Sv1ca-4.ru

Строй журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лампа в узле тока

Электрические цепи и их элементы

Электрическая цепь представляет собой совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей силе, токе и напряжении. В электрической цепи постоянного тока могут действовать как постоянные токи, так и токи, направление которых остается постоянным, а значение изменяется произвольно во времени или по какому-либо закону.

Электрическая цепь состоит из отдельных устройств или элементов, которые по их назначению можно разделить на 3 группы. Первую группу составляют элементы, предназначенные для выработки электроэнергии (источники питания). Вторая группа — элементы, преобразующие электроэнергию в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую, химическую и т. д.). Эти элементы называются приемниками электрической энергии (электроприемниками). В третью группу входят элементы, предназначенные для передачи электроэнергии от источника питания к электроприемнику (провода, устройства, обеспечивающие уровень и качество напряжения, и др.).

Источники питания цепи постоянного тока — это гальванические элементы, электрические аккумуляторы, электромеханические генераторы, термоэлектрические генераторы, фотоэлементы и др. Все источники питания имеют внутреннее сопротивление, значение которого невелико по сравнению с сопротивлением других элементов электрической цепи.

Электроприемниками постоянного тока являются электродвигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую, нагревательные и осветительные приборы и др. Все электроприемники характеризуются электрическими параметрами, среди которых можно назвать самые основные — напряжение и мощность. Для нормальной работы электроприемника на его зажимах (клеммах) необходимо поддерживать номинальное напряжение. Для приемников постоянного тока оно составляет 27, 110, 220, 440 В, а также 6, 12, 24, 36 В.

Графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения ее элементов и показывающее соединения этих элементов, называется схемой электрической цепи. В табл. 2 показаны условные обозначения, применяемые при изображении электрических схем.

Участок электроцепи, вдоль которого протекает один и тот же ток, называется ветвью. Место соединения ветвей электроцепи называется узлом. На электросхемах узел обозначается точкой. Любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, называется контуром электрической цепи. Простейшая электрическая цепь имеет одноконтурную схему, сложные электрические цепи — несколько контуров.

Элементами электрической цепи являются различные электротехнические устройства, которые могут работать в различных режимах. Режимы работы как отдельных элементов, так и всей электрической цепи характеризуются значениями тока и напряжения. Поскольку ток и напряжение в общем случае могут принимать любые значения, то режимов может быть бесчисленное множество.

Режим холостого хода — это режим, при котором тока в цепи нет. Такая ситуация может возникнуть при разрыве цепи. Номинальный режим бывает, когда источник питания или любой другой элемент цепи работает при значениях тока, напряжения и мощности, указанных в паспорте данного электротехнического устройства. Эти значения соответствуют самым оптимальным условиям работы устройства с точки зрения экономичности, надежности, долговечности и пр.

Режим короткого замыкания — это режим, когда сопротивление приемника равно нулю, что соответствует соединению положительного и отрицательного зажимов источника питания с нулевым сопротивлением. Ток короткого замыкания может достигать больших значений, во много раз превышая номинальный ток. Поэтому режим короткого замыкания для большинства электроустановок является аварийным.

Согласованный режим источника питания и внешней цепи возникает в том случае, когда сопротивление внешней цепи равно внутреннему сопротивлению. В этом случае ток в цепи в 2 раза меньше тока короткого замыкания.

Самыми распространенными и простыми типами соединений в электрической цепи являются последовательное и параллельное соединение.

Принцип работы

Большая поверхность свечения люминесцентных ламп создает ровный рассеянный свет

Люминесцентная лампа – это газоразрядный источник света. Излучение происходит из-за реакции смеси газов, находящихся в колбе. Раньше подобные приборы практически не использовались в бытовых условиях, так как считалось, что они могут навредить зрению. Но после проведения исследований ученые пришли к выводу, что лучи отлично воспринимаются человеческим глазом. Из чего состоит люминесцентная лампа, зависит от ее предназначения. Смесь паров внутри может быть различной.

Конструктивно устройство представляет собой стеклянную трубчатую колбу, на внутреннюю поверхность которой нанесен люминофор. На торцах расположены электроды. Внутри трубки – пары ртутит и смесь газов.

Принцип работы люминесцентной лампы заключается в следующем:

  • Под действием электрического поля в лампочке возникает газовый разряд.
  • Ток, который проходит через пары, вызывает ультрафиолетовое излучение, из-за чего начинает светиться люминофор.

Преимущества люминесцентных ламп дневного света:

  • высокая световая отдача;
  • экономия электричества;
  • прочность – для изготовления плафонов используются качественные материалы;
  • длительность работы;
  • разнообразие форм и размеров;
  • широкий диапазон цветовых температур;
  • создает теплый естественный свет, близкий к дневному излучению.
  • наличие в составе ламы вредных компонентов (ртуть);
  • сложность утилизации;
  • ограничения по количеству циклов включения и выключения;
  • чувствительность к влажности;
  • полное включение происходит не сразу;
  • может гудеть и мерцать во время работы;
  • зависимость стабильной работы от температуры.

Оптимальной рабочей температурой устройства является +20 градусов. Допустимый диапазон – 55 градусов, но он постоянно расширяется с развитием технологий и использованием электронных балластов.

Устройство люминесцентной лампы

Читать еще:  Как рассчитать силу тока лампы накаливания

Стоимость лампочек дневного света ниже, чем у светодиодов. Но она больше, чем у ламп накаливания или галогенных приборов.

Метод преобразования электрической цепи

Как определить силу тока в отдельных контурах сложных схем? Для решения практических задач не всегда нужно уточнение электрических параметров на каждом элементе. Чтобы упростить вычисления, используют специальные методики преобразования.

Расчет цепи с одним источником питания

Для последовательного соединения пользуются рассмотренным в примере суммированием электрических сопротивлений:

Rэкв = R1 + R2 + … + Rn.

Контурный ток – одинаковый в любой точке цепи. Проверять его можно в разрыве контрольного участка мультиметром. Однако на каждом отдельном элементе (при отличающихся номиналах) прибор покажет разное напряжение. По второму закону Кирхгофа можно уточнить результат вычислений:

E = Ur1 + Ur2 + Urn.

В этом варианте в полном соответствии с первым постулатом Кирхгофа токи разделяются и соединяются во входных и выходных узлах. Показанное на схеме направление выбрано с учетом полярности подключенного аккумулятора. По рассмотренным выше принципам сохраняется базовое определение равенства напряжений на отдельных компонентах схемы.

Как найти ток в отдельных ветвях, демонстрирует следующий пример. Для расчета приняты следующие исходные значения:

  • R1 = 10 Ом;
  • R2 = 20 Ом;
  • R3= 15 Ом;
  • U = 12 V.

По следующему алгоритму будут определяться характеристики цепи:

  • базовая формула для трех элементов:

Rобщ = R1*R2*R3/(R1*R2 + R2*R3 + R1*R3.

  • подставив данные, вычисляют Rобщ = 10 * 20 * 15 / (10*20 + 20*15 +10*15) = 3000 /(200+300+150) = 4,615 Ом;
  • I = 12/ 4,615 ≈ 2,6 А;
  • I1 = 12/ 10 = 1,2 А;
  • I2 = 12/20 = 0,6 А;
  • I3 = 12/15 = 0,8 А.

Как и в предыдущем примере, рекомендуется проверить результат вычислений. При параллельном соединении компонентов должно соблюдаться равенство токов на входе и суммарного значения:

I = 1,2 + 0,6 + 0,8 = 2,6 А.

Если применяется синусоидальный сигнал источника, вычисления усложняются. При включении в однофазную розетку 220V трансформатора придется учитывать потери (утечку) в режиме холостого хода. В этом случае существенное значение имеют индуктивные характеристики обмоток и коэффициент связи (трансформации). Электрическое сопротивление (ХL) зависит от следующих параметров:

  • частоты сигнала (f);
  • индуктивности (L).

Вычисляют ХL по формуле:

Чтобы находить сопротивление емкостной нагрузки, подойдет выражение:

Следует не забывать о том, что в цепях с реактивными компонентами сдвигаются фазы тока и напряжения.

