срока. При обнаружении проблем с лампой ЛДС вы сможете вернуть ее обратно, получив свои деньги.
3. Посоветуйтесь со специалистом, имеющим большой опыт работы с подобной продукцией. Благодаря этому вы сможете максимально четко подобрать неоновую систему освещения, точно зная, что она справится с поставленными задачами.
4. лампочки. Перед тем как проверить люминесцентную лампу, обязательно сообщите об этом продавцу. Некоторые недобросовестные магазины продают экземпляры с уже нерабочей лампой, не желая проверять ее¸ аргументируя это «потерей заводского вида упаковки». Смело избегайте таких точек продаж.
5. Убедитесь в отсутствии эффекта мерцания цвета. Днем его практически незаметно – увидеть это можно вечером. Поняв, что свет не рассеивается равномерно, откажитесь от приобретения экземпляра, так как в нем вышел из строя стартер для ламп дневного света. «Выбить» от магазина безвозмездную замену элемента весьма проблематично, так как на практике сложно доказать, что изделие работало в нормальных температурных и влажностных условиях.

Выводы

Если ваш день начался с того, что люминесцентная лампа перестала полноценно работать, придется проводить ремонт. При самостоятельном восстановлении работоспособности всегда соблюдайте технику безопасности. Никогда не работайте без наличия полного набора инструментов и оборудования, которое может потребоваться для замены вышедших из строя деталей. При проверке сначала обратите внимание на состояние дросселя и стартера, поскольку эти компоненты подвержены наибольшему риску выхода из строя. Включайте прибор в розетку только в том случае, когда это действительно необходимо – при неактивном положении выключателя по прибору все равно будет проходить ток.

Стартеры для ламп. Устройство и работа. Замена и как выбрать

Стартеры для ламп являются частью пускорегулирующей аппаратуры, которая служит для зажигания люминесцентных ламп при подключении к сети 220В с частотой 50 Гц. Помимо стартеров в состав ЭМПРА входит конденсатор и дроссель.

Как устроены и работают стартеры для ламп

Стартер представляет собой небольшую газоразрядную лампу, в которой поддерживается тлеющий разряд. Ее корпус состоит из стеклянной колбы, которая заполняется инертным газом. В качестве него может применяться неон или гелий-водород. В колбе размещено два электрода чаще всего биметаллических. Один электрод закреплен, а второй установлен подвижно. Может применяться два подвижных электрода, что повышает надежность и быстродействие системы. В случае снижения эффективности изгиба одного электрода, это компенсирует второй.

При подаче напряжения на стартер происходит тлеющий разряд. Он поддерживается незначительным током в пределах 20-50 мА. Тлеющий разряд поднимает температуру внутри колбы, от чего происходит разогрев подвижного биметаллического электрода, в результате чего он изгибается и прикасается ко второму. При замыкании цепи разряд переходит на соединительный дроссель и в последующем на саму лампу, вызывая ее подогрев. В это время ток заряда в самом стартере прекращается, поэтому его электроды охлаждаются и разгибаются. В результате в электрической цепи создается импульс высокого напряжения, который передается на дроссель и зажигает люминесцентную лампу, провоцируя ее стойкое белое свечение.

Цель стартера заключается в подогреве лампы, поскольку в противном случае она просто не зажжется при подаче напряжения.

Подобный эффект можно наблюдать пытаясь включить низкокачественную люминесцентную лампочку на морозе. Если в тепле она работает безотказно, то в холоде не светит.

Для обеспечения продолжительного ресурса эксплуатации пускателя требуется наличие конденсатора. Его задача заключается в сглаживании экстра токов, благодаря чему осуществляется размыкание электродов прибора. Без наличия конденсатора электроды просто спаяются между собой. Конденсатор имеет емкость от 0,003 до 0,1 мкФ. Зачастую в конструкции люминесцентных ламп, особенно с патроном Е27, предусматривается подключение двух последовательно соединенных конденсаторов емкостью каждого по 0,01 мкФ. Это необходимо для компенсации создания радиопомех, которые обычно наблюдаются при работе ламп дневного света.

Специфика работы стартера требует соблюдение определенного напряжения. В случае его падения до уровня 80% лампочка не загорится, поскольку пускатель не сможет правильно ее прогреть. Дело в том, что напряжение зажигания самого стартера должно быть ниже, чем напряжение в сети, к которой он подключен. При этом рабочее напряжение вызывающее свечение самой люминесцентной лампы должно быть ниже, чем у пускателя.

Срок службы стартера и признаки его скорого выхода из строя

Стартеры для ламп выходят из строя чаще, чем непосредственно сама лампочка. По мере применения пускового устройства напряжение образующее тлеющий разряд снижается. Как следствие может наблюдаться замыкание между электродами стартера даже при работе лампы, когда она уже издает свет. Как следствие лампочка гасится и снова зажигается, что человеческим глазом воспринимается как мерцание. Симптомом начала таких проблем является легкое мигание при длительной работе, или вначале до набора максимального свечения.

В это время внутри стартера электроды то присоединяются, то разъединяются. Как только контакт между ними прекращается лампа горит. Подобные блики не только мешают, но и опасны для других элементов лампы, в первую очередь наблюдается перегрев дросселя. Может выйти из строя и сама колба.

Люминесцентные лампочки предлагаются в различных форматах. Лампы, применяемые в обыкновенных люстрах и светильниках, сделаны под цоколь Е14 и Е27. В этом случае стартер прячется прямо в корпусе лампочки, поэтому как только он выходит из строя, то меняется весь механизм. Для вытянутых ламп, устанавливаемых в потолочные светильники, применяются отдельные пусковые устройства. Такие стартеры для ламп нужно своевременно менять, чтобы предотвратить выход из строя всей осветительной системы.

Фактический ресурс стартера позволяет осуществлять не менее 6000 включений. Это довольно много, ведь даже пользуясь светом дважды в день, ресурс израсходуется только через 8 лет. Конечно, свет может включаться и отключаться гораздо чаще, поэтому стартеры для ламп на практике служат намного меньше.

Стартеры для ламп являются довольно специфической конструкцией, главный недостаток которой в низкой надежности. Зачастую устройство отказывает, в результате чего возникает фальстарт в виде несколько вспышек света при нажатии на включатель. Как следствие после короткого мерцания полноценное свечение так и не происходит. Любые неполадки пускателя негативно сказываются на ресурсе самой лампочки. Проблемы с запуском снижают и коэффициент полезного действия осветительного оборудования, увеличивая потребление энергии, что сопровождается малым количеством выделяемого света.

По мере эксплуатации рабочее напряжение стартера снижается, в то время как у самой лампы повышается. Такая несовместимость провоцирует возникновение тлеющего разряда даже в том случае, если лампочка уже светит, что тоже провоцирует мигание. Со временем стартер может терять в уровне эффективности разогрева лампы. В результате нажимая на выключатель, свет просто не зажигается. Чтобы все заработало, приходится по несколько раз жать на клавишу. При каждом срабатывании лампа понемногу прогревается, пока не достигнет достаточной температуры для свечения.  При этом создается впечатление, что вся проблема в самом выключателе, а точнее его контактами. По этой причине осуществляется сильное надавливание на его клавишу.

Критерии выбора

Выбирая стартер под определенный тип ламп, требуется в первую очередь обращать внимание на следующие показатели:

• Ток зажигания.
• Напряжение.
• Уровень мощности.
• Тип применяемого конденсатора.

Что касается тока зажигания, он должен быть выше рабочего напряжение лампы, но не ниже напряжения в сети питания. Только при соблюдении таких условий освещение будет работать корректно.

Базисное напряжение может составлять 127 или 220В. При включении в одноламповую схему применяется устройство на 220В. Для двухламповых систем используются стартеры на 127В.

Одним из самых важных критериев выбора стартера является уровень его мощности. Он измеряется в ваттах (Вт) и прописывается на боковой части корпуса стартера. В отдельных случаях мощность может изображаться на торцевой части стартера выдавленной в пластике. Подавляющее большинство представленных в продаже пускателей производятся с мощностью 60, 90 и 120 Вт.

Также бывают стартеры для ламп с диапазоном мощности 4-22 Вт, 4-65 Вт и так далее.

