2.4.3 Указания по проведению экспериментов

1. Подготовить эскиз лампы ДРЛ, описать ее устройство и назначение основных элементов. Описать принцип работы; указать, какие виды люминесценции имеют место в источниках данной группы. Изучить схемы включения данных источников света в сеть.

При выполнении данного пункта рекомендуется использовать литературные источники [3,5,6] и имеющиеся в лаборатории наглядные пособия (стенды и плакаты).

2. По маркировке ламп и каталогу светотехнической продукции выяснить технические характеристики исследуемых ламп и занести их в таблицу 2.22

Таблица 2.22 – Технические характеристики ламп ДРЛ

Тип	Номинальная мощность	Номинальный ток	Напряжение на лампе	Номинальный световой поток	Красное отношение	Срок службы

3. Собрать схемы по рис. 2.35., 2.36, 2.37, 2.38,2.39 с применением аппаратуры табл.2.23

Таблица 2.23 – Перечень используемой аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218.2	~ 220 В / 3 А
А1	Регулируемый автотрансформатор	318.2	~ 0…240 В / 2 А
А2	Электророзетка с заземляющими контактами	2308	~ 220 В / 16 А
А3	Фотометрический блок	537	~ 220 В / 100 Вт
А4	Дроссель для лампы ДРЛ	2361	80 Вт / 0,8 А
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм
Р2	Измеритель мощностей	507.3	15; 60; 150; 300; 450 В / 0,1; 0,2; 0,5; 1 А.
Р3	Пульсметр - люксметр	1422	1…100 % / 10…200000 лк
Р4	Спектроколориметр ТКА-ВД / 02	1425	10…20000 лк / 1600…16000 К / x = 0,004…0,734 y = 0,005…0,834 u' = 0,007…0,623; v' = 0,005…0,595.
Р5	Ноутбук Acer Aspire One D250 или аналог	1420	-

4. Исследование режима стабилизации лампы ДРЛ

Собрать схему согласно рисунку 2.35 (лампа должна быть в холодном состоянии). Включить схему на номинальное напряжение.

Ориентируясь по показаниям измерительных приборов, определить длительность режима стабилизации.

Показания измерительных приборов и расчетные данные заносятся в таблицу 2.24.

Рисунок 2.35 – Схема для исследования параметров лампы ДРЛ

Таблица 2.24 - Данные опыта режима стабилизации

Uс	t	Iл	Uл	Uдр	Рсх	Рл	Е	Фотн
В	мин	А	В	В	Вт	Вт	лк	отн. ед.
220	0
220	0,5
220	1
220	…

Этот же опыт можно выполнить, используя схему 2.36, предусмотрев в ней все необходимые приборы измерения (согласно схеме рис.2.35).

• Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

• Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" однофазного источника питания G1.

• Соберите схему электрических соединений, приведенную на рис. 2.36

• Установите автотрансформатор А1 в нулевое положение и отключите (если включен) выключатель «СЕТЬ».

• Установите в фотометрический блок А4 лампу высокого давления типа ДРЛ и закройте дверцу.

• Включите источник G1. Должен загореться сигнальный светодиод.

• Включите выключатели «СЕТЬ» блока Р1 и измерителя мощностей Р2.

• Подготовьте к работе пульсметр - люксметр Р3.

• Установите автотрансформатором А1 номинальный уровень напряжения на лампе, включите его выключатель «СЕТЬ» и фиксируйте время t.

• Через интервал времени t (от момента включения), фиксируются показания приборов: напряжение U на лампе и дросселе; ток I лампы ДРЛ; активная Р и реактивная Q мощности схемы и лампы; освещенность Е и коэффициент К_П пульсаций светового потока лампы. Показания приборов заносятся в таблицы 2.24, 2.25 (таблицы можно объединить).

Таблица 2.25 - Данные опыта режима стабилизации

t, мин
Q, ВАр
КП, %

• Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

• Отключите однофазный источник питания G1.

• Используя данные таблицы 2.24, 2.25, вычислить. для каждого момента времени t, коэффициент мощности cosφ, световой поток Ф и световую отдачу Н лампы ДРЛ:

cosφ = Р / √(Р²+Q²); Ф = Ф_Н ∙(Е / Е_Н); Н = Ф / Р,

где Ф_Н – значения светового потока (из каталога), лм;

Е_{Н --} освещенности при номинальном напряжении на лампе, лк;

Е_{Н --} измеряемая освещенность, лк.

• Вычисленные значения заносятся в таблицу 2.26.

Таблица 2.26 - Расчетные данные опыта режима стабилизации

t, мин
cosφ
Ф, лм
Н, лм/Вт

• Используя данные таблиц 2.24 – 2.26 построить зависимости электрических и светотехнических параметров лампы высокого давления типа ДРЛ от времени: I=f(t), U=f(t), Р=f(t), Q=f(t), К_П=f(t), Е=f(t), cosφ=f(t), Ф=f(t), Н=f(t).

Рисунок 2.36 – Исследование режима стабилизации лампы ДРЛ

5. Снятие вольтамперной характеристики лампы высокого давления типа ДРЛ.

• Убедитесь, что установка отключены от сети электропитания.

• Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" однофазного источника питания G1.

• Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений, приведенной на рис.2.37.

• Установите автотрансформатор А1 в нулевое положение и отключите (если включен) его выключатель «СЕТЬ».

