Ce sunt lămpile fluorescente?
Lămpile fluorescente sunt lămpi în care lumina este produsă ca rezultat al fluxului de electroni și ioni liberi în interiorul unui gaz. O lampă fluorescentă tipică constă dintr-un tub de sticlă acoperit cu fosfor și care conține o pereche de electrozi la fiecare capăt. Este umplut cu un gaz inert, de obicei argon, care acționează ca conductor și constă, de asemenea, din lichid de mercur.
Lampă fluorescentă
Cum funcționează o lampă fluorescentă?
Deoarece electricitatea este furnizată tubului prin electrozi, curentul trece prin conductorul de gaz, sub formă de electroni și ioni liberi și vaporizează mercurul. Pe măsură ce electronii se ciocnesc cu atomii gazoși ai mercurului, aceștia dau electroni liberi care sar la niveluri superioare, iar atunci când cad înapoi la nivelul lor original, sunt emiși fotoni de lumină. Această energie luminoasă emisă este sub formă de lumină ultravioletă, care nu este vizibilă pentru oameni. Când această lumină lovește fosforul acoperit pe tub, excită electronii fosforului la un nivel superior și pe măsură ce acești electroni revin la nivelul lor original, fotonii sunt emiși și această energie luminoasă este acum sub formă de lumină vizibilă.
Pornirea unei lămpi fluorescente
În lămpile fluorescente curentul curge printr-un conductor gazos, în loc de un conductor solid, în care electronii curg pur și simplu de la capătul negativ la capătul pozitiv. Trebuie să existe o abundență de electroni și ioni liberi pentru a permite fluxul de încărcare prin gaz. În mod normal, există foarte puțini electroni și ioni liberi în gaz. Din acest motiv, este necesar un mecanism special de pornire pentru a introduce mai mulți electroni liberi în gaz.
Două mecanisme de pornire pentru o lampă fluorescentă
1. Una dintre metode este utilizarea unui întrerupător de pornire și a unui balast magnetic pentru a asigura fluxul de curent alternativ către lampă. Comutatorul de pornire este necesar pentru preîncălzirea lămpii, astfel încât este necesară o cantitate considerabil mai mică de tensiune pentru a declanșa producerea de electroni din electrozii lămpii. Balastul este utilizat pentru a limita cantitatea de curent care curge prin lampă. Fără un comutator de pornire și balast, o cantitate mare de curent ar curge direct către lampă, ceea ce ar reduce rezistența lămpii și, în cele din urmă, ar încălzi lampa și ar distruge-o.
Lampă fluorescentă utilizând un balast magnetic și un comutator de pornire
Comutatorul de pornire utilizat este un bec tipic format din doi electrozi, astfel încât un arc electric se formează între ei pe măsură ce curentul curge prin bec. Balastul utilizat este un balast magnetic care constă dintr-o bobină de transformare. Pe măsură ce curentul de curent alternativ trece prin bobină, se produce câmp magnetic. Pe măsură ce curentul crește, câmpul magnetic crește și acest lucru se opune în cele din urmă fluxului de curent. Astfel, curentul alternativ este limitat.
Inițial pentru fiecare jumătate de ciclu al semnalului de curent alternativ, curentul curge prin balast (bobină), dezvoltând un câmp magnetic în jurul acestuia. Acest curent în timp ce trece prin filamentele tubului le încălzește încet, astfel încât să provoace producerea de electroni liberi. Pe măsură ce curentul trece prin filament către electrozii becului (folosit ca întrerupător de pornire), între cei doi electrozi ai becului se formează un arc electric. Deoarece unul dintre electrozi este o bandă bimetalică, se îndoaie pe măsură ce se încălzește și, în cele din urmă, arcul este complet eliminat și deoarece curentul nu curge prin starter acționează ca un întrerupător deschis. Acest lucru provoacă un colaps în câmpul magnetic de-a lungul bobinei și, ca rezultat, se produce o tensiune ridicată care asigură declanșarea necesară pentru încălzirea lămpii, astfel încât să producă cantitatea adecvată de electroni liberi prin gazul inert și, în cele din urmă, lampa luminează.
6 motive pentru care balastul magnetic nu este considerat convenabil?
- Consumul de energie este destul de ridicat, aproximativ 55 Watt.
- Sunt mari și grele
- Acestea provoacă pâlpâire în timp ce funcționează la frecvențe mai mici
- Nu durează mai mult.
- Pierderea este de aproximativ 13-15 wați.
2. Folosind balast electronic pentru a porni lămpile fluorescente
Balasturile electronice, spre deosebire de balastul magnetic, furnizează curentul alternativ lămpii după creșterea frecvenței liniei de la aproximativ 50 Hz la 20 KHz.
Balast electronic pentru a porni o lampă fluorescentă
Un circuit tipic de balast electronic constă dintr-un convertor de curent alternativ în curent continuu care cuprinde poduri și condensatori care rectifică semnalul de curent alternativ în curent continuu și filtrează ondulațiile de curent alternativ pentru a produce energie continuă. Această tensiune continuă este apoi convertită în tensiune de undă pătrată de înaltă frecvență AC utilizând un set de comutatoare. Această tensiune acționează un circuit rezonant al rezervorului LC astfel încât să producă un semnal AC sinusoidal filtrat care este aplicat lămpii. Pe măsură ce curentul trece prin lampă la frecvență înaltă, acesta acționează ca un rezistor care formează un circuit RC paralel cu circuitul rezervorului. Inițial, frecvența de comutare a comutatoarelor este redusă folosind un circuit de comandă, ceea ce face ca lampa să se preîncălzească, ducând la o creștere a tensiunii peste lampă. În cele din urmă, pe măsură ce tensiunea lămpii crește suficient, se aprinde și începe să strălucească. Există un aranjament de detectare a curentului care poate detecta cantitatea de curent prin lampă și, prin urmare, poate regla frecvența de comutare.
6 Motive pentru care balasturile electronice sunt preferate mai mult
- Au un consum redus de energie, mai mic de 40W
- Pierderea este neglijabilă
- Sclipirea este eliminată
- Sunt mai ușoare și se potrivesc mai mult în locuri
- Durează mai mult
O aplicație tipică care implică o lampă fluorescentă - O lumină de comutare automată
Iată un circuit de acasă util pentru dumneavoastră. Acest sistem automat de iluminare poate fi instalat în casa dvs. pentru a ilumina spațiile folosind lampa CFL sau fluorescentă. Lampa se aprinde automat în jurul orei 18 și se stinge dimineața. Așadar, acest circuit fără comutare este extrem de util pentru iluminarea spațiilor casei, chiar dacă deținuții nu sunt acasă. În general, luminile automate bazate pe LDR pâlpâie atunci când intensitatea luminii se schimbă în zori sau amurg. Deci CFL nu poate fi utilizat în astfel de circuite. În luminile automate controlate de Triac, este posibil doar becul incandescent, deoarece pâlpâirea poate deteriora circuitul din interiorul CFL. Acest circuit depășește toate aceste dezavantaje și pornește / oprește instantaneu când nivelul de lumină presetat se schimbă.
Cum functioneaza?
IC1 (NE555) este popularul IC cu temporizator care este utilizat în circuit ca declanșator Schmitt pentru a obține o acțiune bistabilă. Activitățile de setare și resetare ale IC-ului sunt utilizate pentru a porni / opri lampa. În interiorul CI există doi comparatori. Comparatorul de prag superior declanșează la 2/3 Vcc, în timp ce comparatorul de declanșare inferior declanșează la 1/3 Vcc. Intrările acestor doi comparatori sunt legate între ele și conectate la joncțiunea LDR și VR1. Astfel, tensiunea furnizată de LDR la intrări depinde de intensitatea luminii.
LDR este un fel de rezistență variabilă și rezistența sa variază în funcție de intensitatea luminii care cade pe el. În întuneric, LDR oferă o rezistență foarte mare de până la 10 Meg Ohm, dar se reduce la 100 Ohmi sau mai puțin în lumină puternică. Așadar, LDR este un senzor de lumină ideal pentru sistemele de iluminat automat.
În timpul zilei, LDR are mai puțină rezistență și curentul curge prin el până la intrările de prag (Pin6) și de declanșare (pin2) ale IC. Ca rezultat, tensiunea la pragul de intrare depășește 2/3 Vcc, care resetează Flip-Flop-ul intern și ieșirea rămâne scăzută. În același timp, intrarea declanșatorului obține mai mult de 1 / 3Vcc. Ambele condiții mențin ieșirea IC1 scăzută în timpul zilei. Tranzistorul driverului releului este conectat la ieșirea IC1, astfel încât releul să rămână dezactivat în timpul zilei.
Schema circuitului luminos de comutare automată
La apus, rezistența LDR crește și cantitatea de curent care curge prin ea încetează. Ca urmare, tensiunea la intrarea comparatorului de prag (pin6) scade sub 2 / 3Vcc și tensiunea la intrarea comparatorului de declanșare (pin2) mai mică de 1 / 3Vcc. Ambele condiții fac ca ieșirea comparatoarelor să crească, ceea ce stabilește Flip-Flop-ul. Aceasta schimbă ieșirea IC1 în declanșatoare de stare înaltă și T1. LED-ul indică ieșirea ridicată a IC1. Când T1 conduce, releul energizează și completează circuitul lămpii prin contactele comune (Comm) și NO (normal deschis) ale releului. Această stare continuă până dimineața și IC se resetează când LDR se expune din nou la lumină.
Condensatorul C3 este adăugat la baza T1 pentru comutarea curată a releului. Dioda D3 protejează T1 de e.m.f din spate atunci când T1 se oprește.
Cum să setezi?
Asamblați circuitul pe un PCB comun și închideți-l într-o carcasă rezistentă la șocuri. O cutie adaptor tip plug in este o alegere bună pentru a închide transformatorul și circuitul. Așezați unitatea în lumina soarelui în timpul zilei, de preferință în afara casei. Înainte de a conecta releul, verificați ieșirea folosind indicatorul LED. Reglați VR1 pentru a porni LED-ul la un anumit nivel de lumină, să zicem la ora 18:00. Dacă este ok, conectați releul și conexiunile de curent alternativ. Faza și neutrul pot fi exploatate din primarul transformatorului. Luați firele de fază și cele neutre și conectați-le la un suport pentru bec. Puteți utiliza orice număr de lămpi, în funcție de valoarea curentă a contactelor releului. Lumina din lampă nu trebuie să cadă pe LDR, așa că poziționați lampa în consecință.
Prudență : În contactele releului există 230 de volți la încărcare. Deci, nu atingeți circuitul când este conectat la rețea. Folosiți un manșon bun pentru contactele releului pentru a evita șocurile.
Credit foto:
