Что такое люминесцентные лампы?
Люминесцентные лампы - это лампы, в которых свет возникает в результате потока свободных электронов и ионов внутри газа. Типичная люминесцентная лампа состоит из стеклянной трубки, покрытой люминофором и содержащей по паре электродов на каждом конце. Он заполнен инертным газом, обычно аргоном, который действует как проводник, а также состоит из жидкой ртути.
Флюоресцентная лампа
Как работает люминесцентная лампа?
Когда электричество подводится к трубке через электроды, ток проходит через газовый проводник в форме свободных электронов и ионов и испаряет ртуть. Когда электроны сталкиваются с газообразными атомами ртути, они испускают свободные электроны, которые перескакивают на более высокие уровни, а когда они возвращаются на исходный уровень, испускаются фотоны света. Эта излучаемая световая энергия находится в форме ультрафиолетового света, невидимого для человека. Когда этот свет попадает на люминофор, нанесенный на трубку, он возбуждает электроны люминофора на более высокий уровень, и когда эти электроны возвращаются к своему исходному уровню, излучаются фотоны, и эта световая энергия теперь находится в форме видимого света.
Включение люминесцентной лампы
В люминесцентных лампах ток течет через газовый проводник, а не через твердотельный проводник, где электроны просто текут от отрицательного конца к положительному. Должно быть много свободных электронов и ионов, чтобы позволить потоку заряда через газ. Обычно в газе очень мало свободных электронов и ионов. По этой причине необходим специальный пусковой механизм для введения большего количества свободных электронов в газ.
Два пусковых механизма для люминесцентной лампы
1. Один из методов заключается в использовании выключателя стартера и магнитного балласта для обеспечения протекания переменного тока к лампе. Выключатель стартера необходим для предварительного нагрева лампы, так что требуется значительно меньшее количество напряжения для запуска образования электронов на электродах лампы. Балласт используется для ограничения силы тока, протекающего через лампу. Без выключателя стартера и балласта большое количество тока будет протекать непосредственно к лампе, что уменьшит сопротивление лампы и, в конечном итоге, нагреет лампу и разрушит ее.
Люминесцентная лампа с магнитным балластом и выключателем стартера
Используемый выключатель стартера представляет собой обычную лампочку, состоящую из двух электродов, так что между ними образуется электрическая дуга, когда через лампу течет ток. В качестве балласта используется магнитный балласт, который состоит из катушки трансформатора. Когда через катушку проходит переменный ток, создается магнитное поле. По мере увеличения тока магнитное поле увеличивается, и это в конечном итоге препятствует прохождению тока. Таким образом ограничивается переменный ток.
Первоначально для каждого полупериода сигнала переменного тока ток течет через балласт (катушку), создавая вокруг него магнитное поле. Этот ток, проходя через нити трубки, медленно нагревает их, вызывая образование свободных электронов. Когда ток проходит через нить накала к электродам колбы (используется как выключатель стартера), между двумя электродами колбы образуется электрическая дуга. Поскольку один из электродов представляет собой биметаллическую полосу, он изгибается при нагревании, и в конечном итоге дуга полностью гаснет, а поскольку через пускатель не течет ток, он действует как размыкающий выключатель. Это вызывает коллапс магнитного поля на катушке, и в результате возникает высокое напряжение, которое обеспечивает необходимое срабатывание для нагрева лампы, чтобы произвести необходимое количество свободных электронов через инертный газ, и в конечном итоге лампа загорится.
6 причин, почему магнитный балласт не считается удобным?
- Потребляемая мощность довольно высокая, порядка 55 Вт.
- Они большие и тяжелые
- Они вызывают мерцание, поскольку работают на более низких частотах
- Они не длятся дольше.
- Потери составляют от 13 до 15 Вт.
2. Использование электронного балласта для запуска люминесцентных ламп.
Электронные балласты, в отличие от магнитных балластов, подают в лампу переменный ток после увеличения частоты сети с 50 Гц до 20 кГц.
Электронный балласт для запуска люминесцентной лампы
Типичная схема электронного балласта состоит из преобразователя переменного тока в постоянный, состоящего из мостов и конденсаторов, которые преобразуют сигнал переменного тока в постоянный и отфильтровывают пульсации переменного тока для выработки постоянного тока. Это постоянное напряжение затем преобразуется в высокочастотное переменное прямоугольное напряжение с помощью набора переключателей. Это напряжение приводит в действие резонансный контур LC-резервуара, чтобы произвести отфильтрованный синусоидальный сигнал переменного тока, который подается на лампу. Когда ток проходит через лампу с высокой частотой, он действует как резистор, образуя параллельную RC-цепь с цепью резервуара. Первоначально частота переключения переключателей снижается с помощью схемы управления, что приводит к предварительному нагреву лампы, что приводит к увеличению напряжения на лампе. В конце концов, когда напряжение на лампе достаточно увеличивается, она загорается и начинает светиться. Имеется устройство для измерения тока, которое может определять величину тока, протекающего через лампу, и соответственно регулировать частоту переключения.
6 причин, почему электронные балласты предпочитают больше
- У них низкое энергопотребление, менее 40 Вт.
- Потеря незначительна
- Мерцание устраняется
- Они легче и больше подходят для разных мест
- Они длятся дольше
Типичное применение люминесцентной лампы - автоматическое переключение света
Вот вам полезная домашняя схема. Эта автоматическая система освещения может быть установлена в вашем доме для освещения помещения с помощью КЛЛ или люминесцентных ламп. Лампа автоматически включается около 18:00 и гаснет утром. Таким образом, эта схема без выключателя очень полезна для освещения помещений в доме, даже если заключенных нет дома. Обычно автоматические огни на основе LDR мерцают, когда интенсивность света изменяется на рассвете или в сумерках. Поэтому КЛЛ нельзя использовать в таких схемах. В автоматических осветительных приборах с симисторным управлением возможна только лампа накаливания, поскольку мерцание может повредить цепь внутри КЛЛ. Эта схема преодолевает все подобные недостатки и мгновенно включается / выключается при изменении заданного уровня освещенности.
Как это устроено?
IC1 (NE555) - это популярная микросхема таймера, которая используется в схеме в качестве триггера Шмитта для получения бистабильного действия. Действия установки и сброса ИС используются для включения / выключения лампы. Внутри ИС есть два компаратора. Компаратор верхнего порога срабатывает при 2/3 В постоянного тока, а компаратор нижнего порога срабатывает при 1/3 В постоянного тока. Входы этих двух компараторов связаны вместе и соединены на стыке LDR и VR1. Таким образом, напряжение, подаваемое LDR на входы, зависит от интенсивности света.
LDR - это разновидность переменного резистора, сопротивление которого зависит от интенсивности падающего на него света. В темноте LDR предлагает очень высокое сопротивление, достигающее 10 Мегаом, но при ярком свете оно уменьшается до 100 Ом или меньше. Итак, LDR - идеальный датчик света для автоматических систем освещения.
В дневное время LDR имеет меньшее сопротивление, и ток течет через него к пороговому (Pin6) и триггерному (pin2) входам IC. В результате напряжение на пороговом входе превышает 2/3 Vcc, что сбрасывает внутренний триггер, и выход остается низким. В то же время триггерный вход получает более 1/3 В постоянного тока. Оба условия поддерживают низкий уровень выходного сигнала IC1 в дневное время. Транзистор драйвера реле подключен к выходу IC1, так что реле остается обесточенным в дневное время.
Схема автоматического переключения света
На закате сопротивление LDR увеличивается, и ток, протекающий через него, прекращается. В результате напряжение на входе компаратора пороговых значений (вывод 6) падает ниже 2/3 В постоянного тока, а напряжение на входе компаратора триггера (вывод 2) - менее 1/3 В постоянного тока. Оба эти условия вызывают высокий уровень на выходе компараторов, который устанавливает триггер. Это изменяет выход IC1 на высокий уровень и запускает T1. Светодиод указывает на высокий выход IC1. Когда Т1 проводит, реле активируется и замыкает цепь лампы через общий (Comm) и нормально разомкнутый контакты реле. Это состояние продолжается до утра, и IC сбрасывается, когда LDR снова подвергается воздействию света.
Конденсатор C3 добавлен к базе T1 для чистого переключения реле. Диод D3 защищает Т1 от обратного ЭДС при выключении Т1.
Как установить?
Соберите схему на общей печатной плате и поместите в противоударный корпус. Коробка адаптера вставного типа - хороший выбор для включения трансформатора и цепи. Разместите блок в местах, доступных солнечному свету в дневное время, предпочтительно вне дома. Перед подключением реле проверьте выход с помощью светодиодного индикатора. Настройте VR1, чтобы светодиод загорелся при определенном уровне освещенности, например, в 18:00. Если все в порядке, подключите реле и соединения переменного тока. Фаза и нейтраль могут быть отведены от первичной обмотки трансформатора. Возьмите фазный и нейтральный провода и подключите к патрону. Вы можете использовать любое количество ламп в зависимости от номинального тока контактов реле. Свет от лампы не должен попадать на LDR, поэтому установите лампу соответствующим образом.
Осторожность : Во время зарядки на контактах реле 230 Вольт. Поэтому не прикасайтесь к цепи, когда она подключена к сети. Используйте хорошую оплетку для контактов реле, чтобы избежать удара.
Фото:
