Cosa sono le lampade fluorescenti?

Le lampade fluorescenti sono lampade in cui la luce viene prodotta come risultato del flusso di elettroni e ioni liberi all'interno di un gas. Una tipica lampada fluorescente è costituita da un tubo di vetro rivestito di fosforo e contenente una coppia di elettrodi a ciascuna estremità. È riempito con un gas inerte tipicamente argon che funge da conduttore ed è costituito anche da liquido di mercurio.

Lampada a fluorescenza

Come funziona una lampada fluorescente?

Quando l'elettricità viene fornita al tubo attraverso gli elettrodi, la corrente passa attraverso il conduttore del gas, sotto forma di elettroni e ioni liberi e vaporizza il mercurio. Quando gli elettroni entrano in collisione con gli atomi gassosi di mercurio, cedono elettroni liberi che salgono a livelli più alti e quando tornano al loro livello originale, vengono emessi fotoni di luce. Questa energia luminosa emessa è sotto forma di luce ultravioletta, che non è visibile agli esseri umani. Quando questa luce colpisce il fosforo rivestito sul tubo, eccita gli elettroni del fosforo a un livello più alto e quando questi elettroni tornano al loro livello originale, vengono emessi fotoni e questa energia luminosa è ora sotto forma di luce visibile.

Avvio di una lampada fluorescente

Nelle lampade fluorescenti la corrente scorre attraverso un conduttore gassoso, invece di un conduttore a stato solido dove gli elettroni fluiscono semplicemente dall'estremità negativa all'estremità positiva. Ci deve essere un'abbondanza di elettroni e ioni liberi per consentire il flusso di carica attraverso il gas. Normalmente ci sono pochissimi elettroni e ioni liberi nel gas. Per questo motivo è necessario uno speciale meccanismo di avviamento per introdurre più elettroni liberi nel gas.

“i sistemi scada sono generalmente implementati utilizzando quale dei seguenti componenti ”

Due meccanismi di avviamento per una lampada fluorescente

1. Uno dei metodi consiste nell'utilizzare un interruttore di avviamento e un reattore magnetico per fornire il flusso di corrente alternata alla lampada. L'interruttore di avviamento è necessario per preriscaldare la lampada in modo che sia necessaria una quantità di tensione notevolmente inferiore per innescare la produzione di elettroni dagli elettrodi della lampada. Il ballast viene utilizzato per limitare la quantità di corrente che scorre attraverso la lampada. Senza un interruttore di avviamento e un alimentatore, un'elevata quantità di corrente fluirebbe direttamente alla lampada, il che ridurrebbe la resistenza della lampada e alla fine la riscalderebbe e la distruggerebbe.

Lampada fluorescente che utilizza un reattore magnetico e un interruttore di avviamento

L'interruttore di avviamento utilizzato è un tipico bulbo costituito da due elettrodi in modo tale che si formi un arco elettrico tra di loro mentre la corrente scorre attraverso il bulbo. Il ballast utilizzato è un ballast magnetico costituito da una bobina del trasformatore. Quando la corrente alternata passa attraverso la bobina, viene prodotto un campo magnetico. All'aumentare della corrente, il campo magnetico aumenta e questo alla fine si oppone al flusso di corrente. Pertanto la corrente CA è limitata.

Inizialmente per ogni semiciclo del segnale AC, la corrente scorre attraverso il ballast (bobina), sviluppando un campo magnetico attorno ad esso. Questa corrente passando attraverso i filamenti del tubo li riscalda lentamente in modo da provocare la produzione di elettroni liberi. Quando la corrente passa attraverso il filamento agli elettrodi del bulbo (utilizzato come interruttore di avviamento), si forma un arco elettrico tra i due elettrodi del bulbo. Poiché uno degli elettrodi è una striscia bimetallica, si piega quando si riscalda e alla fine l'arco viene completamente eliminato e poiché nessuna corrente scorre attraverso lo starter, funge da interruttore aperto. Ciò provoca un collasso nel campo magnetico attraverso la bobina e di conseguenza viene prodotta un'alta tensione che fornisce l'attivazione richiesta per riscaldare la lampada in modo da produrre la quantità adeguata di elettroni liberi attraverso il gas inerte e alla fine la lampada si illumina.

6 motivi per cui la zavorra magnetica non è considerata conveniente?

Il consumo energetico è piuttosto elevato, circa 55 Watt.
Sono grandi e pesanti
Causano sfarfallio mentre lavorano a frequenze più basse
Non durano più a lungo.
La perdita è di circa 13-15 Watt.

2. Utilizzando reattore elettronico per avviare le lampade fluorescenti

I reattori elettronici, a differenza del reattore magnetico, forniscono la corrente CA alla lampada dopo aver aumentato la frequenza di linea da circa 50 Hz a 20 KHz.

Ballast elettronico per avviare una lampada fluorescente

Un tipico circuito di ballast elettronico è costituito da un convertitore da CA a CC composto da ponti e condensatori che rettificano il segnale CA in CC e filtrano le ondulazioni CA per produrre potenza CC. Questa tensione CC viene quindi convertita in tensione CA ad onda quadra ad alta frequenza utilizzando una serie di interruttori. Questa tensione aziona un circuito del serbatoio LC risonante in modo da produrre un segnale CA sinusoidale filtrato che viene applicato alla lampada. Quando la corrente passa attraverso la lampada ad alta frequenza, agisce come un resistore formando un circuito RC parallelo con il circuito del serbatoio. Inizialmente la frequenza di commutazione degli interruttori viene ridotta utilizzando un circuito di controllo, provocando il preriscaldamento della lampada, con conseguente aumento della tensione attraverso la lampada. Alla fine, quando la tensione della lampada aumenta abbastanza, si accende e inizia a emettere luce. Esiste una disposizione di rilevamento della corrente che può rilevare la quantità di corrente attraverso la lampada e regolare di conseguenza la frequenza di commutazione.

6 motivi per cui i reattori elettronici sono preferiti di più

“come testare un condensatore con il multimetro ”

Hanno un basso consumo energetico, inferiore a 40W
La perdita è trascurabile
Lo sfarfallio viene eliminato
Sono più leggeri e si adattano maggiormente ai luoghi
Durano più a lungo

Un'applicazione tipica che coinvolge una lampada fluorescente: una luce a commutazione automatica

Ecco un utile circuito di casa per te. Questo sistema di illuminazione automatico può essere installato nella vostra casa per illuminare i locali utilizzando lampade CFL o fluorescenti. La lampada si accende automaticamente intorno alle 18:00 e si spegne al mattino. Quindi questo circuito senza interruttori è molto utile per illuminare i locali della casa anche se i detenuti non sono in casa. Generalmente le luci automatiche basate su LDR lampeggiano quando l'intensità della luce cambia all'alba o al tramonto. Quindi CFL non può essere utilizzato in tali circuiti. Nelle luci automatiche controllate da Triac, è possibile solo la lampadina a incandescenza poiché lo sfarfallio potrebbe danneggiare il circuito all'interno della CFL. Questo circuito supera tutti questi inconvenienti e si accende / spegne immediatamente quando il livello di luce preimpostato cambia.

Come funziona?

IC1 (NE555) è il popolare timer IC che viene utilizzato nel circuito come trigger di Schmitt per ottenere un'azione bistabile. Le attività di impostazione e ripristino dell'IC vengono utilizzate per accendere / spegnere la lampada. All'interno dell'IC ci sono due comparatori. Il comparatore di soglia superiore scatta a 2/3 Vcc mentre il comparatore di attivazione inferiore scatta a 1/3 Vcc. Gli ingressi di questi due comparatori sono collegati insieme e collegati alla giunzione tra LDR e VR1. Pertanto la tensione fornita dall'LDR agli ingressi dipende dall'intensità della luce.

LDR è una specie di resistore variabile e la sua resistenza varia a seconda dell'intensità della luce che cade su di esso. Al buio, LDR offre una resistenza molto elevata fino a 10 Meg Ohm ma si riduce a 100 Ohm o meno in piena luce. Quindi LDR è un sensore di luce ideale per sistemi di illuminazione automatici.

Durante il giorno, l'LDR ha meno resistenza e la corrente scorre attraverso di esso verso gli ingressi di soglia (Pin6) e trigger (pin2) dell'IC. Di conseguenza, la tensione all'ingresso di soglia supera i 2/3 Vcc che ripristina il Flip-Flop interno e l'uscita rimane bassa. Allo stesso tempo, l'ingresso trigger ottiene più di 1 / 3Vcc. Entrambe le condizioni mantengono bassa l'uscita di IC1 durante il giorno. Il transistor del driver del relè è collegato all'uscita di IC1 in modo che il relè rimanga diseccitato durante il giorno.

Schema elettrico della luce di commutazione automatica

Al tramonto, la resistenza di LDR aumenta e la quantità di corrente che lo attraversa cessa. Di conseguenza, la tensione all'ingresso del comparatore di soglia (pin6) scende al di sotto di 2 / 3Vcc e la tensione all'ingresso del comparatore di trigger (pin2) inferiore a 1 / 3Vcc. Entrambe queste condizioni fanno aumentare l'uscita dei comparatori, il che imposta il Flip-Flop. Questo cambia l'uscita di IC1 in stato alto e innesca T1. Il LED indica l'uscita alta di IC1. Quando T1 conduce, il relè si eccita e completa il circuito della lampada attraverso i contatti comune (Comm) e NO (normalmente aperto) del relè. Questo stato continua fino al mattino e l'IC si ripristina quando l'LDR viene nuovamente esposto alla luce.

Il condensatore C3 viene aggiunto alla base di T1 per la commutazione pulita del relè. Il diodo D3 protegge T1 dal retro e.m.f quando T1 si spegne.

Come impostare?

Assemblare il circuito su un comune PCB e racchiuderlo in una custodia antiurto. Una scatola adattatore di tipo plug-in è una buona scelta per racchiudere il trasformatore e il circuito. Posizionare l'unità dove la luce solare è disponibile durante il giorno, preferibilmente fuori casa. Prima di collegare il relè, controllare l'uscita utilizzando l'indicatore LED. Regola VR1 per accendere il LED a un determinato livello di luce, ad esempio alle 18:00. Se è ok, collegare il relè e le connessioni CA. La fase e il neutro possono essere prelevati dal primario del trasformatore. Prendi i fili di fase e neutro e collegali a un portalampada. È possibile utilizzare un numero qualsiasi di lampade a seconda della corrente nominale dei contatti del relè. La luce della lampada non dovrebbe cadere sull'LDR, quindi posizionare la lampada di conseguenza.

Attenzione : Ci sono 230 Volt nei contatti del relè quando sono caricati. Quindi non toccare il circuito quando è collegato alla rete. Utilizzare una buona guaina per i contatti del relè per evitare urti.

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