Corpurile de iluminat fluorescente se bazează pe strălucirea unei descărcări de gaz cu vapori de mercur. Radiația se află în domeniul ultraviolet, iar becul este acoperit cu fosfor pentru a o transforma în lumină vizibilă.
Cuprins
Principiul de funcționare a unei lămpi fluorescente
Corpurile de iluminat fluorescente au particularitatea de a nu putea fi conectate direct la rețeaua electrică. Rezistența la rece dintre electrozi este mare, iar curentul care circulă între ei este insuficient pentru a genera o descărcare. Pentru aprindere este necesar un impuls de înaltă tensiune.
Lampa cu descărcare aprinsă se caracterizează printr-o rezistență scăzută care are o componentă reactivă. Pentru a compensa componenta reactivă și pentru a limita fluxul de curent, o bobină de reactanță (balast) este conectată în serie cu sursa de lumină fluorescentă.
Mulți oameni nu înțeleg la ce folosește un starter în cazul lămpilor fluorescente. O bobină de reactanță inclusă în circuitul de alimentare, în combinație cu starterul, formează un impuls de înaltă tensiune pentru a începe descărcarea între electrozi. Acest lucru se datorează faptului că impulsul de autoinducție de până la 1kV este aplicat pe pinii bobinelor de reactanță atunci când contactele starterului se deschid.
La ce se utilizează starterul
Utilizarea unei bobine de reactanță pentru lămpile fluorescente (balast) în circuitele de alimentare este necesară din două motive:
- Pentru a forma tensiunea de pornire;
- Pentru a limita curentul prin electrozi.
Principiul bobinei de reactanță se bazează pe reactanța inductorului care este bobină. Rezistența de inductanță introduce un defazaj de 90º între tensiune și curent.
Deoarece valoarea de limitare a curentului este o rezistență de inductanță, rezultă că bobinele de reactanță concepute pentru lămpi de aceeași putere nu pot fi utilizate pentru a conecta dispozitive mai puternice sau mai puțin puternice.
În anumite limite, sunt posibile toleranțe. În trecut, de exemplu, industria națională producea corpuri de iluminat fluorescent cu o putere de 40W. O bobină de 36W pentru lămpi fluorescente de producție modernă poate fi utilizată fără teamă în circuitele de alimentare ale corpurilor de iluminat învechite și viceversa.
Diferențe între starter și EB
Circuitul Choke pentru comutarea surselor de lumină fluorescentă este simplu și foarte fiabil. Excepție face înlocuirea regulată a demaroarelor, deoarece acestea includ un grup de contacte de deschidere pentru a forma impulsurile de declanșare.
În același timp, circuitul are dezavantaje semnificative, care au forțat căutarea de noi soluții pentru aprinderea lămpilor:
- timpi lungi de pornire, care cresc pe măsură ce lampa se uzează sau tensiunea de alimentare scade;
- distorsiuni ridicate ale formei de undă a tensiunii de alimentare (cosf<0,5);
- pâlpâie la o frecvență dublă față de cea a rețelei, datorită inerției scăzute a luminozității descărcărilor în gaz;
- caracteristici ridicate de dimensionare a masei;
- bâzâit de joasă frecvență datorat vibrațiilor plăcilor din sistemul magnetic de reactanță;
- fiabilitatea scăzută a pornirii la temperaturi negative.
Verificarea starterului lămpilor fluorescente este complicată de faptul că dispozitivele pentru a determina scurtcircuitele nu sunt larg răspândite, iar cu dispozitive standard pot indica doar faptul prezenței sau absenței ruperii.
Balasturile electronice (EB) au fost dezvoltate pentru a rezolva aceste neajunsuri. Circuitele electronice funcționează pe un principiu diferit de generare a unei tensiuni înalte de pornire și de menținere a combustiei.
Impulsul de înaltă tensiune este generat electronic, iar o tensiune de înaltă frecvență (25-100 kHz) este utilizată pentru a susține descărcarea. ECG-ul poate fi operat în două moduri:
- cu preîncălzirea electrodului;
- cu pornire la rece.
În primul mod, electrozilor li se aplică o tensiune joasă timp de 0,5-1 secunde pentru încălzirea inițială. După ce timpul s-a scurs, se aplică un impuls de înaltă tensiune, care provoacă aprinderea descărcării dintre electrozi. Acest mod este mai complicat din punct de vedere tehnic, dar mărește durata de viață a lămpilor.
Modul de pornire la rece este diferit prin faptul că tensiunea de pornire este aplicată la electrozii neîncălziți, ceea ce determină o pornire rapidă. Acest mod de pornire nu este recomandat pentru o utilizare frecventă, deoarece reduce drastic durata de funcționare, dar poate fi utilizat chiar și în cazul lămpilor cu electrozi defecți (filamente suflate).
Circuitele cu un balast electronic au următoarele avantaje
- Absența completă a pâlpâirii;
- gamă largă de temperaturi de utilizare;
- distorsiuni scăzute ale formei tensiunii de rețea;
- absența zgomotului acustic;
- creșterea duratei de viață a surselor de lumină;
- Dimensiuni și greutate reduse, posibilitatea de proiectare în miniatură;
- posibilitatea de atenuare - modificarea luminozității prin controlul lățimii impulsurilor electrozilor.
Conexiune clasică prin balast electromagnetic - starter
Cea mai obișnuită schemă de conectare pentru o lampă fluorescentă constă dintr-un starter și un starter, care se numesc balasturi electromagnetice (EMB). Circuitul este format dintr-o serie de circuite: starter - filament - starter.
În momentul inițial al pornirii, curentul trece prin elementele circuitului, încălzind filamentul lămpii și, în același timp, grupul de contact al starterului. Odată încălzite, contactele se deschid, provocând o forță electromagnetică de autoinducție la capetele înfășurării balastului electromagnetic. Tensiunea ridicată determină ruperea spațiului de gaz dintre electrozi.
Un condensator de capacitate mică conectat în paralel cu contactele starterului formează un circuit oscilant cu bobina de reactanță. Această soluție mărește valoarea tensiunii impulsului de pornire și reduce arderea contactelor starterului.
Atunci când are loc o descărcare stabilă, rezistența dintre electrozii de la capetele opuse ale becului scade și curentul circulă în circuitul electrod-electrod. În acest moment, curentul este limitat de rezistența inductivă a bobinei. Electrodul din starter se închide, starterul nu mai este în funcțiune în acest moment.
Dacă nu se produce nicio descărcare în bec, procesul de încălzire și aprindere se repetă de mai multe ori. Lampa poate pâlpâi în această perioadă. În cazul în care lampa fluorescentă pâlpâie, dar nu se aprinde, acest lucru poate indica o defecțiune a lămpii din cauza reducerii emisivității electrozilor sau a unei scăderi a tensiunii de rețea.
Conectarea lămpilor fluorescente cu o bobină poate fi completată cu un condensator pentru a reduce distorsiunea rețelei. De asemenea, în corpurile de iluminat duble este instalat un condensator pentru deplasarea reciprocă a farurilor între lămpile vecine, pentru a reduce vizual efectul de pâlpâire.
Conexiune prin balast electronic modern
La corpurile de iluminat cu balasturi electronice, schema de conectare pentru lămpile fluorescente este indicată pe carcasa BEC. Pentru a-l porni corect, instrucțiunile trebuie să fie urmate întocmai. Nu este necesară nicio ajustare. Un circuit asamblat corect, cu componente care pot fi reparate, va începe să funcționeze imediat.
Schema de circuit pentru conectarea a două lămpi în serie
Tuburile fluorescente pot fi conectate în serie cu două corpuri de iluminat în următoarele condiții:
- utilizarea a două surse de lumină identice;
- balast electromagnetic conceput pentru un circuit similar;
- un starter proiectat pentru o putere dublă.
Avantajul circuitului în serie constă în faptul că se utilizează o singură bobină grea, dar în cazul unei defecțiuni a unuia dintre becuri sau a starterului, corpul de iluminat devine complet nefuncțional.
EB-urile moderne pot fi comutate doar conform acestei diagrame, dar multe modele sunt concepute pentru a încorpora două lămpi. Circuitele au două canale independente de formare a tensiunii, astfel încât balastul electronic dublu asigură funcționarea unei lămpi în cazul în care cealaltă nu funcționează sau este absentă.
Conexiune fără demaror
Au fost dezvoltate mai multe opțiuni de conectare pentru lămpile fluorescente fără starter și starter. Toate utilizează principiul creării unei tensiuni de pornire ridicate prin intermediul unui multiplicator de tensiune.
Multe dintre circuite permit funcționarea cu filamente arse, permițând utilizarea lămpilor defecte. Unele soluții utilizează surse de alimentare de curent continuu. În acest fel, nu se produce nicio pâlpâire, dar electrozii se uzează în mod neuniform. Acest lucru poate fi observat prin prezența unor pete întunecate de fosfor pe o parte a becului.
Unii electricieni instalează un buton de pornire separat în locul unui starter, dar acest lucru implică controlul aprinderii lămpii prin intermediul unui întrerupător și al unui buton, ceea ce este incomod și poate deteriora lampa dacă butonul este apăsat prea mult timp din cauza supraîncălzirii electrozilor.
Nu există modele industriale pentru aprinderea corpurilor de iluminat fluorescente fără un starter, cu excepția BEC. Acest lucru se datorează fiabilității lor scăzute, impactului negativ asupra duratei de viață a lămpii, dimensiunilor mari din cauza condensatorilor cu capacitate mare.
Articole conexe:
