Schéma zapojení zářivek: s tlumivkou, startérem, bez nich

S rostoucími cenami elektřiny musíme myslet na úspornější lampy. Některé z nich používají svítidla s denním světlem. Schéma zapojení zářivek není příliš složité, takže i bez speciálních znalostí elektrotechniky na to přijdete.

Princip činnosti zářivky

Zářivky využívají schopnosti rtuťových par vyzařovat ultrafialové vlny pod vlivem elektřiny. Toto záření je přenášeno do oblasti viditelné pro naše oči látkami zvanými fosfory.

Proto je obyčejná zářivka skleněná žárovka, jejíž stěny jsou potaženy fosforem. Uvnitř je také trochu rtuti. Existují dvě wolframové elektrody, které zajišťují emisi elektronů a ohřev (odpařování) rtuti. Baňka je naplněna inertním plynem, nejčastěji argonem. Záře začíná v přítomnosti rtuťových par zahřátých na určitou teplotu.

Běžné síťové napětí ale k odpaření rtuti nestačí. Pro zahájení práce se paralelně s elektrodami zapnou spouštěcí a řídicí zařízení (zkráceně předřadníky). Jejich úkolem je vytvořit krátkodobý napěťový ráz nutný ke spuštění žhavení a následně omezit provozní proud a zabránit jeho nekontrolovanému nárůstu. Tato zařízení – předřadníky – jsou ve dvou typech – elektromagnetické a elektronické. V souladu s tím se schémata liší.

Obvody se startérem

Objevily se úplně první okruhy se startéry a tlumivkami. Jednalo se (v některých verzích jsou) dvě samostatná zařízení, z nichž každé mělo svou zásuvku. V obvodu jsou také dva kondenzátory: jeden je zapojen paralelně pro stabilizaci napětí, druhý je umístěn v pouzdru startéru, prodlužuje dobu trvání startovacího impulsu. Celá tato „ekonomika“ se nazývá elektromagnetický předřadník. Schéma zářivky se startérem a tlumivkou je uvedeno na fotografii níže.

Funguje to takto:

• Když je napájení zapnuto, proud protéká induktorem a vstupuje do první wolframové cívky. Dále přes startér vstupuje do druhé spirály a opouští nulový vodič. Současně se postupně zahřívají wolframová vlákna, stejně jako kontakty startéru.
• Startér se skládá ze dvou kontaktů. Jeden je pevný, druhý pohyblivý bimetalový. V normálním stavu jsou otevřené. Při průchodu proudu se bimetalový kontakt zahřeje, což způsobí jeho ohnutí. Ohnutím se připojí k pevnému kontaktu.
• Jakmile jsou kontakty připojeny, proud v obvodu se okamžitě zvýší 2-3krát. Je omezena pouze plynem.
• Díky prudkému skoku se elektrody velmi rychle zahřejí.
• Bimetalová deska startéru se ochladí a přeruší kontakt.
• V okamžiku přerušení kontaktu dojde na induktoru k prudkému napěťovému rázu (samoindukce). Toto napětí stačí k tomu, aby elektrony prorazily argonovým prostředím. Dojde k zapálení a lampa postupně přejde do provozního režimu. Dochází k němu po odpaření veškeré rtuti.

Provozní napětí v lampě je nižší než síťové napětí, pro které je startér navržen. Proto to po zapálení nefunguje. Když lampa pracuje, její kontakty jsou otevřené a nijak se nepodílí na její činnosti.

Tento obvod se také nazývá elektromagnetický předřadník (EMB) a pracovní schéma elektromagnetického předřadníku se nazývá EMBRA. Toto zařízení se často nazývá jednoduše tlumivka.

Toto schéma zapojení zářivek má několik nevýhod:

• pulzující světlo, které negativně ovlivňuje oči a rychle se unaví;
• hluk při spouštění a provozu;
• nemožnost startu při nízkých teplotách;
• dlouhý start – od okamžiku zapnutí uplyne cca 1-3 sekundy.

Dvě trubky a dva startéry

U svítidel se dvěma zářivkami jsou dvě sady zapojeny do série:

• fázový vodič je přiveden na vstup induktoru;
• z výstupu plynu jde na jeden kontakt svítilny 1, z druhého kontaktu jde na startér 1;
• ze startéru 1 jde do druhého páru kontaktů stejné lampy 1 a volný kontakt je připojen k nulovému napájecímu vodiči (N);

Druhá trubka je také připojena: nejprve tlumivka, z ní na jeden kontakt lampy 2, druhý kontakt stejné skupiny jde do druhého spouštěče, výstup spouštěče je připojen k druhému páru kontaktů osvětlovacího zařízení 2 a volný kontakt je připojen k nulovému vstupnímu vodiči.

Stejné schéma zapojení pro dvoulampovou zářivku demonstruje video. To může usnadnit manipulaci s dráty.

Schéma zapojení pro dvě žárovky z jedné tlumivky (se dvěma startéry)

Téměř nejdražší v tomto schématu jsou tlumivky. Můžete ušetřit peníze a vyrobit si dvoulampovou lampu s jednou tlumivkou. Jak – podívejte se na video.

Elektronický předřadník

Všechny nedostatky výše popsaného schématu podnítily výzkum. V důsledku toho byl vyvinut obvod elektronického předřadníku. Nenabízí síťovou frekvenci 50 Hz, ale vysokofrekvenční oscilace (20-60 kHz), čímž eliminuje pro oči velmi nepříjemné blikání světla.

Elektronický předřadník vypadá jako malý blok s odstraněnými svorkami. Uvnitř je jeden plošný spoj, na kterém je celý obvod sestaven. Blok má malé rozměry a montuje se do těla i té nejmenší lampy. Parametry jsou zvoleny tak, aby spuštění proběhlo rychle a tiše. K práci nepotřebujete žádná další zařízení. Jedná se o tzv. bezstartérový spínací obvod.

Každé zařízení má na zadní straně schéma. Okamžitě ukazuje, kolik lamp je k němu připojeno. Informace jsou duplikovány i v nápisech. Je uveden výkon žárovek a jejich počet, jakož i technické vlastnosti zařízení. Například jednotka na fotografii výše může sloužit pouze jedné lampě. Schéma jeho zapojení je vpravo. Jak vidíte, není nic složitého. Vezměte vodiče a připojte vodiče k uvedeným kontaktům:

• Připojte první a druhý kontakt výstupu bloku k jednomu páru kontaktů lampy:
• podávejte třetího a čtvrtého druhému páru;
• napájení vstupu.

Vše. Lampa je funkční. Obvod pro připojení dvou zářivek k elektronickým předřadníkům není o moc složitější (viz obvod na fotografii níže).

Výhody elektronických předřadníků jsou popsány ve videu.

Stejné zařízení je zabudováno do patice zářivek se standardními paticemi, kterým se také říká „ekonomické žárovky“. Jedná se o podobné osvětlovací zařízení, jen značně upravené.

Všechny zářivky mají ve svém designu prvek omezující sílu proudu – tlumivku nebo předřadník. Stabilizuje síť před nekontrolovaným růstem ukazatelů a eliminuje pulsace.

Co je to škrticí klapka?

Tlumivka je indukční cívka (přesněji řečeno v tomto případě indukční cívka) umístěná na feromagnetickém jádru (obvykle vyrobeném z měkké magnetické slitiny). Tato cívka, jako každý vodič, má ohmický odpor a také indukční reaktanci, která se projevuje v obvodech střídavého proudu. Konstrukce tlumivky (předřadníku) je taková, že jalový odpor převažuje nad aktivním odporem. Celá konstrukce je umístěna v kovovém nebo plastovém pouzdře.

Klasifikace tlumivek

Zářivky používají elektronické nebo elektromagnetické předřadníky (EMB). Oba druhy mají své vlastní vlastnosti.

