Принцип действия люминесцентной лампы, схемы управления.

ЛЛ имеют форму трубки. Стеклянная трубка 5 заполнена аргоном и содержит несколько капель ртути. В конце трубки впаяны вольфрамовые электроды 4, к которым подводят напряжение, вызывающее разряд между электродами и испарение ртути. В результате пары ртути начинают светиться, вызывая при этом флуоресценцию люминофора находящегося на стенках колбы.

Преобразование электрической энергии в видимое из­лучение можно разделить на два этапа:

1. Преобразование электрической энергии в процессе электрического разряда в парах ртути в энергию ультра­фиолетового излучения;

2. Преобразование в слое люминофора ультрафиоле­тового излучения в видимое.

Незначительная часть видимого излучения (5 ...7%) создается в результате самого электрического разряда в межэлектродном промежутке.

Для каждой ЛЛ необходимо наличие приспособления для зажигания. Им может быть стартер (Ст) с добавочным сопротивлением- дросселем (Др) или накальный трансформатор ТН.

Стартёр необходим для разогрева электродов лампы и установления дугового разряда, после чего он выключается. Дроссель служит для ограничения рабочего тока лампы, поддержания устойчивого дугового разряда и ускорения процесса включения лампы. Схемы стартёрного зажигания ламп отличаются невысокой надёжностью из-за частых выходов из строя стартёров.

С1=0,004 - 0,01 мкФ и выполняет несколько функций:

1. Облегчает работу электродов стартера (уменьшает их износ);

2. Снижает радио помехи схемы;

3. Улучшает условия запуска лампы в работу за счёт преобразования импульса ЭДС самоиндукции.

С2=4 – 5 мкФ – для компенсации реактивной составляющей балластного сопротивления;

С3=0,005 мкФ – для снижения радио помех уходящих в сеть питания.

Вопросы для самоконтроля.

1. Перечислите основные характеристики ЛЛ?

2. Чему равен световой КПД ЛЛ?

3. Чему равен средний срок службы ЛЛ?

4. Перечислите достоинства и недостатки ЛЛ?

5. Расшифруйте тип лампы ЛДЦ-80?

6. Опишите принцип действия ЛЛ?

7. При какой температуре обеспечивается наилучшая работа ЛЛ?

8. Перечислите электротехнические характеристики ЛЛ?

9. Расшифруйте тип лампы ЛБ-40?

10. Какое устройство в ЛЛ используют для зажигания лампы?

Тема 1.6. Ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления. Классификация, маркировка, область применения ламп. Достоинства и недостатки.

Классификация:

по конструктивным признаках:

1) РЛВД,

2) РЛВД с исправленной цветностью (ДРЛ),

3) Трубча­тые РЛСВД с естественным охлаждением,

4) Капилляр­ные РЛСВД с принудительным (воздушным или водя­ным) охлаждением,

5) Шаровые РЛСВД с естествен­ным охлаждением.

Температура окружающей среды и условия охлаждения - оказывают существенное влияние на характеристики РЛВД, работающих без внешней колбы. Понижение температуры может привести к конденсации ртути и значительному снижению напряжения на РЛВД, ее мощности и потока излучения. При повышении темпе­ратуры сокращается срок службы за счет потемнения кварцевого стекла.

Обозначения наиболее распространенных типов:

1. ДРТ - дуговая, ртутная, трубчатая. Световая отдача 45—55 лм/Вт.

Срок службы определяется главным образом умень­шением прозрачности кварцевого стекла в УФ части спектра и соответственно выхода УФ излучения. По­лезный срок службы ламп ДРТ составляет 1,5— 3 тыс. ч.

Спектр излучения: - 40 % - видимые лучи; 60% - УФ лучи; в 40% - 1,5% красных лучей.

Область применения - Лампы ДРТ — эффективные источники УФ излучения применяются в медицине, сельском хозяй­стве, измерительной технике (для люминесцентного анализа) и в других областях. Лампы специальных ти­пов применяются в светокопировальных аппаратах.

Лампы не применяются для освещения из-за плохой цветопередачи.

2. ДРЛ - дуговая, ртутная, люминес­центная. Световая отдача 50 лм/Вт.

Шкала мощностей: -80, 125, 250, 400, 700, 1000, 2000 Вт. Лампы мощностью 2кВт рассчитаны на напряжение 380В, остальные - на напряжение 220В.

Срок службы - 12—20 тыс. ч при стендовый испытаниях. В процессе работы лампы происходит постепенное снижение светового потока и «красного отношения». Скорость спада у маломощных

(80-125Вт) и мощных (1000-2000Вт) ламп больше, чем у ламп мощностью 250 и 400 Вт. Срок службы уменьшается при увеличении числа включений.

Область применения: Наружное освещение, освещение промышленных предприятий высотой 5-8 м, не требуется высокого качества цветопередачи.

Достоинствами ламп ДРЛ являются:

1. Высокая световая отдача. 2. Большой срок службы. 3. Компактность. 4. Не критичность к условиям внешней среды,

Недостатки:

1. Преобладания в спектре лучей сине-зелёной части, ведущее к неудовлетворительной цветопередаче, что исключает применение ламп в случаях, когда объектами различия являются лица людей или окрашенные поверхности.

2. Возможность работать только на переменном токе.

3. Необходимость включения через балластный дроссель.

4. Длительность разгорания при включении (около 7 мин) и начало повторного зажигания после даже очень кратковременного перерыва питания лампы лишь после остывания (10 мин).

5. Пульсация светового потока больше чем у люминесцентных ламп.

6. Значительное снижение светового потока к концу срока службы.

3. ДРВ - дуговая, ртутная, вольфрамовая. Световая отдача 18-20 лм/Вт. Срок службы 3000 - 5000 ч.

Область применения: Эритемное облучение людей и животных и одновременно общее освещение.

4. ДРШ- дуговая, ртутная, шаровая; Световая отдача 50-55 лм/Вт. Срок службы несколько сотен часов.

Область применения: Светолучевые осциллографы, фотолитография, проекционные системы.

Схема управления и принцип действия газоразрядных ламп высокого давления.

Конструкция и принцип действия лампы ДРТ: Ртутные лампы высокого давления представляют собой трубку большей частью из квар­цевого стекла, по концам которой впаяны вольфрамовые электроды. Внутрь трубки вводится строго дозированное количество ртути и спектрально чистый аргон при давлении 1,5—3 кПа. Аргон служит для облегчения зажигания разряда и защиты электродов от распыления в началь­ной стадии разгорания лампы, так как при комнатной температуре давление паров ртути очень низкое (около 1 Па). В отдельных типах ламп кварцевая разрядная трубка помещается во внешнюю колбу. После зажигания дугового разряда происходит нагревание разрядной трубки и испарение ртути. Дав­ление ее паров повышается, вместе с тем изменяются все характеристики разряда: растут напряжение на лампе и мощность, разряд стягивается в яркий светя­щийся шнур по оси трубки, растут поток излучения и КПД. Этот процесс продолжается в течение 5—7 мин до тех пор, пока не испарится вся ртуть, после чего все характеристики стабилизируются.

КОНСТРУКЦИЯ ДРЛ:

На рисунке 16 показано устройство лампы ДРЛ. Лампа содержит горелку 1 в виде трубки из кварцевого стекла с основными и дополнительными вольфрамо­выми электродами в торцах. Дополнительные электроды подключены через токоограничивающие резисторы к основным электродам на противоположном торце горел­ки. В полости горелки содержатся аргон и дозированное количество ртути. Внешняя колба 2 выполнена из термо­стойкого стекла и изнутри покрыта слоем люминофора 3. Полость колбы заполнена углекислым газом для стабилизации свойств люминофора.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ лампы ДРЛ:

При подаче напряжения на лампу между близко рас­положенными основными и вспомогательными электро­дами (см. Рис. 17) возникает разряд, ионизирующий газ в го­релке и обеспечивающий зажигание разряда между ос­новными электродами. При зажигании лампы разряд между основными и вспомогательными электродами пре­кращается. Балластное устройство в виде дросселя Др ограничивает ток разряда и стабилизирует его при от­клонениях напряжения сети в допустимых пределах. В момент зажигания ток лампы в 2...2,6 раза превы­шает номинальный, но по мере разогрева горелки он постепенно уменьшается, напряжение на лампе возраста­ет с 65 до 130В, мощность лампы и ее поток излучения возрастают. Разгорание лампы длится 5... 10 мин. В ра­бочем режиме температура внешней колбы может превы­шать 200 °С. Повторное зажигание лампы ДРЛ возмож­но лишь спустя 10... 15 мин после ее погасания. Излучение люминофора составляет 8... 10% общего потока лампы и в некоторой степени улучшает спектральный состав из­лучения.