Как подключить люминесцентную лампу: схемы и особенности

На чтение: 3 минутыНет времени?

Текст

928

Люминесцентная лампа является сложным техническим изделием. В основе её функционирования заложено несколько физических принципов. Чтобы изделие начало работать как лампа, излучающая свет, необходимо последовательно включить элементы её структуры. Для этого нужно разобраться в вопросе, как подключить люминесцентную лампу к электрической сети, и выяснить все нюансы в рабочих схемах подключения.

Читайте в статье

1 Люминесцентные светильники
2 Преимущества и недостатки балластов разного типа
- 2.1 ЭмПРА
- 2.2 ЭПРА
3 Особенности и порядок классического подключение через электромагнитный балласт
- 3.1 Схема подключения люминесцентной лампы с дросселем
- 3.2 Схема люминесцентного светильника с двумя лампами
4 Особенности и порядок подключения через современный электронный балласт
5 Проверка работоспособности системы
6 Замена лампы
7 Заключение

Люминесцентные светильники

Разные источники света используют разные физические принципы для создания светового излучения. В лампочке накаливания ярко светится раскалённая электрическим током вольфрамовая проволока. Электричество превращается в тепло, а тепловая энергия – в световой поток. И всё это – в одной маленькой вольфрамовой спиральке. В люминесцентном светильнике в разных его элементах происходят разные физические процессы.

Как подключить люминесцентную лампу: схемы — Люминесцентная лампа

Устройство и принцип действия

Люминесцентная лампа является представителем группы газоразрядных источников света. Внешне она изготовлена в виде стеклянного баллона произвольной формы – от трубки до спирали с завитушками. Баллон наполнен инертным газом и парами ртути. Если в этом объёме создать электрический разряд, то в парах ртути возникает ультрафиолетовое излучение.

На внутреннюю поверхность баллона нанесён слой люминофора. Это такое вещество, которое под действием ультрафиолета начинает светиться в видимом спектре. Техническая задача состоит в том, чтобы заставить лампу непрерывно светиться после нажатия кнопки «Пуск» и до момента нажатия кнопки «Стоп».

В конструкции лампы смонтированы два катода, выводные штыри, концевая панель, трубки для отвода инертного газа, ртуть, стеклянная штампованная ножка, дополненная электровводами, и другие детали. Катоды имеют вольфрамовую спираль.

Пуск лампы

Чтобы запустить лампу в работу, сначала нужно на её контакты подключить напряжение. Нить накала начнёт нагреваться, и с неё пойдёт поток частиц эмиттера. Частицы активируют смесь инертного газа и паров ртути, газовая смесь начнёт ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолет активирует люминофор, покрывающий внутреннюю поверхность колбы, и появляется свет видимого спектра. Лампа запущена.

В пусковую схему изначально поступает напряжение. Сначала ток не будет проходить через лампу, поскольку он ограничивается высоким сопротивлением внутренней среды. Он попадает на спирали катодов и производит их разогрев. Одновременно ток идёт на стартер и даёт толчок к образованию внутри него тлеющего разряда. После того как под действием тока контакты дросселя разогреются, наступает замыкание биметаллической пластины. В результате металл становится проводником и действие разряда прекращается. На следующем этапе происходит остывание биметаллического электрода, что приводит к размыканию контактов.

Поддержание рабочего режима

Режим «Включено» должен продолжаться до появления команды «Выключить». В составе люминесцентной лампы имеется два функциональных устройства – дроссель и стартер.

Схематическое изображение устройства стартера тлеющего разряда: 1 – выводы, 2 – металлический подвижный электрод, 3 – стеклянный баллон, 4 – биметаллический электрод, 6 – цоколь

Стартер – это стеклянный баллончик, наполненный инертным газом и содержащий два электрода – неподвижный и биметаллический. Стартер замыкает и размыкает электрическую цепь и запускает механизм розжига инертного газа, находящегося в колбе. Изменение температурного режима внутри стартера приводит к отрыву биметалической пластинки от неподвижного электрода.

В дросселе под влиянием самоиндукции возникает импульс повышенного напряжения, который пробивает газовый промежуток в колбе. Он даёт толчок к зажиганию лампы. Лампа будет продолжать свою работу. В этом смысл включения стартера и дросселя в схему управления лампой.

Преимущества и недостатки балластов разного типа

Для ограничения величины тока в газовом разряде и предупреждения выхода из строя из-за этого электродов в схемы последовательно включается нагрузка, которая называется по-разному: дроссель, балласт, балластник. Это представители категории пуско-регулирующией аппаратуры (ПРА). Существуют и применяются два вида балластников: электромагнитный и электронный.

ЭмПРА

Электромагнитный балласт (электромеханическая пускорегулирующая аппаратура – ЭПРА) создан на основе трансформаторной комплектации. Это и есть тот самый дроссель – катушка с сердечником. Дроссель при размыкании контактов формирует импульс напряжения с большой величины, обеспечивающий зажигание. Газовая среда в баллоне лампы излучает ультрафиолет, он облучает люминофор, а тот испускает видимый свет.

ЭПРА

Электронная пускорегулирующая аппаратура создаётся на обычных компонентах электронной техники: диодах, триодах, транзисторах, динисторах и т. п. В этом случае в одном устройстве в одной электронной схеме реализуются функции и дросселя, и стартера. Устройство получается лёгким, компактным и дешёвым.

У электронных пусковых устройств имеется хороший набор преимуществ перед магнитными. Они быстро срабатывают и включают лампы. Включённые лампы не мерцают, а устройства работают бесшумно. Тепловые потери снижены. Оптимальная схемотехника обеспечивает длительный срок службы.

Лампа с электронным балластом многофункциональна. Она работает в четырех режимах: включения, предварительного разогревания, зажигания и горения.

Особенности и порядок классического подключение через электромагнитный балласт

Развитие и совершенствование схемотехники пускорегулирующей аппаратуры люминесцентных ламп привело к созданию целого ряда вариантов ПРА и схем подключения ламп.

Схема подключения люминесцентной лампы с дросселем

Дроссель включается последовательно с лампой дневного света, и его функцией является ограничение тока, протекающего через электроды лампы. Дроссель создаёт безопасный ток для конкретной лампы для разогрева её электродов при разжигании.

Функции дросселя состоят в поддержании равномерности разряда и корректировке тока при необходимости. В тот момент, когда светильник включается, дроссель сдерживает пусковой ток, после разогрева спиральных нитей выдаёт пиковое напряжение от самоиндукции и зажигает лампу.

Схемы бесстартерного включения одной и двух люминесцентных ламп: Л – люминесцентная лампа, Д – дроссель, НТ – накальный трансформатор

Дроссель образует импульс повышенного напряжения, благодаря которому возникает разряд в колбе лампы и обеспечивается стабилизация электрического разряд. При отклонениях напряжения в электрической сети дроссель обеспечивает бесперебойную работу лампы.

В трансформаторных схемах быстрого пуска люминесцентных ламп, использующих в качестве балластного сопротивления дроссель, начальный подогрев катодов выполняется накальным трансформатором или автотрансформатором.

К особенностям бесстартерного подключения относятся некоторые специфические моменты. Поскольку ЭЛРА подбирается под конкретную нагрузку, то подсоединять к одной лампе устройство, предназначенное для двух ламп, запрещено. Если ЭПРА подключить к сети без нагрузки, то аппарат выйдет из строя.

Схема люминесцентного светильника с двумя лампами

Один светильник может состоять из двух одновременно работающих ламп. В этом случае каждый комплект монтируется в определённой последовательности, и между собой комплекты тоже смонтированы последовательно.

В светильниках, состоящих из двух ламп дневного света, два комплекта подключаются последовательно. Сначала фазный провод подключается ко входу дросселя. Затем провод с выхода дросселя идёт на один контакт лампы 1, со второго контакта уходит на стартер. Отсюда идёт связь со второй парой контактов той же лампы 1, а свободный контакт соединяют с нулевым проводом питания (N).

Схема одновременного подключения двух ламп дневного света

Так же подключается вторая трубка: сначала дроссель, с него — на один контакт лампы 2, второй контакт этой же группы идёт на второй стартер, выход стартера соединяется со второй парой контактов осветительного прибора 2 и свободный контакт соединяется с нулевым проводом ввода.

Особенности и порядок подключения через современный электронный балласт

Электронный балласт считается более современным и эффективным решением. Для пользователя существенно, что работающая лампа почти не мигает и другие технические характеристики значительно выше.

Включение электронного балласта для люминесцентных ламп: схема 36 w

Вся работа по переходу на новую электронную пускорегулирующую аппаратуру состоит в том, что старый балласт и стартер нужно удалить из конструктива лампы и прикрепить новый электронный балласт. Его входные клеммы подключаются к электрической сети, а выходные клеммы подключаются к двум полюсам лампы.

Схема соединения электронного балласта с двумя люминесцентными лампами

Схема светильника 2 × 36 с электронным балластом

Применение электронного балластника позволяет электрикам создавать различные варианты включения люминесцентных ламп. Разработаны схемы с высоким или низким коэффициентом полезного действия (КПД), на большую или меньшую мощность ламп. Лампы прекрасно работают с любым вариантом электроники.

Схема с использованием умножителей напряжения

Умножитель напряжения – это фрагмент электронной схемы, состоящий из конденсатора и диода. Открытый диод позволяет конденсатору зарядиться до уровня, при котором он может питать нагрузку. Если нагрузка отсутствует, накопленное напряжение сохраняется, диод больше не открывается.

Умножитель может зажечь лампу, сам он в это время выполняет функцию выпрямителя. Умножитель напряжения может включить люминесцентный источник света в отсутствии дросселя-клапана и стартера. Его роль заключается в продлении срока службы сгоревших светильников. Эта схема сохраняет работоспособность даже при сгоревших нитях накала, так как выводы замыкаются между собой. Если умножитель выдаёт напряжение, достаточное для запуска, то лампа загорится.

Схема не рассчитана на длительную работу, она выручает в чрезвычайных и аварийных ситуациях. Даже перегоревшие приборы способны проработать некоторое время при мощностях, не превышающих 40 Вт.

Внимание! Службы, охраняющие здоровье работников, не рекомендуют применять это в жилых помещениях, мастерских или гаражах из-за высокого коэффициента мерцания.

Проверка работоспособности системы

Каждый заново созданный продукт (и любое техническое изделие таковым является) после изготовления следует протестировать. Это комплексный процесс, состоящий из проверок на безопасность, функционирование, полноту возможностей, соответствие техническим стандартам и нормам.

Функциональное тестирование даёт полную информацию о состоянии проверяемого продукта на текущий момент, а также подробное описание недоработок и перспективы их устранения. В ходе анализа учитывается специфика продукта и требования к нему.

Люминесцентные лампы в своём составе имеют вольфрамовую нить накаливания. Для повышения срока её живучести нить покрывается слоем активного щелочного металла. Но при частых и многочисленных включениях и выключениях защитное покрытие осыпается и нить перегорает. Проверить, цела ли нить накала, легко можно мультиметром. При нарушении герметичности баллона в лампу попадает воздух, и такую лампу следует заменять.

Неисправность дросселя обнаруживается по его гудению, мерцанию лампы, появлению «змеек» внутри лампы, слишком короткой работе после включения. Сгоревший дроссель пахнет горелым, он ремонту не подлежит, надо только менять

Замена лампы

У пользователей популярны лампы с цоколем G5, G13. Иногда есть дефект в самой лампе, иногда неисправен дроссель или стартер. При замене на исправный нужно сначала обесточить светильник, снять плафон, потом вынуть лампу, повернув её на 90⁰и слегка потянув. Купить такую же новую и вставить её на то же место. Можно подключить электричество и проверить, что всё работало. А вот если новая лампа не заработает, есть все основания подозревать дроссель. Его изъятие и замена требуют специальных знаний и умений. И стоимость будет высокой, почти равной стоимости самого светильника.

Заключение

Люминесцентные лампы дневного света экономичнее, чем привычные лампы накаливания, но их работоспособность требует регулярных проверок, а мерцание может навредить глазам. Удобнее работать со светодиодными лампами, но они стоят дороже. Эта техника непрерывно совершенствуется и обновляется. Просто нужно следить за информацией.

Оцените эту статью