Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Medzi širokú škálu osvetľovacích zariadení patria svietidlá rôznych princípov fungovania. Dnes pomerne významnú medzeru v celkovom objeme osvetľovacích zariadení zaberajú výbojky. Aký je princíp ich práce a ako sú usporiadané, zvážime v tomto článku.

Dizajn a princíp fungovania

V porovnaní s inými typmi lámp majú plynové výbojky množstvo rozdielov. To ovplyvňuje ich konštrukčné vlastnosti a princíp činnosti. Aby ste pochopili základy získavania svetelného žiarenia v plynových výbojkách, najprv zvážte ich konštrukčné vlastnosti.

Ryža. 1. Zariadenie výbojky
  • Základňa - určená na pripojenie plynového výboja do elektrickej siete. Dá sa vyrobiť v rôznych typoch a veľkostiach, podľa parametrov konkrétneho svietidla.
  • Banky - vyrobené zo žiaruvzdorného skla, určené na vytvorenie podtlaku okolo horáka. Je hermeticky uzavretá, aby sa zabránilo narušeniu riedeného média vo vzťahu k okolitému priestoru.
  • Montážna konzola - je nosná konštrukcia, ktorá slúži ako podpera plynového horáka a zároveň ako jeden z vodičov elektrického prúdu.
  • Fakle - zvyčajne trubica z oxidu kovu, vo vnútri ktorej dochádza k elektrickému výboju. Je naplnená zmesou inertných plynov a kovových pár, v závislosti od modelu sa komponenty na plnenie môžu výrazne líšiť.
  • Elektródy - navrhnuté tak, aby začali iskriť a pokračovali v spaľovaní žeravého výboja.

Princípom činnosti plynových výbojok je získanie svetelného toku ionizáciou plynu a kovových pár. Zvážte princíp ich práce na nasledujúcom príklade (pozri obrázok 2):

Ryža. 2. Princíp činnosti plynovej výbojky

Keď sa na svietidlo s plynovou výbojkou privedie napätie, premení sa cez predradník (predradník). Potom sa do elektród lampy privádza zvýšené napätie rádovo 2 - 5 kV. To stačí na prerazenie plynovej medzery, preto najskôr vznikne iskra a potom sa vo vnútri trubice zapáli žeravý výboj.

Teplota horenia výboja dosahuje 1300 ºС, vďaka čomu sa zmes zahreje do stavu, kedy všetky voľné častice majú dostatočnú energiu na to, aby prekročili atóm. Fyzicky je tento proces sprevádzaný systematickým zvyšovaním intenzity svetelného toku pri zahrievaní plynového výboja.V tomto prípade môžete pozorovať určité výkyvy vo farebnom spektre žiary, keď sa rozsah vyžarovanej vlny mení.

Upozorňujeme, že napriek tomu, že v samotnej konštrukcii plynovej výbojky nie je žiadny predradník, bez neho nebude možné zariadenie spustiť. Balast obsahuje:

  • induktor-transformátor, ktorý zabraňuje prudkému nárastu prúdu počas prechodného javu;
  • pulzný zapaľovač - krátkodobo zvýši napätie na elektródach lampy až po prerušenie iskriska;
  • kondenzátor - používa sa na vyhladenie krivky napätia, ale nie je nainštalovaný vo všetkých modeloch predradníka.

V závislosti od typu plynovej výbojky sa bude líšiť aj predradník a technické vlastnosti jeho komponentov. Preto sú pre každý konkrétny typ osvetľovacieho zariadenia inštalované jeho vlastné moduly.

Čím sa plnia plynové výbojky?

Ryža. 3. Príklad plnenia plynovej výbojky

Na plnenie výbojok sa používajú rôzne druhy inertných plynov, ktoré sa aktivujú po privedení napätia na kontakty základne. Najbežnejšie z nich sú argón, neón, xenón a kryptón. V niektorých modeloch sa na získanie plynového výtlačného média s požadovanými vlastnosťami používa zmes niekoľkých plynov.

Okrem inertného plynu môže byť lampa naplnená kovovými parami, z ktorých najznámejšie sú sodík a ortuť. V závislosti od spôsobu uvedenia plynovej výbojky do pracovného stavu sa tiež delia na niekoľko typov. Treba však poznamenať, že prítomnosť kovu nie je podmienkou, pretože v praxi existujú lampy výlučne s inertným plynom - xenónom a neónom. Preto sa v takýchto modeloch ako plnivo používa iba plyn.

Samostatnou kategóriou sú halogenidové výbojky, ktorých žiarovka je plnená nielen inertnými plynmi a parami sodíka a ortuti, ale aj halogenidmi kovov.

Klasifikácia

Moderný trh so svetelnými zdrojmi s plynovou výbojkou ponúka pomerne veľké množstvo modelov. V závislosti od technických parametrov, obsahu a ďalších faktorov možno rozlíšiť niekoľko kategórií, v ktorých sa budú líšiť.

Takže v závislosti od obsahu možno všetky modely rozdeliť na:

  • sodík;
  • mercury;
  • halogenid kovu;
  • xenón;
  • neónové.

V závislosti od zdroja svetla je možné výbojky rozdeliť na:

  • indukcia;
  • gaslight;
  • luminiscenčné.

V závislosti od množstva tlaku vytvoreného plynom vo vnútri žiarovky sú všetky zariadenia rozdelené do lámp:

  • nízky tlak;
  • vysoký tlak;
  • super vysoký tlak.

Pozrime sa na posledné dva faktory na rozdelenie výbojok podľa typu podrobnejšie.

