Fluorescerende lamper - Definition, arbejde og anvendelse

Fluorescerende lamper - Definition, arbejde og anvendelse

Hvad er lysstofrør?

Fluorescerende lamper er lamper, hvor der produceres lys som et resultat af strømmen af ​​frie elektroner og ioner inde i en gas. En typisk fluorescerende lampe består af et glasrør belagt med fosfor og indeholder et par elektroder i hver ende. Den er fyldt med en inert gas, typisk argon, der fungerer som leder og også består af kviksølvvæske.



Fluorescerende lampe

Fluorescerende lampe

Hvordan fungerer en lysstofrør?

Når elektricitet tilføres røret gennem elektroderne, passerer strømmen gennem gaslederen i form af frie elektroner og ioner og fordamper kviksølv. Når elektronerne kolliderer med kviksølvens gasformige atomer, giver de fri elektroner, der hopper til højere niveauer, og når de falder tilbage til deres oprindelige niveau, udsendes lysfotoner. Denne udsendte lysenergi er i form af ultraviolet lys, som ikke er synligt for mennesker. Når dette lys rammer fosforbelagt på røret, exciterer det fosforelektronerne til højere niveau, og da disse elektroner falder tilbage til deres oprindelige niveau, udsendes fotoner, og denne lysenergi er nu i form af synligt lys.






Start af en lysstofrør

I fluorescerende lamper strømmer strømmen gennem en gasformig leder i stedet for en solid state-leder, hvor elektroner simpelthen flyder fra negativ ende til positiv ende. Der skal være en overflod af frie elektroner og ioner for at tillade strømning af ladning gennem gassen. Normalt er der meget få frie elektroner og ioner i gassen. Af denne grund er der behov for en særlig startmekanisme for at indføre flere frie elektroner i gassen.

To startmekanismer til en lysstofrør

1. En af metoderne er at bruge en startkontakt og en magnetisk forkobling til at give strømmen af ​​vekselstrøm til lampen. Startafbryderen er påkrævet for at forvarme lampen, så der kræves betydeligt mindre spænding for at udløse produktionen af ​​elektroner fra lampens elektroder. Ballasten bruges til at begrænse mængden af ​​strøm, der strømmer gennem lampen. Uden en startkontakt og forkobling ville en stor mængde strøm flyde direkte til lampen, hvilket ville reducere lampens modstand og til sidst opvarme lampen og ødelægge den.



Fluorescerende lampe ved hjælp af en magnetisk forkobling og en startafbryder

Fluorescerende lampe ved hjælp af en magnetisk forkobling og en startafbryder

Den anvendte startkontakt er en typisk pære bestående af to elektroder, således at der dannes en lysbue mellem dem, når strømmen strømmer gennem pæren. Den anvendte ballast er magnetisk ballast, som består af en transformerspole. Når vekselstrøm passerer gennem spolen, produceres magnetfelt. Når strømmen stiger, øges magnetfeltet, og dette modsætter sig i sidste ende strømmen af ​​strøm. Således er vekselstrømmen begrænset.

Oprindeligt for hver halve cyklus af AC-signalet strømmer strømmen gennem ballasten (spolen) og udvikler et magnetfelt omkring det. Denne strøm, mens den passerer gennem rørets filamenter, varmer dem langsomt op for at forårsage produktion af frie elektroner. Når strømmen passerer gennem glødetråden til elektroderne på pæren (bruges som startkontakt), dannes en lysbue mellem de to elektroder i pæren. Da en af ​​elektroden er en bimetalstrimmel, bøjes den, når den bliver opvarmet, og til sidst elimineres lysbuen fuldstændigt, og da der ikke strømmer strøm gennem starteren, fungerer den som åben kontakt. Dette forårsager et sammenbrud i magnetfeltet over spolen, og som et resultat produceres der en høj spænding, der tilvejebringer den krævede udløser til opvarmning af lampen for at producere den tilstrækkelige mængde frie elektroner gennem den inaktive gas, og til sidst lyser lampen.


6 grunde til, at magnetisk ballast ikke betragtes som praktisk?

  • Strømforbruget er ret højt, cirka 55 Watt.
  • De er store og tunge
  • De forårsager flimring, da de arbejder ved lavere frekvenser
  • De holder ikke længere.
  • Tab er ca. 13 til 15 watt.

2. Brug af elektronisk forkobling til at starte lysstofrør

Elektroniske forkoblinger tilvejebringer i modsætning til magnetisk forkobling vekselstrømmen til lampen efter at have øget linjefrekvensen fra ca. 50 Hz til 20 kHz.

Elektronisk forkobling til start af en lysstofrør

Elektronisk forkobling til start af en lysstofrør

Et typisk elektronisk forkoblingskredsløb består af en AC til DC-konverter, der består af broer og kondensatorer, der korrigerer AC-signalet til DC og filtrerer AC-krusninger for at producere DC-effekt. Denne DC-spænding konverteres derefter til højfrekvent AC firkantbølgespænding ved hjælp af et sæt af switches. Denne spænding driver et resonans LC-tankkredsløb for at frembringe et filtreret sinusformet AC-signal, der påføres lampen. Når strøm passerer gennem lampen ved høj frekvens, fungerer den som en modstand, der danner et parallelt RC-kredsløb med tankkredsløbet. Oprindeligt reduceres switches frekvens ved hjælp af et kontrolkredsløb, hvilket får lampen til at blive forvarmet, hvilket fører til en stigning i spændingen over lampen. Efterhånden som lampespændingen stiger nok, bliver den antændt og begynder at gløde. Der er et strømregistreringsarrangement, som kan registrere strømmængden gennem lampen og i overensstemmelse hermed justere koblingsfrekvensen.

6 grunde til, at elektroniske forkoblinger foretrækkes mere

  • De har lavt strømforbrug, mindre end 40W
  • Tab er ubetydelig
  • Flimmer elimineres
  • De er lettere og passer mere ind steder
  • De holder længere

En typisk applikation, der involverer en lysstofrør - Et automatisk skiftelys

Her er et nyttigt hjemmekredsløb for dig. Dette automatiske belysningssystem kan installeres i dit hjem for at belyse lokalerne ved hjælp af CFL eller lysstofrør. Lampen tændes automatisk omkring kl. 18 og slukkes om morgenen. Så dette switchless kredsløb er meget nyttigt til at belyse husets lokaler, selvom de indsatte ikke er hjemme. Generelt flimrer de LDR-baserede automatiske lys, når lysintensiteten ændres ved daggry eller skumring. Så CFL kan ikke bruges i sådanne kredsløb. I Triac-styrede automatiske lys er kun glødepæren mulig, da flimring kan beskadige kredsløbet inde i CFL. Dette kredsløb overvinder alle sådanne ulemper og tændes / slukkes med det samme, når det forudindstillede lysniveau ændres.

Hvordan det virker?

IC1 (NE555) er den populære timer IC, der bruges i kredsløbet som en Schmitt-trigger for at få en bistabil handling. IC'ets indstillede og nulstillede aktiviteter bruges til at tænde / slukke for lampen. Inde i IC er der to komparatorer. Den øverste tærskel-komparator udløser ved 2/3 Vcc, mens den nedre trigger-komparator udløser ved 1/3 Vcc. Indgangene til disse to komparatorer er bundet sammen og forbundet ved krydset mellem LDR og VR1. Således afhænger spændingen fra LDR til indgangene af lysets intensitet.

LDR er en slags variabel modstand, og dens modstand varierer afhængigt af lysintensiteten, der falder på den. I mørke tilbyder LDR meget høj modstand så højt som 10 Meg Ohm, men det reduceres til 100 Ohm eller mindre i stærkt lys. Så LDR er en ideel lyssensor til automatiske belysningssystemer.

I løbet af dagen har LDR mindre modstand, og strøm strømmer gennem den til tærsklen (Pin6) og trigger (pin2) -indgangene til IC. Som et resultat går spændingen ved tærskelindgangen over 2/3 Vcc, hvilket nulstiller den interne Flip-Flop, og output forbliver lav. Samtidig får triggerindgangen mere end 1 / 3Vcc. Begge betingelser holder output af IC1 lavt om dagen. Relædrivertransistoren er forbundet til udgangen fra IC1, således at relæet forbliver afbrudt i løbet af dagen.

Auto skift lys kredsløbsdiagram

Auto skift lys kredsløbsdiagram

Ved solnedgang øges LDR-modstanden, og mængden af ​​strøm, der strømmer gennem den, ophører. Som et resultat af dette falder spændingen ved tærskelkomparatorindgangen (pin6) under 2 / 3Vcc, og spændingen ved triggerkomparatorindgangen (pin2) mindre end 1 / 3Vcc. Begge disse forhold får komparatorernes output til at gå højt, hvilket indstiller Flip-Flop. Dette ændrer output af IC1 til høj tilstand og T1 udløser. LED indikerer IC1's høje output. Når T1 leder, relæenergi og afslutter lampekredsløbet gennem Common (Comm) og NO (Normalt åben) kontakterne på relæet. Denne tilstand fortsætter til morgen, og IC nulstilles, når LDR udsættes for lys igen.

Kondensator C3 føjes til bunden af ​​T1 for at skifte relæet rent. Diode D3 beskytter T1 fra bagsiden e.m.f når T1 slukkes.

Hvordan indstilles?

Saml kredsløbet på et fælles printkort, og læg det i et stødsikkert tilfælde. En adapterboks med stik i typen er et godt valg til at omslutte transformeren og kredsløbet. Anbring enheden, hvor sollys er tilgængeligt om dagen, helst uden for hjemmet. Inden relæet tilsluttes, skal du kontrollere output ved hjælp af LED-indikatoren. Juster VR1 for at tænde LED'en ved et bestemt lysniveau, siger kl. Hvis det er ok, skal du tilslutte Relay og AC-forbindelserne. Fasen og neutral kan tappes fra transformatorens primære. Tag fase- og neutrale ledninger og tilslut til en pæreholder. Du kan bruge et hvilket som helst antal lamper afhængigt af den aktuelle vurdering af relækontakterne. Lys fra lampen bør ikke falde på LDR, så placer lampen i overensstemmelse hermed.

Advarsel : Der er 230 volt i relækontakterne, når de oplades. Rør ikke ved kredsløbet, når det er tilsluttet lysnettet. Brug god ærme til relækontakterne for at undgå stød.

Fotokredit:

  • En lysstofrør forbi wikimedia
  • Start af lysstofrør ved hjælp af en magnetisk forkobling og en startkontakt ved wikimedia