Пристрій і схема підключення люмінесцентної лампи

Лампи денного світла з`явилися на ринку слідом за лампами розжарювання. Вольфрамова спіраль, як джерело світлового випромінювання, через високу температуру служить недовго і витрачає багато енергії. У цьому головна причина пошуку нових джерел світла. Люмінесцентна лампа стала першою з сімейства газорозрядних випромінювачів світла, які набули широкого поширення. Для їх виготовлення використовується доступне сировину. А можливість отримання різноманітних варіантів форми колби поряд з економічністю і яскравістю вивела ці лампи в ряди лідерів на ринку світлотехніки.

Принцип роботи

Все газорозрядні лампи функціонують, використовуючи електричний струм, що протікає через іони газу. Газом заповнюється колба, яка для найбільш ефективної іонізації робиться у формі трубки. Трубка може бути як прямий, так і будь-який інший форми. Електроди, розміщені на кінцях колби, створюють умови необхідні для світіння газу. Для цього виконується початкова іонізація, яка називається запуском. Електроди нагріваються і в результаті зіткнення з газом іонізують його своєю температурою.

Для найбільш ефективного нагріву електроди робляться у вигляді спіралей розташованих між двома контактами. Тому з кожного кінця колби у люмінесцентної лампи є по два контакти. Поява іонів дозволяє запустити процес їх переміщення між протилежними електродами - починає текти електричний струм. В результаті процес появи нових іонів стає все більш інтенсивним, а світіння газу посилюється. Воно пропорційно силі струму, що протікає через газ в колбі.

Люмінесцентними лампи називаються через однойменний ефекту. Якщо один вид випромінювання поглинається речовиною, яке починає випромінювати інший вид випромінювання, значить це люмінесценція. Вона характерна для випромінювань з високою енергією і коротшою довжиною хвилі. Найближчими до видимого світла з таких випромінювань є ультрафіолетові промені. Найбільш доступним і ефективним способом їх отримання є електричний розряд в парах ртуті. При відносно малій витрачається електричної енергії пари ртуті випромінюють найбільш потужне ультрафіолетове випромінювання.

Залишається тільки перетворити його у видиме світло, виходячи з ефект люмінесценції. Це робить спеціальну речовину - люмінофор. Його наносять у вигляді порошку на внутрішні стінки колби. Люмінофор може світитися з відтінком світла відповідним своїм хімічним складом. Тому можна отримувати не тільки різноманітні відтінки білого світла, а й багато інших кольорів.

Однак якщо лампа розжарювання підключається до електромережі безпосередньо, люмінесцентна не може бути так само підключена.

Лампа розжарювання має активний опір, яке визначено властивостями вольфрамової спіралі. Це резистор, який обмежує струм. Будь-яка газорозрядна лампа має опір, що визначається кількістю іонів в колбі. А воно може змінюватися в широких межах прямо пропорційно силі струму що протікає через лампу. Тому для необхідного режиму світіння застосовується обмежувач струму. Але щоб колба засвітилася треба ще створити процес початкової іонізації. Тому пристрої, які забезпечують роботу люмінесцентних ламп, називають пускорегулирующими.

Стандартне рішення і інші схеми підключення

Стандартне пускорегулюючий пристрій містить стартер і дросель. стартер працює як перемикач схеми з`єднання контактів для розігріву електродів відразу після включення.

Таким способом забезпечується хід процесу початкової іонізації. Після цього лампа дає світло від струму, величина якого визначається параметрами дроселя. Через один дросель можна підключити одну або кілька ламп (схема показана вище). Параметри випромінювача і дроселя повинні бути узгоджені. Якщо дросель буде обмежувати струм занадто сильно, світіння буде менш яскравим і навпаки. Згодом спіральні електроди через нагрівання при запуску лампи зношуються і перегорають. Але і стартер не бездоганний. Його біметалічний контакт, який замикає ланцюг напруження електродів, теж зношується. І при таких несправностях лампа перестає давати світло.

Нову люмінесцентну лампу, як і вживану з пошкодженими електродами можна використовувати при іншій схемі підключення. Щоб викликати початкову іонізацію потрібно більш висока напруга. Воно викличе появу і розмноження іонів в колбі і вона засвітиться.

Для того щоб обмежити струм і при цьому отримати необхідну за величиною напруга на лампі застосовується схема показана далі. У цій схемі середнє значення струму визначається величиною ємності конденсатора С1, а напруга на лампі залежить від співвідношень чисел витків обмоток трансформатора Т1. Величина ємності, і габарити трансформатора, що визначають його потужність повинні відповідати потужності лампи EL1. Інакше її свічення не буде оптимальним за яскравістю.

замість підвищувального трансформатора можна використовувати схему для збільшення напруги з діодами і конденсаторами в поєднанні з дроселем. Ось приклад такої схеми:

Одним з недоліків люмінесцентних лам є пульсація їх світла. Ця особливість стомлює зір і впливає на сприйняття швидко рухомих предметів.

Наприклад, перегортання сторінок або швидке переміщення пальців руки в сеті люмінесцентної лампи виглядає у вигляді окремих імен кадрів. Цей ефект називається «стробоскопічним» і обумовлений змінною напругою і струмом в електромережі. У лампі розжарювання він істотно ослаблений інерцією остигає спіралі. Щоб послабити цей ефект в люмінесцентної лампи її треба живити від випрямляча так як показано на зображенні далі зліва. Але з часом у міру зносу електродів при постійному струмі починає проявлятися темне катодного простір поблизу катода (електрода негативної полярності).

Тому треба періодично переставляти лампу в світильнику з розворотом на 180 градусів. Можна замість цього виконувати перемикання контактів спеціальним перемикачем. Конденсатор, встановлений на виході випрямляча, значно зменшить пульсації світла лампи. Від стартера також можна відмовитися, використовуючи два конденсатора (показано зліва).

Сучасні енергозберігаючі лампи, так само як і великі трубчасті люмінесцентні підключаються до електромережі через електронні баласти. У них напруга спочатку випрямляється, а потім перетворюється інвертором в більш високочастотну. Зазвичай з частотою більше 20 кГц. Електронний баласт істотно покращує якість світла. Зменшуються візуальні пульсації, діапазон допустимої напруги в мережі розширюється, відсутня гудіння, характерне для металевих дроселів. Зображення електронного баласту і схема підключення лампи з його використанням показані далі.