Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Wśród szerokiej gamy sprzętu oświetleniowego znajdują się lampy o różnej zasadzie działania. Dziś dość znaczącą niszę w całkowitej objętości urządzeń oświetleniowych zajmują lampy wyładowcze. Jaka jest zasada ich pracy i jak są ułożone, rozważymy w tym artykule.

Budowa i zasada działania

W porównaniu z innymi rodzajami lamp, urządzenia wyładowcze posiadają szereg różnic. Wpływa to zarówno na ich cechy konstrukcyjne, jak i zasadę działania. Aby zrozumieć podstawy uzyskiwania promieniowania świetlnego w lampach wyładowczych, najpierw rozważ ich cechy konstrukcyjne.

Ryż. 1. Lampa wyładowcza
  • Podstawa - przeznaczona do podłączenia urządzenia wyładowczego do sieci elektrycznej. Może być wykonany w różnych typach i rozmiarach, w zależności od parametrów konkretnej lampy.
  • Kolby - wykonane ze szkła żaroodpornego, przeznaczone do wytworzenia próżni wokół palnika. Jest hermetycznie uszczelniony, aby zapobiec zakłóceniom rozrzedzonego medium w stosunku do otaczającej przestrzeni.
  • Wspornik montażowy - to konstrukcja nośna, która pełni jednocześnie funkcję wspornika dla palnika gazowego oraz jednego z przewodników prądu elektrycznego.
  • Latarki - zazwyczaj rurka z tlenku metalu, wewnątrz której następuje wyładowanie elektryczne. Wypełniony jest mieszaniną gazów obojętnych i oparów metali, w zależności od modelu elementy do wypełnienia mogą się znacznie różnić.
  • Elektrody - przeznaczone do iskrzenia i dalszego spalania wyładowania jarzeniowego.

Zasada działania lamp wyładowczych polega na uzyskaniu strumienia świetlnego z jonizacji strumienia gazu i oparów metali. Rozważ zasadę ich działania na następującym przykładzie (patrz rysunek 2):

Ryż. 2. Zasada działania lampy wyładowczej

Po przyłożeniu napięcia do oprawy z lampą wyładowczą jest ono przetwarzane przez statecznik (statecznik). Następnie na elektrody lampy dostarczane jest zwiększone napięcie rzędu 2 - 5 kV. To wystarczy, aby przebić się przez szczelinę gazową, dlatego najpierw pojawia się iskra, a następnie wewnątrz rury zapala się wyładowanie jarzeniowe.

Temperatura spalania wyładowania osiąga 1300 ºС, dzięki czemu mieszanina jest podgrzewana do stanu, w którym wszystkie swobodne cząstki mają wystarczającą energię, aby wyjść poza atom. Fizycznie procesowi temu towarzyszy systematyczny wzrost natężenia strumienia świetlnego w miarę podgrzewania ośrodka wyładowczego.W tym przypadku można zaobserwować pewne fluktuacje w spektrum kolorów poświaty, gdy zmienia się zasięg emitowanej fali.

Uwaga, mimo że w konstrukcji samej lampy wyładowczej nie ma balastu, bez niego nie będzie można uruchomić urządzenia. Balast zawiera:

  • transformator indukcyjny, który zapobiega gwałtownemu wzrostowi prądu podczas stanu przejściowego;
  • zapalnik impulsowy - na krótko zwiększa napięcie na elektrodach lampy do przebicia iskiernika;
  • kondensator - służy do wygładzania krzywej napięcia, ale nie jest montowany we wszystkich modelach stateczników.

W zależności od typu lampy wyładowczej, urządzenie balastowe i parametry techniczne jego elementów również będą się różnić. Dlatego dla każdego konkretnego typu sprzętu oświetleniowego instalowane są jego własne moduły.

Co wypełniają lampy wyładowcze?

