Princip činnosti zářivky: schémata zapojení a jejich vlastnosti

Navzdory rozmachu úsporných a LED zdrojů zůstávají zářivky stále oblíbeným způsobem osvětlení. A i když se princip fungování zářivky a její konstrukce od jejího založení jen málo změnily, schémata zapojení se pravidelně zdokonalují. Připomínáme, jak je uspořádána zářivka (LDS), rozumíme tomu, jak funguje schéma zapojení, co se děje a jakou roli hraje tlumivka.

Obsah

  1. zařízení LDS
  2. Princip činnosti jednoduchého obvodu s LDS
  3. Porovnání schopností různých typů předřadníků
  4. Předřadníky v různých schématech s LDS
  5. Popis videa
  6. Výhody a nevýhody používání LDS
  7. Popis videa
  8. Připojení bez startéru a/nebo předřadníku
  9. Popis videa
  10. Nejdůležitější znaky

zařízení LDS

Prototyp moderních zářivek byl veřejnosti předveden již v roce 1938. Stalo se tak v New Yorku na světové výstavě a společnost General Electric Company vystupovala jako vývojář inovace.

Od té doby se trubicové LDS stalo druhým nejběžnějším zdrojem světla. Konkurence s vyspělejší osvětlovací technikou na jejich oblíbenosti neubralo, stačí si jen zapamatovat, jaké osvětlení se používá v kancelářích a nemocnicích, ve veřejných, průmyslových a obchodních prostorách.

Statistiky říkají, že roční produkce výbojek přesahuje miliardu kusů a například v Japonsku se používají více než všechna ostatní osvětlovací zařízení dohromady. Zařízení zářivky se řídí následujícím principem:

  • Konstrukčně je zařízením uzavřená skleněná baňka. Nejčastěji se jedná o podlouhlý válec, rovný nebo zakřivený ve formě prstenu nebo jiné postavy. Vnější průměr trubky je 12, 16, 26 nebo 38 mm.
  • Během výrobního procesu je z baňky odčerpáván vzduch a prostor je naplněn inertním plynem a rtuťovými parami. Vnitřní povrch skla je potažen fosforem: látkou schopnou přeměnit absorbovanou energii na světlo.
  • Do koncových konců baňky jsou připájeny elektrody z wolframového drátu. Z vnější strany jsou k elektrodám připájeny kolíky (jsou to anoda a katoda), na které je přivedeno napětí.

Princip činnosti jednoduchého obvodu s LDS

Můžete pochopit, jak funguje zářivka, pokud zvážíte nejjednodušší schéma pro její připojení. Kromě samotného zařízení jsou v obvodu ještě tři prvky: startér, tlumivka (předřadník) a kapacita (filmový kondenzátor).

K proražení plynové mezery v baňce je zapotřebí startovací vysokonapěťový výboj. Spirály uvnitř baňky však nejsou dimenzovány na stejnosměrné napětí 220 V a při jeho přiložení vyhoří. Proto je v praxi implementován dvoustupňový (v logice provozu) schéma, které se skládá z následujících prvků:

  • K dosažení startovacího výboje je zapotřebí tlumivka (předřadník). Ale plní dvě funkce: nejen generuje poruchový impuls, ale také omezuje.
  • Startér pracuje při startu: vytvoří počáteční impuls pro plyn, spustí lampu a poté je v neaktivním stavu; nadále fungují pouze lampa, induktor a filtrační nádrž.
  • V důsledku elektrického výboje ve rtuťových parách vzniká UV záření. Dopadá na fosfor, mění emisní spektrum a mění se ve viditelné světlo.
  • Když je do obvodu přivedeno síťové napětí (220 V), na vstupu se s ním setká kondenzátor.
ČTĚTE VÍCE
Co se stane s lithium-iontovou baterií v mrazu?

Faktem je, že tlumivka během provozu vydává fázově posunutou elektřinu do sítě, což negativně ovlivňuje samotnou síť (zatěžuje ji a vytváří rušení). K tomu je do obvodu zaveden malý kondenzátor, který kompenzuje jalový výkon generovaný induktorem a vyhlazuje tyto zvuky.

Jinými slovy, pro stabilní provoz luminiscenčního zdroje musí obvod zajistit dvě podmínky: vytvořit počáteční průrazný impuls v žárovce (spustit jej) a poté stabilizovat proud procházející žárovkou tak, aby se doutnavý výboj nestal oblouk.

Spojení zářivky s tlumivkou je možné v důsledku následujících procesů v obvodu:

  • Síťové napětí přes vnitřní cívku žárovky jde do startéru. V počátečním okamžiku nevede proud (je v otevřeném stavu).
  • Poté se na startéru vytvoří potenciálový rozdíl (elektrická intenzita). Otevřené kontakty uvnitř startéru se začnou zahřívat a přerušovaně se vzájemně dotýkají.
  • Efekt je vytvořen, jako by byl nainstalován spínač, který produkuje krátké impulsy, které doplňují obvod. Na koncích induktoru v takovém přerušovaném režimu (když je proud dodáván přerušovaně) se vytvářejí napěťové rázy, jejichž amplituda přesahuje síťové napětí.
  • V okamžiku, kdy se startér rozbije, vysokonapěťový impulz z škrticí klapky nejde do startéru (už tam není žádný kontakt), ale vstupuje do lampy. Energie pulzu je dostatečná k proražení plynové mezery. Během poruchy se napětí prudce snižuje a proud se zvyšuje a lampa začíná svítit.

  • Po dokončení prvního úkolu (poskytnutí vysokonapěťového impulzu) začne induktor provádět druhý. Když lampa již prorazila, proud začne protékat baňkou a obchází startér.
  • Lampa potřebuje ke svému fungování napětí v síti menší než 220 a přebytek se usadí na plynu. Ten jako reaktivní součást obvodu převádí tento přebytek nikoli do tepla, ale do elektromagnetického pole, které na principu transformátoru vytváří elektromagnetický odpor, a tím omezuje proudovou sílu v obvodu.

Porovnání schopností různých typů předřadníků

Proud procházející LDS je regulován pomocí dvou typů předřadníků (předřadníků):

  • Elektromagnetické (škrtící) předřadníky, EMPRA. Zařízení je cívka (tlumivka), která využívá principu elektromagnetické indukce k odporu proudu.
  • Elektronické předřadníky, elektronické předřadníky. Omezují proud pomocí elektronického obvodu.

Než připojíte zářivku k síti 220 V, musíte analyzovat možnosti každého zařízení, abyste vybrali to nejvhodnější. Předřadníky škrticí klapky mají následující výhody:

  • EMPRA je spolehlivější než elektronické analogy.
  • Cenově jsou atraktivnější.
  • K zařízení lze připojit dva světelné zdroje polovičního výkonu.
ČTĚTE VÍCE
Na jaké židli je lepší sedět, tvrdé nebo měkké?

Elektronický předřadník je pokročilejší technologie, takže ukazuje delší seznam výhod:

  • Kompaktnější rozměry.
  • Prodloužená životnost (o 50 % delší než ekvivalenty sytiče).
  • Spuštění je okamžité, bez nepříjemného blikání.
  • Po nastartování lampa nebliká se síťovou frekvencí, pracuje tiše (cívka EMPRA bzučí).
  • V obvodu s elektronickými předřadníky můžete použít stmívač (zařízení pro plynulé nastavení jasu osvětlení).
  • Spotřeba energie je snížena o 20 %, vytápění při stejném světelném výkonu prakticky chybí.

Za všechny tyto výhody je však třeba zaplatit – jak hmatatelnější cenovkou, tak zvýšenou citlivostí elektronických předřadníků. Připojení zářivky s tlumivkou je během provozu spolehlivější a stabilnější; elektronické analogy jsou v tomto parametru horší. Elektronické předřadníky navíc musí přesně odpovídat charakteristikám (výkonu) výbojky, ale na druhou stranu jsou často opravitelné.

Předřadníky v různých schématech s LDS

Na stejném principu je postaven obvod se dvěma světelnými zdroji; kondenzátor a induktor plní stejné funkce. Lampy jsou zapojeny do série, každá je vybavena startérem. Po zapnutí se oba startéry začnou zavírat a otevírat. Induktor vytváří společný impuls, který je distribuován mezi lampy; dojde k poruše, po které se rozsvítí lampy.

Popsané schéma je klasické; používá startér a elektromagnetickou (standardní) tlumivku. Obvod s elektronickým předřadníkem funguje bez startéru, ale není vhodný pro všechny modely lamp.

V každém případě se před připojením zářivky musíte ujistit, že je správně zvolen předřadník. Klasický sytič má následující vlastnosti:

  • Napájecí zařízení musí odpovídat lampě, to znamená, že pro 40 W LDS získá stejný elektromagnetický předřadník.
  • Některé druhy tlumivek lze použít různými způsoby, například pro jednu 36W žárovku nebo pro dvě 18W žárovky. Tato možnost je uvedena v označení umístěném na krytu zařízení.
  • Pokud je tlumivka navržena pro práci s jedním LDS, v obvodu se dvěma žárovkami nebude fungovat, nebo se spustí, ale provoz bude nestabilní (i když se shodují ve výkonu).

Elektronické předřadníky obsahují elektronický obvod, který poskytuje startovací impuls pro poruchu lampy a po poruše plní omezující funkci. Elektronické tlumivky jsou složitější a polovodiče často selhávají. Proto je starý obvod elektromagnetického předřadníku často spolehlivější.

ČTĚTE VÍCE
Kde najdu odkaz na zásady ochrany osobních údajů Facebooku?

Popis videa

O principu fungování LDS v následujícím videu:

Výhody a nevýhody používání LDS

Široké použití zářivkových světelných zdrojů je vysvětleno následujícími silnými stránkami:

  • Životností (6-8x) i účinností (světelný výkon) předčí žárovky (srovnání je s nimi). Rozdíl je zvláště patrný u nejnovější generace LDS: při výkonu 20 wattů svítí jako 100wattové žárovky.
  • Světelný tok může mít různé odstíny nebo může být rozptýlen.
  • Mají dobrý poměr cena/kvalita a cena/životnost.

Současně mají zářivkové světelné zdroje také slabiny:

  • Potřebují stabilnější podmínky: kvalitu napájení a předřadníku.
  • Aby byla životnost dlouhá, měl by být počet zapnutí a vypnutí omezen. Proto je výhodné používat LDS tam, kde je světlo neustále potřeba (v dílně, na letišti), a nerentabilní tam, kde je velký proud lidí a jsou instalovány pohybové senzory.
  • Použití rtuti činí zářivkové zdroje potenciálně nebezpečnými během provozu a likvidace.
  • Blikání a nerovnoměrné spektrum některých modelů způsobuje únavu očí.
  • Fosfor pokrývající baňku zevnitř časem degraduje, což má za následek snížení účinnosti a změnu spektra.
  • Pro provoz zářivek je zapotřebí další vybavení: hlučné EKG nebo drahý elektronický předřadník.

Popis videa

O připojení dvou LDS přes jednu tlumivku v následujícím videu:

Připojení bez startéru a/nebo předřadníku

Čas od času ve starých lampách selže předřadník a / nebo startér a pak vyvstává logická otázka, jak připojit zářivku bez tlumivky a startéru. Lampa může být přivedena zpět k životu, pokud je na farmě páječka, několik diod a kondenzátorů.

Na diodách je namontován můstek, který bude sloužit jako nejjednodušší násobič schopný zdvojnásobit napětí. Existuje několik schémat; hodnota napětí se volí na základě parametrů lampy a sítě. Zajímavé je, že cívky nejsou zapojeny do procesu zapalování, takže obvod je vhodný pro LDS se spálenými cívkami.

Domácí řešení může ovlivnit světelný výkon nebo se objeví znatelné blikání, ale to není kritické pro osvětlení například chodby nebo technické místnosti. Domácí výroba může být pro dílnu nebezpečná, pokud je v ní stroj umístěn. Blikání může způsobit optickou iluzi: rotující části se budou zdát nehybné, a to je plné nehody.

Popis videa

O připojení LDS bez startéru a sytiče v následujícím videu:

ČTĚTE VÍCE
Jaký druh stabilizátoru je potřeba pro nástěnný plynový kotel?

Nejdůležitější znaky

Zářivky jsou ekonomickou možností osvětlení s jednoduchým schématem zapojení. Jako všechna plynová výbojková zařízení potřebují zářivky další zařízení k připojení k síti a spouštění se provádí pomocí startovacího výboje.

Standardní obvod obsahuje kromě LDS předřadník (předřadník) a kondenzátor. Předřadníky se dělí na dva typy: elektromagnetické (škrticí klapka) a elektronické; pro okruh s škrticí klapkou je zapotřebí další prvek: startér. Aby zářivka fungovala bez přerušení, je důležité vybrat předřadník, který odpovídá svými parametry.