Podľa svetelného zdroja

Ryža. 4. Typy výbojok

V závislosti od zdroja svetelného žiarenia môžu byť všetky plynové výbojky indukčné, plynové, luminiscenčné. Indukčné modely sú privedené do žiaru pomocou elektród, ktoré sú zahrievané prúdom elektrického výboja. Kvôli tomu sa im hovorí aj elektrické svetelné lampy.

V plynových žiarovkách sú zdrojom žiarenia molekuly alebo atómy excitované prebiehajúcim elektrickým procesom. V tomto prípade vzniká v plynnom prostredí dostatočné množstvo energie na konštantné vyžarovanie. Žiarivky majú na povrchu žiarovky špeciálny povlak obsahujúci fosfor.Výboj prúdiaci v plynovej výbojke aktivuje častice plynu, ktoré následne pôsobia na fosfor.

Nátlakom

Ryža. 5. Vysokotlakové a nízkotlakové výbojky

V závislosti od tlaku vytvoreného vo vnútri zdroja svetla s plynovou výbojkou sú všetky modely rozdelené do troch tried:

  • Nízky tlak - od 0,15 do 104Pa, často používané na domáce účely, žiarivky sú výrazným predstaviteľom;
  • Vysoký tlak - od 3×104do 106 Pa , sú inštalované vonku, pretože dobre znášajú ťažké poveternostné podmienky;
  • Ultravysoký tlak - viac ako 106 Pa, používa sa na medicínske účely, potravinársky priemysel a iné priemyselné odvetvia, kde je na malej ploche potrebné žiarenie vysokej intenzity.

Funkcie

Pre porovnanie s inými typmi osvetľovacích zariadení je potrebné podrobne si preštudovať prevádzkové parametre plynových výbojok:

  • Čas pripravenosti - podľa bodu 34 GOST 24127-80 je to časový interval od začiatku napájania, kým lampa nedosiahne svoje prevádzkové vlastnosti.
  • Spotreba energie - zobrazuje množstvo spotrebovanej záťaže zo siete;
  • Životnosť - charakterizuje trvanie aktívnej prevádzky lampy, môže sa pohybovať od 2000 do 20 000 hodín;
  • Svetelný výkon - určuje množstvo svetelného toku získaného z jedného wattu spotrebovanej elektriny, môže sa pohybovať od 40 do 220 Lm/W;
  • Teplota farebnej žiary - určuje spektrum farieb vyžarovaných plynovou výbojkou, v závislosti od modelu sa pohybuje od 2200 do 20 000 K;
Ryža. 6. Teplota podania farieb
  • Index podania farieb - udáva intenzitu vnímania farieb povrchu, na ktorý dopadá svetlo;
Ryža. 7. Príklad vplyvu indexu podania farieb
  • Napätie zapaľovania - v súlade s paragrafom 35 GOST 24127-80 je to najmenší potenciálny rozdiel na elektródach, ktorý bude postačovať na spustenie tvorby výboja.

Likvidácia

Vzhľadom na prítomnosť ortuti a iných nečistôt v zložení žiarovky je spôsob ich likvidácie zásadne odlišný od iných typov lámp. Na tieto účely sa do zberu a ďalšej demerkurizácie určitej kategórie plynových výbojok zapájajú špeciálne organizácie.

Ryža. 8. Likvidácia výbojok

Ak sa vám takáto žiarovka rozbije doma, musíte si ju okamžite vziať, aby ste predišli otrave domácnosti ortuťou. Viac sa o tom môžete dozvedieť z nasledujúceho článku: https://www.asutpp.ru/razbilas-energosberegayuschaya-lampa.html

Výhody a nevýhody

Medzi hlavné výhody svetelných zdrojov s plynovou výbojkou patria:

  • Vysoká úroveň svetelného výkonu - takéto zariadenia sú oveľa efektívnejšie ako bežné Iljičove žiarovky a dokonale svietia aj cez nepriehľadné tienidlá.
  • Dlhá životnosť - výrazne lepšia ako klasické žiarovky a niektoré modely môžu dokonca konkurovať LED zdrojom.
  • Jednoduchá schéma zapojenia.
  • Cenovo dostupné náklady, doplnené o lacné prvky, ktoré sa v procese ľahko menia.
  • Niektoré verzie sú skvelé pre vonkajšie inštalácie, ale vo všeobecnosti nerobia dobre v extrémnych mrazoch.

Medzi hlavné nevýhody patrí prítomnosť pulzácie svetelného toku, nutnosť pripojenia predradníka na spustenie, obmedzený rozsah prevádzkového napätia a citlivosť na kvalitu napájacieho napätia. Chvíľu trvá, kým sa zahrejú, a preto nie je vhodné ich používať v sieťach s častým prepínaním. Nie je možné regulovať intenzitu žiary stmievačom.

Oblasti použitia

Napriek vážnej konkurencii zo strany produktov LED osvetlenia zostávajú svetelné zdroje s plynovou výbojkou stále populárne v mnohých odvetviach. Takže ich možno často nájsť v:

  • pouličné osvetlenie;
  • podsvietené reklamné nápisy;
  • obchody, priemyselné zariadenia, nákupné centrá, kancelárie, železničné stanice a sklady;
  • parky, námestia, rekreačné oblasti;
  • osvetlenie fasád budov atď.

Zoznam použitých zdrojov

  • D.Weymouth "Výbojkové lampy" 1977
  • Fugenfirov M.I. "Výbojky" 1975
  • E.A. Zeldin "Pulzné plynové výbojky a ich spínacie obvody" 1961

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Elektrikár