Глава 3.2. ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ
Люминесцентные лампы
При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в про- тивоположных концах лампы, возникает электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути и проходящий ток приводит к появлению излучения в ультрафиолетовом диапазо- не электромагнитных волн (УФ-излучение). Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции (см. раздел 2.2.5). Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — лю- минофором, которое поглощает УФ-излучение и выделяет видимый свет. Изменяя со- став люминофора можно менять оттенок получаемого света.
С точки зрения электротехники люминесцентная лампа — устройство с отри- цательным сопротивлением (чем больший ток через неё проходит — тем больше падает её сопротивление). Поэтому при непосредственном подключении к электриче- ской сети лампа очень быстро выйдет из строя из-за огромного тока, проходящего через неё. Чтобы предотвратить это, лампы подключают через специальное устройство (бал- ласт).
В простейшем случае это может быть обычный резистор, однако в таком балласте
теряется значительное количество энергии. Чтобы избежать этих потерь при питании ламп от сети переменного тока в качестве балласта может применяться реактивное сопротивление (конденсатор или катушка индуктивности).
В настоящее время наибольшее распространение получили два типа балластов - электромагнитный (рис. 3.5) и электронный.
Электромагнитный балласт представляет со- бой индуктивное сопротивление (дроссель) подклю- чаемое последовательно с лампой. Для запуска лампы с таким типом балласта требуется также стартер. Преимуществами такого типа балласта
является его простота и дешевизна. Недостатки — мерцание ламп с удвоенной частотой сетевого напряжения (частота сетевого напряжения в России 50 Гц), что повышает утомляемость и может негативно сказываться на зрении, относительно долгий запуск (обычно 1-3 сек, время запуска увеличивается по мере износа лампы), большее потреб- ление энергии по сравнению с электронным балластом. Дроссель также может издавать низкочастотный гул.
Помимо вышеперечисленных недостатков, можно отметить ещё один. При наблюде- нии предмета вращающегося или колеблющегося с частотой равной или кратной часто- те мерцания люминесцентных ламп с электромагнитным балластом такие предметы бу- дут казаться неподвижными из-за эффекта стробирования. Например этот эффект мо- жет затронуть шпиндель токарного или сверлильного станка, циркулярную пилу, мешал- ку кухонного миксера, блок ножей вибрационной электробритвы.
Во избежание травмирования на производстве запрещено использовать лю- минесцентные лампы для освещения движущихся частей станков и механизмов без дополнительной подсветки лампами накаливания.
Электронный балласт представляет собой электронную схему, преобразующую сетевое напряжение в высокочастотный (20-60 кГц) переменный ток, который и питает лампу. Преимуществами такого балласта является отсутствие мерцания и гула, более компактные размеры и меньшая масса, по сравнению с электромагнитным балластом. При использовании электронного балласта возможно добиться мгновенного запуска лампы («холодный старт»), однако такой режим неблагоприятно сказывается на сроке службы лампы, поэтому применяется и схема с предварительным прогревом электродов в течение 0,5-1 сек («горячий старт»). Лампа при этом зажигается с задержкой, однако этот режим позволяет увеличить срок службы лампы.