Lampes LED à courant continu ou alternatif. Lampes à arc à ultra haute pression. Tension et fréquence d'alimentation

Introduction

1. 
   Classification et paramètres de base des sources lumineuses électriques
   1. 
      Lampes incandescentes
   2. 
      Lampes fluorescentes basse pression
   3. 
      Lampes fluorescentes à haute pression
2. 
   Régimes d'alimentation lampes fluorescentes
3. 
   Quantités d'éclairage de base
4. 
   Précautions de sécurité pour l'entretien des installations d'éclairage électrique

INTRODUCTION

Les installations d'éclairage électrique sont utilisées dans tous les locaux industriels et domestiques, les bâtiments publics, résidentiels et autres, dans les rues, les places, les routes, les carrefours, etc. C'est le type d'installation électrique le plus courant. Il existe trois types d'éclairage électrique.

Éclairage de travail destiné aux activités normales dans toutes les pièces et les espaces ouverts avec une lumière naturelle insuffisante. Il doit fournir un éclairage normalisé dans la pièce sur le lieu de travail.

Éclairage de secours est destiné à créer les conditions d'une évacuation sûre des personnes en cas d'arrêt d'urgence de l'éclairage de travail dans les locaux ou de poursuite des travaux dans des zones où les travaux ne peuvent pas être arrêtés selon les conditions de la technologie. L'éclairage de secours doit créer un éclairage d'au moins 5% du total pour continuer le travail ou au moins 2 lux, et un éclairage d'évacuation - au moins 0,5 lux au sol, le long des passages principaux et des escaliers.

éclairage de sécurité le long des limites de la zone protégée fait partie intégrante de l'éclairage de travail, il créera un éclairage de la zone des deux côtés de la clôture.

Selon les règles des installations électriques, l'éclairage est divisé en trois systèmes.

Éclairage général dans les locaux industriels, il peut être uniforme (avec un éclairage uniforme dans toute la pièce) ou localisé lorsque les lampes sont placées de manière à créer un éclairage accru sur les principaux postes de travail. Le système local fournit l'éclairage des lieux de travail, des objets et des surfaces.

Combiné ils appellent un tel système d'éclairage dans lequel l'éclairage local est ajouté à l'éclairage général d'une pièce ou d'un espace, créant un éclairage accru sur le lieu de travail. L'élément principal de l'installation électrique d'éclairage est une source lumineuse - une lampe qui convertit l'électricité en rayonnement lumineux.

Deux classes de sources lumineuses sont largement utilisées : Lampes incandescentes et décharge de gaz(fluorescent, mercure, sodium et xénon).

Les principales caractéristiques de la lampe sont les valeurs nominales de tension, la puissance du flux lumineux (parfois - l'intensité lumineuse), la durée de vie, ainsi que les dimensions (longueur totale L , diamètre, hauteur du centre de la lumière du contact central de la base filetée ou de la broche au centre du filetage).

Les types de socles les plus courants: E- fileté; Às - broche simple contact, Vré - broche à deux contacts(les lettres suivantes indiquent le diamètre du filetage ou de la base).

De plus, se concentrer R, sous-face cylindrique lisse SV quelques autres plinthes.

Dans le marquage des lampes à usage général, les lettres signifient: V - vide, G - rempli de gaz, B - rempli de gaz bispiral, BK - krypton bispiral.

La dépendance des caractéristiques des lampes à incandescence (LN) à la tension réellement fournie est d'une grande importance. Avec une augmentation de la tension, la température du filament augmente, la lumière devient plus blanche, le flux augmente rapidement et le rendement lumineux est un peu plus lent, ce qui réduit considérablement la durée de vie de la lampe.

Largement utilisées dans les installations d'éclairage, les lampes à mercure fluorescentes tubulaires à basse pression (LL) présentent un certain nombre d'avantages significatifs par rapport au LN; par exemple, rendement lumineux élevé, atteignant 75 lm/W ; longue durée de vie, atteignant jusqu'à 10 000 heures pour les lampes standard : possibilité d'utiliser une source lumineuse de composition spectrale variée avec un meilleur rendu des couleurs pour la plupart des types que les lampes à incandescence ; luminosité relativement faible (quoique aveuglante), ce qui dans certains cas est un avantage.

Les principaux inconvénients des lampes LL sont : la complexité relative du circuit de commutation ; puissance unitaire limitée et grandes tailles de puissance donnée ; impossibilité de commuter les lampes fonctionnant en courant alternatif sur le secteur courant continu: dépendance des caractéristiques à la température ambiante. Pour les lampes conventionnelles, la température ambiante optimale est de 18 à 25 ° C, lorsque la température s'écarte de l'optimum, le flux lumineux et l'efficacité lumineuse diminuent; à t
Selon les normes actuelles, dans lesquelles l'écart entre les valeurs d'éclairement pour les lampes à incandescence et à décharge ne dépasse dans la plupart des cas pas deux étapes, le rendement lumineux élevé et la longue durée de vie des lampes LL, ainsi que des lampes DRL, font eux dans la plupart des cas plus économiques que les lampes à incandescence.

Les avantages des lampes DRL sont : un rendement lumineux élevé (jusqu'à 55 lm/W) ; longue durée de vie (10 000 heures) ; compacité; résistance aux conditions environnementales (sauf pour les très basses températures).

Les inconvénients des lampes DRL doivent être pris en compte: la prédominance de la partie bleu-vert dans le spectre des rayons, conduisant à un rendu des couleurs insatisfaisant, ce qui exclut l'utilisation de lampes dans les cas où les objets de distinction sont les visages ou les surfaces peintes; la capacité de travailler uniquement sur courant alternatif; la nécessité de s'allumer via le starter de ballast; la durée de l'allumage à la mise sous tension (environ 7 minutes) et le début du rallumage même après une très courte interruption de l'alimentation de la lampe après refroidissement (environ 10 minutes) ; pulsation du flux lumineux, supérieure à celle des lampes fluorescentes ; réduction significative du flux lumineux vers la fin de la durée de vie.

Les lampes à incandescence sont conçues pour des tensions de 12 à 20 V avec une puissance de 15 à 1500 watts. La durée de vie des lampes à incandescence à usage général est de 1000 heures.Le flux lumineux, mesuré en lumens, pour 1 W de puissance consommée par la lampe varie de 7 (pour les lampes à faible puissance) à 20 lm/W (pour les lampes à forte puissance). Les flacons des lampes à incandescence sont remplis de gaz neutre (azote, argon, krypton), ce qui augmente la durée de vie du filament de tungstène et augmente l'efficacité des lampes.

Actuellement, les lampes à incandescence à miroir des types ZK et ZSh sont produites pour une tension accrue: 220-230, 235-245 V.

Les lampes à incandescence halogènes de type KG-240 (tubulaires à filament de tungstène dans une ampoule à quartz) d'une puissance de 1000, 1500 et 2000 W se sont généralisées en raison de leur rendement lumineux accru.

Les lampes fluorescentes sont un tube de verre rempli de gaz - argon, dont la surface intérieure est recouverte d'un luminophore. Il y a aussi une goutte de mercure dans le tube. Lorsqu'il est connecté à un réseau électrique, de la vapeur de mercure se forme dans la lampe et produit une lumière proche de la lumière du jour.

L'industrie électrique produit une série de lampes LL à faible consommation d'énergie conçues pour l'éclairage général et local des locaux industriels, publics et administratifs (LB18-1, LB36, LDTs18, LB58). Pour les locaux d'habitation, on utilise des lampes LEC18, LEC36, LEC58 qui, par rapport aux LL standard d'une puissance de 20, 40 et 65 W, ont une efficacité accrue, une consommation d'électricité réduite de 7 à 8%, une consommation de matériau inférieure, fiabilité accrue pendant le stockage et le transport. Pour les locaux administratifs, ils produisent des LL avec un rendu des couleurs amélioré (LETS et LTBTSTS) d'une puissance de 8 à 40 watts. Les lampes ont une forme linéaire et bouclée (en forme de U et de W, annulaire). Toutes les lampes, à l'exception des lampes annulaires, ont des bases à deux broches aux extrémités.

Selon le spectre de la lumière émise, LL est divisé en types: LB - blanc, LHB - blanc froid, LTB - blanc chaud, LD-jour et LDC - rendu des couleurs correct pendant la journée.

Les lampes à arc au mercure haute pression à correction de couleur DRL sont constituées d'une ampoule en verre recouverte d'un luminophore, à l'intérieur de laquelle est placé un tube à décharge en quartz rempli de vapeur de mercure.

Les lampes aux halogénures métalliques à décharge DRI sont produites avec une efficacité lumineuse de 75 à 100 lm / W avec une durée de combustion de 2000 à 5000 heures.Ces lampes offrent un meilleur rendu des couleurs que les lampes DRL.

Pour éclairer les pièces sèches, poussiéreuses et humides, des lampes à miroir aux halogénures métalliques de type DRIZ sont produites.

Les lampes au sodium HPS d'une puissance de 400 et 700 W émettent une lumière blanc doré ; leur efficacité lumineuse est de 90-120 lm/W, la durée de combustion est supérieure à 2500 heures.

1. 
   Classification et paramètres de base des sources lumineuses électriques

Les sources de lumière électrique selon la façon dont elles génèrent un rayonnement peuvent être divisées en Température(lampes à incandescence) et fluorescent(lampes fluorescentes et à décharge).

Les principaux paramètres des sources lumineuses électriques : tension d'alimentation ; puissance nominale ; efficacité lumineuse, mesurée en lumens par watt (lm/W) ; courants de démarrage et de fonctionnement ; flux lumineux nominal ; baisse du flux lumineux après une certaine période de fonctionnement ; durée de vie moyenne de la lampe.

1.1. Lampes incandescentes

Pour l'éclairage, les lampes électriques à incandescence sont encore largement utilisées, en raison de leur facilité d'utilisation et d'intégration dans le réseau, de leur fiabilité et de leur compacité.

Le principal inconvénient des lampes à incandescence est leur faible efficacité (environ 2%), c'est-à-dire que les lampes à incandescence chauffent plus qu'elles ne brillent. La durée de vie des lampes à incandescence est en moyenne de 1000 heures.Les lampes à incandescence sont très sensibles aux variations de la tension qui leur est fournie. Augmentation de la tension de 1 % supérieur à la valeur nominale entraîne une augmentation du flux lumineux de 4% et une diminution de la durée de vie de 13-14 %. Avec une diminution de la tension, la durée de vie augmente, mais le flux lumineux de la lampe diminue, ce qui affecte la productivité des travailleurs.

La durée de vie des lampes à incandescence est réduite avec leurs vibrations, les allumages et extinctions fréquents, la position non verticale. La lumière des lampes à incandescence diffère de celle naturelle par la prédominance des rayons de la partie jaune-rouge du spectre, ce qui déforme les couleurs naturelles des objets.

Les lampes à incandescence peuvent être vide(puissance type B de 15 à 25 W) et rempli de gaz(types G, B, BK avec puissance de 40 à 1500 W).

Les lampes à gaz de type G (monospirale) et B (bispirale) sont remplies d'argon additionné de 12 à 16% d'azote.

Structurellement, une lampe bispirale diffère d'une lampe monospirale en ce que ses filaments se présentent sous la forme de doubles spirales, c'est-à-dire une spirale tordue à partir d'une spirale. L'efficacité lumineuse de ces lampes est d'environ 10 % supérieure à celle des lampes conventionnelles (monospirales).

Les lampes bispirales remplies de krypton (lampes de type BK) diffèrent extérieurement par leur forme en champignon et ont une efficacité lumineuse de 10 à 20 % supérieure à celle des lampes remplies d'argon. En raison du coût élevé du gaz krypton, les lampes de type BK sont produites de 40 à 100 watts.

A noter qu'un filament de tungstène peut être plié non seulement en une spirale et une double spirale, mais aussi en une triple spirale et former diverses formes structurelles (cylindrique, annulaire, rectangulaire, etc.). Échelle de puissance nominale pour les lampes à incandescence à usage général (W) : 15, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750, 1000.

Les lampes d'une puissance de 15 et 25 W sont produites sous vide, 40-100 W - bicoil avec remplissage d'argon ou de krypton, 150 W - monocoil ou bicoil et 200 W et plus - monocoil avec remplissage d'argon. Efficacité lumineuse des lampes 7-18 lm/W.

Pour les lampes d'une puissance de 15 à 200 W, on utilise un culot E27/27, pour les lampes d'une puissance de 300 W avec un flacon de 184 mm de long - un culot E27/30, pour les lampes d'une puissance de 300 à 1000 W - un culot E40/45.

Les lampes d'une puissance allant jusqu'à 300 W peuvent être produites à la fois dans des flacons transparents et dépolis (MT), opale (O), lait (ML). Notez que l'opale est un minéral de la sous-classe des hydroxydes (SiO 2 x nH 2 O).

Symboles pour les lampes à incandescence à usage général: le mot "lampe", le type de remplissage et le corps du filament, le type d'ampoule de la lampe (si elle est opaque), la plage de tension, la puissance nominale, le numéro GOST. Par exemple, la désignation "Lampe B 125-135-25 GOST 2239-79" signifie : une lampe à vide, une ampoule transparente pour une tension de 125-135 V, une puissance de 25 W, fabriquée conformément à GOST 2239- 79.

La désignation "Lampe GMT 220-230-150 GOST 2239-79" se lit comme suit : une lampe à argon monospirale remplie de gaz dans une ampoule dépolie pour une tension de 220-230 V, une puissance de 150 W, fabriquée conformément à GOST 2239-79.

Les lampes à incandescence pour l'éclairage local sont fabriquées pour 12 V avec une puissance de 15 à 60 W et pour 24 et 36 V avec une puissance de 25, 40, 60 et 100 W. La désignation de ces lampes, par exemple MO-36-60 ou MO-12-40, signifie : une lampe à incandescence pour éclairage local avec une tension de 36 V avec une puissance de 60 W et une lampe à incandescence pour éclairage local avec une tension de 12 V avec une puissance de 40 W. De plus, des lampes à incandescence miniatures de type MN sont produites pour une tension de 1,25 V avec une puissance de 0,313 W ; Puissance 2,3 V 3,22 W ; Puissance 2,5 V 0,725 W, 1,35 W, 2,8 W ; Puissance 36V 5.4W. Le flux lumineux des lampes peut diminuer avec le temps. Il existe des normes pour réduire le flux lumineux de chaque lampe après 750 heures de fonctionnement à la tension nominale.

Récemment, les lampes à incandescence, dont les ampoules sont recouvertes d'un miroir ou d'une couche réfléchissante diffuse blanche, se sont généralisées. Ces lampes sont appelées luminaires. La partie miroir du ballon reçoit la forme appropriée afin d'obtenir une certaine courbe d'intensité lumineuse (Fig. 2.2). Étant donné que les lampes à revêtement réfléchissant ont la courbe d'intensité lumineuse nécessaire, des dispositifs d'éclairage sans dispositifs optiques sont utilisés pour leur application, ce qui réduit considérablement le coût des lampes pour eux. Ces lampes n'ont pas besoin d'être nettoyées et leur flux lumineux est plus stable pendant le fonctionnement.

Les lampes à incandescence à couches réfléchissantes (luminaires) sont divisées en: lampes d'éclairage général à couche diffuse (D) de type NHD (lampes à incandescence remplies d'argon, monospirales à couche diffuse); lampes d'éclairage local à couche diffuse de type MOD; lampes à miroir à distribution lumineuse moyenne (G) type NZS ; lampes à miroir à distribution lumineuse large (W) de type ZN27-ZN28 ; lampes à miroir à distribution lumineuse concentrée type NZK; lampes à miroir pour l'éclairage local type MOZ.

Les lampes d'éclairage général à couche diffuse de type NGD sont fabriquées pour une tension de 127 V avec une puissance de 20, 60, 100, 150 et 200 W et pour une tension de 220 V avec une puissance de 40, 100, 150, 200 et 300 W.

Les lampes d'éclairage local à couche diffuse de type MOD sont fabriquées pour une tension de 12 V avec une puissance de 25, 40 et 60 W et pour une tension de 36 V avec une puissance de 40, 60 et 100 W.

Les lampes à miroir avec un répartiteur de lumière moyen (G) de type NZS sont produites pour une tension de 127 et 220 V avec une puissance de 40, 60, 75 et 100 W.

Les lampes SLR à distribution lumineuse large (W) de type ZN30 sont produites uniquement pour une tension de 220 V avec une puissance de 300, 500, 750 et 1000 W.

Les lampes SLR à répartition lumineuse concentrée de type NZK sont produites pour des tensions de 127 et 220 V avec une puissance de 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750 et 1000 W. La durée de vie de toutes les lampes pour une tension de 220 V et des lampes d'une puissance de 150 à 1000 W pour une tension de 127 V est de 1500 heures.

Les lampes à miroir pour éclairage local de type MOZ ne sont disponibles que pour une tension de 36 V avec une puissance de 40, 60 et 100 watts.

La durée de vie de toutes les lampes non mentionnées ci-dessus est de 1000 heures.L'efficacité lumineuse des lampes est de 8,5-20,6 lm/W.

L'industrie produit également des lampes à incandescence halogènes dont la durée de vie est de 2000 heures ou plus, soit 2 fois plus longtemps que les lampes indiquées ci-dessus.

L'iode est ajouté à la composition du remplissage gazeux de l'ampoule d'une lampe à incandescence halogène, ce qui, dans certaines conditions, assure le transfert inverse des particules de tungstène évaporées des parois de l'ampoule de la lampe vers le corps incandescent. C'est cette circonstance qui permet de doubler la durée de vie d'une lampe à incandescence avec une efficacité lumineuse accrue. Les lampes halogènes ont des corps de filament linéaires et compacts. Les corps chauffants linéaires sont réalisés sous la forme d'une longue spirale (le rapport de la longueur de la spirale au diamètre est supérieur à 10), qui est placée dans un ballon tubulaire en quartz avec des entrées d'extrémité. Les filaments compacts ont une spirale plus courte. Ces lampes ont également une ampoule plus petite.

Désignation des lampes halogènes : KG220-1000-5 - lampe halogène avec une ampoule en verre de quartz, iode, tension 220 V, puissance 1000 W, numéro de conception 5 ; KGM (petit) pour tension 30, 27 et 6 V.

Les lampes à incandescence halogènes tubulaires sont disponibles pour 220 V avec une puissance de 1000, 1500, 2000, 5000 et 10 000 W, ainsi que pour une tension de 380 V avec une puissance de 20 000 W. Le flux lumineux des lampes halogènes va de 22 klm (lampes 1000 W) à 260 klm (lampes 10 000 W). Le rendement lumineux de ces lampes est de 22-26 lm/W.

En raison de l'instabilité de la tension d'alimentation, des lampes à incandescence sont actuellement produites qui permettent un écart de tension de l'ordre de ± 5 V par rapport à celui calculé. La plage de tension est indiquée sur la lampe, par exemple 125-135V, 215-225V, 220-230V, 225-235V, 230-240V.

Pour haute tension réseau électrique des lampes à incandescence spéciales sont produites pour une tension nominale de 235 V et 240 V. Ici, la plage de tension est de 230-240 V et 235-245 V. La tension nominale de 240 V est utilisée uniquement pour les lampes d'une puissance de 60, 100 et 150W. Les lampes pour des tensions de 235 et 240 V ne doivent pas être utilisées avec une tension secteur stable de 230 V en raison d'une forte diminution de leur flux lumineux dans un tel réseau.

1.2. Lampes fluorescentes basse pression

Les lampes tubulaires fluorescentes à basse pression sont un tube de verre scellé aux deux extrémités, dont la surface intérieure est recouverte d'une fine couche de phosphore. La lampe a été évacuée et remplie d'un gaz inerte, l'argon, à très basse pression. Une goutte de mercure est placée dans la lampe qui, lorsqu'elle est chauffée, se transforme en vapeur de mercure.

Les électrodes des lampes au tungstène ressemblent à une petite spirale recouverte d'un composé spécial (oxyde) contenant des sels de carbonate de baryum et de strontium. Parallèlement à la spirale se trouvent deux électrodes rigides en nickel, chacune étant reliée à l'une des extrémités de la spirale.

Dans les lampes fluorescentes à basse pression, un plasma constitué de vapeurs de métal et de gaz ionisés émet à la fois dans les parties visible et ultraviolette du spectre. À l'aide de luminophores, les rayons ultraviolets sont convertis en rayonnement visible à l'œil.

Les lampes basse pression tubulaires fluorescentes à décharge en arc dans la vapeur de mercure en fonction de la couleur du rayonnement sont divisées en lampes à lumière blanche (type LB), lampes à lumière blanche chaude (LTB), lumière du jour avec correction des couleurs (CLC).

Échelle de puissance nominale pour lampes fluorescentes (W) : 15, 20, 30, 40, 65, 80.

Les caractéristiques de conception de la lampe sont indiquées par des lettres suivant les lettres indiquant la couleur de la lampe (P - reflex, U - en forme de Y, K - anneau, B - démarrage rapide, A - amalgame).

La dite lampes fluorescentes économes en énergie, ayant une conception d'électrode plus efficace et un luminophore amélioré. Cela a permis de fabriquer des lampes à puissance réduite (18 W au lieu de 20 W, 36 W au lieu de 40 W, 58 W au lieu de 65 W), avec un diamètre d'ampoule réduit de 1,6 fois et un rendement lumineux accru.

Les lampes à lumière blanche de type LB fournissent le flux lumineux le plus élevé de tous les types de lampes répertoriés de même puissance. Ils reproduisent approximativement la couleur de la lumière du soleil et sont utilisés dans des pièces où une fatigue oculaire importante est requise de la part des travailleurs.

Les lampes blanc chaud de type LTB ont une teinte rose prononcée et sont utilisées lorsqu'il est nécessaire d'accentuer les tons roses et rouges, par exemple, dans le rendu des couleurs d'un visage humain.

La couleur des lampes fluorescentes de type LD est proche de la couleur des lampes fluorescentes à couleur corrigée de type LDC.

Les lampes à lumière blanche froide du type LHB occupent une position de couleur intermédiaire entre la lumière blanche et les lampes lumière du jour à couleur corrigée et, dans certains cas, sont utilisées à égalité avec ces dernières.

La durée de combustion moyenne des lampes fluorescentes est d'au moins 12 000 heures.

Flux lumineux de chaque lampe après 70 % la durée moyenne de combustion doit être d'au moins 70% du flux lumineux nominal.

La luminosité de surface moyenne des lampes fluorescentes varie de 6 à 11 cd/m 2 . L'efficacité lumineuse des lampes de type LB varie de 50,6 à 65,2 lm/W.

Les lampes fluorescentes, lorsqu'elles sont connectées à un réseau de courant alternatif, émettent un flux lumineux qui varie dans le temps. Le coefficient de pulsation du flux lumineux est de 23% (pour les lampes de type LDC - 43 %). Avec une augmentation de la tension nominale, le flux lumineux et la puissance consommée par la lampe augmentent.

Des lampes fluorescentes érythèmes et bactéricides sont également disponibles. Leurs flacons sont en verre spécial qui transmet le rayonnement ultraviolet. Dans les lampes à érythème, un phosphore spécial est utilisé pour convertir le rayonnement d'une décharge de mercure en rayonnement ultraviolet avec une gamme de longueurs d'onde qui provoque le plus souvent des coups de soleil (érythème) de la peau humaine. De telles lampes sont utilisées dans des installations d'irradiation ultraviolette artificielle de personnes et d'animaux. Les lampes germicides sont utilisées dans les installations de désinfection de l'air ; Ces lampes n'ont pas de luminophore.

Les lampes fluorescentes sont conçues pour un fonctionnement normal à une température ambiante de +15...+40 °C. En cas de baisse de température, la pression des vapeurs d'argon et de mercure chute fortement et l'allumage, ainsi que la combustion de la lampe, s'aggravent.

Plus la durée de fonctionnement de la lampe est longue, moins elle est allumée, c'est-à-dire moins la couche d'oxyde des électrodes s'use. L'abaissement de la tension fournie à la lampe, ainsi que l'abaissement de la température ambiante, contribuent à une usure plus intense de l'oxyde d'électrode. Lorsque la tension chute de 10 à 15%, la lampe peut ne pas s'allumer ou son inclusion sera accompagnée de clignotements répétés. L'augmentation de la tension facilite le processus d'allumage de la lampe, mais réduit son rendement lumineux.

Inconvénients des lampes fluorescentes : réduction du facteur de puissance du réseau électrique, création de parasites radio et effet stroboscopique dus à la pulsation du flux lumineux, etc.

L'effet stroboscopique consiste à créer chez une personne sous un éclairage fluorescent l'illusion qu'un objet se déplaçant (tournant) à une certaine vitesse est au repos ou se déplaçant (tournant) dans le sens opposé. Dans les conditions de production, il est dangereux pour la vie et la santé humaines. Parallèlement, l'effet stroboscopique permet de vérifier le bon fonctionnement des compteurs électriques. Sur le disque rotatif du compteur électrique, il y a des évidements enfoncés (marques). Si vous regardez le disque d'en haut, éclairé par une lumière fluorescente, alors si le disque se déplace correctement, il semble que les évidements (marques) soient au repos.

Pour éliminer les phénomènes de stroboscopie, réduire les interférences radio et améliorer le facteur de puissance, des schémas spéciaux d'allumage des lampes fluorescentes sont utilisés.

1.3. Lampes fluorescentes à haute pression

Les lampes au mercure à haute pression de type DRL (arc mercure fluorescent) sont produites avec une puissance de 50, 80, 125, 175, 250, 400. 700, 1000 et 2000 W.

La lampe DRL se compose d'un récipient en verre de forme ellipsoïde (flacon), sur la surface intérieure duquel une couche de phosphore - fluorogermanate de magnésium (ou arséniate de magnésium) est appliquée. Pour maintenir la stabilité des propriétés du luminophore, le ballon est rempli de dioxyde de carbone. À l'intérieur du récipient en verre (flacon) se trouve un tube en verre de quartz rempli de vapeur de mercure à haute pression. Lorsqu'une décharge électrique se produit dans le tube, son rayonnement visible traverse une couche de luminophore qui, en absorbant le rayonnement ultraviolet du tube à décharge en quartz, le transforme en rayonnement rouge visible.

La durée moyenne de fonctionnement des lampes DRL varie de 6 000 heures (lampes d'une puissance de 80 et 125 W) à 10 000 heures (lampes d'une puissance de 400 W ou plus).

Pour les lampes DRL, le pourcentage de rayonnement rouge est également réglementé (6 et 10%). La tension secteur nominale pour toutes les lampes DRL est de 220 V. Le coefficient d'ondulation des lampes DRL est de 61 à 74 %.

Les sources lumineuses les plus modernes comprennent les lampes aux halogénures métalliques, dans lesquelles des iodures de sodium, de thallium et d'indium sont ajoutés à la décharge de mercure afin d'augmenter l'efficacité lumineuse des lampes. Les lampes aux halogénures métalliques de type DRI (arc iodure de mercure) ont des ampoules ellipsoïdales ou cylindriques, à l'intérieur desquelles est placé un brûleur cylindrique en quartz. A l'intérieur de ce brûleur, une décharge se produit dans les vapeurs métalliques et leurs iodures.

La puissance des lampes DRI est de 250, 400, 700, 1000, 2000 et 3500 watts. Le rendement lumineux des lampes DRI est de 70-95 lm/W.

L'efficacité lumineuse des lampes au sodium à haute pression atteint 100-130 lm/W. Dans ces lampes, un tube à décharge en oxyde d'aluminium semi-cristallin est placé à l'intérieur d'une ampoule cylindrique en verre, inerte à la vapeur de sodium et transmettant bien son rayonnement. La pression dans le tube est d'environ 200 kPa. A cette pression, les raies de résonance du sodium se dilatent, occupant une certaine bande spectrale, à la suite de quoi la couleur de la décharge devient plus blanche. La durée des lampes est de 10 à 15 000 heures.

Pour l'éclairage de grandes surfaces, des lampes tubulaires sans ballast au xénon puissantes (5, 10, 20 et 50 kW) de type DKst sont utilisées. Ils sont allumés à l'aide d'un dispositif d'amorçage qui génère une impulsion de tension haute fréquence haute tension (jusqu'à 30 kV), sous l'influence de laquelle une décharge au xénon se produit dans la lampe.

Les lampes d'une puissance de 5 kW ont une tension nominale de PO V, une puissance de 10 kW - une tension de 220 V, une puissance de 20 et 50 kW - une tension de 380 V. Le rendement lumineux de ces lampes est de 17,6 à 32 lm/W.

2. Schémas d'alimentation pour lampes fluorescentes

Les lampes fluorescentes sont connectées au réseau en série avec une réactance inductive (starter), qui assure la stabilisation du courant alternatif dans la lampe.

Le fait est qu'une décharge électrique dans un gaz est instable, lorsque de légères fluctuations de tension provoquent une forte variation du courant dans la lampe.

On distingue les schémas de puissance de lampe suivants: allumage par impulsions, allumage rapide, allumage instantané.

Dans le circuit d'allumage par impulsions (Fig. 1), le processus d'allumage est assuré par un démarreur (starter). Ici, les électrodes sont d'abord chauffées, puis une impulsion de tension instantanée se produit. Le démarreur est une ampoule à décharge miniature à deux électrodes. L'ampoule d'une ampoule électrique est remplie de néon, un gaz inerte. L'une des électrodes de démarrage est rigide et fixe, et l'autre est bimétallique, se pliant lorsqu'elle est chauffée. Dans l'état normal, les électrodes de démarrage sont ouvertes. Au moment où le circuit est connecté au réseau, la pleine tension du réseau est appliquée aux électrodes de la lampe et du démarreur, car il n'y a pas de courant dans le circuit de la lampe et, par conséquent, la perte de tension dans l'inductance est nulle . La tension appliquée aux électrodes de démarrage provoque une décharge de gaz dans celles-ci, qui à son tour assure le passage d'un petit courant (centièmes d'ampère) à travers les électrodes de la lampe et l'inductance. Sous l'action de la chaleur générée par le courant qui passe, la plaque bimétallique, en se pliant, ferme le démarreur court-circuité, à la suite de quoi le courant dans le circuit augmente à 0,5-0,6 A et les électrodes de la lampe chauffent rapidement. Une fois les électrodes de démarrage fermées, la décharge de gaz s'y arrête, les électrodes refroidissent puis s'ouvrent. Une coupure instantanée du courant dans le circuit provoque l'apparition d'une force électromotrice d'auto-induction dans l'inductance sous la forme d'un pic de tension, ce qui conduit à l'allumage de la lampe, dont les électrodes se révèlent à ce moment-là être brûlant. Après l'allumage de la lampe, la tension à ses bornes est d'environ la moitié de la tension du secteur. Le reste de la tension est éteint à la manette des gaz. La tension appliquée au démarreur (la moitié du réseau) est insuffisante pour qu'il fonctionne à nouveau.

Riz. 1. Circuit d'impulsion pour connecter une lampe fluorescente au réseau :

1 - démarreur (démarreur); 2 - lampe; 3 - accélérateur.

Dans le circuit d'allumage rapide (Fig. 2), les électrodes de la lampe sont connectées à des enroulements séparés d'un transformateur à incandescence spécial. Lorsqu'une tension est appliquée à une lampe non brûlante, la perte de tension dans l'inducteur sera faible, l'augmentation de la tension des enroulements de filament est complètement appliquée aux électrodes, qui chauffent rapidement et fortement, et la lampe peut s'allumer à la tension secteur normale. Au moment de la décharge dans la lampe, le courant de filament du ballast diminue automatiquement.

Riz. 2. Schéma d'allumage rapide de la lampe fluorescente :

1 - accélérateur; 2 - lampe; 3 - transformateur à filaments.

Le circuit d'allumage instantané (Fig. 3) utilise un starter de transformateur et un circuit résonant séparé, ce qui crée une tension accrue (6 à 7 fois supérieure à la tension de travail) sur la lampe au moment de l'allumage. Les schémas d'allumage instantané ne sont utilisés que dans certains cas, par exemple dans les salles explosives avec des lampes contenant des électrodes renforcées spéciales. Les électrodes des lampes de type normal dans le circuit illustré à la fig. 3, s'use rapidement. La haute tension appliquée à la lampe au moment initial est dangereuse pour le personnel d'exploitation.

Riz. 3. Schéma d'allumage instantané d'une lampe fluorescente

1 - lampe; 2 - condensateur; 3 - transformateur d'arrêt.

Le bruit est produit lorsque les manettes des gaz sont actionnées. Pour assurer le courant et la tension nécessaires aux bornes de la lampe en mode de démarrage et de fonctionnement, augmenter le facteur de puissance, réduire l'effet stroboscopique et réduire le niveau d'interférence radio, des ballasts spéciaux sont fixés aux lampes fluorescentes. Les ballasts comprennent des inductances, des condensateurs (pour augmenter le facteur de puissance et supprimer les interférences radio) et des résistances placés dans un boîtier métallique commun et remplis de masse bitumineuse.

Selon la méthode d'allumage, les ballasts sont divisés en trois groupes: démarreur (symbole UB), allumage rapide et instantané (symbole AB).

Les principaux types de ballasts pour lampes fluorescentes : 1UBI-40/220-VP-600U4 ou 2UBI-20/220-VPP-110KhL4, ce qui signifie ce qui suit : le premier chiffre indique le nombre de lampes allumées avec l'appareil ; UB - ballast de démarrage ; Et - déphasage inductif du courant consommé par l'appareil (peut-être E - capacitif ou K - compensé, c'est-à-dire effet stroboscopique compensateur); 40 et 20 - puissance de la lampe, W; 220 - tension d'alimentation, V; B - appareil intégré (peut-être H - indépendant); P - avec niveau de bruit réduit ; PP - avec un niveau de bruit particulièrement faible ; 600 et logiciel - numéro de série ou modification du ballast ; U et HL - le ballast est conçu pour fonctionner dans des zones à climat tempéré ou froid, respectivement (il peut également s'agir de TV - climat tropical humide ; TS - climat tropical sec ; T - tropical humide et sec ; 0 - tout climat terrestre) ; 4 - placement dans des pièces à climat contrôlé artificiellement (peut être 1 - à l'extérieur; 2 - pièces mal isolées de l'air ambiant et des hangars; 3 - pièces ordinaires ventilées naturellement; 5 - pièces à forte humidité et pièces souterraines non ventilées).

Les ballasts pour lampes fluorescentes à arc au mercure (DRL), iodure de mercure à arc (DRI), lampes au sodium à haute pression (NLVD) sont désignés comme suit : 1DBI-400DRL / 220-N ou 1DBI-400DNaT / 220-V. Ici DB est un starter de ballast; DRL et DNAT - type de lampe (DNaT signifie la même chose que NLVD); H - ballast indépendant.

Schéma de câblage Les ballasts à deux lampes de démarrage sont illustrés à la fig. quatre.

Riz. 4. Le circuit électrique du ballast de démarrage 2 UBI pour deux lampes

1 - accélérateur; 2 - lampes; 3 - entrées.

Les démarreurs pour lampes fluorescentes à mercure à arc de type DRL sont constitués d'un starter (Fig. 5).

Fig.5. Schéma d'allumage des lampes de type DRL à travers un starter.

1 - accélérateur; 2 - lampe; C est un condensateur.

Pour allumer les lampes DRI et HPS, des ballasts avec des dispositifs d'allumage pulsés unifiés sont utilisés, dont les principaux éléments sont des thyristors à diodes (Fig. 6). Ici, cependant, le rallumage d'une lampe éteinte non équipée d'une unité spéciale pour le rallumage instantané n'est possible qu'après refroidissement, c'est-à-dire après 10 à 15 minutes.

Fig. 6 Schéma d'allumage des lampes de type DRI ou DNAT.

1 - dispositif d'allumage par impulsions ; 2 - accélérateur de ballast

3. Quantités d'éclairage de base

La quantité de lumière émise par une source est appelée flux lumineux et est noté F. L'unité de flux lumineux - lumen(lm).

Le flux lumineux contenu dans l'angle solide , au sommet duquel se trouve une source lumineuse ponctuelle de force J, est déterminé par la formule Ф = J.

Le pouvoir de la lumière J est la densité du flux lumineux dans un sens ou dans l'autre ; mesurée en candelas (cd).

Candéla- c'est l'intensité lumineuse émise depuis une surface de 1/600 000 m 2 de la section d'un émetteur plein dans une direction perpendiculaire à cette section, à une température d'émetteur égale à la température de solidification du platine (2045 K) et une pression de 101 325 Pa.

Angle solide in est égal au rapport de la surface o, coupée sur la sphère par un cône dont le sommet est au point S, au carré de rayon r (Fig. 2.1). Si r = 1, alors l'angle solide est numériquement égal à l'aire de la surface découpée par le cône sur la sphère de rayon unitaire. L'unité de l'angle solide est stéradien(cf.).

Ainsi, la lumière est le produit de la candela par le stéradian. L'éclairement de la surface de travail sera d'autant meilleur que le flux lumineux tombe sur cette surface est important. Le degré d'éclairement de la surface, c'est-à-dire la densité du flux lumineux vers la surface éclairée, est caractérisé par l'éclairement E, qui se mesure en suites(D'ACCORD). Si un flux lumineux égal à 1 lm tombe sur 1 m 2 de n'importe quelle surface, alors l'éclairement E sera de 1 lux, soit lm/m 2.

Lorsque la surface de travail est éclairée, des détails clairs et sombres s'y distinguent, différant par leur luminositéje., qui dépend non seulement de l'éclairement, mais aussi des propriétés réfléchissantes de la surface. La luminosité détermine la sensation lumineuse reçue par les yeux. Si la luminosité de la surface est très faible, il est difficile d'en distinguer les détails, et inversement, si la luminosité est très élevée, la surface aveugle les yeux. La luminosité est égale au rapport de l'intensité lumineuse à la surface de projection du corps réfléchissant (rayonnant) dans une direction donnée; mesuré en candela par mètre carré (cd / m 2).

4. Précautions de sécurité lors de l'entretien des installations d'éclairage électrique

L'organisation des travaux sur la sécurité aux objets des travaux électriques prévoit : la désignation de personnes responsables de la sécurité des travaux (contremaître, chefs de chantier, contremaîtres et contremaîtres des équipes d'installation) ; séance d'information sur méthodes sûres travailler sur le lieu de travail; accrocher des affiches d'avertissement, installer des clôtures, nommer des personnes de service lors de l'exécution de travaux d'installation dangereux pour les autres.

Tous les travaux d'installation sur des pièces conductrices de courant ou à proximité de celles-ci doivent être effectués hors tension.

Lors de l'installation d'installations électriques, diverses machines, mécanismes et dispositifs sont utilisés pour faciliter le travail des monteurs et garantir des conditions de travail sûres. Une mauvaise manipulation des moyens de mécanisation indiqués peut entraîner des blessures.

Dans la pratique électrique, les véhicules spéciaux et les ateliers mobiles sont largement utilisés. Ainsi, un véhicule spécial de type SK-A avec remorque est conçu pour transporter et poser des câbles dans des tranchées en terre. Pour l'installation de lignes aériennes, des tours télescopiques sont utilisées, équipées d'un panier dans lequel l'installateur peut être élevé jusqu'à une hauteur de 26 m. Pour soulever les supports et les parties structurelles de la ligne aérienne, des grues à flèche sur roues et sur chenilles sont utilisé.

Dans les travaux électriques, un outil de travail électrifié est utilisé. Par des mesures de protection contre les dommages choc électrique les outils à main électrifiés sont divisés en 3 classes :

Classe I - machines avec isolation de toutes les pièces sous tension ; la fiche a un contact de mise à la terre ;

Classe II - machines dans lesquelles toutes les pièces sous tension ont une isolation double ou renforcée; ces machines ne disposent pas de dispositifs de mise à la terre ;

Classe III - machines pour une tension nominale ne dépassant pas 42 V.

La tension nominale des machines à courant alternatif des classes I et II ne doit pas dépasser 380 V.

Les outils électriques comprennent :

Machines électriques manuelles de forage avec moteurs collecteurs monophasés pour une tension nominale de 220 V et avec moteurs asynchrones triphasés pour une tension nominale de 36 et 220 V ;

Marteau électrique conçu pour percer des ouvertures et des niches dans la maçonnerie et le béton lors de l'installation de passages à travers les murs et les plafonds, lors de l'installation de panneaux de groupe et de blindages en cas de câblage électrique caché (tension nominale du moteur 220 V);

Perforateur électrique conçu pour percer des trous profonds d'un diamètre allant jusqu'à 32 mm dans les murs et les plafonds de bâtiments en brique ou en béton jusqu'à une profondeur de 700 mm;

Sillonneur électrique conçu pour couper des sillons dans des murs en briques pour la pose de fils de câblage électrique caché (la largeur du sillon coupé est de 8 mm à une profondeur de 20 mm).

Seuls les travailleurs ayant suivi une formation en sécurité industrielle sont autorisés à travailler avec des machines électriques manuelles. Chaque machine doit avoir un numéro d'inventaire.

Les machines électriques manuelles sont interdites d'utilisation dans les locaux explosifs, ainsi que dans les locaux présentant un environnement chimiquement actif qui détruit le métal et l'isolation.

Les machines qui ne sont pas protégées contre les éclaboussures ne doivent pas être utilisées à l'extérieur par temps de pluie ou de neige.

Avant de travailler avec la machine, il est nécessaire de vérifier l'intégralité et la fiabilité des pièces de fixation, l'état de fonctionnement du câble (cordon) et de la fiche, l'intégrité des parties isolantes du corps, les couvercles de la poignée et du porte-balais, la présence de capots de protection, le fonctionnement de l'interrupteur et le fonctionnement de la machine au ralenti. Lors de l'utilisation de machines de classe I, il est nécessaire d'utiliser un équipement de protection électrique individuel (gants diélectriques).

Pour changer l'outil de coupe, régler, lors du transport d'une machine manuelle et pendant les pauses de travail, il doit être éteint.

Il est interdit de faire fonctionner une machine électrique manuelle en présence d'au moins un des défauts suivants : détérioration de la prise de courant, du câble (cordon) ou de leur gaine de protection ; endommagement du couvercle du porte-balais de la machine à moteur électrique collecteur; fonctionnement flou de l'interrupteur ; l'apparition de fumée, un feu généralisé sur le collecteur, une forte odeur d'isolant brûlé; fuite de lubrifiant; augmentation des cognements, du bruit, des vibrations ; rupture ou apparition de fissures dans le corps, la poignée ou la clôture de protection ; rupture de l'outil de coupe.

Les travaux d'installation de lignes électriques aériennes (réseaux d'éclairage extérieur) sont associés au levage de personnes et de matériaux à une hauteur à l'aide de machines et de mécanismes de levage. Dans ce cas, il existe un risque de blessure en cas de chute de supports ou d'autres structures, ainsi que des dommages causés par le courant de foudre lors d'un travail pendant un orage ou une tension induite des lignes voisines.

Pendant l'abaissement de l'extrémité inférieure du support dans la fosse, aucun travailleur ne doit s'y trouver. La montée au support doit être effectuée à l'aide d'une tour télescopique, de griffes de monteur, de regards, d'échelles. Afin d'éviter les ecchymoses et les blessures dues à la chute de pièces et d'outils d'une hauteur, il est interdit de se trouver sous le support de la tour et le panier pendant les travaux, il est interdit de faire tomber des objets de la hauteur du support.

Lors de l'enroulement d'un fil nu à partir d'un tambour, le travailleur doit travailler avec des gants de toile. Lors de l'installation de lignes d'une longueur supérieure à 3 km, les sections de fils montées doivent être court-circuitées et mises à la terre au cas où une tension induite apparaîtrait dans cette section à partir de lignes voisines ou d'un nuage orageux.

Pour poser le câble le long des murs ou des structures du bâtiment à une hauteur de 2 m ou plus, vous devez utiliser un échafaudage solide avec une clôture en forme de garde-corps et un panneau latéral (près du sol). La pose de câbles à partir d'échelles n'est pas autorisée. Le levage du câble pour le fixer sur les dispositifs de support de la structure du câble à une hauteur supérieure à 2 m doit être effectué à l'aide de lance-pierres et de poulies à main. Aux coins ligne de câble ne tirez pas sur le câble avec vos mains lorsque vous roulez. Lorsque le câble est chauffé en hiver avec un courant électrique de 220 V, sa gaine doit être mise à la terre afin d'éviter les blessures électriques en cas de court-circuit de l'âme conductrice de courant à l'armure en acier ou à la gaine en aluminium (plomb).

Pour lampes à arc ultra haute pression(LSVD) fait référence à des lampes fonctionnant à des pressions de 10 × 10 5 Pa et plus. Aux hautes pressions de gaz ou de vapeur métallique, avec une forte approche des électrodes, les régions proches de la cathode et proches de l'anode de la décharge sont réduites. La décharge est concentrée dans une zone étroite en forme de fuseau entre les électrodes et sa luminosité, en particulier près de la cathode, atteint des valeurs très élevées.

Une telle décharge d'arc est une source de lumière indispensable pour les dispositifs de projecteur et de projecteur, ainsi que pour un certain nombre d'applications spéciales.

L'utilisation de vapeur de mercure ou d'un gaz inerte dans les lampes leur confère un certain nombre de caractéristiques. La production de vapeur de mercure à la pression appropriée, comme le montre l'examen des lampes à mercure à haute pression, dans l'article "", est obtenue en dosant le mercure dans l'ampoule de la lampe. La décharge est allumée sous forme de mercure basse pression à température ambiante. Puis, à mesure que la lampe s'allume et chauffe, la pression augmente. La pression de fonctionnement est déterminée par la température constante de l'ampoule, à laquelle la puissance électrique fournie à la lampe devient égale à la puissance dissipée dans l'espace environnant par rayonnement et transfert de chaleur. Ainsi, la première caractéristique des lampes à mercure à ultra-haute pression est qu'elles s'enflamment assez facilement, mais ont une période de préchauffage relativement longue. Lorsqu'ils s'éteignent, le rallumage ne peut être effectué, en règle générale, qu'après un refroidissement complet. Lorsque les lampes sont remplies de gaz inertes, la décharge après allumage entre presque instantanément dans un état stable. L'allumage d'une décharge dans un gaz à haute pression présente certaines difficultés et nécessite l'utilisation de dispositifs d'allumage particuliers. Cependant, une fois la lampe éteinte, elle peut se rallumer presque instantanément.

La deuxième caractéristique qui distingue une décharge de mercure à ultra haute pression avec un arc court des décharges gazeuses correspondantes est son mode électrique. En raison de la grande différence entre les gradients de potentiel dans le mercure et les gaz inertes à la même pression, la tension de combustion de ces lampes est nettement plus élevée qu'avec le remplissage de gaz, grâce à quoi, à puissances égales, le courant de ces dernières est beaucoup plus important.

La troisième différence significative est le spectre d'émission qui, pour les lampes à gaz, correspond en composition spectrale à la lumière du jour.

Les caractéristiques notées ont conduit au fait que les lampes à arc sont souvent utilisées pour le tournage et la projection de films, dans les simulateurs de rayonnement solaire et dans d'autres cas lorsqu'une reproduction correcte des couleurs est requise.

Dispositif de lampe

La forme sphérique de l'ampoule de la lampe a été choisie à partir de la condition d'assurer une résistance mécanique élevée à des pressions élevées et de faibles distances entre les électrodes (figures 1 et 2). Un ballon sphérique en verre de quartz a deux longues jambes cylindriques diamétralement situées, dans lesquelles les entrées connectées aux électrodes sont scellées. La grande longueur de jambe est nécessaire pour retirer le plomb de l'ampoule chaude et le protéger de l'oxydation. Certains types de lampes au mercure ont une électrode d'allumage supplémentaire sous la forme d'un fil de tungstène soudé dans l'ampoule.

Figure 1. Vue générale des lampes à mercure-quartz à ultra-haute pression à arc court de différentes puissances, W :
un - 50; b - 100; dans - 250; g - 500; ré - 1000

Figure 2. Vue générale des lampes boules au xénon :
un- Lampe DC d'une puissance de 100 à 200 kW ; b- Lampe à courant alternatif de 1 kW ; dans- Lampe à courant alternatif de 2 kW ; g- Lampe CC 1 kW

Les conceptions des électrodes sont différentes selon le type de courant qui alimente la lampe. Lors du fonctionnement sur courant alternatif, pour lequel les lampes au mercure sont conçues, les deux électrodes ont la même conception (Figure 3). Ils diffèrent des électrodes des lampes tubulaires de même puissance par une plus grande masse, en raison de la nécessité de réduire leur température.

Figure 3. Électrodes pour lampes à mercure AC à arc court :
un- pour lampes jusqu'à 1 kW; b- pour lampes jusqu'à 10 kW; dans- électrode solide pour lampes puissantes ; 1 - noyau en tungstène déchiré ; 2 - une spirale de recouvrement en fil de tungstène ; 3 - pâte d'oxyde ; 4 - absorbeur de gaz ; 5 - base en poudre de tungstène frittée additionnée d'oxyde de thorium ; 6 - pièce forgée en tungstène

Lors du fonctionnement des lampes sur courant continu, la position de combustion de la lampe devient importante, qui ne doit être que verticale - anode vers le haut pour les lampes à gaz et de préférence anode vers le bas pour les lampes au mercure. L'emplacement de l'anode en bas réduit la stabilité de l'arc, ce qui est important en raison du contre-courant d'électrons dirigés vers le bas et de gaz chauds remontant vers le haut. La position haute de l'anode oblige à augmenter sa taille, car en plus de la chauffer du fait de la plus grande puissance dissipée à l'anode, elle est en outre chauffée par un flux de gaz chauds. Pour les lampes au mercure, l'anode est placée en bas afin d'assurer un chauffage plus uniforme et, par conséquent, de réduire le temps de préchauffage.

En raison de la faible distance entre les électrodes, les lampes à boule de mercure peuvent fonctionner en courant alternatif à partir d'un secteur de 127 ou 220 V. kW - (20 - 10) × 10 5 Pa.

Les lampes à ultra haute pression à ampoule sphérique sont le plus souvent remplies de xénon en raison de la commodité de son dosage. La distance entre les électrodes est de 3 à 6 mm pour la plupart des lampes. Pression de xénon dans une lampe froide (1 - 5) × 10 5 Pa pour les lampes d'une puissance de 50 W à 10 kW. De telles pressions rendent les lampes à ultra haute pression explosives même lorsqu'elles ne sont pas utilisées et nécessitent l'utilisation de boîtiers spéciaux pour leur stockage. En raison de la forte convection, les lampes ne peuvent fonctionner qu'en position verticale, quel que soit le type de courant.

rayonnement de la lampe

La luminosité élevée des lampes à boule de mercure à arc court est obtenue grâce à l'augmentation du courant et à la stabilisation de la décharge au niveau des électrodes, qui empêchent l'expansion du canal de décharge. En fonction de la température de la partie travaillante des électrodes et de leur conception, différentes distributions de luminosité peuvent être obtenues. Lorsque la température des électrodes est insuffisante pour assurer le courant d'arc dû à l'émission thermionique, l'arc se contracte au niveau des électrodes en petits points lumineux brillants et acquiert une forme de fuseau. La luminosité à proximité des électrodes atteint 1000 Mcd/m² ou plus. La petite taille de ces régions conduit au fait que leur rôle dans le flux de rayonnement total des lampes est insignifiant.

Lorsque la décharge est contractée au niveau des électrodes, la luminosité augmente avec l'augmentation de la pression et du courant (puissance) et avec la diminution de la distance entre les électrodes.

Si la température de la partie active des électrodes garantit que le courant d'arc est obtenu en raison de l'émission thermionique, la décharge, pour ainsi dire, se propage sur la surface des électrodes. Dans ce cas, la luminosité est répartie plus uniformément le long de la décharge et augmente encore avec l'augmentation du courant et de la pression. Le rayon du canal de décharge dépend de la forme et de la conception de la partie active des électrodes et ne dépend presque pas de la distance qui les sépare.

L'efficacité lumineuse des lampes augmente avec la croissance de leur puissance spécifique. Avec une décharge en forme de fuseau, le rendement lumineux a un maximum à une certaine distance entre les électrodes.

Le rayonnement des lampes à boule de mercure de type DRSh a un spectre de raies avec un fond continu fortement prononcé. Les lignes sont considérablement élargies. Il n'y a aucun rayonnement avec des longueurs d'onde inférieures à 280 - 290 nm, et en raison de l'arrière-plan, la proportion de rayonnement rouge est de 4 à 7 %.

Figure 4. Répartition de la luminosité le long de ( 1 ) et à travers ( 2 ) axe de décharge des lampes au xénon

Le cordon de décharge des lampes au xénon globulaires à courant continu, lorsqu'il fonctionne en position verticale avec l'anode vers le haut, a la forme d'un cône, reposant avec sa pointe sur la pointe de la cathode et se dilatant vers le haut. Une petite tache cathodique de luminosité très élevée se forme près de la cathode. La distribution de luminosité dans le cordon de décharge reste la même lorsque la densité de courant de décharge change sur une très large plage, ce qui permet de construire des courbes de distribution de luminosité uniformes le long et à travers la décharge (Figure 4). La luminosité est directement proportionnelle à la puissance par unité de longueur de la décharge en arc. Le rapport du flux lumineux et de l'intensité lumineuse dans une direction donnée à la longueur de l'arc est proportionnel au rapport de la puissance à la même longueur.

Le spectre d'émission des lampes xénon sphériques à ultra haute pression diffère peu du spectre d'émission des lampes xénon tubulaires.

Les lampes au xénon puissantes ont une caractéristique courant-tension croissante. La pente de la caractéristique augmente avec l'augmentation de la distance entre les électrodes et la pression. La chute de potentiel anode-cathode pour les lampes au xénon à arc court est de 9 à 10 V et la cathode représente 7 à 8 V.

Les lampes à bille ultra-haute pression modernes sont produites dans différentes conceptions, y compris celles avec des électrodes pliables et un refroidissement par eau. La conception d'une lampe-luminaire pliable en métal spécial du type DKsRM55000 et d'un certain nombre d'autres sources utilisées dans des installations spéciales a été développée.

En principe, les lampes fluorescentes sont des appareils à courant alternatif. Cependant, ils peuvent également fonctionner en courant continu. Ce faisant, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

• Travaillant sur courant continu, la lampe donne 75 à 80% de la lumière, dans un mode similaire au travail sur courant alternatif.
• Une résistance est utilisée comme limiteur de courant, ce qui entraîne des pertes de puissance plus élevées.
• Allumer une lampe est généralement plus difficile. Dans la plupart des cas, un démarreur ordinaire ne fonctionnera pas.
• Une extrémité de la lampe peut s'assombrir après quelques heures de fonctionnement. Cela est dû au mouvement des électrons vers une électrode et des ions mercure positifs vers l'autre. Cela conduit au fait qu'à l'une des extrémités il n'y a pas de génération d'ultraviolet, nécessaire à la luminescence du phosphore. Cela peut également entraîner une combustion plus rapide des électrodes. Pour éliminer cet effet, il est nécessaire de changer régulièrement la polarité de la tension fournie.

Parfois, une inductance est connectée en série pour limiter le courant de démarrage.

Utilisation d'une lampe à incandescence comme ballast

Cette option est parfois utilisée dans les circuits avec un démarreur. Le filament de la lampe est utilisé comme limiteur de courant. En principe, n'importe quelle résistance peut être utilisée tant qu'elle permet de dissiper la puissance nécessaire. Les principaux inconvénients de l'utilisation d'une lampe comme ballast sont :

• L'efficacité du circuit est très faible, car la lampe à incandescence dissipe beaucoup de chaleur - c'est une charge résistive, contrairement à une inductance
• La lampe fluorescente fonctionne dans un mode sous-optimal - le rendement lumineux, la durée de vie, etc. sont réduits. Le ballast est spécialement conçu pour une lampe spécifique, une lampe à incandescence est peu probable.
• La chaleur générée (peut atteindre jusqu'à 40-50 W) provoque une diminution du rendement lumineux d'une lampe fluorescente en raison d'une augmentation de la température.
• Il est généralement indiqué que la lampe à incandescence donne une lumière supplémentaire. Cependant, lorsqu'elle travaille "à mi-jour", la lampe à incandescence donne très peu de lumière dans le domaine visible.

Nous pouvons dire que vous ne devriez pas utiliser un tel schéma - il est préférable d'acheter un ballast spécial.

Cependant, certaines données vous permettent de choisir une lampe à incandescence. Une caractéristique des lampes à incandescence est le changement de la résistance de la spirale avec l'augmentation de la température. Ce tableau est calculé pour les lampes à incandescence bi-spirale les plus courantes avec une ampoule remplie de gaz inerte. Le calcul a été effectué comme suit: d'abord, la lampe a été calculée, qui à une tension nominale de 220V a la puissance et le flux lumineux appropriés, puis la résistance de la spirale a été recalculée à d'autres valeurs de courant.

Ballast pour lampe à décharge

Lampe à décharge - au mercure ou aux halogénures métalliques, similaire à la lampe fluorescente, a une caractéristique courant-tension décroissante. Il est donc nécessaire d'utiliser un ballast pour limiter le courant dans le réseau et allumer la lampe. Les ballasts pour ces lampes sont à bien des égards similaires aux ballasts pour lampes fluorescentes et seront décrits très brièvement ici.

Le ballast le plus simple (ballast de réacteur) est une self inductive connectée en série avec la lampe pour limiter le courant. Un condensateur est connecté en parallèle pour améliorer le facteur de puissance. Un tel ballast peut être calculé facilement de la même manière que ci-dessus pour une lampe fluorescente. Il convient de noter que le courant d'une lampe à décharge est plusieurs fois supérieur au courant d'une lampe fluorescente. Par conséquent, vous ne pouvez pas utiliser un starter d'une lampe fluorescente. Parfois, un allumeur à impulsions (IZU, inginitor) est utilisé pour allumer la lampe.

Si la tension du secteur n'est pas suffisante pour allumer la lampe, l'inducteur peut être combiné avec un autotransformateur pour augmenter la tension.

Ce type de ballast présente l'inconvénient que lorsque la tension du secteur change, le flux lumineux de la lampe change, qui dépend de la puissance proportionnelle au carré de la tension.

riz. 2

Ce type (Fig. 3) de ballast à puissance constante est aujourd'hui le plus largement utilisé parmi les ballasts inductifs. Une modification de la tension secteur de 13 % entraîne une modification de la puissance de la lampe de 2 %.

Dans ce circuit, le condensateur joue le rôle d'un élément limiteur de courant. Par conséquent, le condensateur est généralement placé assez grand.

Les meilleurs sont les ballasts électroniques, qui sont similaires aux ballasts électroniques des lampes fluorescentes. Tout ce qui est dit sur ces ballasts est vrai pour et pour les lampes à décharge. De plus, dans de tels ballasts, vous pouvez régler le courant de la lampe, réduisant ainsi la quantité de lumière. Par conséquent, si vous envisagez d'utiliser une lampe à décharge pour éclairer l'aquarium, il est logique que vous achetiez un ballast électronique.

riz. 3

Ballasts électroniques

Ces ballasts existent à la fois en basse fréquence et en haute fréquence. Les basse fréquence alimentent la lampe à partir d'un réseau fréquent, par exemple, les ballasts hybrides (hybrides), qui sont un ballast sans démarreur (démarrage rapide), dans lequel circuit électrique, qui éteint le circuit secondaire pour chauffer les électrodes après l'allumage de la lampe, ce qui donne une certaine augmentation de l'efficacité du ballast. Aquariums

Les ballasts électroniques haute fréquence fournissent une tension à la lampe à une fréquence d'environ 20 000 Hz et plus (à ne pas confondre avec les lampes à induction haute fréquence qui fonctionnent dans la gamme des mégahertz). Ces ballasts sont un redresseur et un interrupteur transitoire (ou thyristor). Le ballast présente de nombreux avantages par rapport au ballast magnétique :

• Augmente l'efficacité de la lampe. Le rapport de ballast est augmenté de 20 à 30%, c'est-à-dire la lampe produit plus de lumière
• Les pertes dans le ballast ont été réduites plusieurs fois - il manque un énorme morceau de fer. En conséquence, la consommation d'énergie diminue et la température diminue, ce qui est important pour le fonctionnement de la lampe.
• Le ballast devient compact, ce qui est important lorsqu'on le place dans un endroit exigu.
• Le ballast ne produit pas de bruit dans la gamme audio.
• Scintillement réduit de la lampe
• De nombreux ballasts permettent la possibilité de modifier le flux lumineux de la lampe (gradation)

Le ballast électronique a aussi ses inconvénients :

• Coût relativement élevé par rapport au magnétique.
• Certains ballasts de conception plus ancienne avaient une petite quantité de fuite de courant vers le fil de terre, provoquant le déclenchement du système de protection (GFCI).
• Ces ballasts (en particulier ceux bon marché) peuvent avoir une distorsion harmonique plus élevée. Ils peuvent affecter une radio à proximité (bien que cela soit peu probable - dans un rayon d'au plus un demi-mètre)

Cependant, lors de l'achat nouveau système lampes, en particulier les lampes HO, VHO, il est logique de penser à utiliser un ballast électronique

La figure montre l'augmentation de l'efficacité de la lampe avec l'augmentation de la fréquence du courant, par rapport à une fréquence secteur de 60 Hz

Schéma d'allumage d'une lampe fluorescente sans starter

Inconvénients du circuit avec démarreur ( pendant longtemps chauffage des électrodes, nécessité de remplacer le démarreur, etc.) a conduit à l'apparition d'un autre circuit, où les électrodes sont chauffées avec enroulement secondaire transformateur, qui est aussi une réactance inductive.

Distinctif caractéristique externe Un tel ballast est que les deux fils d'alimentation sont connectés au ballast, quatre fils du ballast sont connectés aux électrodes de la lampe.

Il existe de nombreuses variantes d'un tel schéma, par exemple lorsque le circuit électronique éteint le circuit de chauffage des électrodes après l'allumage de la lampe (démarrage du déclencheur), etc. Les ballasts de ce type sont également utilisés dans un circuit à plusieurs lampes.

Il est impossible d'utiliser dans un tel circuit une lampe conçue pour un circuit de commutation de démarreur, car elle est conçue pour un chauffage plus long des électrodes, et elle tombera en panne prématurément dans un tel circuit. Seules les ampoules marquées RS (démarrage rapide) doivent être utilisées. Le circuit doit fournir un réflecteur mis à la terre le long de la lampe (il y a parfois une bande métallique sur la lampe). Cela facilite l'allumage de la lampe.

La figure montre la vue interne d'un tel ballast. Il se compose d'un noyau et d'une bobine, d'un condensateur de correction du facteur de puissance et d'un protecteur thermique. À l'intérieur du boîtier, tout est rempli de matériau dissipateur thermique.

Schéma d'allumage d'une lampe fluorescente avec un démarreur

Un circuit traditionnel utilisé depuis très longtemps, dans le cas où la tension secteur est suffisante pour allumer la lampe. Il utilise un ballast, qui est une grande résistance inductive - un starter et un démarreur - une petite lampe au néon qui sert à préchauffer les électrodes de la lampe. En parallèle de la lampe néon, il y a un condensateur dans le démarreur pour réduire les interférences radio. De plus, un condensateur peut être inclus dans le circuit pour améliorer le facteur de puissance.

Lorsque la lampe est connectée au réseau, dans un premier temps, une décharge se produit dans le démarreur et un petit courant traverse les électrodes de la lampe, ce qui les chauffe, réduisant ainsi la tension d'allumage de la lampe. Lorsqu'une décharge se produit dans la lampe, la tension entre les électrodes chute. désactivation du circuit de démarrage. Dans les anciens schémas, un bouton était utilisé à la place d'un démarreur, qui devait être maintenu enfoncé pendant plusieurs secondes.

Le ballast sert uniquement à limiter le courant. Il n'est pas difficile de calculer vous-même les paramètres du ballast (au cas où vous auriez trouvé un starter à la poubelle et que vous vouliez l'utiliser).

Il est très facile de déterminer les paramètres d'un ballast inductif en utilisant les règles de calcul des circuits alternatifs. Par exemple, considérons une lampe de 40 W (F40T12) de 48" (122 cm) de long, connectée à un secteur de 230 V

Le courant de fonctionnement de la lampe est d'environ 0,43 A. Le facteur de puissance de la lampe est d'environ 0,9 (en principe, la lampe peut être considérée comme une charge active). La tension sur la lampe est de: 40W / (0,43A * 0,9) \u003d 102V. La composante active de la tension est : 102V*0.9=92V, la composante réactive est 102V*sqrt(1-0.9^2)=44V.

Les pertes de puissance dans le ballast sont de 9 à 10 W. Par conséquent, le facteur de puissance total est de: (40W + 10W) ​​​​/ (230V * 0,43A) \u003d 0,51 (un condensateur de correction est clairement demandé ici). La composante active de la chute de tension aux bornes du ballast est : 230V*0,51-102V=15V, la composante réactive est 230V*sqrt(1-0,51^2)-44V=154V. La résistance active du ballast est de 15V/0.43A=35 Ohm, la résistance réactive est de 154V/0.43=358 Ohm. L'inductance du ballast à 50Hz est de 358/(2*31.4*50)=1.1H

Un calcul similaire pour une lampe d'une puissance de 30W (F30T12) de 36 "(91 cm) de long, avec un courant de fonctionnement de 0,37A, donne les paramètres du ballast - la résistance active est de 59 ohms, la réactive de 450 ohms. La puissance totale le facteur est de 0, 45. L'inductance du ballast est de 1,4 H

À partir de là, en général, il est clair ce qui se passera si vous utilisez un ballast pour une lampe de 40 W dans un circuit avec une lampe de 30 W - le courant dépassera la valeur nominale, ce qui entraînera une panne plus rapide de la lampe. À l'inverse, l'utilisation d'un ballast d'une lampe moins puissante dans un circuit avec une lampe plus puissante entraînera une limitation du courant et une réduction du rendement lumineux.

Un condensateur peut être utilisé pour améliorer le facteur de puissance. Par exemple, dans le premier exemple, pour une lampe de 40W, le condensateur connecté en parallèle est calculé comme suit. Le courant à travers le condensateur est de 0.43A*sqrt(1-0.51^2)=0.37A, la réactance du condensateur est de 230V/0.37A=622Ω, la capacité pour le réseau 50Hz est : 1/(2*3.14*50 *622)=5.1uF. Le condensateur doit être de 250V. Il peut également être connecté en série (calcul similaire), mais vous devez utiliser un condensateur de 450V. Aquarium

Les lampes à incandescence éprouvées étaient anathèmes dans notre pays, mais, malgré la prédominance des sources lumineuses «économiques» dans l'assortiment des magasins d'électroménagers, elles sont toujours sur les étagères et sont en demande constante.

Bien sûr, leur conception, restée quasiment inchangée pendant près de cent ans de son existence, peut sembler archaïque à certains et susciter une volonté de modernisation pour qu'elles consomment moins d'électricité, grillent moins souvent et, en général, se comportent « en une manière moderne ». Y a-t-il une possibilité pour cela? Oui il y a.

L'une des façons de moderniser la lampe à incandescence «vieille femme» consiste à inclure un dispositif de commande spécial, un gradateur, dans son circuit d'alimentation. Cet anglicisme vient du mot "dimming", et l'appareil est engagé dans le fait qu'il réduit en douceur la luminosité de la lampe.

Afin de réduire la luminosité de la lueur à sa manière, il est nécessaire de réduire la quantité de tension qui lui est appliquée. Vous pouvez le faire de deux manières :

1. dissiper l'énergie électrique sur le chemin de la lampe ;
2. utiliser la tension d'alimentation pour démarrer l'appareil régulé.

Vous pouvez dissiper l'énergie électrique et l'empêcher d'atteindre la lampe en totalité rhéostat conventionnel. Il y avait beaucoup de ces dispositifs miniatures dans les téléviseurs à tubes et à semi-conducteurs, où ils étaient engagés dans divers ajustements. Par exemple, le son. Si la valeur nominale d'un petit rhéostat est conçue pour 220 volts, il éteindra facilement toute énergie du réseau domestique. La seule question est qu'en même temps cela va beaucoup chauffer, car personne n'a encore annulé la loi de conservation de l'énergie.

Le degré de chauffage peut être réduit en utilisant un grand rhéostat, par exemple, Transformateur domestique ballast, qui est inclus dans le circuit d'alimentation d'un appareil électrique pour compenser les surtensions temporaires. La présence d'un gros interrupteur sur chaque interrupteur n'est pas une solution très esthétique. De plus, la dissipation d'énergie ne résout pas le problème principal - son économie. Lorsque le rhéostat est allumé, même si la lumière est allumée, le compteur tournera à la même vitesse.

Afin d'économiser réellement de l'énergie électrique, il est nécessaire de placer entre l'interrupteur et la puissance de sortie un appareil alimenté par le secteur et dont la puissance de sortie peut être régulée. Ils peuvent être générateur d'auto-oscillation, puisque le filament de la lampe ne distingue pas les subtilités de l'origine du courant, l'essentiel est qu'il soit variable.

Auto-oscillations - qu'est-ce que c'est?

Dans l'ingénierie radio et électrique, il existe un certain nombre de solutions de circuit qui vous permettent de changer la direction du courant de sortie. Ces changements de sens peuvent perdurer tant qu'il y a une tension d'alimentation à l'entrée de l'appareil. C'est pourquoi ils sont appelés auto-oscillations.

Si vous connectez un oscilloscope à la sortie du générateur d'auto-oscillation, vous verrez alors sur son écran quelque chose de similaire à une sinusoïde. D'une similitude extérieure avec ce qui s'en dégage, ces fluctuations sont d'une tout autre nature. En fait, il s'agit d'une série d'impulsions qui changent de signe.

Les appareils électriques sont assez grossiers, ils ne font pas la distinction entre une série d'impulsions et une sinusoïde et fonctionnent parfaitement sur eux. Un exemple frappant d'une telle "tromperie" est l'utilisation généralisée des auto-oscillations haute fréquence, grâce à quoi le transformateur de l'appareil a été réduit plusieurs fois.

Voici un tel générateur d'auto-oscillation (seulement beaucoup plus petit), émettant une série d'impulsions d'une fréquence de 50 Hz, est inclus dans le circuit d'alimentation avec une lampe à incandescence. Lors de la création d'un circuit de gradation pour une lampe à incandescence, des dispositifs à semi-conducteurs modernes sont utilisés - thyristors, dinistors et triacs.
Ils permettent de contrôler le plus simplement les instants de déverrouillage et de verrouillage, modifiant ainsi le sens du courant dans le circuit et générant des auto-oscillations. Cependant, il existe des générateurs d'auto-oscillation basés sur un transistor, qui sont basés sur une paire d'éléments de champ puissants. Utilisez également le schéma via l'unité de protection.

Avantages et inconvénients des gradateurs à incandescence

Chaque appareil ou appareil présente une somme d'avantages et d'inconvénients, et les gradateurs de lampes à incandescence en ont également.

Le principal, mais peut-être le seul avantage de cet appareil est qu'il vous permet de régler la luminosité de la lueur sans provoquer d'échauffement latéral. Peut-il économiser de l'énergie électrique de manière significative et augmenter la durée de vie de la lampe ? Jugez par vous-même :

• pour le fonctionnement du générateur d'auto-oscillation, le courant alternatif se transforme en courant continu (il y a un pont de diodes à son entrée), de sorte que l'efficacité totale de l'appareil est encore inférieure à celle d'une lampe conventionnelle;
• une lampe à incandescence fonctionnant en dehors de la tension nominale a également un rendement inférieur ;
• si la tension initiale de l'appareil est supérieure à 30% des 220 volts nominaux, la surtension initiale de courant lorsqu'il est allumé est presque la même que lorsque vous travaillez à partir d'un réseau conventionnel.

Il semble que dans de telles conditions l'utilisation d'un variateur soit un caprice purement esthétique.