Elektromagnetická tlumivka je cívka s kovovým jádrem a vinutím z měděného nebo hliníkového drátu. Průměr drátu ovlivňuje funkčnost lampy. Model je celkem spolehlivý, ale ztráty výkonu až 50 % zpochybňují jeho účinnost.

Lampy s elektromagnetickými předřadníky jsou levné a nevyžadují před použitím speciální úpravu. Jsou ale citlivé na kolísání napětí a i drobné kolísání může vést k blikání nebo nepříjemnému hučení.

Elektromagnetické struktury nejsou synchronizovány s frekvencí sítě. To způsobí, že se těsně před rozsvícením lampy objeví záblesky. Blesky prakticky neruší pohodlné používání svítilny, ale mají negativní vliv na předřadník.

Nedokonalost elektromagnetických technologií a značné výkonové ztráty při jejich používání vedou k tomu, že taková zařízení jsou nahrazována elektronickými ovládacími zařízeními startování.

Elektronické škrticí klapky jsou konstrukčně složitější a zahrnují:

• Filtr pro eliminaci elektromagnetického rušení. Účinně tlumí veškeré nežádoucí vibrace vnějšího prostředí i samotné svítilny.
• Zařízení pro změnu účiníku. Řídí fázový posun střídavého proudu.
• Vyhlazující filtr, který snižuje úroveň pulsací AC v systému.
• Střídač. Převádí stejnosměrný proud na střídavý proud.
• Zátěž. Indukční cívka, která potlačuje nežádoucí rušení a plynule reguluje jas žhavení.

Někdy v moderních elektronických předřadnících najdete vestavěnou ochranu proti přepětí.

Na co to je?

Jakákoli tlumivka plní funkce sériového rezistoru. Na rozdíl od konvenčního odporu však poskytuje lepší filtraci bez pulsace střídavého proudu nebo hučení spotřebiče.

V moderní technologii se používají dvě konfigurace napájení: kondenzátor a tlumivka. V prvním případě není tlumivka nutná k napájení napětí, ale jako přídavný filtr nemá obdoby.

Jak vybrat elektromagnetickou tlumivku

Při výběru elektromagnetické tlumivky věnujte pozornost parametrům:

1. Provozní napětí. Standardní domácí sítě vyžadují zařízení s 220-240 V a frekvencí 50 Hz.
2. Napájení. Musí odpovídat výkonu lampy. Pokud potřebujete připojit dvě nebo více žárovek, musí výkon předřadníku odpovídat součtu jejich výkonů.
3. Aktuální. Přípustná hodnota je uvedena v ampérech na těle.
4. Účiník. Je vhodné vybrat zařízení s maximálními hodnotami parametrů. U EMPRA obvykle nepřesahuje 0,5, takže bude zapotřebí přídavný kondenzátor.
5. Pracovní teplota. Rozsah okolních teplot a teplot škrticí klapky, při kterých zůstávají všechny součásti funkční.
6. Energetická účinnost. Je určena třídou v souladu s přijatou gradací. Pro EmPRA jsou typické průměrné třídy B1 a B2.
7. Parametry kondenzátoru. Provozní napětí a kapacita kondenzátoru, který je připojen paralelně k napájecí síti.

Jak lampy startují a fungují

Zářivka, na rozdíl od běžné lampy, není připojena k síti přímo. Je to dáno jeho strukturou a principem fungování.

K jeho rozsvícení potřebujete:

• zajistit emisi elektronů z katod vyrobených ve formě žhavicích vláken;
• ionizujte mezielektrodovou mezeru vyplněnou rtuťovými parami pomocí vysokonapěťového pulzu.

Lampa bude pokračovat v provozu, dokud nebude odpojeno napájení v důsledku obloukového výboje mezi elektrodami. Ve výchozí poloze je spínač napájení rozpojen, kontakty spouštěče jsou také rozpojené.

V prvním okamžiku po přivedení napětí do obvodu proteče obvodovou tlumivkou – vlákno 50 žárovky – doutnavý výboj v žárovce startéru – vlákno 1 žárovky – malý proud (do 2 mA). Tento slabý proud zahřívá a uzavírá kontakty spouštěče a proud protéká vlákny, zahřívá je a vytváří emisi elektronů.

Tento proud je omezen odporem tlumivky. Bez takového omezení se vlákna spálí nadproudem.

Po vychladnutí kontaktů startéru se otevřou. Přerušením obvodu s vysokou indukčností vzniká napěťový impuls (až 1000 voltů), který ionizuje výbojovou mezeru mezi dvěma vlákny žárovky. Ionizovaným plynem začne protékat proud, který způsobí, že rtuťové páry žhnou. Tato záře iniciuje zapálení fosforu. Tento proud je také omezen složitou impedancí spouštěče. A startér nemá žádný vliv na další provoz lampy.

Je zřejmé, že startér hraje důležitou roli při provozu lampy:

• omezuje proud při zahřívání vláken lampy;
• generuje vysokonapěťový zapalovací impuls;
• omezuje výbojový proud plynu.

Pro provádění těchto funkcí musí mít předřadník dostatečnou indukčnost, aby vytvořil požadovanou reaktanci na střídavý proud a vytvořil vysokonapěťový impuls v důsledku jevu samoindukce.

V některých případech startér nemůže zapálit plyn v žárovce napoprvé a opakuje postup dodávky proudu asi 5-6krát. V tomto případě je při zapnutí pozorován blikající efekt.

Plyn pomáhá zbavit se tohoto efektu. Střídavé nízkofrekvenční napětí domácí sítě přeměňuje na stejnosměrný proud a následně jej převádí zpět na střídavý proud, ale při vysoké frekvenci a pulsace mizí.

Jak převést zářivku na LED

Schéma zapojení lampy

Schéma zapojení je jednoduché: obvod s tlumivkou a lampou zapojenými do série. Systém je připojen k síti 220 V o frekvenci 50 Hz. Tlumivka plní funkce korektoru napětí a stabilizátoru.

Poruchy škrticí klapky a jejich diagnostika

Zářivky někdy selhávají. Důvody jsou různé: od výrobní vady až po nesprávné použití. V některých případech lze opravy provést svépomocí pomocí jednoduchých nástrojů.

Doporučené zhlédnutí: Oprava elektronického předřadníku zářivky

Před opravou je nutné přesně identifikovat vadnou součást. K tomu je třeba demontovat lampu a veškeré související vybavení.

• sada šroubováků s plně izolovanými rukojeťmi;
• montážní nůž;
• kleštiny;
• kleště;
• multimetr;
• indikační šroubovák;
• cívka měděného drátu (průřez od 0,75 do 1,5 mm²).

Kromě toho budete možná potřebovat nový startér, pracovní lampu nebo škrticí klapku. Vše záleží na tom, která konkrétní jednotka selhala.

Jak správně zkontrolovat zářivku

Nejčastější problémy jsou:

• Lampa se nerozsvítí a nereaguje na startér. Důvod může být v kterémkoli z prvků, takže musíte nejprve vyměnit startér, poté lampu a zároveň zkontrolovat funkčnost obvodu. Pokud to nepomůže, tak je problém v plynu.
• Přítomnost malého výboje ve tvaru hada v baňce ukazuje na nekontrolované zvýšení proudu. Příčina nefunkčnosti je určitě v škrticí klapce, kterou je potřeba vyměnit. Jinak lampa rychle vyhoří.
• Pulsace a blikání během provozu. Nejprve vyměňte žárovku, potom startér. Častěji je na vině tlumivka, která přestane stabilizovat napětí.

Vadný škrticí ventil lze obvykle opravit jeho výměnou. V případě potřeby však můžete prvek rozebrat a pokusit se obnovit jeho funkčnost. To vyžaduje vážné znalosti elektrotechniky a spoustu času. Vzhledem k nízkým nákladům na novou škrticí klapku to není praktické.

Elektrotechnik. Specialista na konstrukci a provoz elektrotechnických výrobků.