Флуоресцентни лампи - определение, работа и приложение

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Какво представляват флуоресцентните лампи?

Флуоресцентните лампи са лампи, при които светлината се произвежда в резултат на поток от свободни електрони и йони вътре в газ. Типичната флуоресцентна лампа се състои от стъклена тръба, покрита с фосфор и съдържаща двойка електроди във всеки край. Той се пълни с инертен газ, обикновено аргон, който действа като проводник и също се състои от живачна течност.

Флуоресцентна лампа

Флуоресцентна лампа



Как работи флуоресцентната лампа?

Тъй като електричеството се подава към тръбата през електродите, токът преминава през газовия проводник под формата на свободни електрони и йони и изпарява живака. Тъй като електроните се сблъскват с газообразните атоми на живака, те отделят свободни електрони, които скачат на по-високи нива и когато паднат обратно на първоначалното си ниво, се излъчват фотони светлина. Тази излъчена светлинна енергия е под формата на ултравиолетова светлина, която не се вижда от хората. Когато тази светлина удари фосфора, покрит върху тръбата, тя възбужда електроните на фосфора на по-високо ниво и когато тези електрони се върнат на първоначалното си ниво, фотоните се излъчват и тази светлинна енергия вече е под формата на видима светлина.


Стартиране на флуоресцентна лампа

Във флуоресцентните лампи токът протича през газообразен проводник, вместо в твърдо състояние, където електроните просто преминават от отрицателен край към положителния край. Трябва да има изобилие от свободни електрони и йони, за да се позволи потокът на заряда през газа. Обикновено в газа има много малко свободни електрони и йони. Поради тази причина е необходим специален стартов механизъм за въвеждане на повече свободни електрони в газа.



Два стартови механизма за флуоресцентна лампа

1. Един от методите е използване на стартерния превключвател и магнитен баласт за осигуряване на потока на променлив ток към лампата. Превключвателят на стартера е необходим за предварително загряване на лампата, така че да е необходимо значително по-малко напрежение, за да се задейства производството на електрони от електродите на лампата. Баластът се използва за ограничаване на количеството ток, протичащ през лампата. Без стартов превключвател и баласт голямо количество ток би течело директно към лампата, което би намалило съпротивлението на лампата и в крайна сметка ще нагрее лампата и ще я унищожи.

Флуоресцентна лампа с помощта на магнитен баласт и стартер

Флуоресцентна лампа с помощта на магнитен баласт и стартер

Използваният стартерен превключвател е типична крушка, състояща се от два електрода, така че между тях се образува електрическа дъга, докато токът преминава през крушката. Използваният баласт е магнитен баласт, който се състои от трансформаторна намотка. С преминаването на променлив ток през бобината се получава магнитно поле. С увеличаване на тока магнитното поле се увеличава и това в крайна сметка се противопоставя на потока на тока. По този начин променливият ток е ограничен.

Първоначално за всеки полупериод на променливотоковия сигнал токът протича през баласта (намотката), развивайки магнитно поле около него. Този ток, докато преминава през нишките на тръбата, ги нагрява бавно, така че да предизвика производството на свободни електрони. Тъй като токът преминава през нажежаемата жичка към електродите на крушката (използва се като стартер), между двата електрода на крушката се образува електрическа дъга. Тъй като един от електродите е биметална лента, той се огъва при нагряване и в крайна сметка дъгата е напълно елиминирана и тъй като през стартера не протича ток, той действа като отворен превключвател. Това причинява колапс в магнитното поле през бобината и в резултат се получава високо напрежение, което осигурява необходимото задействане за нагряване на лампата, така че да произведе адекватното количество свободни електрони през инертния газ и в крайна сметка лампата свети.


6 причини, поради които магнитният баласт не се счита за удобен?

  • Консумацията на енергия е доста висока, около 55 вата.
  • Те са големи и тежки
  • Те причиняват трептене, докато работят при по-ниски честоти
  • Те не издържат по-дълго.
  • Загубата е около 13 до 15 вата.

2. Използване на електронен баласт за стартиране на флуоресцентните лампи

Електронните баласти, за разлика от магнитните баласти, осигуряват променлив ток към лампата след увеличаване на линейната честота от около 50 Hz на 20KHz.

Електронен баласт за стартиране на флуоресцентна лампа

Електронен баласт за стартиране на флуоресцентна лампа

Типична електронна баластна верига се състои от AC към DC преобразувател, състоящ се от мостове и кондензатори, които коригират AC сигнала към DC и филтрират пулсации на AC, за да произвеждат DC мощност. След това това постояннотоково напрежение се преобразува във високочестотно променливо напрежение с квадратна вълна с помощта на набор от ключове. Това напрежение задвижва резонансна LC верига на резервоара, така че да произведе филтриран синусоидален променлив сигнал, който се прилага към лампата. Тъй като токът преминава през лампата с висока честота, той действа като резистор, образуващ паралелна RC верига с веригата на резервоара. Първоначално честотата на превключване на превключвателите се намалява с помощта на контролна схема, което води до предварително загряване на лампата, което води до увеличаване на напрежението в лампата. В крайна сметка, когато напрежението на лампата се увеличи достатъчно, тя се запалва и започва да свети. Съществува устройство за определяне на тока, което може да усети количеството ток през лампата и съответно да регулира честотата на превключване.

