As lâmpadas fluorescentes são baseadas no brilho de uma descarga de gás em vapor de mercúrio. A radiação está na faixa ultravioleta e para convertê-la em luz visível, o bulbo da lâmpada é coberto com uma camada de fósforo.
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O princípio de funcionamento de uma lâmpada fluorescente
Uma característica do funcionamento das lâmpadas fluorescentes é que elas não podem ser conectadas diretamente à fonte de alimentação. A resistência entre os eletrodos no estado frio é grande e a quantidade de corrente que flui entre eles é insuficiente para que ocorra uma descarga. Um pulso de alta tensão é necessário para a ignição.
Uma lâmpada com descarga inflamada é caracterizada por baixa resistência, que possui uma característica reativa.Para compensar o componente reativo e limitar o fluxo de corrente, um indutor (lastro) é conectado em série com a fonte de luz luminescente.
Muitos não entendem por que um starter é necessário em lâmpadas fluorescentes. O indutor, incluído no circuito de potência junto com a partida, gera um pulso de alta tensão para iniciar uma descarga entre os eletrodos. Isso acontece porque quando os contatos do starter são abertos, um pulso EMF de autoindução de até 1 kV é formado nos terminais do indutor.
Para que serve um estrangulamento?
O uso de um afogador para lâmpadas fluorescentes (reator) em circuitos de potência é necessário por dois motivos:
- geração de tensão de partida;
- limitando a corrente através dos eletrodos.
O princípio de operação do indutor é baseado na reatância do indutor, que é o indutor. A reatância indutiva introduz uma mudança de fase entre tensão e corrente igual a 90º.
Como a quantidade limitadora de corrente é a reatância indutiva, segue-se que bobinas projetadas para lâmpadas de mesma potência não podem ser usadas para conectar dispositivos mais ou menos potentes.
As tolerâncias são possíveis dentro de certos limites. Assim, anteriormente, a indústria nacional produzia lâmpadas fluorescentes com potência de 40 watts. Um indutor de 36W para lâmpadas fluorescentes modernas pode ser usado com segurança em circuitos de energia de lâmpadas desatualizadas e vice-versa.
Diferenças entre um afogador e um reator eletrônico
O circuito do acelerador para ligar as fontes de luz luminescente é simples e altamente confiável.A exceção é a substituição regular de partidas, uma vez que incluem um grupo de contatos NF para geração de pulsos de partida.
Ao mesmo tempo, o circuito tem desvantagens significativas que nos obrigaram a procurar novas soluções para acender as lâmpadas:
- tempo de inicialização longo, que aumenta à medida que a lâmpada se desgasta ou a tensão de alimentação diminui;
- grande distorção da forma de onda da tensão da rede (cosf<0,5);
- brilho cintilante com o dobro da frequência da fonte de alimentação devido à baixa inércia da luminosidade da descarga do gás;
- características de grande peso e tamanho;
- zumbido de baixa frequência devido à vibração das placas do sistema de aceleração magnética;
- baixa confiabilidade de partida em temperaturas negativas.
A verificação do estrangulamento das lâmpadas fluorescentes é dificultada pelo fato de que os dispositivos para determinar as voltas em curto-circuito não são muito comuns e, com a ajuda de dispositivos padrão, só se pode afirmar a presença ou ausência de uma interrupção.
Para eliminar essas deficiências, foram desenvolvidos circuitos de reatores eletrônicos (reatores eletrônicos). A operação dos circuitos eletrônicos é baseada em um princípio diferente de gerar uma alta tensão para iniciar e manter a combustão.
O pulso de alta tensão é gerado pelos componentes eletrônicos e uma tensão de alta frequência (25-100 kHz) é usada para suportar a descarga. A operação do reator eletrônico pode ser realizada em dois modos:
- com aquecimento preliminar de eletrodos;
- com partida a frio.
No primeiro modo, baixa tensão é aplicada aos eletrodos por 0,5-1 segundo para aquecimento inicial. Depois de decorrido o tempo, é aplicado um pulso de alta tensão, devido ao qual a descarga entre os eletrodos é inflamada. Este modo é tecnicamente mais difícil de implementar, mas aumenta a vida útil das lâmpadas.
O modo de partida a frio é diferente, pois a tensão de partida é aplicada aos eletrodos frios, causando uma partida rápida. Este método de partida não é recomendado para uso frequente, pois reduz muito a vida útil, mas pode ser usado mesmo com lâmpadas com eletrodos defeituosos (com filamentos queimados).
