Как сэкономить электроэнергию: схема включения люминесцентных ламп со стартером

Экономия электроэнергии - важнейшая задача для любого дома или офиса. Переход на энергосберегающие люминесцентные лампы поможет существенно сократить расходы. Однако для их подключения требуется знание особенностей схем включения. Давайте разберемся вместе!

Принцип работы люминесцентных ламп

Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную колбу, наполненную смесью инертных газов и паров ртути. Внутри колбы находятся два электрода, выполненные из вольфрама. При подаче напряжения на электроды в газовой среде возникает электрический разряд, который вызывает испускание ультрафиолетового излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза.

Чтобы сделать свет видимым, внутренняя поверхность колбы покрывается слоем люминофора - вещества, которое преобразует ультрафиолет в видимый свет. За счет различного состава люминофора можно получить лампы с разной цветовой температурой - теплый или холодный белый свет.

Особенность люминесцентных ламп заключается в том, что для их зажигания требуется предварительный нагрев электродов импульсом высокого напряжения. После этого уже достаточно подать рабочее напряжение для поддержания стабильного электрического разряда в лампе. Именно для создания стартового импульса и служат специальные пускорегулирующие аппараты.

Типы балластов для люминесцентных ламп

Существует два основных типа балластов, применяемых для включения люминесцентных ламп:

• Электромагнитный балласт (дроссель)
• Электронный балласт

Электромагнитный балласт представляет собой катушку индуктивности (дроссель). Он обеспечивает необходимый уровень напряжения для зажигания лампы и ограничивает ток в цепи. Но такие балласты громоздки, дороги, создают шум и мерцание света.

Электронные балласты выполнены на основе электронных схем. Они компактны, бесшумны, обеспечивают стабильность горения лампы и длительный срок службы. Но стоимость таких балластов выше.

Таким образом, электронные балласты по ряду параметров превосходят электромагнитные, но и стоят дороже. При выборе нужно ориентироваться на конкретные условия применения.

Схема включения лампы с электромагнитным балластом

Рассмотрим подробно схему включения люминесцентной лампы с использованием электромагнитного балласта и стартера. Такая схема называется схемой ЭПРА (электромагнитный пускорегулирующий аппарат). Она является наиболее распространенной для бытового применения.

В состав схемы ЭПРА входят:

• Стартер
• Дроссель (электромагнитный балласт)
• Конденсаторы

Стартер представляет собой небольшую газоразрядную лампу, содержащую пару биметаллических контактов. При подаче напряжения между контактами возникает искра, и они смыкаются. Дроссель выполняет две функции - повышает напряжение для зажигания лампы и ограничивает ток в цепи. Конденсаторы служат для улучшения пусковых характеристик и подавления помех.

Порядок включения лампы в схеме ЭПРА следующий:

1. При подаче напряжения через разомкнутый стартер проходит лишь небольшой ток, недостаточный для зажигания лампы.
2. В стартере возникает искра, его контакты смыкаются.
3. Ток в цепи резко возрастает, происходит разогрев электродов лампы.
4. После нагрева электродов лампа зажигается, ее сопротивление падает.
5. Контакты стартера вновь размыкаются.
6. Дроссель ограничивает ток в цепи до рабочего значения.

К достоинствам схемы ЭПРА относят простоту и низкую стоимость. К недостаткам - наличие мерцания, шума при работе и ограниченный срок службы лампы.

Рассмотрим конкретный пример схемы включения люминесцентной лампы мощностью 40 Вт с использованием стартера BAZS10 и дросселя ДРЛ-40.

Как видно на схеме, стартер подключается параллельно электродам лампы, а дроссель последовательно. Такая схема проста в реализации, но имеет перечисленные выше недостатки.

Схема включения с электронным балластом

Рассмотрим теперь современный вариант схемы включения люминесцентной лампы с использованием электронного балласта. Такая схема лишена ряда недостатков ЭПРА.

Электронный балласт представляет собой электронный преобразователь напряжения. Он вырабатывает высокочастотное напряжение порядка 20-60 кГц для зажигания лампы вместо сетевых 50 Гц.

За счет этого достигаются следующие преимущества:

• Отсутствие мерцания света
• Высокая стабильность горения
• Увеличенный срок службы лампы
• Компактные размеры
• Бесшумная работа

Недостатком является более высокая стоимость электронных балластов.

Схема включения лампы с электронным балластом приведена на рисунке:

Как видно, стартер не используется. Электронный балласт подключается непосредственно к лампе, формируя высокочастотный импульс для ее зажигания.

Порядок включения лампы с электронным балластом:

1. При подаче напряжения балласт начинает генерировать высокочастотные импульсы.
2. Происходит постепенный разогрев электродов лампы.
3. После достижения необходимой температуры возникает газовый разряд и лампа загорается.
4. Балласт стабилизирует ток в цепи на рабочем уровне.

Таким образом, применение электронного балласта позволяет упростить схему включения и улучшить эксплуатационные качества люминесцентной лампы.

Особенности схемы на 2 лампы

Рассмотрим схему включения сразу двух люминесцентных ламп от одного балласта. Такая схема часто используется в светильниках с двумя лампами для экономии.

Особенности данной схемы:

• К каждой лампе параллельно подключается свой стартер
• Сами лампы соединяются последовательно через общий дроссель
• Требуется подбирать дроссель достаточной мощности для 2 ламп

Преимущество такой схемы в том, что нужен только один дроссель вместо двух. Но есть и недостаток - при перегорании одной лампы вторая тоже погаснет.

Проверка работоспособности схемы

После монтажа схемы включения люминесцентной лампы важно проверить ее работоспособность и исправность всех элементов. Для этого можно использовать тестер.

Порядок проверки:

1. Замерить сопротивление нитей накала лампы - должно быть около 10 Ом
2. Проверить целостность цепи стартера
3. Замерить индуктивность дросселя

По отклонениям параметров от нормы можно определить неисправности - обрыв нитей, неисправность стартера или дросселя.

Практические советы по монтажу

Для надежной и долговечной работы схемы включения люминесцентной лампы рекомендуется:

• Использовать качественные выключатели, рассчитанные на пусковые токи
• Соблюдать правила электробезопасности при монтаже
• Использовать провод с нужным сечением
• Надежно затягивать все электрические соединения

При замене перегоревшей лампы важно отключить питание и дать остыть дросселю во избежание ожогов.

Возможные неисправности и их устранение

В процессе эксплуатации в схеме включения люминесцентной лампы могут возникать неполадки:

• Плохой контакт в стартере - заменить стартер
• Обрыв в обмотке дросселя - заменить дроссель
• Перегорание нитей накала - заменить лампу

Для поиска неисправностей нужно последовательно проверить все элементы схемы от сети до лампы.

Выбор оптимальной схемы

При выборе схемы включения люминесцентной лампы стоит учитывать:

• Тип помещения и освещенности
• Количество и мощность ламп
• Требования к качеству освещения
• Бюджет на оборудование

В большинстве случаев оптимальным решением является универсальная схема с электронным балластом.

Схемы для нестандартных ситуаций

Рассмотрим некоторые нестандартные схемы включения люминесцентных ламп, применяемые в специфических ситуациях.

Включение ламп с перегоревшими нитями накала

Если у лампы перегорели нити накала, ее можно включить по схеме без дросселя и стартера. Вместо них используется выпрямитель и конденсаторы для повышения напряжения.

Использование ламп на постоянном токе

Для работы люминесцентных ламп на постоянном токе применяют периодическое переключение полярности, чтобы предотвратить оседание ртути на электродах.

Схема без стартера с трансформатором

Возможно включение люминесцентной лампы без стартера через трансформатор, выполняющий функцию балласта. Но для этого нужны специальные лампы с электродами для быстрого старта.

Экономия электроэнергии

Применение люминесцентных ламп позволяет достичь ощутимой экономии электроэнергии по сравнению с лампами накаливания при том же уровне освещенности.

Дополнительную экономию можно получить за счет:

• Использования качественных электронных балластов
• Регулировки яркости света
• Автоматического управления освещением

Переход на энергосберегающие технологии освещения окупается за считанные годы.

Профессиональные рекомендации

Для оптимального освещения помещения важно грамотно спроектировать систему:

• Рассчитать необходимое количество светильников
• Правильно выбрать тип и мощность ламп
• Учесть параметры помещения и назначение
• Разместить лампы для равномерной освещенности

Соблюдение профессиональных стандартов по освещенности гарантирует комфорт и безопасность.

Особенности светодиодного освещения

Все большее распространение получают светодиодные светильники, обладающие рядом преимуществ:

• Высокая энергоэффективность
• Длительный срок службы
• Малые габариты
• Устойчивость к перепадам напряжения

Но светодиодам также требуются схемы управления и стабилизации тока для корректной работы.

Нюансы эксплуатации ламп энергосбережения

Задаваясь вопросом, как выбрать энергосберегающие лампы, обратите внимание на безопасность их эксплуатации. Так, люминесцентные приборы имеют определенную частоту мерцания (около 50 раз в секунду), которая у некоторых людей вызывает обострение нервозности, ослабляет фокусировку зрения. Светодиодные лампы такого недостатка лишены.

Еще один аспект – это материал, из которого изготовлен прибор. КЛЛ делают из стекла, при повреждении трубки лампа перестает работать. Дешевые лампы могут содержать внутри ртуть, что при разрушении колбы представляет опасность для человека.

Важно знать! Люминесцентные лампы нельзя выбрасывать! Их необходимо сдавать в специальные пункты приема, поскольку разрушение прибора наносит серьезный вред окружающей среде.

Светодиодные модели производят из ударопрочного пластика, внутри которого установлено определенное количество кристаллов. Лампы накаливания или люминесцентные приборы после повреждения восстановлению не подлежат. В светодиодных моделях при выходе из строя одного из кристаллов, остальные продолжают работать, но уменьшается поток света.