Система подключения освещения организована так, что два светильника работают от единого дросселя. При этом индуктивность катушки должна быть достаточной для обеспечения нормальной работы обоих источников света одновременно. В данной схеме используются стартеры, рассчитанные на 127 вольт; они не подходят для одноламповых схем, где требуются устройства на 220 вольт, что связано с особенностями их работы.
Принцип работы и схема подключения люминесцентной лампы
С тех пор как была изобретена лампа накаливания, человечество проложило путь к разработке более экономичного и менее затратного электрического освещения. Люминесцентные лампы стали одним из таких решений. В своё время их появление стало настоящей революцией в области электротехники, подобно тому, как современное светодиодное освещение изменяет рынок сейчас. Несмотря на ожидания пользователей, которые верили, что такие лампы будут служить вечно, это, к сожалению, не так.
Тем не менее, срок службы люминесцентных ламп значительно превышал срок эксплуатации традиционных «ламп Ильича». Это, в сочетании с их экономичностью, способствовало увеличению доверия со стороны потребителей к этим источникам света. Едва ли можно встретить офисное или коммерческое помещение, где не использовались бы люминесцентные лампы. Хотя следует признать, что подключить их не так просто, как старые лампы накаливания. Также, спецификации характеристик люминесцентных ламп гораздо более сложные на сегодняшний день, и они уступают по экономичности современным светодиодным осветительным приборам. Тем не менее, люминесцентные лампы продолжают занимать важное место в офисах и коммерческих помещениях.
Нюансы подключения
Схемы подключения дневного освещения часто включают использование электромагнитного балласта или дросселя, который является разновидностью стабилизатора, в сочетании со стартером. Важно отметить, что в наши дни существуют модели люминесцентных ламп, которые не требуют использования реактора и стартера, а также устройства с улучшенной цветопередачей, известные как LDC. Однако мы отложим этот вопрос на более поздний срок.
Задача стартера заключается в том, чтобы создать короткое замыкание в цепи, одновременно нагревая электроды. Это процесс обеспечивает пробой, необходимый для зажигания лампы. После того как электроды достигнут необходимой температуры, пускатель разрывает цепь. Дроссель в этом случае ограничивает ток во время короткого замыкания и генерирует высоковольтный разряд, который пробивает газ внутри лампы, позволяя ей загореться и поддерживать равномерное свечение после начала работы.
Принцип действия
Как уже упоминалось, схема питания для люминесцентной лампы значительно отличается от схемы питания для ламп накаливания. В люминесцентных лампах электричество преобразуется в свет благодаря прохождению электрического тока сквозь пары ртути, смешанные с инертными газами, находящимися внутри лампы. Под воздействием высокого напряжения, которое подаётся на электроды, эти газы начинают разлагаться.
Понять этот процесс можно, изучив диаграмму, где визуализированы основные этапы работы люминесцентной лампы.
Компоненты люминесцентной лампы включают:
- Балласт (стабилизатор), который поддерживает стабильную работу системы,
- ламповую трубку с электродами, газом и люминесцентным веществом,
- слой люминофора,
- контакты пускателя,
- пусковые электроды,
- цилиндр корпуса стартера,
- биметаллическую пластину,
- заполнение колбы инертным газом,
- температуру, необходимую для работы,
- ультрафиолетовое излучение, которое генерируется в процессе,
- распределение света.
На внутренней стенке колбы располагается слой люминофора, который преобразует невидимый человеческому глазу ультрафиолетовый свет в видимый свет, подходящий для нормального восприятия. Меняя состав этого слоя, можно добиться изменения цветового тона испускаемого света.
При выборе светильника, использующего люминесцентные лампы, крайне важно уделить внимание качеству используемых выключателей. Высокие пусковые токи могут приводить к залипанию контактов, что негативно сказывается на надежности работы системы.
Принцип работы
Когда подаётся напряжение на систему, первоначально электрический ток не протекает, так как среда имеет высокое сопротивление. Ток проходит через катушки, где они нагреваются и затем направляется к стартеру. В результате этого возникает тлеющий разряд. Когда контакты стартера нагреваются до нужной температуры, биметаллические пластины замыкаются, что в свою очередь приводит к размыканию сетевого контакта. Это действие вызывает генерацию импульса через дроссельную катушку, и, как следствие, начинаются светиться люминесцентные лампы. Дуговой разряд поддерживается благодаря термоионной эмиссии электронов, которые образуются на поверхности катода. Эти электроны, в свою очередь, нагреваются током, который ограничивает балласт.
Свет, излучаемый люминесцентными лампами, создаётся специальным веществом, называемым люминофором. Он поглощает ультрафиолетовое излучение и испускает свет, видимый человеческим глазом. Цвет свечения можно изменять, нанося на лампу различные вариации люминофора, такие, как галофосфат кальция или ортофосфат цинка кальция, что расширяет возможности использования этих ламп в различных условиях.
Основные преимущества использования люминесцентных ламп заключаются в их энергосбережении, длительном сроке службы и ярком свете. Однако стоит отметить, что такие лампы не могут быть подключены напрямую к электросети, а также содержат ртуть, что требует осторожного обращения. Каждая лампа имеет свою стоимость, и, как правило, люминесцентные лампы стоят дороже, чем лампы накаливания, но при этом они дешевле светодиодов.
Способы подключения
Существует множество способов подключения люминесцентной лампы к электросети, однако наиболее распространенный способ — это подключение к системе с электромагнитным балластом.
Схема с электромагнитным балластом (ЭмПРА)
Принцип работы этой схемы основан на том, что когда подаётся напряжение, происходит индуцирование разряда в стартере, который вызывает короткое замыкание между биметаллическими электродами. При этом электрический ток в цепи ограничивается внутренним дроссельным резистором, что увеличивает рабочий ток почти в три раза. Это ведет к сильному нагреванию электродов, и как только их температура достигает определённого уровня, возникает самоиндукция, что и приводит к зажиганию люминесцентной лампы.
Однако схема подключения флуоресцентной лампы с ЭПРА имеет ряд недостатков:
- Сравнительно высокие затраты на электроэнергию по сравнению с другими вариантами подключения;
- С увеличением времени работы люминсцентной лампы её стоимость тоже возрастает, что делает использование в неотапливаемых помещениях, таких как подвал или гараж, нецелесообразным;
- Строб-эффект, проявляющийся в виде мерцания, который может пагубно сказаться на зрении и психическом состоянии человека, поэтому использование такого типа освещения в производственных помещениях нежелательно;
- Гул и шум во время работы, который может быть не комфортен для пребывания в освещенном пространстве.
В данной схеме, как правило, используется одна катушка для подключения двух ламп. При этом индуктивность этой катушки должна быть достаточной для нормальной работы обоих источников света. Пусковое напряжение для таких систем составляет 127 В, в то время как для однолампового светильника потребуется напряжение в 220 В.
Также доступны схемы подключения люминесцентной лампы на 220 В без контактов. Эта схема не требует стартера и используется в случае, когда нить накаливания лампы перегорела. Кроме того, могут присутствовать трансформаторы и конденсаторы для ограничения токов. Существуют модификации схем без трансформаторов для использования с перегоревшими нитями, что значительно упрощает проектирование.
Два дросселя и две трубки
Этот метод подключения предназначен для использования с двумя лампами, причем элементы должны быть соединены последовательно. Схема подключения подразумевает следующие действия:
- Фаза подаётся на вход катушки;
- С выхода дросселя один контакт подключается к первой лампе, а второй — к первому стартеру;
- От первого стартера провода ведутся ко второй паре контактов первой лампы, а свободный провод должен быть соединён с нулем.
Вторая лампа подключается аналогичным образом, что позволяет получить яркий поток света одновременно с обеих ламп.
Подключение двух ламп от одного дросселя
Этот вариант подключения использует одну катушку и два старта, и, хотя он не так часто применяется, его реализация достаточно проста и экономична. Схема подключения для дневного света от одного дросселя выглядит следующим образом:
- В параллель ламп подключается стартер;
- Свободные контакты подключаются к сети через дроссель;
- Конденсаторы присоединяются параллельно источникам света.
Стоит отметить, что экономичные выключатели могут иногда заклинивать из-за высоких пусковых токов. В таких случаях настоятельно рекомендуется использовать высококачественные распределительные устройства, чтобы обеспечить долгосрочную и стабильную работу люминесцентной лампы в условиях эксплуатации.
Схема с электронным балластом
Как результат накопившихся недостатков электромагнитного балласта, возникла необходимость в поиске альтернативных методов подключения. В результате, электромагнитный балласт был успешно заменен на электронный, который функционирует на высокой частоте в диапазоне 20-60 кГц, что значительно превышает 59 Гц электросети. Это улучшение позволяет избежать проблемы с мерцающими огнями и делает такие схемы предпочтительными для использования на производственных предприятиях.
Замена люминесцентных ламп
Несмотря на то, что люминесцентные лампы имеют значительно больший срок службы по сравнению с классическими галогенными или лампами накаливания, и они также могут выходить из строя. Поэтому наступает момент, когда их необходимо заменить.
Процесс замены люминесцентной лампы проходит в несколько этапов:
- Сначала необходимо разобрать устройство. Важно делать это аккуратно, чтобы избежать повреждений компонентов. Люминесцентные лампы следует не просто выкручивать, а поворачивать вокруг своей оси в направлении, указанном стрелками на корпусе;
- После того как трубка будет повернута на 90 градусов, её необходимо осторожно опустить. Контакты лампы легко извлекаются из соответствующих отверстий;
- Обязательно проверьте целостность колбы и состояние нити накаливания визуально. В случае отсутствия видимых повреждений, проблема может быть связана с внутренними компонентами, такими как стартер или дроссель;
- При установке новой лампы контакты должны оставаться вертикальными и вставляться в отверстия правильно. ПослеSecurethe fixture, turn it to the desired position, that is, until you hear or feel a click that indicates correctness of the installation.
Важно снимать крепление осторожно, чтобы не повредить стеклянную колбу, поскольку внутри находится ртуть, которая является вредным веществом для здоровья.
После завершения сборки системы и подключения всех компонентов, можно включить питание и протестировать работоспособность. Завершающим этапом будет установка защитной крышки на устройство для предотвращения случайных травм и для защиты лампы от механических повреждений.