• В фотометрический блок А4, установите лампу высокого давления типа ДРЛ требуемой мощности и закройте дверцу.

• Включите источник G1. Должен загореться сигнальный светодиод.

• Включите выключатель «СЕТЬ» блока мультиметров Р1.

• Установите автотрансформатором А1 уровень напряжения 220 В (если номинальное напряжение лампы соответствует ему), включите его выключатель «СЕТЬ» дождитесь стабилизации режима работы исследуемой лампы.

• Установите напряжение U на выходе автотрансформатора А1 240 В.

• Через 5 - 10 мин, за счет автотрансформатора А1, снижайте напряжение с 240 В до значения, при котором люминесцентная лампа погаснет (определите ступени изменения напряжения, например 5-10 В), и заносите показания вольтметра (напряжение U люминесцентной лампы) и амперметра (ток I люминесцентной лампы) блока Р1 в таблицу 2.27.

Таблица 2.27 – Показания приборов для построения ВАХ

U, В
I, А

• Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

• Отключите однофазный источник питания G1.

• По данным таблицы 2.27 построить вольтамперную характеристику U = f(I), лампы высокого давления типа ДРЛ.

Рисунок 2.37 – Схема для снятия вольтамперной характеристики

6. Исследование зависимостей электрических и светотехнических параметров лампы высокого давления от уровня подводимого напряжения.

• Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети.

• Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" однофазного источника питания G1.

• Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений, рис. 2.35 или 2.38.

• Установите регулятор автотрансформатора А1 в нулевое положение и отключите (если включен) выключатель «СЕТЬ».

• Установите лампу высокого давления в патрон и закройте дверцу.

• Включите источник G1. Должен загореться сигнальный светодиод.

• Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и измерителя мощностей Р2.

• Подготовьте к работе пульсметр - люксметр Р3.

• Установите автотрансформатором А1 уровень напряжения 220 В, включите его выключатель «СЕТЬ» и дождитесь установившегося режима лампы.

• Установите напряжение U на выходе автотрансформатора А1 240 В.

• После стабилизации режима на этом уровне напряжения, снижайте напряжение на выходе автотрансформатора А1 с 240 В до значения, при котором люминесцентная лампа погаснет (заранее установите диапазон изменения напряжения). Показания приборов заносятся в таблицу 2.28.

Таблица 2.28 – Показания приборов при изменении уровня напряжения

Uс, В
Uл, В
Uдр, В
I, А
Pсх, Вт
Pл, Вт
Q, ВАр
E, лк
КП, %

• По окончании эксперимента отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

• Отключите однофазный источник питания G1.

• Используя данные таблицы 2.28, вычислить для каждого значения напряжения U коэффициент мощности cosφ, световой поток Ф и световую отдачу Н лампы ДРЛ по формулам:

cosφ = Р / √(Р²+Q²); Ф = Ф_Н ∙ (Е / Е_Н); Н = Ф / Р,

где Ф_Н и Е_Н – значения светового потока и освещенности при номинальном напряжении лампы (Ф_н указано в каталоге).

• Вычисленные значения заносятся в таблицу 2.29.

Таблица 2.29 – Вычисленные значения при разных уровнях напряжения

U, В
cosφ
Ф, лм
Н, лм/Вт
Ки

• Используя данные таблиц 2.28 и 2.29 построить зависимости электрических и светотехнических параметров лампы высокого давления от приложенного напряжения I=f(U), Р=f(U), Q=f(U), К_П=f(U), cosφ=f(U), Е=f(U), Ф=f(U), Н=f(U). К_и= f(U) .

Рисунок 2.38 – Схема для исследования характеристик ДРЛ

7. Определение координат цвета, цветности и коррелированной

цветовой температуры, снятие диаграмм цветности и относительного спектрального распределения плотности излучения лампы ДРЛ.

• Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети.

• Соедините гнезда защитного заземления " " блоков, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника питания G1.

• Соберите схему согласно рисунку 2.39.

• Установите в фотометрический блок А4 лампу высокого давления типа ДРЛ и закройте дверцу.

• Подготовьте спектроколориметр Р4 к работе (установите фотодатчик на штативе и введите его объектив в окно фотометрического блока А3).

• Подготовьте к работе ноутбук Р5 и запустите программу «Спектроколориметр V.1.2».

• После проверки схемы включите источник питания G1 (должно быть установлено номинальное напряжение схемы). Проконтролируйте сигнализацию включения.

• Выдержите время полной стабилизации режима работы лампы.

• Подготовьте к работе спектроколориметр Р4.

• После завершения процедуры «Прием данных», на мониторе наблюдайте и регистрируйте значения освещенности Е, координаты цвета X, Y, Z, координаты цветности x, y и u', v', коррелированную цветовую температуру Т_Ц, спектральное распределение относительной плотности φ(λ) излучения лампы ДРЛ.

• При использовании спектроколориметра Р4 без компьютера, измерения проводятся согласно руководству по его эксплуатации.

• Выбирая вид диаграммы, на мониторе, наблюдайте и регистрируйте диаграммы цветности в системах МКО-31 и МКО-76.

• По окончании эксперимента отключите однофазный источник питания G1 и остальные приборы. Разберите схему.

Рисунок 2.39 - Схема для исследования цветовых характеристик ДРЛ