Расчет разветвленной электрической цепи с несколькими источниками питания

Пользуясь рассмотренными принципами, вычисляют характеристики сложных схем. Ниже показано, как найти ток в цепи при наличии двух источников:

  • обозначают компоненты и базовые параметры во всех контурах;
  • составляют уравнения для отдельных узлов: a) I1-I2-I3=0, b) I2-I4+I5=0, c) I4-I5+I6=0;
  • в соответствии со вторым постулатом Кирхгофа, можно записать следующие выражения для контуров: I) E1=R1 (R01+R1)+I3*R3, II) 0=I2*R2+I4*R4+I6*R7+I3*R3, III) -E2=-I5*(R02+R5+R6)-I4*R4;
  • проверка: d) I3+I6-I1=0, внешний контур E1-E2=I1*(r01+R1)+I2*R2-I5*(R02+R5+R6)+I6*R7.

Составляющие схемы

Помимо стандартных конструктивных элементов, таких как колба и цоколь, под корпусом спрятана электронная схема (ЭПРА — пускорегулирующий аппарат). Она есть далеко не в каждой «экономке» (к примеру, в КЛЛ отсутствует). Сегодня ПРА остается самым надежным изделием для работы люминесцентных ламп, от качества которого и зависит срок службы.

Электронная схема состоит из следующих компонентов:

  • пусковой конденсатор — формирует мощный импульс, необходимый для запуска лампы;
  • фильтры — нужны для устранения радиочастотных помех и электромагнитного излучения, которые попадают в схему вместе с током (снижают мерцание);
  • емкостный фильтр — дополнительный элемент, сглаживающий оставшиеся пульсации;
  • дроссель для ограничения тока — для защиты схемы от высокого тока (поддерживает силу тока на заданном уровне);
  • биполярные транзисторы;
  • драйвер — для ограничения тока;
  • предохранитель — препятствует выходу лампы из строя, исключает воспламенение схемы при скачках напряжения.

Цвета для фазных проводов

Эти электропровода требуют особо осторожного и «уважительного» с собой обращения, так как они являются токоведущими, и неосторожное прикосновение может вызвать тяжелое поражение электрическим током. Цветовая маркировка проводов для подключения фазы достаточно разнообразна – нельзя применять только цвета смежные с синим, желтым и зеленым. В какой-то мере так гораздо удобнее запоминать каким может быть цвет провода фазы – НЕ синим или голубым, НЕ желтым или зеленым.

Читать еще:  Почему выключенные светодиодные лампы горят при выключенном выключателе

На электросхемах фазу обозначают латинской буквой L. Такая же разметка используется на проводах, если цветовая маркировка ни них не применяется. Если кабель предназначен для подключения трех фаз, то фазные жилы помечают буквой L с цифрой. Например, для составления схемы для трехфазной сети 380 В использовано L1, L2, L3. Еще в электрике принято альтернативное обозначение: A, B, C.

Перед началом работ надо определиться, как будет выглядеть комбинация проводов по цвету и неукоснительно придерживаться выбранной расцветки.

Если этот вопрос был продуман еще на этапе подготовительных работ и учтен при составлении схем электропроводки, следует закупить необходимое количество кабелей с жилами необходимых цветов. Если все-таки нужный провод закончился, то можно пометить жилы вручную:

  • кембриками обычными;
  • кембриками термоусадочными;
  • изолентой.

О стандартах цветовой маркировки проводов в Европе и России смотрите так же в этом видео:

Устройство усиливающих электронных ламп, предусматривает наличие дополнительных электродов, расположенные между катодом и анодом. Функциональное назначение дополнительных электродов предполагает возможность управления потоком электронов в направлении от отрицательного электрода к положительному. Эти дополнительные электроды и носят название сеток.

Конструкция сеток электронных ламп представляет собой решетку, составленную из несущих элементов (траверс), на которые навита тонкая проволока или проволочная спираль.

Лампа в узле тока

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Лампа является мощным концентрированным источником излучения в ультрафиолетовой и видимой областях спектра и используется как источник света в данных областях спектра в микроскопах «Люмам-Р», «Люмам-И» и др.