6 причини, поради които електронните баласти се предпочитат повече

  • Те имат ниска консумация на енергия, по-малка от 40W
  • Загубата е незначителна
  • Трептенето се елиминира
  • Те са по-леки и се вписват повече на места
  • Те продължават по-дълго

Типично приложение, включващо флуоресцентна лампа - автоматична превключваща светлина

Ето една полезна домашна схема за вас. Тази автоматична система за осветление може да бъде инсталирана във вашия дом за осветяване на помещенията с помощта на CFL или флуоресцентна лампа. Лампата автоматично се включва около 18 часа и се изключва сутрин. Така че тази безклюкова верига е много полезна за осветяване на помещенията на къщата, дори ако затворниците не са в дома си. Като цяло автоматичните светлини, базирани на LDR, трептят, когато интензивността на светлината се променя призори или по здрач. Така че CFL не може да се използва в такива вериги. В автоматичните светлини, контролирани от Triac, е възможна само крушката с нажежаема жичка, тъй като трептенето може да повреди веригата вътре в CFL. Тази схема преодолява всички подобни недостатъци и незабавно се включва / изключва, когато предварително зададеното ниво на светлина се промени.

Как работи?

IC1 (NE555) е популярният IC таймер, който се използва във веригата като спусък на Schmitt, за да се получи бистабилно действие. Дейностите по задаване и нулиране на интегралната схема се използват за включване / изключване на лампата. Вътре в IC има два компаратора. Горният праг за сравнение се изключва при 2/3 Vcc, докато долният сравнителен спусък се задейства при 1/3 Vcc. Входовете на тези два компаратора са свързани и свързани на кръстовището на LDR и VR1. По този начин напрежението, осигурено от LDR към входовете, зависи от интензивността на светлината.

LDR е вид променлив резистор и неговото съпротивление варира в зависимост от интензивността на падащата върху него светлина. На тъмно LDR предлага много високо съпротивление до 10 Meg Ohm, но намалява до 100 Ohms или по-малко при ярка светлина. Така че LDR е идеален светлинен сензор за автоматични осветителни системи.

През деня LDR има по-малко съпротивление и токът преминава през него до прага (Pin6) и задействащите (pin2) входове на IC. В резултат на това напрежението на прага на входа надвишава 2/3 Vcc, което нулира вътрешния тригер и изходът остава нисък. В същото време входът на спусъка получава повече от 1 / 3Vcc. И двете условия поддържат изхода на IC1 нисък през деня. Транзисторът на релейния драйвер е свързан към изхода на IC1, така че релето остава обезсилено през деня.

Схема на автоматично превключване на светлината

Схема на автоматично превключване на светлината

При залез слънцето съпротивлението на LDR се увеличава и количеството ток, протичащо през него, спира. В резултат на това напрежението на входа на сравнителния праг (pin6) пада под 2 / 3Vcc и напрежението на входа на сравнителния спусък (pin2) е по-малко от 1 / 3Vcc. И двете условия водят до изхода на компараторите да се повиши, което задава тригер. Това променя изхода на IC1 в високо състояние и задейства T1. Светодиодът показва високата мощност на IC1. Когато T1 провежда, релето захранва и завършва веригата на лампата чрез общите (Comm) и NO (нормално отворени) контакти на релето. Това състояние продължава до сутринта и IC се нулира, когато LDR отново изложи на светлина.

Кондензатор C3 е добавен към основата на T1 за чисто превключване на релето. Диод D3 предпазва T1 от заден ход, когато T1 се изключи.

Как да настроите?

Сглобете веригата на обща платка и я затворете в устойчив на удар случай. Вградената адаптерна кутия е добър избор за затваряне на трансформатора и веригата. Поставете уреда там, където през деня има слънчева светлина, за предпочитане извън дома. Преди да свържете релето, проверете изхода с помощта на LED индикатора. Регулирайте VR1, за да включите светодиода при определено ниво на осветеност, да речем в 18:00. Ако е добре, свържете релето и променливотоковите връзки. Фазата и неутралата могат да бъдат извлечени от първичната част на трансформатора. Вземете фазовия и неутралния проводник и свържете към държача на крушката. Можете да използвате произволен брой лампи в зависимост от текущия рейтинг на контактите на релето. Светлината от лампата не трябва да попада върху LDR, така че поставете лампата съответно.

Внимание : При зареждане в контактите на релето има 230 волта. Затова не докосвайте веригата, когато е свързана към електрическата мрежа. Използвайте добра втулка за контактите на релето, за да избегнете шок.

Снимка:

  • Флуоресцентна лампа от wikimedia
  • Стартиране на флуоресцентна лампа с помощта на магнитен баласт и превключвател на стартера от wikimedia