Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Mezi širokou škálu osvětlovacích zařízení existují lampy různých principů fungování. Dnes poměrně významnou mezeru v celkovém objemu osvětlovacích zařízení zaujímají výbojky. Jaký je princip jejich práce a jak jsou uspořádány, budeme zvažovat v tomto článku.

Design a princip fungování

V porovnání s jinými typy výbojek mají výbojky řadu rozdílů. To ovlivňuje jak jejich konstrukční vlastnosti, tak princip fungování. Abyste porozuměli základům získávání světelného záření v plynových výbojkách, zvažte nejprve jejich konstrukční vlastnosti.

Rýže. 1. Zařízení výbojky
  • Základna - určená pro připojení odpalovacího zařízení k elektrické síti. Lze vyrobit v různých typech a velikostech, dle parametrů konkrétní lampy.
  • Baňky - vyrobené ze žáruvzdorného skla, určené k vytvoření vakua kolem hořáku. Je hermeticky uzavřen, aby nedocházelo k narušování zředěného média ve vztahu k okolnímu prostoru.
  • Montážní konzola - je nosná konstrukce, která slouží zároveň jako podpěra plynového hořáku a zároveň jako jeden z vodičů elektrického proudu.
  • Pochodně - obvykle trubice z oxidu kovu, uvnitř které dochází k elektrickému výboji. Je naplněna směsí inertních plynů a kovových par, v závislosti na modelu se mohou plněné komponenty výrazně lišit.
  • Elektrody - navrženy tak, aby začaly jiskřit a pokračovaly v hoření doutnavého výboje.

Principem činnosti plynových výbojek je získání světelného toku z ionizace proudem plynu a kovových par. Zvažte princip jejich práce na následujícím příkladu (viz obrázek 2):

Rýže. 2. Princip činnosti plynové výbojky

Když je na svítidlo s plynovou výbojkou přivedeno napětí, převádí se přes předřadník (předřadník). Poté je na elektrody lampy přiváděno zvýšené napětí řádově 2 - 5 kV. To stačí k proražení plynové mezery, proto nejprve dojde k jiskření a poté se uvnitř trubice zapálí doutnavý výboj.

Teplota hoření výboje dosahuje 1300 ºС, díky čemuž je směs zahřátá do stavu, kdy všechny volné částice mají dostatečnou energii, aby překonaly atom. Fyzikálně je tento proces doprovázen systematickým zvyšováním intenzity světelného toku při zahřívání plynového výboje.V tomto případě můžete pozorovat určité výkyvy v barevném spektru záře, jak se mění rozsah vyzařované vlny.

Upozorňujeme, že i přes skutečnost, že v samotné konstrukci výbojky není žádný předřadník, bez něj nebude možné zařízení spustit. Balast obsahuje:

  • induktor-transformátor, který zabraňuje prudkému nárůstu proudu během přechodového jevu;
  • pulsní zapalovač - krátkodobě zvýší napětí na elektrodách lampy až k porušení jiskřiště;
  • kondenzátor - používá se k vyhlazení křivky napětí, ale není instalován ve všech modelech předřadníku.

V závislosti na typu výbojky se bude lišit i předřadník a technické vlastnosti jeho součástí. Proto jsou pro každý konkrétní typ osvětlovacího zařízení instalovány jeho vlastní moduly.

Čím se plní plynové výbojky?

Rýže. 3. Příklad plnění plynové výbojky

K plnění výbojek se používají různé druhy inertních plynů, které se aktivují po přivedení napětí na kontakty základny. Nejběžnější z nich jsou argon, neon, xenon a krypton. V některých modelech se používá směs několika plynů k získání plynového výtlačného média s požadovanými vlastnostmi.

Kromě inertního plynu lze lampu naplnit kovovými parami, z nichž nejznámější jsou sodík a rtuť. Podle způsobu uvedení výbojky do provozního stavu se také dělí na několik typů. Je však třeba poznamenat, že přítomnost kovu není podmínkou, protože v praxi existují lampy výhradně s inertním plynem - xenonem a neonem. Proto se v takových modelech používá jako náplň pouze plyn.

Samostatnou kategorií jsou halogenidové výbojky, jejichž baňka je naplněna nejen inertními plyny a parami sodíku a rtuti, ale také halogenidy kovů.

Klasifikace

Moderní trh se světelnými zdroji s plynovou výbojkou nabízí poměrně širokou škálu modelů. V závislosti na technických parametrech, obsahu a dalších faktorech lze rozlišit několik kategorií, ve kterých se budou lišit.

V závislosti na obsahu lze tedy všechny modely rozdělit na:

  • sodík;
  • rtuť;
  • halogenid kovu;
  • xenon;
  • neon.

Podle zdroje světla lze výbojky rozdělit na:

  • indukce;
  • gaslight;
  • luminiscenční.

V závislosti na velikosti tlaku vytvářeného plynem uvnitř žárovky jsou všechna zařízení rozdělena na lampy:

  • nízký tlak;
  • vysoký tlak;
  • super vysoký tlak.

Zvažme poslední dva faktory pro rozdělení výbojek podle typu podrobněji.

Podle zdroje světla

Rýže. 4. Typy výbojek

V závislosti na zdroji světelného záření mohou být všechna plynová výbojová zařízení indukční, plynová, luminiscenční. Indukční modely jsou přiváděny do záře pomocí elektrod, které jsou zahřívány proudem elektrického výboje. Díky tomu se jim také říká elektrické světelné lampy.

V plynových žárovkách jsou zdrojem záření molekuly nebo atomy excitované probíhajícím elektrickým procesem. V tomto případě vzniká v plynném prostředí dostatečné množství energie pro konstantní záření. Zářivky mají na povrchu žárovky speciální povlak obsahující fosfory.Výboj proudící v plynové výbojce aktivuje částice plynu, které zase působí na fosfor.

Tlakem

Rýže. 5. Vysokotlaké a nízkotlaké výbojky

V závislosti na tlaku vytvořeném uvnitř světelného zdroje s plynovou výbojkou jsou všechny modely rozděleny do tří tříd:

  • Nízký tlak - od 0,15 do 104Pa, často používané pro domácí účely, zářivky jsou výrazným zástupcem;
  • Vysoký tlak - od 3×104do 106 Pa , jsou instalovány venku, protože dobře snášejí těžké povětrnostní podmínky;
  • Ultravysoký tlak - více než 106 Pa, používá se pro lékařské účely, potravinářský průmysl a další průmyslová odvětví, kde je na malém prostoru vyžadována vysoká intenzita záření.

Vlastnosti

Pro srovnání s jinými typy osvětlovacích zařízení je nutné podrobně prostudovat provozní parametry plynových výbojek:

  • Doba připravenosti - podle článku 34 GOST 24127-80 je to časový interval od začátku napájení, dokud lampa nedosáhne provozních charakteristik.
  • Spotřeba energie - zobrazuje množství zátěže spotřebované ze sítě;
  • Životnost - charakterizuje dobu aktivního provozu lampy, může se pohybovat od 2000 do 20 000 hodin;
  • Světelný výkon - určuje množství světelného toku získaného z jednoho wattu spotřebované elektřiny, může se pohybovat od 40 do 220 Lm/W;
  • Teplota barevného svitu - určuje spektrum barev vyzařované plynovou výbojkou, v závislosti na modelu se pohybuje od 2200 do 20 000 K;
Rýže. 6. Teplota podání barev
  • Index podání barev - udává intenzitu vnímání barev povrchu, na který dopadá světlo;
Rýže. 7. Příklad vlivu indexu podání barev
  • Napětí zapalování - v souladu s odstavcem 35 GOST 24127-80 je to nejmenší potenciálový rozdíl na elektrodách, který bude stačit k zahájení tvorby výboje.

Likvidace

Vzhledem k přítomnosti rtuti a dalších nečistot ve složení žárovky se způsob jejich likvidace zásadně liší od jiných typů žárovek. Pro tyto účely se sběrem a další demerkurizací určité kategorie plynových výbojek zabývají speciální organizace.

Rýže. 8. Likvidace výbojek

Pokud se taková žárovka u vás doma rozbije, musíte si ji okamžitě vzít, abyste předešli otravě rtutí v domácnosti. Více se o tom můžete dozvědět z následujícího článku: https://www.asutpp.ru/razbilas-energosberegayuschaya-lampa.html

Výhody a nevýhody

Mezi hlavní výhody světelných zdrojů s plynovou výbojkou patří:

  • Vysoká úroveň světelného výkonu - taková zařízení jsou mnohem účinnější než běžné Iljičovy žárovky a dokonale svítí i přes neprůhledná stínidla.
  • Dlouhá životnost - výrazně lepší než klasické žárovky a některé modely mohou dokonce konkurovat LED zdrojům.
  • Jednoduché schéma zapojení.
  • Dostupná cena, doplněná levnými prvky, které lze snadno během procesu změnit.
  • Některé verze jsou skvělé pro venkovní instalace, ale obecně se jim nedaří v extrémních mrazech.

Mezi hlavní nevýhody patří přítomnost pulsace světelného toku, nutnost připojení předřadníku pro start, omezený rozsah provozního napětí a citlivost na kvalitu napájecího napětí. Chvíli trvá, než se zahřejí, a proto není vhodné je používat v sítích s častým přepínáním. Stmívačem není možné nastavit intenzitu svitu.

Oblasti použití

Navzdory vážné konkurenci ze strany LED osvětlovacích produktů zůstávají světelné zdroje s plynovými výbojkami oblíbené v řadě průmyslových odvětví. Takže je lze často najít v:

  • pouliční osvětlení;
  • podsvícené reklamní nápisy;
  • obchody, průmyslové objekty, nákupní centra, kanceláře, nádraží a sklady;
  • parky, náměstí, rekreační oblasti;
  • nasvícení fasád budov atd.

Seznam použitých zdrojů

  • D.Weymouth "Výbojky" 1977
  • Fugenfirov M.I. "Výbojky" 1975
  • E.A. Zeldin "Pulzní výbojky a jejich spínací obvody" 1961

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Elektrikář