Le principe de fonctionnement d'une lampe fluorescente. Un élément important du circuit électrique. Les spécificités de la connexion LL

Musées au lieu de l'habituel et familier ampoulesà incandescence, vous pouvez trouver de longs tubes lumineux - des lampes fluorescentes.

Déjà votre apparence elles sont très différentes des ampoules à incandescence. Au lieu d'un petit spray en verre transparent dans lequel le ton brille vivement
filament de tungstène, on voit des tubes blancs de 30 cm à un mètre et demi de long. Aux deux extrémités de chaque tube, ce n'est pas une cartouche à vis qui dépasse, mais deux broches métalliques (Fig. 1).

Étant donné que la mise hors tension est effectuée rapidement, une variation de courant importante et temporaire se produit.

Graphique 1 - Tension d'inductance lorsqu'une lampe fluorescente est allumée: d'abord, une onde sinusoïdale se forme et la tension augmente brusquement, un allumage par fluorescence se produit et une tension périodique.

La lampe fluorescente est connectée en série avec l'inductance, de sorte que la tension induite aux bornes de l'inductance atteint les électrodes fluorescentes. Cette tension est suffisamment élevée pour allumer une décharge de gaz à l'intérieur du tube. Étant donné que le circuit est connecté à Tension alternative, la décharge est évacuée tous les demi-cycles. Cependant, à l'intérieur du tube, le gaz ionisé restera suffisamment ionisé et, par conséquent, il n'est pas nécessaire de réactiver la décharge autant qu'elle l'était à l'origine.

La structure interne d'une ampoule à incandescence est facile à voir à travers une bouteille en verre. Beaucoup plus difficile

Pour voir ce qu'il y a à l'intérieur de la lampe fluorescente, puisque ses parois sont recouvertes de l'intérieur, bien qu'avec une couche mince mais opaque d'une sorte de poudre blanche, qui, comme nous le verrons, joue exclusivement dans le fonctionnement de la lampe rôle important. Imaginez cependant que nous ayons retiré cette couche des murs. Regardons maintenant à l'intérieur de la lampe. Il s'avère que de chacune des broches qui dépassent aux extrémités de la lampe, elles pénètrent à l'intérieur du fil, auquel sont attachés des filaments de tungstène, comme cela se fait dans une ampoule à incandescence (Fig. 2).

Comme le montre la figure 2, chaque rafale de 125 volts déclenchera un choc et la tension aux bornes du tuyau se stabilisera rapidement à environ 50 volts. Le signal suivant est périodique.

Graphe 3 - Tension à fluorescence en régime établi : lorsque la tension de 125 V est dépassée, la décharge s'amorce, la tension se stabilise à environ 50 volts, puis la tension tombe à zéro, et la décharge s'éteint, qui s'enflamme à nouveau, mais dans la direction opposée.

Comme on peut le voir sur la figure 1, la tension de l'inducteur est constante pendant le fonctionnement en régime permanent, mais n'est plus sinusoïdale. Sans surprise, la tension d'alimentation est harmonique, et cette tension est partagée entre l'inductance et la lampe fluorescente. La somme des tensions instantanées aux bornes de l'inductance et de l'alimentation fluorescente donne la tension du secteur, de sorte que nous pouvons reconnaître la tension aux bornes de la bobine lorsqu'elle est allumée Lampe fluorescente.

A y regarder de plus près, on constate que ces fils, comme les parois du tube, sont recouverts d'une poudre blanche. Cependant, l'analyse nous montrerait que la composition des poudres recouvrant les parois du tube et des filaments de tungstène est complètement différente et, comme nous le verrons plus tard, elles servent à des fins différentes. À côté du fil, deux fils assez épais sont attachés aux entrées de fil, auxquelles le fil est soudé. En général, chaque pied d'une lampe fluorescente ressemble à celui illustré à la fig. 3.

Graphique 4 - Tension d'arrêt - vert, fluorescent - rouge, bleu - la somme des valeurs instantanées de ces tensions, c'est-à-dire tension secteur - bleu. La tension de la ligne n'était pas complètement sinusoïdale. Les écarts sont dus au fait que les tensions sur l'inductance et le tube fluorescent n'ont pas été mesurées simultanément. Il s'est avéré que la fréquence du réseau n'est pas tout à fait stable. petite monnaie la fréquence et la courbe sont décalées de sorte que la chute de tension aux bornes de l'inductance et l'augmentation de tension aux bornes du tube fluorescent ne soient pas perturbées.

En examinant la lampe plus attentivement, nous trouverons de petites gouttelettes de mercure ici et là sur les murs. De plus, la lampe a un autre " composant", que nous ne pouvons pas voir
Peut. Il s'agit d'une petite quantité de gaz argon dont la densité dans une lampe fluorescente est environ deux cents fois inférieure à la densité normale de l'air atmosphérique.

Un circuit ouvert ne se produit pas immédiatement, les bougies de préchauffage ne démarrent pas immédiatement. Bien que le condensateur soit connecté en parallèle au démarreur pour éviter ces changements rapides de tension résultant de la déconnexion des électrodes, on peut voir sur la bobine qu'il n'y a en fait pas qu'un seul circuit ouvert, car il n'y a pas qu'un seul pic de tension, mais il y en a très vite derrière vous.

Figure 5 - Tension fluorescente pendant l'induction. La coupure n'étant pas immédiate, la tension aux bornes de la lampe fluorescente monte brusquement pendant 50 ms plusieurs fois de suite. Les lampes à économie d'énergie les plus populaires aujourd'hui sont les lampes fluorescentes compactes, ainsi appelées. lampes fluocompactes. Bien qu'ils soient respectueux de l'environnement, ils peuvent être dangereux pour notre santé. Découvrez comment les manipuler en toute sécurité.

Après vous être familiarisé avec le contenu d'une lampe fluorescente, vous pourriez penser qu'elle n'est pas très différente d'une ampoule à incandescence et décider qu'elle donne de la lumière grâce à l'incandescence de ses filaments qui, contrairement à une ampoule à incandescence, n'en sont pas un. , mais deux.

Une telle décision serait profondément erronée, et il est facile de le vérifier. Tout d'abord, vous pouvez remarquer que lorsqu'une lampe fluorescente fonctionne, ses filaments chauffent beaucoup moins que dans une lampe à incandescence. Ils brillent d'une faible lueur rouge jaunâtre et ne peuvent en aucun cas

Les lampes fluorescentes consomment moins d'énergie et sont moins chères, pas étonnant que nous puissions les trouver dans presque toutes les maisons polonaises. De plus, elles n'émettent qu'environ 30 % de la chaleur par rapport aux ampoules classiques, et en même temps elles se caractérisent par une efficacité lumineuse beaucoup plus élevée. Cependant, nous devons nous rappeler que de telles ampoules à économie d'énergie ne peuvent pas simplement être jetées dans le bunker. Nous devons le livrer au point de collecte approprié ou cela nous coûtera jusqu'à 5000. beaucoup d'argent.

Pourquoi une lampe fluocompacte peut-elle être dangereuse ?

Dans ce genre lampe à économie d'énergie il y a du mercure. Pour qu'une lampe fluorescente compacte soit éclairée, il doit y avoir du gaz inerte et de la vapeur de mercure dans le tube de verre. Cet élément est très dangereux pour la santé et son effet nocif peut durer assez longtemps car les composés du mercure se combinent avec nos enzymes. Par conséquent, il est important que les lampes soient hors de portée des enfants.

Servir de source de lumière. Une caractéristique encore plus essentielle d'une lampe fluorescente que nous découvrirons si nous suivons comment elle est allumée dans réseau électrique et comment le courant le traverse.

Dans la plupart forme simple l'inclusion d'une lampe fluorescente dans le réseau est illustrée à la fig. 4. Ici B et B2 sont deux interrupteurs qui doivent être allumés si nous voulons allumer la lampe. Dans ce cas, le courant provenant de la prise de courant du réseau d'éclairage Ø passe par l'interrupteur Vb, puis par le fil E, l'interrupteur B2, le fil E2 et revient au deuxième pôle de la prise. Ainsi, on obtient un circuit fermé nécessaire au passage du courant.

Et si on cassait la lampe fluorescente ?

Tout d'abord - ne paniquez pas. Il est peu probable que l'empoisonnement au mercure vous menace. Mettez des gants en caoutchouc et utilisez des serviettes en papier pour ramasser tous les morceaux du sac en plastique. Endroit où ampoule à économie d'énergie essuie plusieurs fois avec des serviettes en papier humides, puis les met dans un sac et serre le ruban avec du ruban adhésif. Placer le sac sur le point d'actionnement électromagnétique.

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Un courant électrique, passant séquentiellement à travers les deux filaments de la lampe, les chauffe. Mais après une ou deux secondes, l'interrupteur B2 devrait être éteint. Le circuit est alors rompu, et il semble que le courant devrait s'arrêter. En fait, le courant ne s'arrête pas, mais continue de traverser la lampe à travers la vapeur de mercure et le gaz argon qui la remplissent.

Si la lampe que nous considérons était effectivement dépourvue d'une couche blanche sur les murs, nous verrions que lorsqu'un courant la traverse, elle brille d'une lumière bleu-vert, rappelant la couleur d'un ciel clair.

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Ainsi, un certain nombre de processus ont lieu dans une lampe fluorescente qui ne sont pas présents dans une ampoule à incandescence ordinaire. Afin de comprendre le fonctionnement d'une lampe fluorescente, il est nécessaire de comprendre tous ces processus. Nous devons comprendre comment le courant traverse la lampe, comment la lueur se produit dans la lampe et comment elle se transforme en lueur blanche, rappelant la lumière du soleil pendant la journée, c'est pourquoi parfois les lampes fluorescentes dans la vie quotidienne sont appelées lampes lumière du jour.

Nous passerons à la réponse à ces questions dans le chapitre suivant.

Aujourd'hui, les lampes fluorescentes sont un type de source lumineuse assez courant. Ils donnent un spectre d'éclairage de haute qualité, ce qui leur a donné une si grande prévalence dans monde moderne. Un spectre d'éclairage approprié pour les lampes fluorescentes est créé grâce à une conception spéciale, dont l'une des parties principales est un starter.

Ballasts pour lampes fluorescentes

Qu'est-ce qu'un starter pour lampes fluorescentes, ainsi que les caractéristiques de sa structure, vous apprendrez de cet article.

Lampes fluorescentes et leur structure

Étant donné que les lampes fluorescentes sont utilisées dans de nombreuses pièces aujourd'hui, il est important de savoir en quoi elles consistent. Ces informations aideront non seulement à faire fonctionner correctement ces installations d'éclairage, mais également, si nécessaire, à les réparer de vos propres mains.

Note! Les lampes fluorescentes sont activement utilisées aujourd'hui pour l'éclairage public et intérieur.

Lampes fluorescentes à l'intérieur

Les avantages suivants sont caractéristiques de l'éclairage réalisé au moyen de lampes fluorescentes :

haute intensité lumineuse;
large gamme de propagation de la lumière ;
haute fiabilité d'éclairage;
possibilité de travailler dans divers régime de température. A cet égard, de telles ampoules peuvent également être utilisées pour l'éclairage public ;
léger échauffement du boîtier de la lampe ;
la lueur de la source lumineuse se caractérise par d'excellentes caractéristiques techniques;
l'émission lumineuse s'effectue selon un mode et un spectre strictement définis. En même temps, la lueur ici est aussi proche que possible du type de lumière de la lumière du jour ;
haute résistance à l'usure. Les lampes fluorescentes peuvent fonctionner sans panne jusqu'à 20 000 heures de travail;
performance excellente.

Les lampes fluorescentes ont une caractéristique : elles ne peuvent pas être directement connectées à un réseau électrique standard. Cette situation s'est produite pour les raisons suivantes :

pour créer une décharge stable dans une telle ampoule, il est nécessaire de préchauffer les électrodes, ainsi que de leur appliquer une impulsion de démarrage;
la nécessité de limiter l'augmentation de l'intensité du courant qui se produit après que l'appareil a quitté l'état de fonctionnement.

Par conséquent, dans leur conception, les lampes fluorescentes contiennent des ballasts (ballasts). Il est nécessaire pour fonctionnement normal ampoule fluorescente. Un élément important de tout type de ballast (par exemple, ballast électronique) est un starter.

Un élément important du circuit électrique

L'inducteur est un composant nécessaire des lampes fluorescentes, nécessaire pour un fonctionnement ininterrompu et à long terme. Pour un fonctionnement efficace des lampes fluorescentes, non seulement des selfs sont nécessaires, mais également des démarreurs et d'autres éléments de circuit électrique.

Le dispositif d'arrêt est une bobine inductive. Un noyau avec une armature en métal y est inséré. Tout cela est caché par le haut sous le boîtier. C'est la structure et les selfs qui sont utilisées à l'intérieur des lampes fluorescentes.
Pour les lampes fluorescentes, il sélectionne le ballast par puissance.

Note! Les inductances sélectionnées pour les lampes fluorescentes doivent avoir la même puissance avec elles. Ce paramètre doit être pris en compte pour que l'ampoule fonctionne comme il se doit.

Le but des selfs avec le schéma électrique d'une source lumineuse de ce type est de limiter l'apport de courant au niveau souhaité, ce qui est nécessaire pour tout le monde une lampe séparée. C'est pourquoi dans la conception de toute lampe fluorescente, il y aura toujours un étranglement. De plus, la présence de selfs dans la conception de la source lumineuse est dictée par les raisons suivantes :

le dispositif d'étranglement allume le filament ;
les selfs régulent également la puissance du courant.

Dans la conception de ballasts électroniques ou d'autres types de ballasts, il est nécessaire de jouer le rôle d'un ballast. Il prend des watts supplémentaires dans le circuit électrique.
Ainsi le ballast des lampes type fluorescent est nécessaire pour créer une impulsion électrique, à l'aide de laquelle l'allumage se produit lampe à décharge. C'est cet appareil qui crée les conditions nécessaires au fonctionnement de cette source lumineuse.

Le principe de fonctionnement du ballast

À l'heure actuelle, il existe deux types de selfs: électriques et électromagnétiques. Les deux types ont un objectif identique et diffèrent par la liste des avantages et des inconvénients, ainsi que par les ballasts dans lesquels ils sont insérés. Cependant, ils ont un principe de fonctionnement similaire. Considérons le principe de fonctionnement d'une self électromagnétique. Il a le schéma de câblage suivant.

Schéma de connexion du starter électromagnétique

Le schéma est décodé comme suit :

EL - lampe fluorescente ;
SF - démarreur ;
LL- ballast électromagnétique(dispositif d'accélérateur);
1 et 2 - spirales de lampe;
C est un condensateur.

Vous pouvez maintenant considérer le principe de fonctionnement de ce type d'appareil:

au moment de la connexion au réseau via LL et la spirale 1 passe, et SF commence également à faire passer le courant. Sa force est de 40-50 mA;
un gaz inerte est ionisé dans l'ampoule SF, à la suite de quoi l'intensité du courant augmente et les contacts bimétalliques chauffent ;
puis les électrodes SF sont fermées. Cela conduit à une augmentation de l'intensité du courant jusqu'à 600 mA. Après cela, sa croissance limite LL;
puis les deux bobines sont chauffées et mélange de gaz une décharge se forme;
créant ainsi rayonnement ultraviolet tombant sur la couche interne du luminophore.

En conséquence, l'ampoule commence à briller. À cet égard, nous pouvons conclure que les selfs de tels dispositifs ont le principe de fonctionnement suivant - elles effectuent un déphasage de 90 degrés du courant de débordement. En conséquence, ils maintiennent le niveau de courant requis dans le circuit électrique.
Ce principe de fonctionnement est typique pour lampes fluorescentes type d'éclairage public et intérieur.

Variété de choix

Pour choisir le bon ballast pour lampes fluorescentes, vous devez connaître les avantages et les inconvénients des modèles existants sur le marché. Comme mentionné ci-dessus, on distingue aujourd'hui les types suivants de ces produits:

électromagnétique. Le dispositif de type électromagnétique se retrouve dans les appareillages classiques.
accélérateur électronique. On l'appelle aussi starter électrique. À ce jour, il est considéré comme une option plus avancée. Ils sont utilisés dans les ballasts électroniques ;

Considérez ces types de ces produits plus en détail.
Une caractéristique des sources lumineuses où des types électromagnétiques sont utilisés dispositifs d'accélérateur, est leur faible coût, ainsi que leur installation et leur fonctionnement simples.

ballast électromagnétique

Cependant, leurs inconvénients l'emportent largement sur ces avantages. Les inconvénients des selfs électromagnétiques comprennent les points suivants :

dimensions volumineuses;
créer du bruit pendant le fonctionnement ;
il y a un effet stroboscopique, qui peut nuire à la qualité de l'éclairage;
Ce ballast prend environ 25% de la puissance.

Par conséquent, de tels dispositifs sont souvent utilisés pour créer un éclairage public.

Note! Tous les inconvénients énumérés ci-dessus ne contiennent pas de starter électronique, qui est utilisé dans les ballasts électroniques.

Équipement électronique

À ce jour, ce sont les ballasts électroniques qui sont le plus souvent utilisés pour allumer les lampes fluorescentes. Les ballasts électroniques ont commencé à apparaître massivement il y a environ 30 ans, et aujourd'hui ils ont presque complètement remplacé les types électromagnétiques de ballasts et de ballasts. Cela est dû au fait que les ballasts électroniques présentent les avantages suivants en fonctionnement :

augmentation du rendement lumineux, rendue possible grâce à la décharge à haute fréquence;
l'effet stroboscopique est minimisé. Cela a permis d'élargir considérablement la portée de ce type de luminaires;
pas de bruit;
pas de faux départ ;
augmentation en termes de fonctionnement ;
la consommation d'énergie a diminué d'environ 30 % ;
L'efficacité est approximativement au niveau de 97%;
il n'est pas nécessaire de compenser la charge réactive.

Note! Certains modèles de ballasts électroniques ont la capacité de contrôler la puissance de la source lumineuse. Ceci est rendu possible par le contrôle de la fréquence dans le convertisseur de tension.

Comme vous pouvez le voir, en termes de caractéristiques, les ballasts électroniques sont le type d'appareil le plus avantageux pour les lampes fluorescentes. C'est donc ce type de ballast qu'il faut choisir pour l'agencement intérieur des ampoules fluorescentes.

Informations complémentaires pour le bon choix

En plus des types de ballasts décrits ci-dessus, utilisés pour le fonctionnement efficace des lampes fluorescentes, ils peuvent être divisés en Divers types les mêmes caractéristiques que les ampoules elles-mêmes.

Note! Si vous connectez un ballast à une source lumineuse qui ne correspond pas à ses caractéristiques techniques (par exemple en termes de puissance), cela entraînera une panne de toute l'installation d'éclairage.

À cet égard, lors du choix des selfs pour lampes fluorescentes, il est nécessaire de faire attention à Caractéristiques, à la fois les sources lumineuses elles-mêmes et les ballasts. Cette connaissance sera nécessaire dans une situation où la réparation d'une source lumineuse de type luminescent se fera à la main. Dans ce cas, vous pouvez économiser sur le travail d'un réparateur professionnel et réparer un tel luminaire de vos propres mains.

Conclusion

Savoir comment fonctionne une lampe fluorescente et quel rôle joue le ballast dans son fonctionnement vous aidera à utiliser ce type de source lumineuse le plus longtemps possible et, si nécessaire, à remplacer de vos propres mains l'élément de circuit endommagé.