8249

Газорозрядні лампи низького тиску

Контрольная

Физика

Газорозрядні лампи низького тиску Будова,принцип дії, структура позначень Вплив виду баластного опору на роботу газорозрядної лампи Схеми вмикання ЛЛ в мережу. Світлотехнічні, енергетичні, експлуатаційні...

Украинкский

2013-02-07

1.03 MB

47 чел.

Газорозрядні лампи низького тиску

  1.  Будова, принцип дії, структура позначень;
  2.  Вплив виду баластного опору на роботу газорозрядної лампи
  3.  Схеми вмикання ЛЛ в мережу.
  4.  Світлотехнічні, енергетичні, експлуатаційні і економічні характеристики люмінесцентних ламп.

В залежності від тиску, який розвивається в робочому режимі газорозрядні джерела класифікуються:

  •  лампи низького тиску - до 0,01 МПа
  •  лампи високого тиску - від 0,01 - 1 МПа
  •  лампи надвисокого тиску > 1 МПа 

Лампами низького тиску є люмінесцентні лампи

                                                       б

Люмінесцентна лампа складається із колби 1, внутрішня частина якої покрита тонким шаром люмінофору 2, із колби (трубки) відкачується повітря і вводиться інертний газ аргон з дозованою кількістю ртуті (30 ... 80 мг). Аргон призначений для зменшення розпилення покриття електродів і полегшення виникнення розряду, так як суміш аргону з парами ртуті представляє певне середовище для виникнення розряду.

До складу лампи також входять: скляна ніжка 5, на ніжках змонтована вольфрамова біспіраль 3, яка покрита шаром оксиду із карбонату барію, стронцію і кальцію, які забезпечують високу термоелектронну емісію. По кінцям лампи є короткі цоколі 7, з полими штирками 8, які призначені для підключення лампи в мережу

Принцип дії ЛЛ можна розділити на 2 етапи:

   1 . В процесі електричного розряду в парах ртуті електрична енергія перетворюється в енергію ультрафіолетового випромінювання.

  2. В шарі люмінофора УФ випромінювання перетворюється в видиме. 

     Люмінофор - це порошковидна речовина. В природних умовах такою речовиною є білий фосфор. В даний час промисловість випускає слідуючі типи ламп:

ЛД - люмінесцентна денна         ДЦ - з покращеною кольоропередачею

ЛБ - люмінесцентна біла         Е - природна

ЛЧБ - люмінесцентна холодна біла    БЕ - біло природна

ЛТБ - люмінесцентна тепла біла        ХЕ - холодна природна

Далі йдуть цифри від 15 до 150 Вт, які вказують на потужність.

2. Вплив виду баластного опору на роботу газорозрядної лампи

Для нормальної роботи ЛЛ важливе значення має стабілізація розряду на змінному струмі при допомозі активного, індуктивного і ємнісного опору. Розглянемо вплив видів баластного опору на роботу ЛЛ.

Стабілізація розряду при допомозі активного баласту Виконується просто і дешево, але є ряд принципових недоліків, які обмежують використання активного опору. При активному баласті розряд в лампі виникає при досягненні значення напруги загорання. В процесі розряду напруга на лампі знижується до величини  і залишається незмінною до моменту, коли миттєве значення напруги мережі стає меншим величини . Після цього розряд гасне, струм в колі зникає. В наступний напівперіод процес загорання і погасання повторюється.

Як видно з графіка, процес перезагоряння в кожен напівперіод супроводжується паузами: початковою  і кінцевою .Загальна пауза складе фн + фк і може досягти третини періоду. Наявність пауз розрядного струму значно

а

погіршує показники роботи ЛЛ. При цьому виникають пульсації світлового потоку і стробоскопічний ефект. Крива струму втрачає форму синусоїди, при цьому основним недоліком є великі витрати електричної енергії з активним баластом, який різко знижує енергетичні показники роботи ламп.

Стабілізація розряду при допомозі індуктивного опору

Стабілізація розряду при допомозі індуктивного опору має ряд переваг і широко застосовується за рахунок зсуву по фазі між напругою мережі і напругою на зажимах лампи, значно полегшується процес перезагоряння розряду в кожен напівперіод, так як в момент переходу струму через «N» нуль до зажимів лампи буде прикладена миттєва напруга мережі. Тому перезагоряння проходить без паузи. Форма кривої струму наближається до синусоїди. Втрати потужності в індуктивному баласті на 10...25 % менші. Недоліки баластного опору: 

  •  великі витрати металу;

- велика вартість; - низький .

Стабілізація розряду за допомогою ємності

При стабілізації розряду за допомогою ємності крива струму приймає спотворену форму. Великі паузи і всплески струму призводять до значного зниження світлотехнічних показників роботи лампи. На практиці в такому вигляді стабілізація розряду за допомогою ємкості не застосовується.

Стартерна схема вмикання ЛЛ в роботу

В мережу люмінесцентно лампа вмикається за допомогою пуско - регулюючої апаратури. Лампа Л вмикається послідовно з індуктивним баластним дроселем Др. Обмотка дроселя складається з двох рівних частин і виконана мідним проводом розміщених на одному магнітопроводі і під'єднаних до різних електродів лампи, що

дозволяє обмежити проникнення радіоперешкод в електричну мережу за рахунок збільшення індуктивного опору гілок схеми.

Параллельно лампі підключений газорозрядний стартер Ст і конденсатор С2 ємністю 0,01 МкФ, який призначений для зниження радіоперешкод, деякого збільшення тривалості імпульсу загоряння лампи і зменшення імовірного дугоутворення між контактами стартера в момент їх розмикання. Стартер представляє собою

мініатюрну

газорозрядну лампу з одним, або

двома біметалевими електродами, заповнену інертним газом (аргон - 60%, неон - 28,8%, гелій - 11,2%). Стартер складається: корпус 1, скляної колби, біметалевих електродів 2 і 3.

В схемі електричній принциповій основне призначення стартера - це автоматичне замикання на певний час кола електродів лампи і для миттєвого розриву кола після розігріву електродів. Паралельно схемі підключено конденсатор СІ, який призначений для підвищення  до 0,9 і розрядний опір R. Коефіцієнт потужності схеми без компенсуючого конденсатора СІ не перевищує 0,5....0,6.

Принцип дії схеми

При поданні напруги на схему вона буде прикладена до електродів стартера. При цьому в стартері виникає тліючий розряд, який супроводжується протіканням

струму порядку 20...50 мкА в електричному колі дроселя, нитки розжарювання електродів ЛЛ і самим стартером. Тліючий розряд нагріває біметалеві електроди стартера і вони вигинаючись накоротко з'єднуються і замикають коло металу електродів ЛЛ, в колі з'являється струм порядку 0,9...2 Ін ЛЛ, який забезпечує інтенсивний підігрів електродів лампи. Тліючий розряд в лампі припиняється. На протязі 1.. .2с електроди ЛЛ розігріваються до температури 1000.. .1200 °К, при чому збільшується електронна емісія, що призводить до полегшення умови пробивання газового проміжку в ЛЛ.

Після того, як тліючий розряд припиняв свою дію, електроди охолоджуються і розривається електричне коло ЛЛ. В момент розриву кола виникає ЕРС самоіндукції в дроселі, значення якої пропорційно кількості витків дроселя і швидкості зміни струму в момент розриву кола. За рахунок ЕРС створюється імпульс високої напруги (700 - 1000 В), який подається до електродів і забезпечує пробій між електродного проміжку ЛЛ і її загорання.

В схемі вмикання ЛЛ самим ненадійним елементом є стартер, який розрахований в середньому на 106 спрацювань, а вмикань ЛЛ на 1500 раз.

Тому надійність схем підвищується при використанні напівпровідникових стартерів, або безстартерних пуско-регулюючих апаратів.

Схема вмикання ЛЛ з напівпровідниковим стартером.

При певному миттєвому значенні напруги позитивної напівхвилі, яка визначається опором R, диністори Д1 і Д2 відкриваються, по електродам лампи

буде протікати струм попереднього прогріву І п.п. Напруга на лампі залишається під час нагріву рівною падінню напруги на відкритих динисторах. В момент, коли 

І п.п. = 0, до лампи прикладається напруга негативної напів хвилі - і виникає імпульс напруги, який пробиває газовий проміжок між електродами ЛЛ. Якщо за такий короткий термін електроди ЛЛ достатньо нагрілись і напруга загорання лампи стала меншою амплітудної, то лампа загориться. Якщо недостатньо розігрілась, то процес повторюється з частотою мережі до моменту створення задовільних умов для загорання лампи.

Безстартерна схема включення ЛЛ с розжарювальним тр-ром

Існують безстартерні схеми вмикання ЛЛ гарячого і холодного запалювання. Різниця між ними заключається в слідуючому : при гарячому запалювані ЛЛ в схемі приймають участь дросель Др і трансформатор розжарювання НАТ. Надійність загорання лампи забезпечується підігрівом електродів, знижуючою напругою наявністю провідникової полоси, або спец, покриття на лампі. Недоліки такої схеми: 1 .Більші витрати матеріалів на виготовлення схеми (ПРА).

  1.  Більші втрати потужності.
  2.  Поскільки по нитці розжарювання після загоряння лампи постійно протікає струм

підігріву, зменшується термін служби.

  1.  На первинній обмотці трансформатору під час роботи лампи зберігається приблизно половина напруги, яка подається на схему.

Безстартерні схеми вмикання холодного запалювання мають аналогічну схему, за винятком того, що відсутня провідникова полоса, а в первину обмотку добавлено конденсатор. Таким чином, за рахунок індуктивності і ємкості в режимі холодного стану створюється резонансний контур. За рахунок резонансу напруги в такому контурі забезпечується надійне запалювання.

Принцип дії схеми заключається в наступному:

При подачі напруги на схему напруга на конденсаторі перевищує U мережі в 22,5 рази. Трохи зменшена напруга обмоткою розжарювального трансформатору, буде подана на ЛЛ. При розігріві електродів від розжарювального трансформатору цієї напруги достатньо для загорання ЛЛ. Після загорання ЛЛ коло ємність – первинна обмотка трансформатору шунтується опором ЛЛ, виводячи контур із резонансу.

Недолік ПРА миттєвого запалювання заключається в значній втраті потужності до (40%) і в швидкому розпилюванні оксидного покриття електродів.

Світлотехнічні, енергетичні, експлуатаційні і економічні характеристики

ЛЛ низького тиску.

Розглянемо на прикладі переваг та недоліків

Перееаги:1.Світлова віддача в ЛЛ досягає 80лм/вта яркість в 200300 разів менша ніж в лампах розжарювання.

2. Енергетичний ККД ЛЛ більше на 20%, а світловий ККД становить 12%.

  1.  Спектр випромінювання ЛЛ в залежності від складу люмінофора може мати

різні кольорові відтінки.

  1.  Електротехнічні параметри ЛЛ найкращим чином поєднуються в лампі 

    Рн=40Вт з прямою трубкою довжиною 1,2 м, діаметр трубки складає 40мм.

  1.  Експлуатаційні показники ЛЛ весь час покращуються. Середній термін праці

    ЛЛ складає 12-15 тис. год.

6. В порівняні з лампами розжарювання основні параметри ЛЛ не так сильно залежать від відхилень напруги. Наприклад: при зміні напруги на 1%, світловий потік зменшиться на 1%.

Недоліки:

      1. Складна схема вмикання в мережу, при цьому використовується дорога ПРА..

      2. Відхилення температури навколишнього середовища від +12 +40 иС як в сторону зменшення так в сторону збільшення приводить до зменшення потоку випромінювання і світлової віддачі.

     3. Відпрацьовані лампи необхідно вивозити в спеціальні місця утилізації.

     4. Виникає явище стробоскопічного ефекту. Для усунення цього ефекту застосовують спеціальні схеми ЛЛ, які дозволяють усунути в часі пульсації світлових потоків 2 або 3 ламп, щоб сумарний потік мав значно меншу глибину пульсацій.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13709. Демократия - это система,при которой у власти можно находиться лишь в результате конкурентной борьбы за мнение большинства 14.18 KB
  Демократия это системапри которой у власти можно находиться лишь в результате конкурентной борьбы за мнение большинстваКруглов.Демократия это форма правления которая существует с древнейших времен и означает власть народа то есть власть большинства.Поэтому поли
13710. Когда народ много знает, им трудно управлять 13.82 KB
  Когда народ много знает им трудно управлять Лао Цзы Высшая ценность в обществе постмодернизма быть свободным от политической системы быть индивидуальностью: свободно творить выражать свои мысли иметь отличное от всех мнение.Политическое сознание в годы советской в
13711. The 21st century has begun. What changes do you think this new century will bring? Use examples and details in your answer 2 KB
  The 21st century has begun. What changes do you think this new century will bring Use examples and details in your answer. Man through the ages has undergone many changes from the time when he depicted a herd of mammoths on the walls of his cave to these days when he can create beautiful pictures and even make coffee by use of computer technologies without leaving his favorite chair. The 20th century made huge steps in developing computer technologies and reached many goals that made o...
13712. Some people say that advertising encourages us to buy things we really do not need. Others say that advertisements tell us about new products that may improve our lives. Which viewpoint do you agree with? Use specific reasons and examples to support your 5.76 KB
  Some people say that advertising encourages us to buy things we really do not need. Others say that advertisements tell us about new products that may improve our lives. Which viewpoint do you agree with Use specific reasons and examples to support your answer. I think that everyone can divide all advertising products and services into useless ones and useful ones. It is like looking through an information desk when you pay attention to those messages that interest you. Take me for examp...
13713. Do you agree or disagree with the following statement? Advertising can tell you a lot about a country. Use specific reasons and examples to support your answer 1.84 KB
  Do you agree or disagree with the following statement Advertising can tell you a lot about a country. Use specific reasons and examples to support your answer. Every country has its own culture and traditions. There is no doubt that an advertising campaign conducted in Russia will not have the same affect here in the United States. Let us take for example advertisement of food and restaurants. A huge amount of fast food stands suggest their services for breakfast lunch di...
13714. A gift (such as a camera, a soccer ball, or an animal) can contribute to a child’s development. What gift would you give to help a child develop? Why? Use reasons and specific examples to support your choice 2.45 KB
  A gift such as a camera a soccer ball or an animal can contribute to a childs development. What gift would you give to help a child develop Why Use reasons and specific examples to support your choice. People learn and develop throughout their entire lives. I think that in our modern world it is very essential to be familiar with computer technology. So if I had a chance to give a child a gift it would be a computer. I think that computers play an essential role in our lives and ...
13715. Would you prefer to live in a traditional house or in a modern apartment building? Use specific reasons and details to support your choice 2.25 KB
  Would you prefer to live in a traditional house or in a modern apartment building Use specific reasons and details to support your choice. If I was asked where I would I prefer to live in a traditional house or in a modern apartment building I think I would hesitate to answer. This question from my point of view is a controversial one. In the following paragraphs I will analyze both these options and present my view. From the one side living in a modern apartment building bri...
13716. If you could study a subject that you have never had the opportunity to study, what would you choose? Explain your choice, using specific reasons and details 1.8 KB
  If you could study a subject that you have never had the opportunity to study what would you choose Explain your choice using specific reasons and details. If I would have the opportunity to study a subject I do not know yet I would choose to study the outer space. I have a Bachelor degree in Management and I like to have the possibilities to work in this field. However I was always interested in the space exploration. I think it is a very interesting and challenging job to w...
13717. Do you agree or disagree with the following statement? Attending a live performance (for example, a play, concert, or sporting event) is more enjoyable than watching the same event on television. Use specific reasons and examples to support your opinion 1.89 KB
  Do you agree or disagree with the following statement Attending a live performance for example a play concert or sporting event is more enjoyable than watching the same event on television. Use specific reasons and examples to support your opinion. The issue whether to attend a live performance or enjoy watching the same event on TV is a controversial one. However in my opinion an intermediate position can be taken. I base my suggestion on the following points. But before I begin I...