Источники дневного света начинают светиться под влиянием импульсного разряда электрического тока, возникающего в смешанной среде с инертным газом и парами ртути. Подобное действие приводит к возникновению физических и химических реакций, вызывающих излучение в ультрафиолетовом диапазоне. Ультрафиолет воздействует на люминофорный слой, нанесенный изнутри стеклянной колбы, и прибор начинает светиться полным светом. Для того чтобы перечисленные действия произошли в установленной последовательности, должна соблюдаться определенная схема подключения люминесцентной лампы.
Как работает лампа дневного света
Принцип действия ламп дневного света основан на ультрафиолетовом излучении, воздействующем на люминофорное покрытие стеклянной колбы. Установлено, что оно возникает под влиянием электрического тока на ртутные пары, расположенные в среде инертного газа и разогретые до установленной температуры. Попадая на люминофор, ультрафиолетовое излучение переходит в другой диапазон, становится видимым, создавая основной световой поток и позволяя зажечь прибор освещения.
Для того чтобы обеспечить подобные физические и химические реакции, конструкция типового линейного люминесцентного светильника выполнена в виде стеклянной колбы цилиндрической формы. Ее внутренняя поверхность покрыта люминофором, а все пространство заполнено аргоном или другими видами инертных газов. Здесь же находится и небольшое количество ртути, которая начинает испаряться под действием электронов. Источником их эмиссии служат вольфрамовые электроды, покрытые активными веществами.
Однако, ртуть не может начать испаряться под влиянием одного лишь сетевого напряжения, которого недостаточно для этих целей. Работа лампы может начаться только при участии специальных пускорегулирующих устройств. Их основной функцией является создание кратковременного скачка напряжения, обеспечивающего начало запуска и последующего свечения. Далее эти устройства ограничивают рабочий ток, пресекая его неконтролируемый рост. Пускорегулирующая аппаратура разделяется на электромагнитную и электронную, каждую из которых требуется установить по собственной схеме.
Подключение с электромагнитным балластом
Основным компонентом электромагнитного пускорегулирующего устройства ЭмПРА является дроссель. Следует учесть, что мощности лампы и аппаратуры должны быть одинаковыми. Данные приборы изначально применялись с люминесцентными лампами и продолжают использоваться до настоящего времени.
Работа устройства происходит в определенной последовательности. Вначале подается электрический ток, вступающий во взаимодействие со стартером. Это вызывает замыкание биметаллических электродов на короткое время, после чего они начинают стремительно разогреваться. При этом, ток возрастает в несколько раз и ограничивается внутренним сопротивлением дросселя. Под действием сильного импульсного разряда зажигаем смесь, и газовая среда начинает светиться. Напряжение стартера во внутренней цепи лампы падает и уже не может образовать повторный импульс. Начинается стабильная работа люминесцентной лампы.
Данная схема считается устаревшей и постепенно выходит из обращения из-за существенных недостатков в работе:
- По сравнению с электронными устройствами, энергопотребление ЭмПРА выше примерно на 10-15%.
- С увеличением срока эксплуатации, запуск лампы через дроссель будет замедляться до нескольких секунд.
- Постепенно появляется гудение, вызываемое изношенными пластинами дросселя.
- По мере использования лампы, ее коэффициент пульсации света будет увеличиваться. Мерцание вызывает быструю утомляемость глаз, а его продолжительное воздействие приводит к ухудшению зрения.
- Невозможность работы при низких температурах исключает возможность применения ламп дневного света в наружном освещении или в неотапливаемых помещениях.
Схема подключения с электронной ЭПРА
В настоящее время электромагнитный балласт постепенно выходит из употребления и заменяется более современной электронной пускорегулирующей аппаратурой ЭПРА. Ее основное отличие заключается в высокой частоте напряжения, составляющей 25-140 кГц. Именно с такими показателями ток подается к лампе, что позволяет в значительной степени снизить мерцание и сделать его безопасным для зрения.
Схема подключения ЭПРА со всеми пояснениями указывается производителями на нижней части корпуса. Здесь же указано, сколько ламп и какой мощности можно подключить. Внешний вид электронного балласта представляется собой компактный блок с клеммами, выведенными наружу. Внутри расположена печатная плата, на которой собираются элементы конструкции.
Благодаря небольшим размерам, блок можно разместить даже внутри компактных люминесцентных ламп. В данном случае фактически используется схема подключения люминесцентных ламп без стартера, поскольку в электронных устройствах он не требуется. Процесс включения происходит значительно быстрее по сравнению с электромагнитной аппаратурой.
Типовая схема подключения представлена на рисунке. К контактам №№ 1 и 2 подключается первая пара контактов лампы, а к контактам №№ 3 и 4 подключается вторая пара. К контактам L и N, расположенным на входе, подается питающее напряжение.
Использование ЭПРА позволяет увеличить срок эксплуатации светильника, в том числе и с двумя лампами. Потребление электроэнергии снижается примерно на 20-30%. Мерцание и гудение совершенно не ощущаются человеком. Наличие схемы, указанной производителем облегчает и упрощает монтаж и замену изделий.
Подключение лампы без дросселя
В стандартную схему подключения в случае необходимости могут быть внесены изменения. Одним из таких вариантов является схема подключения люминесцентной лампочки без дросселя, снижающая риск перегорания источника освещения. Таким же образом возможно собрать и подключить лампы дневного света, вышедшие из строя.
В схеме, представленной на рисунке, отсутствует нить накаливания, а питание осуществляется посредством диодного моста, создающего напряжение с постоянным повышенным значением. Данный способ подключения приводит к тому, что колба осветительного прибора может со временем потемнеть с одной из сторон.
На практике такая схема включения люминесцентной лампы совсем несложно реализуется, с использованием для этой цели старых деталей и компонентов. Понадобится сама лампа, мощностью 18 ватт, диодный мост в виде сборки GBU 408, конденсаторы, емкостью 2 и 3 нФ и рабочим напряжением не более 1000 вольт. Если мощность прибора освещения более высокая, то потребуются конденсаторы с повышенной емкостью, собранные по такому же принципу. Диоды для моста следует подбирать с запасом по напряжению. Яркость свечения при такой сборке будет немного ниже, чем при стандартном варианте с дросселем и стартером.
Кроме того, при решении задачи, как подключить люминесцентную лампу, удается избежать большинства недостатков, характерных для обычных светильников этого типа, использующих ЭмПРА.
Светильник с диодным мостом подключается легко, он будет загораться практически мгновенно, во время работы не будет шума. Важным условием является отсутствие стартера, который часто перегорает в результате длительной эксплуатации. Использование перегоревших светильников дает возможность сэкономить. В роли дросселя используются стандартные модели лампочек накаливания, не требуется громоздкого и дорогостоящего балласта.
Подключение двух ламп с двумя стартерами и одним дросселем
Еще один вариант предполагает подключение люминесцентных ламп, мощностью по 18 ватт каждая, с дросселем на оба светильника и двумя отдельными стартерами.
Для создания схемы с двумя источниками света потребуется установка следующих компонентов:
- Лампы дневного света в количестве двух штук, мощностью 18 или 20 Вт.
- Дроссель индукционного типа. Его мощность для данной схемы должна быть 36 или 40 Вт.
- Стартеры (2 шт.) модели S2, мощностью 4-22 Вт.
Вначале каждый люминесцентный светильник соединяется со стартером путем параллельного подсоединения. С этой целью используются штыревые контакты, расположенные в торцах. Это видно на представленном рисунке, где наглядно просматривается монтаж деталей. Остальные контакты соединяются последовательно, после чего они будут подключаться к электромагнитному дросселю и далее к сети переменного тока на 220 вольт.
Для компенсации реактивной мощности и снижения помех, параллельно с лампами выполняется включение в цепь важных элементов конденсаторов. Соединение осуществляется через контакты, по которым поступает питание из сети. В этом случае следует учитывать возможное залипание контактов бытового выключателя под влиянием большого пускового тока.
Существуют и другие способы соединения и подключения, наиболее подходящие для люминесцентных светильников, в том числе без дросселя и стартера, применяемые в конкретных условиях эксплуатации. Наиболее высокий эффект дает схема подключения люминесцентной лампы с электронной аппаратурой, обеспечивающей надежную и безопасную работу. При ее участии могут подключаться и более сложные системы, используемые в рекламе или освещении больших производственных площадей.