Zářivková svítidla jsou založena na záři rtuťového výboje. Záření je v ultrafialové oblasti a žárovka je potažena fosforem, který ho přeměňuje na viditelné světlo.
Obsah
Princip činnosti zářivky
Zářivková svítidla mají tu zvláštnost, že je nelze připojit přímo k elektrické síti. Odpor za studena mezi elektrodami je vysoký a proud, který mezi nimi protéká, nestačí k vytvoření výboje. Pro zapálení je nutný vysokonapěťový impuls.
Žárovka se zapáleným výbojem se vyznačuje nízkým odporem, který má jalovou složku. Pro kompenzaci jalové složky a omezení průtoku proudu je do série se zářivkovým zdrojem světla zapojena tlumivka (předřadník).
Mnoho lidí nechápe, k čemu je v zářivkách startér. Tlumivka, která je součástí napájecího obvodu, ve spojení se startérem vytváří vysokonapěťový impulz, který spustí výboj mezi elektrodami. Děje se tak proto, že při rozepnutí kontaktů startéru se na vývody tlumivek přivede samoindukční impuls až 1 kV.
K čemu se sytič používá
Použití tlumivky pro zářivky (předřadník) v napájecích obvodech je nutné ze dvou důvodů:
- Pro vytvoření počátečního napětí;
- Omezení proudu procházejícího elektrodami.
Princip tlumivky je založen na reaktanci cívky, která je tlumivkou. Odpor indukčnosti způsobuje fázový posun 90º mezi napětím a proudem.
Protože hodnota omezení proudu je indukční odpor, vyplývá z toho, že tlumivky určené pro svítidla o stejném příkonu nelze použít pro připojení výkonnějších nebo méně výkonných zařízení.
V určitých mezích jsou možné tolerance. V minulosti se například v tuzemsku vyráběla zářivková svítidla s výkonem 40 W. 36W tlumivku pro zářivky moderní výroby lze bez obav použít v napájecích obvodech zastaralých svítidel a naopak.
Rozdíly mezi tlumivkami a EB
Obvod tlumivky pro spínání zářivkových světelných zdrojů je jednoduchý a vysoce spolehlivý. Výjimkou je pravidelná výměna startérů, protože obsahují skupinu rozpínacích kontaktů pro vytvoření startovacích impulsů.
Současně má toto zapojení značné nevýhody, které si vynutily hledání nových řešení pro zapínání svítidel:
- Dlouhá doba uvedení do provozu, která se prodlužuje s opotřebením lampy nebo poklesem napájecího napětí;
- vysoké zkreslení průběhu napájecího napětí (cosf<0,5);
- blikání při dvojnásobku síťové frekvence v důsledku nízké setrvačnosti svítivosti výbojky;
- vysoké hmotnostně-rozměrové charakteristiky;
- nízkofrekvenční brum způsobený vibracemi desek magnetické tlumivky;
- nízká spolehlivost startu při záporných teplotách.
Kontrola tlumivky zářivek je komplikována skutečností, že přístroje pro zjišťování zkratů nejsou rozšířené a standardními přístroji lze pouze konstatovat přítomnost nebo nepřítomnost poruchy.
K řešení těchto nedostatků byly vyvinuty elektronické předřadníky (EB). Elektronické obvody pracují na jiném principu generování vysokého napětí, které spouští a udržuje hoření.
Impuls vysokého napětí je generován elektronicky a k podpoře vybíjení se používá vysokofrekvenční napětí (25-100 kHz). EKG lze provozovat ve dvou režimech:
- s předehřevem elektrod;
- se studeným startem.
V prvním režimu se na elektrody přivádí nízké napětí po dobu 0,5-1 sekundy pro počáteční zahřátí. Po uplynutí této doby je přiveden vysokonapěťový impuls, který způsobí vznícení výboje mezi elektrodami. Tento režim je technicky složitější, ale prodlužuje životnost světelných zdrojů.
Režim studeného startu se liší tím, že startovací napětí je přivedeno na nezahřáté elektrody, což způsobí rychlý start. Tento startovací režim se nedoporučuje pro časté používání, protože výrazně snižuje provozní životnost, ale lze jej použít i u světelných zdrojů s vadnými elektrodami (přepálenými vlákny).
Obvody s elektronickým předřadníkem mají tyto výhody
- Úplná absence blikání;
- široký teplotní rozsah použití;
- nízké zkreslení tvaru síťového napětí;
- absence akustického hluku;
- prodloužení životnosti světelných zdrojů;
- Malé rozměry a hmotnost, možnost miniaturního provedení;
- možnost stmívání - změna jasu řízením šířky pulzů elektrod.
Klasické připojení přes elektromagnetický předřadník - tlumivku
Nejběžnější schéma zapojení zářivky se skládá z tlumivky a startéru, které se nazývají elektromagnetické předřadníky (EMB). Obvod se skládá ze série obvodů: tlumivka - žhavicí vlákno - startér.
V počátečním okamžiku zapnutí protéká prvky obvodu proud, který zahřívá vlákno žárovky a současně kontaktní skupinu startéru. Jakmile se kontakty zahřejí, rozepnou se, což vyvolá samoindukční EMP na koncích elektromagnetického předřadníkového vinutí. Vysoké napětí způsobuje rozpad plynové mezery mezi elektrodami.
Nízkokapacitní kondenzátor připojený paralelně ke kontaktům startéru tvoří s tlumivkou kmitavý obvod. Toto řešení zvyšuje hodnotu startovacího napětí a snižuje spálení kontaktů startéru.
Když dojde ke stabilnímu výboji, klesne odpor mezi elektrodami na opačných koncích baňky a v obvodu tlumivka-elektroda začne protékat proud. Proud je v tomto okamžiku omezen indukčním odporem tlumivky. Elektroda ve startéru se uzavře, startér již v tuto chvíli není v provozu.
Pokud v žárovce nedojde k výboji, proces zahřívání a zapalování se několikrát opakuje. Během této doby může lampa blikat. Pokud zářivka bliká, ale nerozsvítí se, může to znamenat poruchu zářivky způsobenou snížením emisivity elektrod nebo poklesem síťového napětí.
Připojení zářivek s tlumivkou lze doplnit kondenzátorem pro snížení síťového zkreslení. Ve dvojitých svítidlech je také instalován kondenzátor pro vzájemný posun světlometů mezi sousedními svítidly, aby se opticky snížil efekt blikání.
Připojení přes moderní elektronický předřadník
U svítidel s elektronickými předřadníky je schéma připojení zářivek uvedeno na krytu ECG. Pro správné zapnutí je třeba přesně dodržovat pokyny. Není nutné žádné nastavení. Správně sestavený obvod s provozuschopnými součástkami začne okamžitě fungovat.
Schéma zapojení pro sériové zapojení dvou žárovek
Zářivky lze zapojit do série se dvěma svítidly za následujících podmínek:
- použití dvou stejných zdrojů světla;
- elektromagnetický předřadník určený pro podobný obvod;
- sytič určený pro dvojnásobný výkon.
Výhodou sériového zapojení je, že se používá pouze jedna těžká tlumivka, ale v případě poruchy jedné ze žárovek nebo startéru je svítidlo zcela nefunkční.
Moderní EB lze přepínat pouze podle tohoto schématu, ale mnoho konstrukcí je navrženo tak, aby obsahovaly dvě svítilny. Obvody mají dva nezávislé kanály pro tvarování napětí, takže duální elektronický předřadník zajišťuje, že jedna lampa bude fungovat, pokud druhá selže nebo nebude fungovat.
Připojení bez startéru
Pro zářivky bez tlumivky a startéru bylo vyvinuto několik možností připojení. Všechny využívají principu vytvoření vysokého startovacího napětí pomocí násobiče napětí.
Mnohé obvody umožňují provoz s přepálenými žárovkami, takže lze používat i vadné žárovky. Některá řešení používají stejnosměrné napájení. To vede k tomu, že elektrody nebliká vůbec, ale opotřebovávají se nerovnoměrně. Toho si lze všimnout podle tmavých fosforových skvrn na jedné straně žárovky.
Někteří elektrikáři namísto startéru instalují samostatné startovací tlačítko, což však znamená ovládání spínání lampy pomocí vypínače a tlačítka, což je nepohodlné a může dojít k poškození lampy, pokud je tlačítko stisknuto příliš dlouho kvůli přehřátí elektrod.
Kromě ECG neexistují žádná průmyslová provedení pro zapínání zářivkových svítidel bez startéru. Důvodem je jejich nízká spolehlivost, negativní vliv na životnost lampy a velké rozměry kvůli vysoké kapacitě kondenzátorů.
Související články:
