Žiarivkové svietidlá sú založené na žiare ortuťového výboja. Žiarenie je v ultrafialovej oblasti a žiarovka je pokrytá fosforom, ktorý ho premieňa na viditeľné svetlo.
Obsah
Princíp fungovania žiarivky
Žiarivkové svietidlá majú tú zvláštnosť, že ich nemožno priamo pripojiť k elektrickej sieti. Odpor za studena medzi elektródami je vysoký a prúd, ktorý medzi nimi tečie, nie je dostatočný na vytvorenie výboja. Na zapálenie je potrebný vysokonapäťový impulz.
Žiarovka so zapáleným výbojom sa vyznačuje nízkym odporom, ktorý má reaktívnu zložku. Na kompenzáciu jalovej zložky a obmedzenie toku prúdu je do série so žiarivkovým zdrojom svetla zapojená tlmivka (predradník).
Mnoho ľudí nechápe, na čo slúži štartér v žiarivkách. Tlmivka, ktorá je súčasťou napájacieho obvodu, v spojení so štartérom vytvára vysokonapäťový impulz na spustenie výboja medzi elektródami. Je to spôsobené tým, že pri otvorení kontaktov štartéra je na svorkách tlmiviek prítomný samoindukčný impulz až do 1 kV.
Na čo sa používa sytič
Použitie tlmivky pre žiarivky (predradníka) v napájacích obvodoch je potrebné z dvoch dôvodov:
- Na vytvorenie počiatočného napätia;
- Na obmedzenie prúdu cez elektródy.
Princíp tlmivky je založený na reaktancii indukčnej cievky, ktorá je tlmivkou. Indukčný odpor spôsobuje fázový posun 90º medzi napätím a prúdom.
Keďže hodnota obmedzenia prúdu je indukčný odpor, vyplýva z toho, že tlmivky určené pre lampy s rovnakým výkonom nemožno použiť na pripojenie výkonnejších alebo menej výkonných zariadení.
V rámci určitých limitov sú možné tolerancie. V minulosti napríklad domáci priemysel vyrábal žiarivkové svietidlá s výkonom 40 W. 36W tlmivku pre žiarivky modernej výroby možno bez obáv použiť v napájacích obvodoch zastaraných svietidiel a naopak.
Rozdiely medzi tlmivkami a elektrónkami
Obvod tlmivky na spínanie žiarivkových svetelných zdrojov je jednoduchý a veľmi spoľahlivý. Výnimkou je pravidelná výmena spúšťačov, pretože obsahujú skupinu rozopínacích kontaktov na vytvorenie spúšťacích impulzov.
Zároveň má tento obvod značné nevýhody, ktoré si vynútili hľadanie nových riešení zapínania svietidiel:
- Dlhý čas nábehu, ktorý sa predlžuje s opotrebovaním lampy alebo poklesom napájacieho napätia;
- vysoké skreslenie priebehu napájacieho napätia (cosf<0,5);
- blikanie pri dvojnásobku sieťovej frekvencie v dôsledku nízkej zotrvačnosti svietivosti plynového výboja;
- vysoké hmotnostné charakteristiky;
- nízkofrekvenčné bzučanie spôsobené vibráciami dosiek magnetickej tlmivky;
- nízka spoľahlivosť štartu pri záporných teplotách.
Kontrolu tlmivky žiariviek komplikuje skutočnosť, že zariadenia na určovanie skratov nie sú rozšírené a pomocou štandardných zariadení možno iba konštatovať prítomnosť alebo neprítomnosť poruchy.
Na riešenie týchto nedostatkov boli vyvinuté elektronické predradníky (EB). Elektronické obvody pracujú na inom princípe generovania vysokého napätia, ktoré spúšťa a udržiava spaľovanie.
Impulz vysokého napätia sa generuje elektronicky a na podporu vybíjania sa používa vysokofrekvenčné napätie (25-100 kHz). EKG môže pracovať v dvoch režimoch:
- s predhrievaním elektród;
- so studeným štartom.
V prvom režime sa na elektródy prikladá nízke napätie na 0,5 až 1 sekundu na počiatočné zahriatie. Po uplynutí času sa aplikuje vysokonapäťový impulz, ktorý spôsobí zapálenie výboja medzi elektródami. Tento režim je technicky zložitejší, ale predlžuje životnosť svietidiel.
Režim studeného štartu sa líši tým, že štartovacie napätie sa privádza na nezahriate elektródy, čo spôsobuje rýchly štart. Tento režim štartovania sa neodporúča používať často, pretože výrazne znižuje životnosť, ale možno ho použiť aj pri žiarovkách s poškodenými elektródami (prepálené vlákna).
Obvody s elektronickým predradníkom majú tieto výhody
- Úplná absencia blikania;
- široký teplotný rozsah použitia;
- nízke skreslenie tvaru sieťového napätia;
- absencia akustického hluku;
- zvýšená životnosť svetelných zdrojov;
- Malé rozmery a hmotnosť, možnosť miniatúrneho dizajnu;
- možnosť stmievania - zmena jasu ovládaním šírky impulzu elektród.
Klasické pripojenie cez elektromagnetický predradník - tlmivku
Najbežnejšia schéma zapojenia žiarivky pozostáva z tlmivky a štartéra, ktoré sa nazývajú elektromagnetické predradníky (EMB). Obvod sa skladá zo série obvodov: tlmivka - vlákno - štartér.
V počiatočnom okamihu zapnutia preteká prvkami obvodu prúd, ktorý zahrieva vlákno žiarovky a zároveň kontaktnú skupinu štartéra. Po zahriatí sa kontakty rozopnú, čo vyvolá samoindukčné EMP na koncoch elektromagnetického predradníkového vinutia. Vysoké napätie spôsobuje rozpad plynovej medzery medzi elektródami.
Nízkokapacitný kondenzátor pripojený paralelne ku kontaktom štartéra vytvára s tlmivkou kmitavý obvod. Toto riešenie zvyšuje hodnotu štartovacieho impulzného napätia a znižuje spálenie kontaktov štartéra.
Keď nastane stabilný výboj, odpor medzi elektródami na opačných koncoch žiarovky klesne a v obvode tlmivka-elektróda začne tiecť prúd. Prúd je v tomto čase obmedzený indukčným odporom tlmivky. Elektróda v štartéri sa uzavrie, štartér už v tomto čase nie je v prevádzke.
Ak v žiarovke nedôjde k výboju, proces zahrievania a zapaľovania sa niekoľkokrát zopakuje. Lampa môže počas tejto doby blikať. Ak žiarivka bliká, ale nerozsvieti sa, môže to znamenať poruchu žiarivky spôsobenú znížením emisivity elektród alebo poklesom sieťového napätia.
Pripojenie žiariviek s tlmivkou možno doplniť kondenzátorom na zníženie skreslenia siete. V dvojitých svietidlách je nainštalovaný aj kondenzátor na vzájomné posúvanie svetlometov medzi susednými svietidlami, aby sa opticky znížil efekt blikania.
Pripojenie cez moderný elektronický predradník
Pri svietidlách s elektronickými predradníkmi je schéma zapojenia žiariviek uvedená na kryte ECG. Na správne zapnutie je potrebné presne dodržiavať pokyny. Nie je potrebné žiadne nastavenie. Správne zostavený obvod s prevádzkyschopnými komponentmi začne fungovať okamžite.
Schéma zapojenia na sériové zapojenie dvoch svietidiel
Žiarivky možno zapojiť do série s dvoma svietidlami za nasledujúcich podmienok:
- použitie dvoch rovnakých zdrojov svetla;
- elektromagnetický predradník určený pre podobný obvod;
- tlmivka navrhnutá pre dvojnásobný výkon.
Výhodou sériového zapojenia je, že sa používa len jedna ťažká tlmivka, ale v prípade poruchy jednej zo žiaroviek alebo štartéra je svietidlo úplne nefunkčné.
Moderné EB sa dajú prepínať len podľa tejto schémy, ale mnohé konštrukcie sú navrhnuté tak, aby obsahovali dve svetlá. Obvody majú dva nezávislé kanály na tvarovanie napätia, takže dvojitý elektronický predradník zabezpečuje, že jedna lampa bude fungovať, ak druhá zlyhá alebo je neprítomná.
Pripojenie bez štartéra
Pre žiarivky bez tlmivky a štartéra bolo vyvinutých niekoľko možností pripojenia. Všetky využívajú princíp vytvorenia vysokého štartovacieho napätia pomocou násobiča napätia.
Mnohé z obvodov umožňujú prevádzku s prepálenými žiarovkami, čo umožňuje používanie chybných svetelných zdrojov. Niektoré riešenia používajú napájanie jednosmerným prúdom. Výsledkom je, že elektródy nebliká vôbec, ale opotrebovávajú sa nerovnomerne. Možno to spozorovať podľa tmavých fosforových škvŕn na jednej strane žiarovky.
Niektorí elektrikári namiesto štartéra inštalujú samostatné štartovacie tlačidlo, čo však znamená ovládanie spínania svietidla pomocou vypínača a tlačidla, čo je nepohodlné a môže poškodiť svietidlo, ak je tlačidlo stlačené príliš dlho z dôvodu prehriatia elektród.
Okrem ECG neexistujú žiadne priemyselné návrhy na zapínanie žiarivkových svietidiel bez štartéra. Dôvodom je ich nízka spoľahlivosť, negatívny vplyv na životnosť lampy, veľké rozmery v dôsledku vysokej kapacity kondenzátorov.
Súvisiace články:
