2.2.4 Методика выполнения работы

1. Подготовить эскиз люминесцентной лампы, описать ее устройство и назначение основных частей, указать, какие виды люминесценции имеют место в данной лампе. Изучить принцип работы люминесцентных ламп низкого давления.

2. Привести эскиз стартера тлеющего разряда, описать его устройство. Изучить принцип действия.

3. Изучить работу стартерной схемы включения ЛЛ. привести схему включения, описать ее работу. Описать основные функции дросселя [3].

Собрать и опробовать работу схемы, изображенной на рис. 2.12.

Измерить напряжение на зажимах стартера при отсутствии разряда в люминесцентной лампе и рабочем режиме.

4. Снять осциллограммы напряжения на лампе и дросселе.

Включить последовательно с дросселем реостат и снять осциллограмму тока.

5. Разработать схему для исследования работы ЛЛ, предусмотрев в ней автотрансформатор, а также приборы для измерения напряжения (на выходе схемы, на лампе и дросселе), мощности (на отдельных участках), тока и освещенности (сравнить с приведенными схемами).

Опробовать схему при номинальном напряжении сети. Измерить ток тлеющего разряда стартера, пусковой и рабочий ток лампы, напряжение на дросселе при замкнутых контактах стартера. Рассчитать кратность пускового тока.

6. Получить экспериментально зависимости от подводимого напряжения следующих величин:

а) напряжения на зажимах лампы и дросселя;

б) тока лампы;

в) мощности лампы и дросселя;

г) освещенности.

Для этого достаточно измерить перечисленные величины при 5-6 значениях подводимого напряжения в пределах от 1,1 Uн до 0,8 Uн.

Для анализа результатов исследования данные опытов и расчетные величины заносятся в табл. 2.11.

Таблица 2.11 – Экспериментальные и вычисленные данные

Замерено

Вычислено

Uc

Uл

Uдр

Iл

Pл

Pдр

E

Pсх

Ф

Hл

Hком

сos 

kи

В

В

В

А

Вт

Вт

лк

Вт

лм

Лм/Вт

Лм/Вт

-

-

7. По полученным экспериментальным данным (табл. 2.9, 2.11) для каждого значения напряжения сети вычисляются перечисленные ниже величины (см. также П5 и П6 указаний по проведению экспериментов).

Мощность схемы: P_сх = Р_л + Р_др [Вт].

Световой поток: Ф = (Е / Е_н)∙Ф_н [лм],

где Е – освещенность, измеренная при данном напряжении, лк;

Е_н – освещенность, измеренная при номинальном напряжении, лк;

Ф_н – номинальный световой поток лампы, лм.

Световая отдача лампы и комплекта (лампа + дроссель):

Н_л = Ф/Р_л ; Н_ком = Ф/Р_сх..

Коэффициент мощности схемы: cos  = Р_сх /( U_c∙ I_л).

Коэффициент искажения лампы: k_и = Р_л /( U_л∙ I_л).

8. Вычислить емкость, требующуюся для повышения коэффициента мощности схемы в номинальном режиме до 0,92- 0,95. Включить необходимую емкость и по показаниям приборов убедиться в правильности выполненного расчета.

Величина компенсирующей емкости (в Фарадах) подсчитывается по формуле:

С = ,

где P_сх – активная мощность схемы, Вт;

U – уровень напряжения на зажимах схемы, В;

f – частота тока в сети, Гц;

₁ – угол сдвига фаз между током I_л и напряжением U_c до компенсации;

₂ – то же после компенсации.

Углы ₁ и ₂ определяются по их косинусам.

9. По экспериментальным данным (см. пункты 5 и 6) построить вольтамперные характеристики лампы и дросселя.

По данным табл. 2.9, 2.10 или 2.11 построить графики зависимости U_л, I_л, Р_л, P_сх, Н_л, H_ком и cos  от напряжения сети.

10. Исследовать спектр излучения люминесцентной лампы. По яркости основных спектральных участков проанализировать распределение видимого излучения по спектру, определить расположение линий

ртутного разряда. Определить координаты цвета, цветности и др. отмеченные в п.7 указаний.

Провести анализ диаграмм цветности исследуемого источника излучения, сравнить с диаграммой цветности естественного света и другими источниками.

Используя данные таблицы 2.12 провести анализ, сделать выводы.

Таблица 2.12 Цветовые характеристики исследуемых источников света

Замерено					Замерено
Х	Y	Z	x	y		u’	v’		Тц	φ(λ)	Е
1
2
3

11. Подобрать лампу накаливания для замены дросселя. Основное требование, которое должно быть выполнено при такой замене, состоит в том, чтобы напряжения на зажимах люминесцентной лампы и активном балласте (ЛН), в нормальном режиме, соответствовали их паспортным данным. Ввиду того что серийно выпускаемые дроссели по своим параметрам сильно отличаются от эталонного, экспериментально полученные значения тока и напряжений люминесцентной лампы должны быть сверены со справочными данными.

Если экспериментальные данные значительно отличаются от справочных, то для расчета следует взять последние.

Пример приближенного расчета для подбора активного балластного устройства (ЛН для ЛЛ мощностью 30 Вт):

U_лн = U_c – U_лл = 220 - 104 = 116 В;

Р_лн = U_лн ×I_лл = 116  0,36 = 41,8 Вт.

Из сортамента выпускаемых ламп выбирается ближайшая по мощности лампа Б 125-135-40.

Таблица 2.13 – Характеристики некоторых типов люминесцентных ламп

Номинальная мощность	Напряжение сети	Напряжение на лампе	Номинальный ток
Вт	В	В	А
18; 20	127	57  6	0,37
30	220	104  10,4	0,36
36; 40	220	103  10,3	0,43
65	220	110 11	0,67

12. Заменить дроссель активным балластным сопротивлением (выбранной лампой накаливания) и снять зависимости тока, мощности, светового потока, коэффициента искажения и световой отдачи люминесцентной лампы от напряжения питания.

Для облегчения зажигания следует применить изолированный проводник, расположенный параллельно лампе (на расстоянии не более 2 см) и соединенный с одним из ее выводов.

Исследования производятся по методике, изложенной в пункте 6, тоже указаний. При этом, в качестве Е_н принимается освещенность, измеренная при индуктивном балласте (и номинальном напряжении).

Во всех случаях расположение люксметра должно оставаться неизменным (таким как в п.6).

13. Снять осциллограммы тока и напряжения на лампе при активном балластном сопротивлении, сравнить с осциллограммами при использовании стандартных балластов. Сделать выводы.