Блок питания изготавливается для работы в микроклиматических районах с умеренным климатом в лабораторных помещениях при температуре воздуха от 10 до 35° С, относительной влажности до 80% при температуре 20°C, атмосферном давлении (100±4) кПа (750±30) мм рт. ст. и для работы в макроклиматических районах как с сухим, так и с влажным тропическим климатом в лабораторных помещениях при температуре воздуха от 10 до 45°C, относительной влажности 80% при температуре 27°C.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Источник питания — сеть однофазного переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц.

Примечание. Снижение тока менее 3 А ведет к ухудшению стабильности работы лампы, увеличение тока более 4 А приводит к сокращению срока ее службы.

Электрическая прочность изоляции цепей сетевого питающего напряжения по отношению к корпусу обеспечивает отсутствие пробоев и поверхностных перекрытий.

Блок питания сохраняет свои электрические характеристики в течение 8 часов непрерывной работы.

Потребляемая мощность — не более 750 В·А.

3. СОСТАВ БЛОКА ПИТАНИЯ

В состав блока питания входят: элементы цепи питания лампы ДРШ-250-3 (трансформатор Ю-49.80.322 и дроссель Ю-43.15.645), элементы индикации (лампа и амперметр), элементы управления (переключатель, кнопка), элементы защиты от радиопомех и поджигающее устройство Ю-48.23.040.

4. УСТРОЙСТВО И РАБОТА БЛОКА ПИТАНИЯ

4.1. Принцип действия

Принцип действия блока питания основан на ограничении величины переменного тока реактивным сопротивлением (при этом активные потери мощности на балластном сопротивлении минимальны). В качестве регулируемого реактивного сопротивления использован дроссель.

4.2. Работа блока питания

Электрическая схема блока питания показана на рис.1. Блок питания рассчитан на работу от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц (в экспортном исполнении — от сети напряжением 230 или 240 В, частотой 50 Гц). В зависимости от величины напряжения питания производится переключение отводов 1-2, 1-3, 1-4 трансформатора соответственно.

Подключение блока питания к сети осуществляется посредством штепсельного разъема Ш1. Питание на первичную обмотку трансформатора Тр подается через переключатель В1, предохранитель Пр и дроссель Др. Напряжение на лампу ДРШ-250-3 поступает со вторичной обмотке трансформатора через амперметр ИП и разъем Ш2.

Поджиг лампы осуществляется подачей высокого на пряжения на поджигающий электрод от поджигающего устройства Ю-48.23.040 путем кратковременного нажатия кнопки Кн ПОДЖИГ.

Блок питания обеспечивает нормальный и форсированный режимы работы лампы ДРШ-250-3.

Контроль за режимом работы лампы обеспечивается амперметром ИП.

Конденсаторы С1, С2, СЗ подавляют возникающие при работе лампы радиопомехи.

В целях обеспечения безопасности корпус блока питания заземляется.

Приложение 1

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ К ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЕ БЛОКА ПИТАНИЯ

4.3. Устройство блока питания

Блок питания показан на рис. 2 и 3. Конструктивно блок питания оформлен в каркас универсальной модульной конструкции с габаритными размерами 770x492x380 мм.

Читать еще:  Схема включения лампочки двойным выключателям

На шасси блока питания расположены силовой трансформатор Тр, дроссель Др, конденсаторы С1, С2, СЗ и поджигающее устройство Ю-48.23.040.

На лицевой панели блока питания расположены выключатель питания СЕТЬ, регулятор ТОК ЛАМПЫ дросселя, кнопка ПОДЖИГ, амперметр, сигнальная лампа.

На задней панели блока питания размещены шнур вилкой Ш1 СЕТЬ для включения блока питания в сеть, шнур с приборной розеткой Ш2 НАГРУЗКА для подключения лампы ДРШ-250-3, розетка ШЗ КОНТРОЛЬ, высоковольтный кабель со штеккером Ш4 ПОДЖИГ, клемма ЗЕМЛЯ, предохранитель 10 А.

5. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ БЛОКА ПИТАНИЯ

5.1. Схема питания лампы ДРШ-250-3

Для согласования нагрузки с питающей сетью и разделения нагрузки от сети (с целью обеспечения безопасности обслуживающего персонала) использован понижающий трансформатор Тр (см. рис. 1). Напряжение переменного тока частотой 50 Гц со вторичной обмотки трансформатора через амперметр ИП и разъем Ш2 подается на рабочие электроды лампы ДРШ-250-3.

Дроссель Др ограничивает пусковой ток лампы в пределах 6,5—8 А.

Плавная регулировка тока лампы осуществляется путем изменения величины воздушного зазора дросселя (вращением рукоятки ТОК ЛАМПЫ).

5.2. Поджигающее устройство Ю-48.23.040

Электрическая схема поджигающего устройства показана на рис. 4.

Устройство предназначено для создания начальной ионизации газа в газоразрядных лампах сверхвысокого давления. При подаче на вход поджигающего устройства переменного напряжения 220 В, 50 Гц (нажатием кнопки Кн ПОДЖИГ (см. рис. 1), в течение отрицательного полупериода накопительный конденсатор С2 заряжается через диод Д1 до величины амплитудного значения напряжения сети (см. рис. 4). В течение положительного полуперид напряжение через цепь задержки, состоящую из резисторов НЗ, Ш и конденсатора СЗ, запускает тиристор ПП2, который подает импульс тока управления на тиристор ПП1.

После запуска тиристора ПП1 замыкается цепь последовательного LC-контура, состоящего из конденсатора С2 и обмотки 3-4 трансформатора Тр1. В выходной цепи высоковольтного трансформатора возникают затухающие высокочастотные колебания с амплитудой порядка 10 кВ. Все элементы поджигающего устройства расположены на основании из прессматериала и закрыты изоляционной защитной крышкой. Высоковольтный трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике, собранном из трех колец М600НН-8, К40Х25Х7Д и залит компаундом.

Выход поджигающего устройства соединяется с нагрузкой высоковольтным кабелем. Один конец кабеля припаивается к лепестку 1 трансформатора Тр1, пропущенному через отверстие в основании устройства, а другой, заканчивающийся штеккером Ш4, подключается к гнезду фона-, в котором крепится лампа ДРШ-250-3. Штеккер имеет усиленную изоляцию.

6. УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ БЛОКА ПИТАНИЯ

При работе с блоком питания следует соблюдать правила техники безопасности, установленные для обслуживания установок с напряжением до 1000 В.

При нажатии кнопки ПОДЖИГ, расположенной па передней панели, на выходе поджигающего устройства создается напряжение более 10 кВ. При проверке режима и параметров поджигающего устройства следует соблюдать правила техники безопасности, установленные для обслуживания установок с напряжением свыше 1000 В.

Запрещается работать при снятой с поджигающего устройства крышке.

Перед работой необходимо проверить заземление блока питания.

В блоке питания элементы находятся под напряжением, опасным для жизни, поэтому запрещается производить все виды ремонтных и эксплуатационных работ без отключения блока питания от сети.

Инструмент для ремонта и регулировки должен быть с изолированными ручками.

7. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

7.1. Подсоединить шнур питания лампы (розетка НАГРУЗКА) к гнезду фонаря лампы.

7.2. Подсоединить высоковольтный кабель (штеккер ПОДЖИГ) к гнезду фонаря лампы.

7.3. Включить шнур питания (вилка СЕТЬ) в сеть.

8. ПОРЯДОК РАБОТЫ

8.1. Включить переключатель СЕТЬ в положение ВКЛЮЧЕНО, при этом на основные электроды лампы подается переменное напряжение 120 В, 50 Гц, о чем сигнализирует сигнальная лампа.

8.2. Нажать кнопку ПОДЖИГ и держать ее нажатой до возникновения дугового разряда, но не более 10—15 секунд (при этом амперметр, расположенный на лицевой панели блока, фиксирует появление пускового тока величиной 6,5—8 А).

8.3. Отпустить кнопку ПОДЖИГ после возникновения дугового разряда, т.е. отключить поджигающее устройство.

8.4. Установить величину рабочего тока вращением рукоятки ТОК ЛАМПЫ дросселя через 10—15 минут после запуска лампы.

Величина рабочего тока выбирается в диапазоне от 3 до 4 А в зависимости от требуемой освещенности объекта.

9. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
Приложение 2

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ К ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЕ ПОДЖИГАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector