Тема: «Изучение схемы включения люминесцентной лампы».

Цель: Сформировать умение собирать стартерную схему зажигания люминесцентной лампы.

 

По окончании выполнения лабораторной работы студент должен

знать:

- назначение, устройство и принцип действия люминесцентной лампы;

- возможные схемы зажигания люминесцентных ламп;

- назначение элементов схем зажигания люминесцентных ламп и их характеристики;

 

уметь:

- собирать электрическую схему для зажигания люминесцентной лампы.

 

Основные теоретические положения:

Люминесцентные лампы (ЛЛ) представляют собой разрядные источники света низкого давления, в которых ультрафиолетовое излучение ртутного разряда преобразуется люмино­фором в длинноволновое излучение. Первые образцы отечественных ЛЛ были созданы в 1936-1940 гг. группой московских ученых и инженеров под руководством С. И. Вавилова. Сразу после изобретения ЛЛ их производ­ство и применение расширялись необычно быстрыми темпами. Уже к 1980г. ЛЛ создавали свыше 60% светового потока при освещении общественных зданий. Для удовлетворения многочисленных требований народного хозяйства и для различных условий применения выпускалось около 150 ти­пов ЛЛ. Это объясняется, во-первых, рядом достоинств ЛЛ:1) высокой свето­вой отдачей и большим сроком службы; 2) малой себестоимостью изготовле­ния в связи с высокой степенью механизации, простой конструкции и дос­тупностью сырья и материалов; 3) благоприятным спектром излучения, обеспечивающим высокое качество цветопередачи; 4) низкими яркостью и температурой поверхности лампы. Во-вторых, характеристики ламп непре­рывно улучшались: увеличилась продолжительность горения, светоотдача.

Классификация ЛЛ по характеру разряда в них позволяет выделить ЛЛ дугового разряда с горячими катодами, лампы тлеющего разряда с холодны­ми катодами и лампы вихревого разряда без электродов. Лампы дугового разряда, зажигаемые от стандартного сетевого напряжения с предваритель­ным подогревом катодов, наиболее экономичны, просты в эксплуатации и получили самое широкое применение в осветительной технике. В зависимо­сти от способа зажигания ЛЛ может быть стартерного, быстрого или мгно­венного зажигания. Лампы вихревого разряда зажигаются мгновенно и при­меняются для сигнализации и световой рекламы. Лампы вихревого разряда смогут найти широкое применение в осветительной технике после создания промышленных образцов.

ЛЛ дугового разряда можно подразделить на осветительные ЛЛ общего и специального назначения. Лампы общего назначения – это ЛЛ, предназна­ченные для освещения в различных областях применения. К ним относятся прямые трубчатые ЛЛ, компактные ЛЛ и фигурные ЛЛ. Лампы специального назначения имеют особые эксплуатационные свойства, обусловленные кон­струкцией, спектром излучения и т.д.

В лампах вихревого разряда без электродов используется излучение высокочастотного вихревого разряда, создаваемого в смеси паров ртути и инертного газа в шаровом или цилиндрическом баллоне с помощью индукто­ра, соединяемого с высокочастотным генератором. Стенка баллона может быть покрыта люминофором. Генератор может встраиваться в цоколь лампы.

Принцип действия ЛЛ основан на использовании фотолюминесценции люминофоров под воздействием ультрафиолетового резонансного излучения разряда в парах ртути при низком давлении, которое соответствует температуре жидкой фазы ртути (35-40°С). Давление паров ртути является фактором, определяющим выход излучения резонансных линий ртути 253,7 и 184,9 нм. Добавка инерт­ного газа к парам ртути (аргон, аргонно-неоновая или аргонно-криптоновая смесь при давлении 200-400 Па) облегчает зажигание дугового разряда, уменьшает распыление катодов.

Светильник дневного света предназначен для внутреннего и наружного освещения. Основными частями являются:

1. Лампа люминесцентная ЛБ-20 мощностью 20 Вт, с рабочим напряжением 127 В, белого свечения. Представляет собой заполненную газом стеклянную трубку, покрытую изнутри люминофором. В трубке также имеется капля ртути. При включении в сеть в лампе образуются пары ртути, при соударении частиц которого с люминофором получается видимое излучение, близкое по характеру к дневному свету. Лампы такого вида обладают высокой светоотдачей.

2. Стартер представляет собой пусковое устройство, обеспечивающее протекание тока через нити накала в момент пуска лампы, состоит из газоразрядной неоновой лампы и конденсатора, обеспечивающего пробой газового пространства этой лампы.

3. Дроссель – пускорегулирующий аппарат, принцип работы которого основан на возникновении высокого индуктивного сопротивления.

По второму закону Кирхгофа в замкнутом контуре сумма падений напряжения равна нулю. Причиной того, что сумма падений напряжения больше на схеме, чем подаваемое напряжение, обусловлена тем, что дроссель обладает активным и реактивным сопротивлением, а прибор замеряет напряжение от общего сопротивления, т.е.

 

˂

 

Поэтому сумма напряжений на дросселе и лампе больше, чем напряжениепитания. При включении лампы в сеть через дроссель проходит питающий ток. При этом в стартере заряжается конденсатор и пробивает газовое пространство неоновой лампы. Ток течет дальше через нити накала (электроды лампы), вследствие чего они нагреваются, а от нагрева образуются пары ртути. Сопротивление пространства лампы ЛБ уменьшается и оно пробивается. Лампа загорается. Но можно обойтись и без стартера. Если повышать напряжение до тех пор, пока лампа не загорится.

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить задание лабораторной работы.

2. Составить отчет.

3. Ответить на контрольные вопросы.

Ход работы:

Стартерная схема зажигания люминесцентной лампы приведена на рисунке 1.

Светильник дневного света состоит из люминесцентной лампы ЛБ-20; стартера, дросселя; каркаса, клеммных колодок, патрона для стартера, двух штыревых патронов, шнура питания. Для осуществления измерений используется мультиметр.

 

 

Рисунок 1 – Электрическая стартерная схема зажигания

люминесцентной лампы

Задание.

- Подключить шнур питания.

- Производить включение и выключение устройства.

- При каждом включении производить замеры на лампе, стартере,
дросселе, нити накала и измерять питающее напряжение.

- Результаты свести в отчет.

- Отключить и разобрать схему.

Контрольные вопросы:

1. Объясните, почему сумма падений напряжения на лампе и дросселе больше, чем подаваемое напряжение?

2. Для чего предназначен светильник дневного света?

3. Для чего в лампе имеется капля ртути?

4. Для чего в стартере нужен конденсатор?

5. Объясните принцип работы стартера.

6. Как можно обойтись без стартера?

 

 

Лабораторная работа №2