Создать эффективное и равномерное освещение можно различными способами. Одним из популярных решений в офисах, на производствах и в быту являются люминесцентные лампы, известные своей энергоэффективностью. Однако их монтаж и электрическая схема сложнее, чем у обычных ламп накаливания. Для правильной установки важно понимать устройство этих ламп, их разновидности и принципиальные схемы подключения.
Устройство и классификация лампы
Люминесцентная лампа — это газоразрядный источник света, где видимое свечение создается за счет люминофора, нанесенного на внутренние стенки колбы. Этот люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение, возникающее от электрического разряда в газовой среде, в свет заданного спектра.
Чаще всего колба имеет форму трубки, хотя встречаются и более сложные конструкции. По краям трубки расположены вольфрамовые электроды (катоды), соединенные с внешними штырьками для подачи напряжения. Колба заполнена инертным газом (обычно аргоном) и парами ртути, которые и обеспечивают разряд.
Классическая схема включения включает в себя два ключевых элемента: дроссель (балласт) и стартер. Дроссель, по сути, является ограничителем тока, а также создает высоковольтный импульс для зажигания лампы. Стартер — это мини-лампа тлеющего разряда с биметаллическим электродом, который в момент запуска замыкает и размыкает цепь накала электродов.
Лампы классифицируют по типу света (дневной, холодный или теплый белый), диаметру и форме трубки, мощности, количеству контактов, а также по рабочему напряжению.
Как работает люминесцентная лампа
Процесс запуска выглядит так: при подаче напряжения ток проходит через спирали катодов и стартер. В стартере возникает тлеющий разряд, его биметаллический электрод нагревается и замыкает цепь. Ток, ограниченный только сопротивлением дросселя, резко возрастает, и катоды лампы сильно разогреваются. Затем контакты в стартере остывают и размыкаются. В этот момент дроссель, благодаря явлению самоиндукции, генерирует высоковольтный импульс (около 600-1000 В), которого достаточно для пробоя газовой среды и зажигания лампы. После зажигания ток через лампу ограничивается дросселем, а стартер в дальнейшей работе не участвует.
Цвет свечения определяется составом люминофора. Основные преимущества таких ламп — высокая светоотдача и долгий срок службы. К недостаткам относят необходимость в пускорегулирующей аппаратуре, наличие ртути и, в некоторых схемах, мерцание.
Основные схемы подключения
Существует несколько способов включения люминесцентных ламп в сеть, различающихся по сложности, надежности и характеристикам.
Классическая схема с электромагнитным балластом (ЭмПРА)
Это традиционная и долгое время самая распространенная схема, описанная в принципе работы выше. Несмотря на простоту, она имеет ряд существенных минусов:
- Повышенное энергопотребление (потери в дросселе).
- Длительный запуск (1-3 секунды), который увеличивается по мере старения лампы.
- Низкочастотное гудение дросселя.
- Стробоскопический эффект (мерцание с частотой сети), вредный для зрения.
- Плохой запуск при низких температурах.
В этой схеме один дроссель может использоваться для двух ламп. Важно помнить, что стартер должен соответствовать мощности лампы.
Схема с электронным балластом (ЭПРА)
Современная и более совершенная схема. Электронный балласт (ЭПРА) преобразует сетевое напряжение в высокочастотное (20-60 кГц), что полностью устраняет мерцание. Запуск происходит мгновенно и плавно, без характерного мигания. Само устройство компактно, работает бесшумно и экономичнее ЭмПРА. Подключение максимально упрощено: к выходам балласта подключаются пары контактов лампы, а на вход подается сетевое напряжение. Схема обычно изображена на корпусе самого балласта.
Подключение двух ламп
Есть два основных варианта для двухламповых светильников:
Последовательное подключение с одним дросселем: Используется один индукционный дроссель и два стартера. Каждая лампа со своим стартером подключается параллельно, а затем эта сборка подключается в сеть последовательно с дросселем. Это экономный, но не самый надежный вариант.
Подключение с двумя дросселями: Каждая лампа работает от своего отдельного комплекта (дроссель + стартер). Такие цепи подключаются к сети параллельно. Это более надежная схема.
Альтернативные и специальные схемы
Схема с умножителем напряжения: Позволяет запускать лампы мощностью до 40 Вт без дросселя и стартера, используя диоды и конденсаторы. Она выпрямляет и удваивает сетевое напряжение, что обеспечивает мгновенный запуск даже ламп с перегоревшими нитями накала. Недостаток — большие габариты конденсаторов, рассчитанных на высокое напряжение.
Бесстартерное подключение: Используется в лампах, маркированных как «быстрый старт» (RS). Подогрев электродов в них осуществляется постоянно от специальных обмоток трансформатора, встроенного в балласт. Это увеличивает надежность и скорость запуска.
Замена и проверка ламп
Как правильно заменить лампу
1. Отключите питание светильника.
2. Аккуратно возьмитесь за трубку и поверните ее на 90 градусов вокруг своей оси (направление обычно указано стрелками на патроне).
3. Опустите один конец лампы, чтобы штырьки вышли из пазов, а затем аналогично освободите второй конец.
4. Установите новую лампу, вставив штырьки в пазы и провернув ее в обратном направлении.
Важно: действуйте осторожно, чтобы не разбить колбу, содержащую пары ртути.
Проверка элементов схемы
Лампа: Прозвоните нити накала тестером. Исправные нити имеют сопротивление в несколько Ом (обычно 3-15 Ом). Бесконечное сопротивление говорит об обрыве.
Стартер: В холодном состоянии его контакты разомкнуты, поэтому мультиметр должен показывать бесконечность. Внутренний конденсатор не должен быть коротким замыканием.
Дроссель: Основная проверка — на отсутствие обрыва. Сопротивление обмотки исправного дросселя составляет несколько десятков Ом. Сильное гудение или запах гари указывают на межвитковое замыкание.