Ryż. 3. Przykład napełniania lampy wyładowczej

Do napełniania lamp wyładowczych stosuje się różnego rodzaju gazy obojętne, które uaktywnią się po przyłożeniu napięcia do styków podstawy. Najpopularniejsze z nich to argon, neon, ksenon i krypton. W niektórych modelach stosuje się mieszaninę kilku gazów w celu uzyskania ośrodka wyładowczego o pożądanych właściwościach.

Oprócz gazu obojętnego lampę można wypełnić parami metali, z których najbardziej znane to sód i rtęć. W zależności od sposobu doprowadzenia lampy wyładowczej do stanu roboczego, są one również podzielone na kilka typów. Należy jednak zauważyć, że obecność metalu nie jest warunkiem wstępnym, ponieważ w praktyce istnieją lampy wyłącznie z gazem obojętnym - ksenonem i neonem. Dlatego w takich modelach jako wypełniacz stosuje się wyłącznie gaz.

Lampy metalohalogenkowe to osobna kategoria, której bańka jest wypełniona nie tylko gazami obojętnymi i parami sodu i rtęci, ale także halogenkami metali.

Klasyfikacja

Współczesny rynek gazowo-wyładowczych źródeł światła oferuje dość dużą różnorodność modeli. W zależności od parametrów technicznych, zawartości i innych czynników można wyróżnić kilka kategorii, w których będą się one różnić.

Więc w zależności od zawartości wszystkie modele można podzielić na:

  • sód;
  • rtęć;
  • metalohalogenek;
  • ksenon;
  • neon.

W zależności od źródła światła lampy wyładowcze można podzielić na:

  • indukcja;
  • lampa gazowa;
  • luminescencyjny.

W zależności od wielkości ciśnienia wytwarzanego przez gaz wewnątrz bańki, wszystkie urządzenia dzielą się na lampy:

  • niskie ciśnienie;
  • wysokie ciśnienie;
  • bardzo wysokie ciśnienie.

Rozważmy bardziej szczegółowo dwa ostatnie czynniki podziału lamp wyładowczych według typu.

Za pomocą źródła światła

Ryż. 4. Rodzaje lamp wyładowczych

W zależności od źródła promieniowania świetlnego, wszystkie urządzenia wyładowcze mogą być indukcyjne, gazowo-świetlne, luminescencyjne. Modele indukcyjne rozpalane są za pomocą elektrod, które są ogrzewane przepływem wyładowania elektrycznego. Z tego powodu nazywane są również lampami światła elektrycznego.

W żarówkach gazowych źródłem promieniowania są molekuły lub atomy wzbudzone przez trwający proces elektryczny. W takim przypadku w ośrodku gazowym generowana jest wystarczająca ilość energii do stałego promieniowania. Świetlówki mają specjalną powłokę na powierzchni żarówki zawierającą luminofory.Wyładowanie płynące w lampie wyładowczej aktywuje cząsteczki gazu, które z kolei działają na luminofor.

Pod naciskiem

Ryż. 5. Lampy wysokiego i niskiego ciśnienia

W zależności od ciśnienia panującego wewnątrz gazowo-wyładowczego źródła światła, wszystkie modele dzielą się na trzy klasy:

  • Niskie ciśnienie - od 0,15 do 104Pa, często używane do celów domowych, świetlówki są wyraźnym przedstawicielem;
  • Wysokie ciśnienie - od 3×104do 106 Pa , są instalowane na zewnątrz, ponieważ dobrze znoszą trudne warunki atmosferyczne;
  • Ultrawysokie ciśnienie - powyżej 106 Pa, stosowane w medycynie, przemyśle spożywczym i innych gałęziach przemysłu, gdzie wymagane jest promieniowanie o dużym natężeniu na małej powierzchni.

Funkcje

W celu porównania z innymi rodzajami urządzeń oświetleniowych konieczne jest szczegółowe przestudiowanie parametrów pracy lamp wyładowczych:

  • Czas gotowości - zgodnie z punktem 34 GOST 24127-80 jest to przedział czasu od początku zasilania napięciem do osiągnięcia przez lampę charakterystyki roboczej.
  • Pobór mocy - wyświetla ilość obciążenia pobieranego z sieci;
  • Żywotność - charakteryzuje czas aktywnego działania lampy, może wahać się od 2000 do 20 000 godzin;
  • Strumień świetlny - określa ilość strumienia świetlnego uzyskiwanego z jednego wata zużytej energii elektrycznej, może wynosić od 40 do 220 Lm/W;
  • Temperatura jarzenia barwowego - określa spektrum barw emitowanych przez gazową lampę wyładowczą, w zależności od modelu, waha się od 2200 do 20 000 K;
Ryż. 6. Temperatura oddawania barw
  • Wskaźnik oddawania barw - wskazuje intensywność postrzegania barw przez powierzchnię, na którą pada światło;
Ryż. 7. Przykład wpływu wskaźnika oddawania barw
  • Napięcie zapłonu - zgodnie z paragrafem 35 GOST 24127-80 jest to najmniejsza różnica potencjałów na elektrodach, która będzie wystarczająca do rozpoczęcia tworzenia się wyładowania.

Utylizacja

Ze względu na obecność rtęci i innych zanieczyszczeń w składzie żarówki sposób ich utylizacji zasadniczo różni się od innych typów lamp. W tym celu specjalne organizacje są zaangażowane w zbiórkę i dalsze usuwanie rtęci z pewnej kategorii lamp wyładowczych.

Ryż. 8. Utylizacja lamp wyładowczych

Jeśli taka żarówka pęknie w Twoim domu, musisz ją natychmiast zabrać, aby zapobiec zatruciu rtęcią w gospodarstwie domowym. Możesz dowiedzieć się więcej na ten temat z następującego artykułu: https://www.asutpp.ru/razbilas-energosberegayuschaya-lampa.html

Zalety i wady

Główne zalety gazowo-wyładowczych źródeł światła to:

  • Wysoka wydajność świetlna - takie urządzenia są znacznie bardziej wydajne niż zwykłe żarówki Iljicza i doskonale oświetlają nawet przez nieprzejrzyste odcienie.
  • Długa żywotność - znacznie lepsza od tradycyjnych żarówek, a niektóre modele mogą nawet konkurować ze źródłami LED.
  • Prosty schemat elektryczny.
  • Przystępny koszt, w komplecie z niedrogimi elementami, które można łatwo zmienić w procesie.
  • Niektóre wersje świetnie nadają się do instalacji na zewnątrz, ale generalnie nie radzą sobie dobrze w ekstremalnie niskich temperaturach.

Główne wady to obecność pulsacji strumienia świetlnego, konieczność podłączenia statecznika do uruchomienia, ograniczony zakres napięcia roboczego oraz wrażliwość na jakość napięcia zasilającego. Rozgrzewanie wymaga czasu, dlatego nie zaleca się ich używania w sieciach z częstym przełączaniem. Nie ma możliwości regulacji intensywności świecenia za pomocą ściemniacza.

Obszary zastosowań

Pomimo poważnej konkurencji ze strony produktów oświetleniowych LED, gazowo-wyładowcze źródła światła pozostają popularne w wielu branżach. Więc często można je znaleźć w:

  • oświetlenie uliczne;
  • podświetlane szyldy reklamowe;
  • sklepy, obiekty przemysłowe, centra handlowe, biura, dworce i magazyny;
  • parki, skwery, tereny rekreacyjne;
  • oświetlenie elewacji budynków itp.

Lista wykorzystanych źródeł

  • D.Weymouth "Lampy wyładowcze" 1977
  • Fugenfirov M.I. „Lampy wyładowcze” 1975
  • E.A. Zeldin „Pulsowe lampy wyładowcze i ich obwody przełączające” 1961

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Elektryk