В некоторых странах, в том числе и России, для обозначения параметров стартера применяется маркировка. На поверхность корпуса устройства наносится буквенно-цифровая надпись ХХ-С-ХХХ. Сначала идут две цифры, которые указывают на мощность устройства. Потом указывается буква «С», обозначающая что применяемый прибор это стартер. Дело в том, что при незнании пускатель можно спутать с конденсатором или другими устройствами, поэтому присутствие в маркировке «С» позволяет избежать подобных ошибок. Сразу после буквы идет трехзначное число, которое указывает на напряжение, применяемое для работы. Это может быть 127 или 220В.

Многие производители, поставляющие свою продукцию на рынки всего мира, применяют свою собственную фирменную маркировку. В этом случае для удобства потребителей помимо собственного буквенно-цифрового обозначения применяется и стандартная расшифровка с указанием параметров мощности и напряжения. Далеко не все бренды указывают на корпусе устройства для скольких лампочек оно может поменяться. При отсутствии нужной информации ее нужно искать в инструкции.

Процесс замены пускателя

Рекомендуется менять стартеры для ламп вместе с самими лампами.  В этом случае новые устройства не выйдут из строя в неподходящий момент, из-за износа старых элементов в схеме подключения.

Замену нужно осуществлять не только при полном перегорании лампы, но и в случае:

• Мерцания.
• Длительной задержки при включении.
• Сильного шума при работе.
• Существенного падения яркости.
• Самовольного отключения на продолжительный срок с последующим включением.

В случае с люминесцентными лампами в формате цоколя Е14 и Е27 прибор просто выкручивается, а на его место ставится новая лампочка. Длинные лампы потолочного типа меняются по другой схеме. Колба лампочки поворачивается по своей осина на 45 градусов в направлении часовой стрелки. В результате ее электроды сдвигаются до выходного шлица. После этого лампа вытягивается. Стартер скрыт за отражающей крышкой светильника, поэтому ее нужно также демонтировать. Она может крепиться защелками или винтами. После извлечения крышки можно увидеть закрепленный в посадочном гнезде стартер. Он просто поворачивается против часовой стрелки до характерного щелчка и вытягивается как вилка из розетки. На его место ставится новый стартер.

Похожие темы:

Информация о светильниках дневного света, для чего они

Выбор правильного освещения напрямую влияет на состояние здоровья каждого человека. Из-за неравномерного или недостаточно яркого освещения могут начать развиваться симптомы различных заболеваний, которые наиболее распространены в городских условиях. Кроме того, городские жители часто страдают от недостатка естественного солнечного света, что особенно заметно в зимние месяцы.

Популярность светильников дневного света

Эффективное решение этой проблемы — медицинские лампы дневного освещения, которые используются не только для физиотерапии, но и в декоративных целях. Благодаря полной имитации солнечного света организм человека получает необходимую для комфортной жизни дозу витамина D, а его самочувствие и настроение заметно улучшаются в процессе использования.

В чем польза для организма человека?

Помимо стимуляции выработки витамина D, светильники дневного освещения способствуют снижению уровня стресса, уменьшая выработку гормона кортизола. Кроме того, такие устройства снижают утомляемость и нервозность, а также способствуют нормализации биоритмов. Естественный дневной свет уменьшает выработку мелатонина в организме, облегчая пробуждение в утренние часы.

Возможности светильников дневного света

Производитель Beurer с каждым годом совершенствуют модели своих устройств, добавляя к ним новые и полезные функции. Многие из них уже можно синхронизировать со специально разработанными мобильными приложениями «Beurer LightUp», с помощью которых управлять светильником легко и удобно. Кроме того, многие модели Beurer позволяют менять цвета освещения в зависимости от целей, которые вы преследуете. Например, известно, что приглушенный красный свет способствует лучшему засыпанию. А естественный дневной, в cвою очередь, помогает плавно проснуться.

Светильник дневного света – это полезное приобретение для поддержания и профилактики своего здоровья и самочувствия. Они обладают доказанной эффективностью при лечении связанных с недостатком света заболеваний. Здоровье проще сохранить, чем вернуть, и чем раньше купить светильник дневного света — тем лучше!

Схема включения люминесцентных ламп

Лампы дневного света с самых первых выпусков и частично до сих пор зажигаются с помощью электромагнитной пускорегулирующей аппаратуры – ЭмПРА. Классический вариант лампы выполнен в виде герметичной стеклянной трубки со штырьками на концах.

Как выглядят люминесцентные лампы

Внутри она заполнена инертным газом с парами ртути. Ее установка производится в патроны, через которые подается напряжение на электроды. Между ними создается электрический разряд, вызывающий ультрафиолетовое свечение, которое действует на слой люминофора, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянной трубки. В результате появляется яркое свечение. Схема включения люминесцентных ламп (ЛЛ) обеспечивается двумя основными элементами: электромагнитным балластом L1 и лампой тлеющего разряда SF1.

Схема включения ЛЛ с электромагнитным дросселем и стартером

Схемы зажигания с ЭмПРА

Устройство с дросселем и стартером работает по следующему принципу:

1. Подача напряжения на электроды. Ток через газовую среду лампы сначала не проходит из-за ее большого сопротивления. Он поступает через стартер (Ст) (рис. ниже), в котором образуется тлеющий разряд. При этом через спирали электродов (2) проходит ток и начинает их подогревать.
2. Контакты стартера разогреваются, и один из них замыкается, так как он выполнен из биметалла. Ток проходит через них, и разряд прекращается.
3. Контакты стартера перестают разогреваться, и после остывания биметаллический контакт снова размыкается. В дросселе (Д) возникает импульс напряжения за счет самоиндукции, которого достаточно для зажигания ЛЛ.
4. Через газовую среду лампы проходит ток, после запуска лампы он уменьшается вместе с падением напряжения на дросселе. Стартер при этом остается отключенным, так как этого тока недостаточно для его запуска.

Схема включения люминесцентной лампы

Конденсаторы (С₁) и (С₂) в схеме предназначены для снижения уровня помех. Емкость (С₁), подключенная параллельно лампе, способствует снижению амплитуды импульса напряжения и увеличению его продолжительности. В результате увеличивается срок службы стартера и ЛЛ. Конденсатор (С₂) на входе обеспечивает существенное снижение реактивной составляющей нагрузки (cos φ увеличивается с 0,6 до 0,9).

Если знать, как подключить люминесцентную лампу с перегоревшими нитями накала, ее можно использовать в схеме ЭмПРА после небольшого изменения самой схемы. Для этого спирали замыкают накоротко и последовательно к стартеру подключают конденсатор. По такой схеме источник света сможет проработать еще какое-то время.

Широко распространен способ включения с одним дросселем и двумя лампами дневного света.

Включение двух ламп дневного света с общим дросселем

2 лампы подключаются последовательно между собой и дросселем. Для каждой из них необходима установка параллельно подключенного стартера. Для этого используется по одному выводному штырьку с торцов лампы.

Для ЛЛ необходимо применять специальные выключатели, чтобы у них не залипали контакты от высокого пускового тока.

Зажигание без электромагнитного балласта

Для продления жизни сгоревших ламп дневного света можно установить одну из схем включения без дросселя и стартера. Для этого используют умножители напряжения.

Схема включения ламп дневного света без дросселя

Нити накала замыкают накоротко и подают на схему напряжение. После выпрямления оно увеличивается в 2 раза, и этого достаточно, чтобы светильник загорелся. Конденсаторы (С₁), (С₂) подбирают под напряжение 600 В, а (С₃), (С₄) – под 1000 В.

Способ подходит также для исправных ЛЛ, но они не должны работать с питанием постоянным током. Через некоторое время ртуть собирается вокруг одного из электродов, и яркость свечения падает. Чтобы ее восстановить, надо перевернуть лампу, тем самым изменив полярность.

Подключение без стартера

Применение стартера увеличивает время разогрева лампы. При этом срок его службы небольшой. Электроды можно подогревать без него, если установить для этого вторичные трансформаторные обмотки.

Схема подключения люминесцентной лампы без стартера

Там, где не используется стартер, на лампе есть обозначение быстрого старта – RS. Если установить такую лампу со стартерным запуском, у нее могут быстро перегореть спирали, так как для них предусмотрено большее время разогрева.

Электронный балласт

Электронная схема управления ЭПРА пришла на смену старым источникам дневного света для устранения присущих им недостатков. Электромагнитный балласт потребляет лишнюю энергию, часто шумит, выходит из строя и при этом портит лампу. Кроме того, светильники мерцают из-за низкой частоты напряжения питания.

ЭПРА представляет собой электронный блок, который занимает мало места. Люминесцентные светильники легко и быстро запускаются, не создавая шума и обеспечивая равномерное освещение. В схеме предусмотрено несколько способов защиты лампы, что увеличивает срок эксплуатации и делает ее работу безопасней.

ЭПРА работает следующим образом:

1. Разогрев электродов ЛЛ. Запуск происходит быстро и мягко, что увеличивает срок службы лампы.
2. Поджиг – генерирование импульса высокого напряжения, пробивающего газ в колбе.
3. Горение – поддержание небольшого напряжения на электродах лампы, которого достаточно для стабильного процесса.

Схема электронного дросселя

Вначале переменное напряжение выпрямляется с помощью диодного моста и сглаживается конденсатором (С₂). Следом установлен полумостовой генератор высокочастотного напряжения на двух транзисторах. Нагрузкой служит тороидальный трансформатор с обмотками (W1), (W2), (W3), две из них включены противофазно. Они поочередно открывают транзисторные ключи. Третья обмотка (W3) подает резонансное напряжение на ЛЛ.

Параллельно лампе подключен конденсатор (С₄). Резонансное напряжение поступает на электроды и пробивает газовую среду. К этому времени нити накала уже разогрелись. После зажигания сопротивление лампы резко падает, вызывая снижение напряжения до достаточной величины, чтобы поддерживать горение. Процесс запуска продолжается менее 1 с.

Электронные схемы имеют следующие преимущества:

• пуск с любой заданной задержкой времени;
• не требуется установка стартера и массивного дросселя;
• светильник не моргает и не гудит;
• качественная светоотдача;
• компактность устройства.

Использование ЭПРА дает возможность установить его в цоколь лампы, которую также уменьшили до размеров лампы накаливания. Это дало начало новым энергосберегающим лампам, которые можно вворачивать в обычный стандартный патрон.

В процессе эксплуатации лампы дневного света стареют, и для них требуется увеличение рабочего напряжения. В схеме ЭмПРА напряжение зажигания тлеющего разряда у стартера уменьшается. При этом может происходить размыкание его электродов, что вызовет срабатывание стартера и отключение ЛЛ. После она снова запускается. Подобное мигание лампы приводит к ее выходу из строя вместе с дросселем. В схеме ЭПРА подобное явление не происходит, поскольку электронный балласт автоматически подстраивается под изменение параметров лампы, подбирая для нее благоприятный режим.

Ремонт лампы. Видео

Советы по ремонту люминесцентной лампы можно получить из этого видео.

Устройства ЛЛ и схемы их включения постоянно развиваются в направлении улучшения технических характеристик. Важно уметь выбирать подходящие модели и правильно их эксплуатировать.

Оцените статью:

Перестали работать лампы дневного света? Проверьте это | Электрика для всех

Лампы дневного света это экономичный и долговечный источник световой энергии. Они работают в 5 — 10 раз дольше ламп накаливания и потребляют в 5 раз меньше электричества. Но для их работы нужны специальные светильники, которые, как и сами лампы иногда ломаются. Посмотрите ниже и найдите вашу неисправность и как её починить.

Что стоит внутри светильника дневного света?

Кроме самих ламп, в светильнике стоит ещё несколько деталей. Посмотрите на схему ниже.

• Конденсатор подключён прямо к входной клемме 220 Вольт. Он нужен для устранения помех, которые попадают в сеть при включении светильника и для того, чтобы снизить его энергопотребление. Даже если его убрать, светильник всё равно будет работать, так что это вспомогательная деталь, которая почти никогда не ломается.
• Дроссель ограничивает ток через лампу. Благодаря ему, разряд, который светится внутри колбы остаётся стабильным на многие тысячи часов. Если дроссель сломается, лампа либо вообще не будет светиться (внутренний обрыв), либо будет очень часто перегорать, из-за превышения тока разряда и перегрева.
• Стартер нужен для зажигания лампы: когда вы включаете свет, он несколько раз подаёт на лампу высоковольтные «вспышки», пока не возникнет разряд и лампа не начнёт светиться. После этого он никак не влияет на работу светильника: его можно вынуть и лампа будет гореть дальше. Но если выключить светильник без стартера и попробовать включить снова, он не заработает.
• Лампа это источник света, «сердце» светильника. У неё есть две нити накала, с каждой стороны, если перегорит хотя бы одна из них, лампа светиться не будет. Почернение у краёв лампы говорит о том, что она работает уже давно и скоро может сломаться.

Неисправности ламп дневного света и как их устранить

Лампа не загорается

Проверьте все пункты ниже по порядку, пока светильник не заработает.

• Напряжение на входной клемме лампы: проверить, есть ли «фаза» индикаторной отвёрткой мало: подключите к клемме пробную лампочку на 220 Вольт. Если она не загорится, значит проблема не в светильнике, а в проводке.
• Замените лампу на новую.
• Замените стартер.
• Пошевелите все провода внутри светильника: может быть, отошёл контакт. Не забудьте перед этим отключить от него напряжение.
• Измерьте сопротивление дросселя тестером. Если оно равно бесконечности, значит его нужно заменить.

Лампа мигает

Замените лампу и стартер, а если это светильник с двумя/четырьмя короткими лампами (по 60 см) — замените сразу обе лампы/оба стартера, так как они работают в паре.

Лампы быстро перегорают

Проверьте патроны (кругляшки, куда вставляются края лампы) — если они почернели, их нужно заменить, осмотрите дроссель: если он сильно перегревается (почернел, издаёт запах) — замените дроссель.

Лампа издаёт треск и от от неё идет запах

Немедленно отключите лампу и проверьте её внутреннюю проводку: где то отходит провод и он искрит.

Не оставляйте ремонт на потом, и светильник будет радовать вас долгой службой и ярким освещением! Удачного ремонта!

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.

Вниз по трубам — Как работают люминесцентные лампы

Центральным элементом люминесцентной лампы является герметичная стеклянная трубка . Трубка содержит небольшое количество ртути и инертный газ, обычно аргон , находящийся 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 столкнутся 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.

Вот здесь и проявляется порошковое покрытие трубки. 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 белого света, который мы можем видеть.Производители могут изменять цвет света, используя различные комбинации люминофоров.

Этот контент несовместим с этим устройством.

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, и поэтому на эффективнее . 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.

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 исходной 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 того, сколько энергии выделяется, 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.

Вот здесь-то и появляется 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 значительное количество 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 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, от отрицательно заряженной области к положительно заряженной области. 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.

Чтобы пропустить ток через газ в трубке, флуоресцентный 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, использовался специальный механизм включения стартера для зажигания лампы. Вы можете увидеть, как эта система работает, на схеме ниже.

При первом включении лампы путь наименьшего сопротивления проходит через байпасную цепь 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 переключателе 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 изначально 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 требуется лишь скачок напряжения на электродах. Этот толчок обеспечивается балластом лампы, трансформатором особого типа, включенным в цепь.

Когда ток протекает 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 возникновения 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.

Легкий свет

Сегодня самая популярная люминесцентная лампа — это лампа 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 того, как настроен пусковой механизм, 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 осветительную арматуру.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 генерирует магнитное поле. Расположение провода концентрическими петлями усиливает это поле.

Поле такого типа 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 в электрической цепи. 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, заставляя их испускать ультрафиолетовые фотоны. Эти фотоны, в свою очередь, стимулируют люминофор, излучающий фотоны видимого света. На самом базовом уровне это все, что нужно сделать!

Как работают люминесцентные лампы

Как работают люминесцентные лампы

© 2007 Род Эллиотт (ESP)

Лампы и индекс энергии

Основной указатель

Содержание

1 Введение

Статья «Традиционные люминесцентные ламповые лампы и их альтернативы» рассматривает работу люминесцентных ламп в довольно простых терминах, но здесь мы рассмотрим лампы и их балласты (как «традиционные» магнитные, так и электронные) и немного углубимся в их внутреннюю часть. выработки.Используются альтернативные схемы балласта (например, схема «опережение / запаздывание»), и это показано в предыдущей статье. Здесь это не рассматривается, потому что речь идет о том, как они работают, а не о способе подключения арматуры.

Принцип работы люминесцентной лампы сильно отличается от простой лампы накаливания, и современные люминесцентные лампы (особенно компактные люминесцентные лампы или КЛЛ) используют электронные балласты для регулирования напряжения на лампе и тока через нее.При первом запуске необходимо обеспечить значительно более высокое напряжение, чем обычно, чтобы вызвать возникновение внутренней дуги, а после запуска ток должен быть ограничен до безопасного значения для трубки.

В этой статье показаны некоторые способы достижения этих целей, начиная с базового индуктивного балласта, который был основой производства люминесцентных ламп на протяжении многих лет.

Обратите внимание, что показанные здесь формы сигналов представляют собой комбинацию моделирования и реальных измерений.При необходимости смоделированные формы сигналов корректируются для соответствия измеренным. Причина этого подхода проста … симулятор не может представить нагрузку с отрицательным импедансом с соответствующими напряжениями удара и другими характеристиками, которые представляет люминесцентная лампа. Точно так же очень сложно (и потенциально смертельно) пытаться уловить все напряжения и токи, которые существуют в цепях реальных люминесцентных ламп.

Хотя принятый подход действительно вносит некоторые незначительные ошибки в показанные формы сигналов, они относительно незначительны, а конечный результат находится в пределах любого традиционного производственного допуска для балластов, ламп и других компонентов.

2 Индуктивный балласт

Для объяснения индуктивного балласта я использовал старую «компактную» люминесцентную лампу, которая идеально подходит для тестирования. Хотя он по-прежнему работает, световой поток несколько ниже, чем должен быть, но это лишь немного меняет некоторые измеренные значения. Принципы не меняются.

Сама лампа имеет следующие характеристики …

Диаметр трубки	11,3 мм (нестандартный)
Длина	533 мм (21 дюйм)
Сопротивление нити (в холодном состоянии)	12.8 Ом
Сопротивление нити (горячее)	23 Ом
Балластное сопротивление	105 Ом
Балластная индуктивность	2,11 H
Стартер 901 Стартер
Стартер	1,2 нФ

Диаметр люминесцентных ламп обычно обозначается как T8 (например). Это означает, что диаметр составляет 8 x 1/8 дюйма, что составляет 1 дюйм (25.4 мм). Ранние лампы были T12 (1½ дюйма или 38 мм в диаметре), но они были уменьшены в размерах до T8, когда были представлены (тогда) «новые» высокоэффективные типы. Стандартная 4-футовая трубка (1200 мм) раньше рассчитывалась на 40 Вт, но их замена была 36 Вт, а светоотдача была улучшена. Последнее воплощение — T5 (диаметр 16 мм), в котором используется меньшее расстояние между выводами и другой фитинг надгробной плиты. Они также короче (1163 мм) и не подходят для стандартного светильника. разработан для более ранних ламп.

В случае моего тестового образца диаметр трубки намного меньше обычного, потому что лампа обозначена как компактная, поэтому ее складывают, чтобы уменьшить общую длину.Упоминается сопротивление нити, потому что оно будет упомянуто позже в этой статье. Схема представлена ​​ниже и является стандартной во всех отношениях.

Рисунок 1 — Схема люминесцентной лампы

Катушка индуктивности — это балласт, и на самом деле это гораздо более важный компонент, чем он может показаться. Он не только ограничивает максимальный ток трубки, но и используется для генерации импульсов высокого напряжения, необходимых для запуска плазменной дуги внутри трубки. Сама люминесцентная лампа имеет на каждом конце нагреватель, небольшое количество ртути и инертный газ (обычно аргон).Стенка трубки покрыта люминофором, который излучает видимый свет при возбуждении интенсивным коротковолновым ультрафиолетовым светом, излучаемым ртутным дуговым разрядом. Дополнительный конденсатор (C2) предназначен для коррекции коэффициента мощности — подробнее об этом позже.

Маленькая лампочка — стартер. Биметаллическая полоса запечатана в стеклянную оболочку с (обычно) неоновым газом внутри. При подаче питания напряжения более чем достаточно, чтобы вызвать дугу в неоновом пускателе, но не настолько, чтобы вызвать дугу в самой лампе.Тепло от неоновой дуги заставляет биметаллическую полосу изгибаться, пока она не замыкает контакты. Затем дуга в неоновом стартере прекращается, и сеть подключается через балласт и нити на каждом конце трубки через выключатель стартера.

Когда в пускателе нет дуги (или накаливания), биметаллическая полоса охлаждается, и примерно через секунду выключатель размыкается. Прерывание тока через катушку индуктивности вызывает возврат напряжения — импульс высокого напряжения, который (будем надеяться) зажжет дугу в трубке.Если дуга не запускается с первого раза, процесс повторяется до тех пор, пока не начнется. Вот почему стандартные люминесцентные лампы при включении несколько раз мигают. Нити — это нагреватели, которые действуют как катоды (эмиттеры электронов) и необходимы для обеспечения достаточного количества тепла для испарения ртути и обеспечения хорошего потока электронов для возбуждения плазмы. Когда лампа работает нормально, потока электронов достаточно для поддержания приемлемой рабочей температуры нити накала. Обе нити действуют как катоды и аноды поочередно, потому что полярность меняется 50 (или 60) раз в секунду.

Плазма имеет интересную характеристику … отрицательное сопротивление! Как только начинается дуга, более высокий рабочий ток вызывает падение сопротивления и меньшее напряжение появляется на трубке. Если бы это продолжалось, трубка очень быстро разрушилась бы. Балласт предотвращает это, потому что он вводит последовательный импеданс для ограничения тока. Сопротивление не сработает, потому что оно слишком расточительно и не обеспечивает накопления энергии для генерации всплеска обратного напряжения, чтобы повторно зажигать дугу при каждом изменении полярности.

Рисунок 2 — Рабочие осциллограммы

На рисунке 2 вы можете видеть, что когда ток трубки (зеленая кривая) максимален, напряжение (красная кривая) на трубке минимально. Эффект можно увидеть сразу после каждого скачка напряжения. По мере увеличения тока напряжение падает (для этой трубки минимум составлял ± 126 В). Пик в точке пересечения нуля формы волны тока генерируется балластом, и именно он повторно зажигает дугу для каждого полупериода подключенной сети.На рисунке 3 показано напряжение на балласте — быстрые переходы соответствуют пикам, приложенным к лампе, и происходят около пика напряжения, где ток прерывается, когда проходит через ноль.

Рисунок 3 — Напряжение и ток в балласте

Форма волны напряжения на балласте по существу представляет собой разницу между приложенным сетевым напряжением и напряжением на лампе. Для работы на 120 В напряжение явно меньше, но лампе все еще нужно где-то между 300-400 В, чтобы зажигать (или повторно зажигать) дугу, поэтому балласт должен иметь возможность компенсировать разницу с помощью обратного импульса на каждом нуле. -пересечение тока.У меня нет люминесцентной лампы или балласта на 120 В, поэтому я не могу предоставить полную информацию. То, что люминесцентные лампы вообще работают с напряжением 120 В, несколько примечательно, но легко понять, почему электронные балласты так популярны в США. Многие балласты для стран с напряжением 120 В используют «балласт» автотрансформатора, который увеличивает доступное напряжение и действует как ограничитель тока.

3 Системные потери

В системе несколько потерь, причем балласт является одним из основных факторов.Балласт, использованный в моих тестах, имеет сопротивление постоянному току 105 Ом, поэтому расходуется почти 7 Вт. Потери на самом деле выше, потому что стальные листы очень быстро нагреваются, поэтому «потери в железе» значительны. Это можно уменьшить только за счет использования стали более высокого качества и более тонких листов. Оба варианта значительно увеличат стоимость.

Каждая нить накала имеет горячее сопротивление 23 Ом, а напряжение почти 6 В присутствует на каждой нити во время работы лампы. Помните, что во время работы конец нити накала, идущий к стартеру, отключается (за исключением очень маленькой емкости на стартере).Измеренное напряжение представляет собой градиент, вызванный током плазмы, и каждая нить накала рассеивает около 1,5 Вт (всего 3 Вт). Только в этих компонентах люминесцентная лампа расходует 10 Вт подаваемой мощности в виде тепла (7 Вт для балласта, 3 Вт для нити накала).

Хотя балластные отходы можно уменьшить с помощью более качественного блока, потеря накала необходимы для работы лампы. Это относится ко всем люминесцентным лампам, кроме специализированных типов с холодным катодом, но для них требуется такой же специализированный электронный балласт.CCFL (люминесцентные лампы с холодным катодом) чаще всего встречаются в ЖК-мониторах и телевизорах, но теперь их заменяют светодиоды в новых моделях.

Есть еще одна потеря, которую пользователь не видит и даже не оплачивает. Эти потери являются результатом низкого коэффициента мощности люминесцентных ламп, и это вызвано преимущественно индуктивной нагрузкой. Индуктивная нагрузка вызывает запаздывающий коэффициент мощности, когда максимальный ток возникает после максимального напряжения. Вы также можете рассматривать это как точку, в которой нагрузка (лампа и индуктор) фактически возвращает некоторую мощность источнику питания.Для поставщика электроэнергии это означает, что трансформаторы, кабели и генераторы переменного тока должны выдерживать больший ток, чем должен быть. Это становится очень дорогостоящим, когда очень много нагрузок имеют низкий коэффициент мощности.

Рисунок 4 — Напряжение Vs. Текущие, нескорректированные и исправленные

На рисунке 4 вы можете видеть, что нескорректированная форма волны тока имеет видимые искажения около точки пересечения нуля. Как вы также можете видеть, среднеквадратичный ток также значительно выше, чем указано в номинальной мощности.Реактивные нагрузки имеют разные значения мощности и ВА, но для резистивной (или нереактивной) нагрузки они одинаковы.

В этом случае ток без C2 составляет 256 мА, а при добавлении C2 он падает до 162 мА. При приложенном напряжении 240 В это означает, что …

Без компенсации	Общая мощность = 38 Вт
	ВА = 61,4	Коэффициент мощности = 0,62
Компенсированный	Общая мощность = 38 Вт
ВА =.9	Коэффициент мощности = 0,97

Коэффициент мощности можно рассчитать, используя фазовую задержку или разделив фактическую мощность на ВА (Вольт * Ампер). Что касается фазового угла, ток отстает от напряжения на 57,4 °, а коэффициент мощности рассчитывается путем взятия косинуса фазового угла — 0,53 в данном случае. Цифры разные, потому что форма волны тока не является чистой синусоидой — она ​​имеет искажения. Добавление конденсатора сдвигает фазу искажения, так что скомпенсированный сигнал тока имеет плоскую вершину (что-то вроде ограничения усилителя).Хотя это вносит гармоники в сеть, их влияние далеко не так плохо, как в некомпенсированной цепи, о чем свидетельствует скорректированный коэффициент мощности. Добавление конденсатора правильного номинала в чисто индуктивную цепь (без искажения формы сигнала) даст коэффициент мощности, равный единице — идеальный вариант.

Также доступны пускорегулирующие аппараты с «быстрым пуском» и пускорегулирующие устройства без стартера. Это выходит за рамки данной статьи, которая предназначена для описания основных принципов, а не для подробного описания всех имеющихся балластов люминесцентного освещения.

4 электронных балласта

Электронные балласты становятся все более распространенными, потому что их можно сделать более эффективными, чем типичные магнитные балласты, и для них требуется гораздо меньше материала. Это делает их дешевле (в изготовлении, но не обязательно для вас), чем люминесцентные лампы с обычным балластом. В частности, теперь во всех компактных люминесцентных лампах (КЛЛ) используется электронный балласт, который обычно поставляется вместе с самой лампой. Хотя это удобно, это ужасная трата ресурсов, потому что все электронные компоненты просто выбрасываются, когда лампа выходит из строя.Лампы T5 в настоящее время становятся стандартом для люминесцентного освещения, и для максимального срока службы электронный балласт является обязательным.

В некоторой степени повышение эффективности по сравнению с магнитным балластом может быть иллюзией — по крайней мере, частично. Поскольку они намного легче, есть реальная и определенная экономия на транспортных расходах, но магнитные балласты могут быть такими же эффективными, как и электронная версия, а может быть, даже больше. Как бы то ни было, переход к электронным балластам сейчас не остановить, и по мере того, как цена будет снижаться, их использование будет продолжать расти.У электронных балластов есть и другие преимущества, о которых мы поговорим позже.

Типичная (более или менее) принципиальная схема электронного балласта, используемого в КЛЛ, показана ниже. Те, которые используются для обычных люминесцентных ламп, будут очень похожи, но, как правило, будут использовать обновленные компоненты. В то время как электроника в КЛЛ может прослужить всего 15000 часов, фиксированный электронный балласт, как ожидается, прослужит около 100000 часов или более (более 10 лет непрерывной работы).На самом деле электронный балласт должен быть в состоянии прослужить столько же, сколько и его магнитный аналог, поэтому срок службы 40 лет не так глуп, как может показаться.

Рисунок 5 — Схема электронного балласта [2]

Схема на Рисунке 5 представляет собой немного упрощенную версию схемы, показанной в листе данных Infineon. Он полностью скорректирован по коэффициенту мощности и имеет защиту для обнаружения неисправных (или отсутствующих) ламп. Характерным режимом отказа люминесцентных ламп является «выпрямление», когда одна нить накала (катод) становится значительно слабее другой.Если не обнаружено, смещение постоянного тока приведет к отказу коммутирующих устройств, что сделает балласт бесполезным (маловероятно, что кто-то отремонтирует их, когда они выйдут из строя).

Электронный балласт действительно имеет ряд преимуществ перед магнитной версией. Поскольку дуга полностью погаснет примерно через 1 мс, при использовании более высокой частоты, чем сеть 50 или 60 Гц, дуга останется. Его не нужно наносить повторно, а просто меняет направление [1]. Кроме того, светоотдача увеличивается примерно на 10% выше 20 кГц, поэтому улучшается световая отдача.

До тех пор, пока коэффициент мощности всех этих электронных балластов не будет скорректирован, они будут вызывать проблемы с распределением. К сожалению, во многих странах не требуется, чтобы приборы малой мощности (обычно менее 75 Вт) имели коррекцию коэффициента мощности, но, учитывая распространение КЛЛ и электронных балластов в обычных люминесцентных лампах, это придется изменить. Поскольку освещение используется в каждом доме, проблема неисправленного коэффициента мощности выйдет из-под контроля, если что-то не будет сделано.

В отличие от магнитного балласта (индуктора), коэффициент мощности электронного балласта нельзя скорректировать простым добавлением конденсатора. Как видно на диаграмме выше (хотя это может быть не сразу очевидно), на выходе входного мостового выпрямителя имеется очень маленький конденсатор емкостью 220 нФ. Первый полевой МОП-транзистор работает как повышающий преобразователь и переключается на протяжении каждого полупериода. Таким образом, среднеквадратичный ток, потребляемый из сети, поддерживается в фазе с напряжением, а форма волны тока является приблизительно синусоидальной.Это дает очень хороший коэффициент мощности — возможно лучше 0,9. Чтобы предотвратить возвращение импульсов высокоскоростного переключения в сеть, необходима обширная фильтрация, на что указывает фильтр EMI (электромагнитных помех) на входе.

Для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) используется несколько более простая схема, так как схемы предназначены для выбрасывания. Лично я считаю это бессмысленным расточительством и надеюсь, что это не будет продолжаться (или, по крайней мере, будет введена переработка, чтобы восстановить как можно больше).Типичный инвертор CFL показан ниже …

Рисунок 6 — Типовая схема электронного балласта CFL

Я говорю «достаточно типичный», потому что реальные схемы сильно различаются. Доступны специализированные микросхемы драйверов MOSFET, но большинство дешевых (потребительских) CFL будут использовать вариант вышеупомянутого. Обратите внимание, что резистор 0,47 Ом, показанный на входе, обычно представляет собой плавкий резистор, и он используется в первую очередь в качестве предохранителя. Почему бы не использовать настоящий предохранитель? Резисторы дешевле.Большинство деталей будет выбрано таким образом, чтобы выжить в течение указанного срока службы лампы, поэтому передовые методы проектирования обычно игнорируются, если можно ожидать, что деталь с более низким номиналом (и более дешевая) прослужит около 10 000 часов.

Трансформатор (T1) обеспечивает обратную связь с транзисторами и генерирует базовый ток, необходимый для надежного переключения. Цикл инициируется DIAC — двунаправленным устройством, которое имеет резкий переход из непроводящего состояния в проводящее.Поскольку он имеет характеристики, очень похожие на устройство с отрицательным импедансом, его часто используют в диммерах, люминесцентных балластах и ​​даже в стробоскопах. Для получения дополнительной информации щелкните здесь, чтобы перейти к руководству по DIAC.

Обратите внимание, что схемы, показанные выше, предназначены только для информации и не должны быть построены так, как показано. Некоторые компоненты требуют очень специфических характеристик, трансформаторы и катушки индуктивности имеют решающее значение. В схемах нет ничего неправильного, им просто не хватает всей информации, необходимой для их построения.Речь идет о том, как эти вещи работают, а не о том, как их построить.

5 Коэффициент мощности
Коэффициент мощности

не совсем понятен большинству энтузиастов электроники, и это вполне понятно, потому что он мало востребован в общих электронных схемах. Есть аспекты коэффициента мощности, которые даже не понимают многие инженеры, которым следует знать лучше. Когда создаются несинусоидальные формы волны тока, даже многие инженеры делают двойную попытку, потому что они не могут быть использованы для работы с электронными нагрузками.Я рассмотрю здесь оба случая, а также намереваюсь показать как пассивные, так и активные методы коррекции коэффициента мощности. Хотя пассивный PFC (коррекция коэффициента мощности) привлекает своей простотой, на самом деле он оказывается более дорогим из-за необходимости в большой катушке индуктивности. Активный PFC кажется сложным (и это действительно так, если вам нужно его спроектировать), но однажды спроектированный использует относительно дешевые компоненты.

Самый простой случай — индуктивная нагрузка. Это относится ко многим электрическим машинам, включая двигатели, трансформаторы и (конечно) балласты люминесцентного освещения (магнитные типы).Когда двигатель или трансформатор полностью загружены, он проявляет себя как резистивная нагрузка и имеет отличный коэффициент мощности. При малых нагрузках эта же часть оказывается индуктивной, и это приводит к отставанию тока от напряжения. Если нагрузка работает в этом режиме большую часть своего срока службы, необходимо внести поправку, чтобы вернуть коэффициент мощности как можно ближе к единице.

Коэффициент мощности резистивной нагрузки всегда единицы — это идеально. Каждый вольт и каждый ампер используются для выработки тепла.Распространенными примерами являются электрические обогреватели, тостеры, чайники и лампы накаливания. Не все нагрузки резистивные, поэтому давайте рассмотрим типичный пример (но упрощенный для простоты описания и понимания).

Электрическая машина обычно работает с половинной нагрузкой, но может потребоваться полная мощность при запуске или для работы с переходными нагрузками. Это может быть двигатель или трансформатор — две из наиболее распространенных используемых электрических машин (люминесцентная лампа с магнитным балластом немного сложнее).В каждом случае индуктивная и резистивная составляющие нагрузки будут равны (для половинной мощности), а формы сигналов напряжения, тока и мощности выглядят следующим образом …

Рисунок 7 — Электрическая машина на половинной мощности

Как и ожидалось, когда резистивная и индуктивная составляющие равны, наблюдается сдвиг фазы на 45 °, при этом ток отстает от напряжения (запаздывающий коэффициент мощности). Приложенное напряжение — 240 В, резистивная часть нагрузки — 120 Ом, индуктивное реактивное сопротивление — также 120 Ом, мощность — 240 Вт.Нам следует, чтобы потреблял 1 А от сети (240 В x 1 А = 240 Вт), но вместо этого потреблял 1,414 А. Дополнительный ток необходимо подавать, но он полностью расходуется впустую. Что ж, это не совсем так — его возвращают в сеть. Однако, если многие нагрузки делают то же самое, то оно просто рассеивается в виде тепла в трансформаторах, линиях электропередачи и генераторах электростанций. Очень мало реальных нагрузок являются емкостными, поэтому в схему добавляется конденсатор.

При фазовом сдвиге 45 ° коэффициент мощности равен 0.707, и мы потребляем 1,42 А от сети вместо 1 А. Чтобы восстановить ток так, чтобы он был в фазе с напряжением, нам нужно добавить в схему конденсатор. Конденсатор фактически противоположен катушке индуктивности и (сам по себе) будет создавать ведущий коэффициент мощности — ток будет предшествовать напряжению. Добавив в схему конденсатор нужного номинала, коэффициент мощности можно восстановить до единицы, что приведет к значительному снижению тока, потребляемого из сети. Для этого примера 13 мкФ почти идеальны, но даже 10 мкФ уменьшат фазовый сдвиг запаздывания до 14.2 °, и это увеличивает коэффициент мощности до 0,96 — обычно считается максимально близким к идеальному.

Весь процесс несколько нелогичен. То, что нагрузка может потреблять больше тока, чем должно быть, достаточно легко понять, но то, что повторное прохождение большего тока через конденсатор уменьшит сетевой ток, кажется, не имеет никакого смысла. Все дело в относительной фазе двух токов, и это действительно работает. В противном случае наша энергосистема оказалась бы в крайне тяжелом положении.

Рисунок 8 — Люминесцентный свет при нормальной работе

На несколько упрощенной диаграмме выше показаны формы сигналов напряжения и тока люминесцентной лампы. Упрощение состоит в том, что симуляторы не включают в себя нелинейные нагрузки с отрицательным сопротивлением, но на основной принцип (и результирующие формы сигналов) это существенно не влияет. Как видите, форма сигнала тока слегка искажена, и это влияет на форму сигнала после применения компенсации. Фактически, гармоники, генерируемые искажением, сдвинуты по фазе, поэтому окончательная форма волны тока выглядит как обрезанная синусоида.Однако после компенсации коэффициент мощности очень хороший, 0,98 — отличный результат.

Без компенсации потребляемый ток составляет 276,5 мА (что дает коэффициент мощности 0,57), а после компенсации он падает до 159,5 мА. Мощность в нагрузке (сама лампа) составляет 29,8 Вт, а резистивный компонент балласта (R1) рассеивает 7,8 Вт — это теряется в виде тепла. Все потраченное впустую тепло снижает общую эффективность, но это неизбежно, поскольку реальные компоненты имеют реальные потери.

Ситуация становится намного хуже, когда используется нелинейная (электронная) нагрузка.На рисунке 9 показаны эквивалентная схема и осциллограммы — ток протекает только на пике приложенного напряжения. Хотя этот ток находится в фазе с напряжением, коэффициент мощности ужасен, потому что форма волны тока не похожа на синусоиду. Резкие пики тока имеют сравнительно высокое среднеквадратичное значение, но мощность, подаваемая и передаваемая в нагрузку, намного меньше.

Рисунок 9 — Осциллограммы мощности электронной нагрузки

Скорректированный ток не показан по той простой причине, что для коррекции формы сигнала необходимы значительные дополнительные компоненты.В отличие от случая, когда ток нагрузки является синусоидальным (или близок к нему), простое добавление конденсатора ничего полезного не принесет. Пики тока таковы, что их можно удалить только с помощью фильтра, предназначенного для пропускания только частоты сети. Как показано, ток составляет 296 мА, но, как видно, пиковое значение составляет почти 2 А. Нагрузка рассеивает 28 Вт, но «полная мощность» (ВА) составляет 71,4 ВА. Это дает коэффициент мощности 0,39 — действительно очень плохо. Если вам интересно, куда пропала разница в 1 Вт между источником и нагрузкой, она теряется в диодах.

Добавив фильтр (пассивный PFC), состоящий из катушки индуктивности и пары конденсаторов, это можно улучшить, но требование относительно большой индуктивности значительно увеличивает вес и стоимость. Один Генри примерно настолько мал, насколько вы можете использовать для определения номинальной мощности нагрузки, и хотя большее значение будет работать лучше, оно также будет снова больше, а также с более высокими потерями. По этим причинам пассивная коррекция коэффициента мощности обычно не используется с импульсными источниками питания.

Рисунок 10 — Пассивная коррекция коэффициента мощности

За счет добавления катушки индуктивности и конденсатора, как показано на рисунке, коэффициент мощности значительно улучшается.Форма волны тока все еще не очень хорошая, но намного лучше, чем схема без коррекции. Среднеквадратичный ток снижен с 296 мА до 136 мА, что дает 32,6 ВА. Мощность нагрузки составляет 29 Вт, поэтому коэффициент мощности теперь 0,88, что гораздо более прилично. Как показано на рисунке 9, электроника считается практически без потерь. Излишне говорить, что это не так, но речь идет скорее о PFC, чем о потерях в цепи.

Катушка индуктивности (L1) представляет собой относительно большой компонент, и из-за этого будет сравнительно дорогим.Для снижения стоимости и веса лучше использовать электронную схему коррекции коэффициента мощности, и она также будет более эффективной. Меньшие потери мощности означают меньше потерь тепла и более прохладную электронику.

Рисунок 11 — Схема активной коррекции коэффициента мощности

Схема, показанная здесь, почти идентична схеме на Рисунке 5, но упрощена, чтобы ее было легче понять. Входящая сеть проходит через фильтр электромагнитных помех, состоящий из C1 и L1. Затем он идет на мостовой выпрямитель, но вместо большого электролитического конденсатора все, что нужно, — конденсатор 220 нФ (C2).Выходной сигнал является пульсирующим постоянным током и изменяется от почти нуля до полного пикового напряжения (340 В для источника питания 240 В RMS). Затем он передается на очень умный повышающий преобразователь режима переключения — L2, Q1 и D5. Это увеличивает любое мгновенное напряжение на его входе до пикового напряжения — в этом случае моделируемый преобразователь стабилизируется на уровне 446 В (несколько выше, чем обычно используется).

Время включения и выключения тщательно контролируется для поддержания тока, который пропорционален форме волны входящего переменного тока, поэтому рабочий цикл (отношение включения-выключения) постоянно изменяется для поддержания правильного повышенного напряжения и пропорционального тока.D6 включен для обеспечения быстрой зарядки крышки основного фильтра (C3) от сети, а также обеспечивает подзарядку крышки. Это позволяет упростить схему управления.

Выходное напряжение повышающего преобразователя (обычно) регулируется, но регулирование не обязательно должно быть прекрасным, что опять же в некоторой степени упрощает схему. В схеме, показанной на рисунке 5, вы видите, что катушка индуктивности повышающего преобразователя (1,58 мГн) имеет вторичную обмотку. Это используется, чтобы сообщить IC контроллера, когда был достигнут правильный ток.В упрощенной схеме, показанной на рисунке 11, это не используется — период переключения фиксирован (схема была смоделирована, чтобы я мог получить форму тока, показанную ниже). Хотя эта упрощенная версия не так хороша, как «настоящая», она работает довольно хорошо — по крайней мере, в симуляторе.

Рисунок 12 — Формы сигналов активной коррекции коэффициента мощности

Как видите, форма сигнала тока довольно искажена, но измеренные характеристики симулятора впечатляют, несмотря на его относительную простоту.При 60 Вт в нагрузке (балласт и люминесцентная лампа) фактическая мощность сети составляет 61 Вт (потери в диодах, как и раньше), а при сетевом токе 266 мА он потребляет 64 ВА. Таким образом, коэффициент мощности составляет 0,94 — действительно очень удовлетворительный результат. Это значительно лучше, чем схема пассивной коррекции коэффициента мощности, и этого следовало ожидать. Весь анализ, который я видел, показывает, что активная схема коррекции коэффициента мощности превосходит пассивную схему как с точки зрения общей эффективности, так и коэффициента мощности. Катушки индуктивности имеют небольшие размеры (электрически и физически), а потери будут намного ниже, чем в любой пассивной цепи коррекции коэффициента мощности.

Если вам интересно, мощность лампы в два раза больше, чем в двух предыдущих примерах, из-за того, что повышающий преобразователь имеет более высокое выходное напряжение, чем желаемое. Мне очень не хотелось тратить много времени на попытки подобрать уровни мощности, а моя упрощенная версия не регулируется. Успешно запустить симуляцию для импульсного преобразователя было непросто, а симуляция требует много времени из-за высокочастотного переключения.

Сейчас довольно стандартно, что искажение формы волны обозначается как THD (полное гармоническое искажение), которое в случае активной схемы PFC составляет 11.7%. Делайте из этого то, что хотите.

6 Температура

Для правильной работы всех ртутных люминесцентных ламп очень важна температура. Есть относительно узкая полоса над и под которой уменьшается дуга, что приводит к более низкому, чем ожидалось, светоотдаче. Когда трубка холодная, в ней остается меньше паров ртути, поэтому дуга не может достичь полной силы из-за недостатка молекул ртути для поддержания разряда на желаемом уровне.

Когда температура слишком высока, давление пара увеличивается, увеличивая эффективное сопротивление дуги и снова уменьшая ток разряда. Для большинства компактных ламп (и, вероятно, для большинства стандартных люминесцентных ламп) температура трубки должна быть около 40 ° C для максимальной светоотдачи. При 0 ° C светоотдача составляет всего 40% — действительно очень тусклая лампа. Более высокие температуры не так сильны, но слишком горячая лампа все равно будет сильно разряжена.

Рисунок 13 — Светоотдача в зависимости отТемпература

Когда температура приближается к -38,83 ° C, световой поток полностью прекращается. Это температура, при которой ртуть замерзает, поэтому пары ртути не могут поддерживать дугу и излучать УФ-излучение. Кроме того, при понижении температуры напряжение, необходимое для зажигания дуги, увеличивается, и при 0 ° C лампе для зажигания потребуется примерно на 40% больше напряжения по сравнению с напряжением зажигания при нормальной температуре окружающей среды.

Во многих частях света 0 ° C (или ниже) — это нормальная температура окружающей среды в течение многих месяцев в году, поэтому лампу будет труднее запустить, и она будет иметь низкую мощность, пока лампа не нагреется немного. .В таком климате трубку следует закрывать, чтобы защитить ее от ветра, который может значительно снизить температуру и светоотдачу.

50132 9013%

Светлый .Температура окружающей среды

* Примечание — закрытый светильник обеспечивает повышение температуры на + 10 ° C по сравнению с окружающей средой.

Как и все материалы по этой теме, существуют различия в способе подачи материала, и разные типы трубок могут существенно отличаться друг от друга. Цифры в основном согласуются с приведенным выше графиком, но в небольшом примечании предполагается, что указанные температуры находятся в состоянии теплового равновесия. Для стабилизации может потребоваться некоторое время, поэтому исходная светоотдача при первом включении лампы будет одинаковой для открытых и закрытых светильников.Поскольку объем светильника по отношению к лампе не указан, будут большие отклонения, если размер корпуса больше или меньше (неустановленных) значений, используемых в таблице.

Ссылки

1. Электронный балласт для люминесцентных ламп, учебный модуль для студентов — Цзинхай Чжоу, Политехнический институт Вирджинии и Государственный университет
2. ICB1FL02G ИС интеллектуального управления балластом для балластов люминесцентных ламп, Техническое описание Версия 1.2, февраль 2006 г., Infineon Technologies AG
3. Работа флуоресцентных систем при низких температурах (Sylvania)

Лампы и индекс энергии
Основной индекс

Страница создана и авторские права © июнь 2007.

Как работают люминесцентные лампы?

Мы углубимся, чтобы научить вас, как разные источники света производят свет. Эта информация может помочь вам, когда вы выбираете светильники для нового проекта освещения или обслуживаете уже имеющиеся светильники. Если вы когда-либо пробовали исследовать эту информацию, вы знаете, что она может оказаться ошеломляющей и сложной. Итак, я собираюсь упростить это для вас. В этом посте мы расскажем о люминесцентных лампах…

Люминесцентные лампы бывают разных форм и размеров, таких как линейные, круглые и всегда популярные вихревые компактные люминесцентные лампы.

Хотя различные типы люминесцентных ламп выглядят по-разному, принцип их работы в основном одинаков.

Люминесцентные лампы содержат:

• Пары ртути
• Электроды, подключенные к электрической цепи
• Стеклянный конверт с внутренним покрытием из белого люминофора

Довольно просто, правда? А теперь давайте посмотрим, как эти элементы вместе создают свет:

1. Когда вы включаете лампу, через электроды течет электрический ток. Электроны проходят в трубке вперед и назад.

2. Электроны возбуждают пары ртути в трубке, поднимая электроны атомов на более высокие уровни. Это заставляет ртуть испускать УФ-фотоны или УФ-свет, невидимый человеческому глазу.

3. Люминофорное покрытие преобразует УФ-свет в видимый свет. Это происходит, когда УФ-фотон сталкивается с атомом люминофора, толкая один из электронов люминофора на более высокий энергетический уровень и нагревая атом.Когда электрон возвращается к своему нормальному уровню, он выделяет энергию как видимый фотон — свет, который вы видите.

Последнее замечание о люминесцентных лампах:

Для работы всех люминесцентных ламп требуется пускорегулирующий аппарат. Иногда этот компонент встроен в саму лампочку, а иногда это отдельный элемент, который нужно использовать вместе с лампой.

Балласт — это электрическое устройство, используемое для подачи правильного напряжения для запуска люминесцентной лампы и ограничения его во время работы.

Люминесцентным лампам необходимы балласты, потому что их газовые компоненты проводят электричество для работы. Для включения лампам нужен определенный ток. По мере того как лампа продолжает работать, ее электрическое сопротивление уменьшается. Заряженные частицы размножаются, и ток может подниматься по собственному газовому разряду. Если вы держите напряжение постоянно высоким, лампа может перегореть, поэтому это помогает регулировать балласт.

Какие вопросы у вас есть о люминесцентных лампах? Поделитесь ими в комментариях!

(Чтобы узнать, как работают светодиоды, ознакомьтесь с этим сообщением в блоге.)

Связанные

Руководство по выбору люминесцентных ламп | Инженерное дело360

Люминесцентные лампы — это высокоэффективные лампы, в которых используется электрический разряд через пары ртути низкого давления для производства ультрафиолетовой (УФ) энергии, которая затем преобразуется в видимый свет. УФ-излучение возбуждает люминофорные материалы, нанесенные тонким слоем на внутреннюю часть стеклянной трубки, которая составляет структуру лампы. Люминофоры преобразуют УФ в видимый свет.

В люминесцентных лампах длина волны излучаемого света зависит от количества выделяемой энергии. Как правило, люминесцентные лампы преобразуют электричество в свет с большей энергией, чем лампы накаливания. Они также работают при более низких температурах. В отличие от ламп накаливания люминесцентные лампы нельзя подключать напрямую к электрическим линиям. Вместо этого люминесцентным лампам требуются балласты для стабилизации тока. Люминесцентный балласт обеспечивает пусковое напряжение и ограничивает количество тока, который может проходить через люминесцентную лампу.

Как работает люминесцентный свет — схематическая анимация Видео предоставлено: EdisonTechCenter

Характеристики

Рабочие характеристики люминесцентных ламп включают расчетный средний срок службы, мощность лампы, начальную яркость, среднюю яркость, индекс цветопередачи и цветовую температуру.

Расчетный средний срок службы — это количество часов работы лампы по отношению к средней ожидаемой продолжительности жизни.

Мощность лампы — мощность лампы.Начальные люмены — это начальная светоотдача.

Средний люмен — это средняя мощность лампы за определенный период времени, обычно от 40 до 50% номинального срока службы лампы. люмен — это стандартная международная (СИ) единица светового потока или количества света.

Цветопередача Индекс указывает на способность лампы отображать цвета объекта нормальным, естественным образом. Чем больше число, тем лучше цвет. Числа от 0 до 100.

Цветовая температура — это мера визуальной «теплоты» или «прохлады» света лампы. Чем выше значение, тем белее или «холоднее» появляется свет.

Базовые типы

В люминесцентных лампах используется много различных типов цоколя: однополюсный Т-6, одноштырьковый Т-8, одноштырьковый Т-12, двухштырьковый Т-5, двухштырьковый Т-8, двухштырьковый Т -10, двухконтактный Т-12 и 4-контактный (круглая линия). Также доступны встраиваемые цоколи Т-8 с двойным контактом и цоколи Т-12 с двойным контактом.

• Однополюсный T-6 использует небольшое однополюсное соединение.
• Однополюсный Т-8 использует однополюсное соединение среднего размера.
• Однополюсный T12 использует большое однополюсное соединение.
• Bi-pin T5 использует миниатюрное двухконтактное соединение.
• Bi-pin T8 использует небольшое двухконтактное соединение.
• Bi-pin T-10 использует двухконтактное соединение среднего размера.
• Bi-pin T-12 использует большое двухконтактное соединение.
• Circline — четырехконтактное соединение.
• Утопленный двойной контакт T8 использует небольшое утопленное двухконтактное соединение.
• Утопленный двойной контакт T-12 использует большое двухконтактное соединение.

Стандарты

ANSI C78.375 — Люминесцентные лампы — руководство по электрическим измерениям

ANSI C82.13 — Определения — для люминесцентных ламп и балластов

IEC 61195 — Двухцокольные люминесцентные лампы — требования безопасности

IEC 61199 — Одноцокольные люминесцентные лампы — требования безопасности

Изображение предоставлено:

USHIO America, Inc.

Прочитать мнение пользователей о люминесцентных лампах

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 в основном 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». Попробуем разобраться, 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 создает свет. Однако теперь, когда тепло от света уходит, биметаллическая полоса остывает и отклоняется от электрода, снова размыкая цепь.

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

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

• После этого дроссель действует только как ограничитель тока с низким сопротивлением для лампы, пока свет продолжает гореть.

Распространенной проблемой, связанной с этими типами приборов, является гудение или гудение. 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

Как работает конденсатор в люминесцентной лампе?

Основы работы с конденсатором

Конденсатор — это старый термин для обозначения конденсатора, устройства, которое функционирует как очень маленькая батарея внутри цепи.По сути, конденсатор состоит из двух металлических листов, разделенных тонким изолирующим листом, который называется диэлектриком. Когда на конденсатор подается напряжение, в металлических листах накапливается небольшое количество электричества. Когда напряжение понижается, конденсатор разряжает накопленную электроэнергию. Конденсаторы являются одними из самых полезных электронных компонентов и используются во всем, от компьютерной памяти до зажигания автомобилей.

Основы работы с люминесцентными лампами

Прежде чем вы сможете понять, как работают конденсаторы в люминесцентных лампах, вам нужно кое-что узнать о самих лампах.Люминесцентную лампу сложно контролировать. Он имеет электроды на обоих концах и работает, пропуская ток через газ между этими электродами. Когда лампа впервые включается, газ устойчив к электричеству. Однако как только электричество начинает течь, сопротивление быстро падает, благодаря чему ток течет все быстрее и быстрее. Если бы ничего не было сделано для контроля скорости тока, через него протекало бы столько электричества, что оно слишком сильно нагрело бы газ и привело бы к взрыву лампочки.

Балласт

Балласт контролирует ток, протекающий через клапан, а конденсатор делает балласт более эффективным. Самый простой балласт — это моток проволоки. Когда электричество течет в катушку, она создает магнитное поле. Это поле сопротивляется потоку электричества, не позволяя ему строить. Электроэнергия, питающая люминесцентную лампу, — это переменный или переменный ток. Это означает, что он меняет направление много раз в секунду. Когда электричество меняет направление, движущееся магнитное поле в катушке замедляет его.Когда электричество начинает накапливаться, оно уже снова меняет направление. Катушка всегда находится на шаг впереди, предотвращая чрезмерное накопление электрического тока.

Не в фазе

Однако катушка имеет свою стоимость. Электричество имеет два измерения: напряжение и силу тока, также известные как ток. Напряжение — это мера того, насколько сильно подается электричество, а сила тока — это мера того, сколько электричества проходит по цепи. В эффективной цепи переменного тока напряжение и ток находятся в фазе — они увеличиваются и уменьшаются вместе.Однако, когда напряжение достигает балласта, балласт сначала сопротивляется увеличению тока. Это приводит к отставанию тока от напряжения, что делает схему неэффективной. Конденсатор нужен для того, чтобы сделать схему более эффективной, вернув их в фазу.

Устранение проблемы

Когда напряжение увеличивается, конденсатор немного его поглощает. Это означает, что есть небольшая задержка до того, как напряжение пройдет через цепь, возвращая ее обратно в фазу с силой тока.Когда напряжение снова падает, конденсатор возвращает немного накопленного напряжения. Это создает небольшую задержку перед падением напряжения, снова синхронизируя его с силой тока.