Os circuitos com indutor eletrônico têm as seguintes vantagens:
- ausência completa de cintilação;
- ampla faixa de temperatura de uso;
- pequena distorção da forma de onda da tensão da rede;
- ausência de ruído acústico;
- aumentar a vida útil das fontes de iluminação;
- pequenas dimensões e peso, possibilidade de execução em miniatura;
- a possibilidade de escurecimento - alterando o brilho controlando o ciclo de trabalho dos pulsos de energia do eletrodo.
Conexão clássica via reator eletromagnético - estrangulamento
O esquema mais comum para conectar uma lâmpada fluorescente inclui um afogador e um motor de partida, que são chamados de reatores eletromagnéticos (EMPRA). O circuito é um circuito em série: indutor - filamento - partida.
No momento inicial de ligar, uma corrente flui através dos elementos do circuito, aquecendo os filamentos da lâmpada e ao mesmo tempo o grupo de contatos do starter. Depois que os contatos são aquecidos, eles se abrem, provocando o aparecimento de EMF de auto-indução nas extremidades do enrolamento do reator eletromagnético. A alta tensão causa uma ruptura do intervalo de gás entre os eletrodos.
Um pequeno capacitor conectado em paralelo com os contatos de partida forma um circuito oscilatório com o acelerador.Esta solução aumenta a tensão do pulso de partida e reduz a queima dos contatos de partida.
Quando uma descarga estável aparece, a resistência entre os eletrodos nas extremidades opostas do bulbo cai e a corrente flui através do circuito indutor-eletrodo. A corrente neste momento é limitada pela reatância indutiva do indutor. O eletrodo na partida fecha, a partida neste momento não está mais envolvida no trabalho.
Se a descarga no frasco não ocorrer, o processo de aquecimento e ignição é repetido várias vezes. Durante este tempo, a lâmpada pode piscar. Se a lâmpada fluorescente piscar, mas não acender, isso pode indicar sua falha como resultado de uma diminuição da emissividade dos eletrodos ou de uma tensão de alimentação reduzida.
A conexão de lâmpadas fluorescentes com um indutor pode ser complementada com um capacitor, o que reduz a distorção da rede. Além disso, um capacitor é instalado em lâmpadas duplas para a mudança mútua de faróis entre lâmpadas adjacentes para reduzir visualmente o efeito de cintilação.
Conexão via reator eletrônico moderno
Nas luminárias que utilizam reatores eletrônicos para operação, o circuito para ligar as lâmpadas fluorescentes é mostrado na carcaça do reator eletrônico. Para inclusão correta, você deve seguir exatamente as instruções. Isso não requer nenhum ajuste. Um circuito montado corretamente com elementos reparáveis começa a funcionar imediatamente.
Esquema para conexão serial de duas lâmpadas
As lâmpadas fluorescentes permitem que dois dispositivos de iluminação sejam conectados em série em um circuito nas seguintes condições:
- uso de duas fontes de luz idênticas;
- um reator eletromagnético destinado a tal esquema;
- estrangulador, projetado para o dobro da potência.
A vantagem do circuito em série é que apenas um estrangulador pesado é usado, mas se uma das lâmpadas ou o motor de partida falhar, a lâmpada fica completamente inoperante.
Os reatores eletrônicos modernos permitem ligar apenas de acordo com o diagrama acima, mas muitos projetos são projetados para acender duas lâmpadas. Ao mesmo tempo, dois canais independentes de geração de tensão são organizados no circuito, portanto, um reator eletrônico duplo garante a operabilidade de uma lâmpada em caso de mau funcionamento ou ausência de uma vizinha.
Conexão sem partida
Foram desenvolvidas várias opções para acender lâmpadas fluorescentes sem estrangulador e arrancador. Todos usam o princípio de criar uma alta tensão de disparo usando um multiplicador de tensão.
Muitos dos circuitos permitem a operação com filamentos queimados, o que permite o uso de lâmpadas defeituosas. Algumas soluções usam energia CC. Isso leva a uma completa ausência de cintilação, mas os eletrodos se desgastam de forma desigual. Isso pode ser visto pela presença de manchas escuras do fósforo em um lado do frasco.
Alguns eletricistas instalam um botão de partida separado em vez de um acionador de partida, mas isso envolve controlar a lâmpada com um interruptor e um botão, o que é inconveniente e cheio de danos à lâmpada se o botão for pressionado por muito tempo devido ao superaquecimento dos eletrodos.
Esquemas para acender lâmpadas fluorescentes sem o uso de um acionador, com exceção de reatores eletrônicos, não são produzidos pela indústria.Isso se deve à sua baixa confiabilidade, impacto negativo na vida útil das lâmpadas, grandes dimensões devido à presença de grandes capacitores.
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