Юный техник, 2000 № 10

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Как зажечь старую лампу

Перегоревшие люминесцентные лампы обычно несут на помойку. А зря. Во-первых, они отравляют среду, так как изготовлены с применением ртути и рано или поздно она попадает из разбитых ламп на землю. А во-вторых, перегоревшие лампы могут светить и дальше. И здесь нет ничего удивительного, если знать устройство и принцип работы таких ламп.

Конструктивно они выполняются в виде стеклянной трубки, снабженной по концам цилиндрическими цоколями. На этих цоколях укреплены контактные штыри, соединенные с проволочными электродами, которые для облегчения эмиссии покрыты оксидным слоем из щелочных металлов (испарение оксида — одна из основных причин выхода лампы из строя). Внутри трубка покрыта люминофором и заполнена ртутными парами.

Работа лампы характеризуется двумя стадиями: сначала в парах ртути при прохождении тока возникает ультрафиолетовое излучение; которое затем в люминофоре стенок трубки преобразуется в видимый свет. Несмотря на двойное преобразование энергии, экономичность таких светильников очень велика, порядка 60 и более люмен на ватт — в 4–5 раз больше, чем у ламп накаливания! Да и свет получается по спектру близким к дневному, за что эти лампы и называют лампами дневного света.

Процесс зажигания лампы (рис. 1) состоит в следующем.

Рис. 1

После подачи напряжения в цепи возникает ток. Нити и оксид на них начинают нагреваться и эмитировать электроны, ионизирующие пары ртути. В это время размыкается стартер, и ток начинает идти через ионизированный промежуток между электродами. Возникает ультрафиолетовое излучение, которое вызывает свечение люминофора. Начинается рабочий режим лампы, при котором весь ток проходит только через электроды.

Лампу дневного света нельзя, подобно лампе накаливания, непосредственно включить в сеть. Ее собственное сопротивление ничтожно, поэтому она мгновенно перегреется и лопнет.

Поэтому последовательно с ней ставят элемент, ограничивающий ток. Это может быть в принципе резистор. Но, ограничивая ток, он одновременно потребляет электроэнергию, превращает ток в тепло.

Чтобы этого избежать, в роли ограничителя тока используют реактивные сопротивления — емкости и индуктивности, которые ограничивают ток, не расходуя при этом энергии. По чисто экономическим соображениям в качестве такого элемента чаще всего применяют дроссель.

Каждый дроссель рассчитан на лампу определенной мощности и напряжения. Путать их ни в коем случае нельзя: лампа либо не загорится, либо быстро выйдет из строя.

Часто у люминесцентных ламп перегорает одна из нитей накала и запуск лампы при помощи обычного стартера становится невозможным. Но это не означает, что лампу нельзя зажечь в принципе. Вот одна из простейших схем (см. рис. 2).

Параллельно дросселю, через обычную звонковую кнопку, присоединяют конденсатор емкостью 10 мкФ. Стоит нажать ее, конденсатор соединится с дросселем и образует параллельный колебательный контур. На нем возникает резонанс. Напряжение возрастает в 2–3 раза по сравнению с сетевым. Этого достаточно, чтобы ионизировать газ между электродами лампы, и она загорается. Как только лампа вспыхнет, кнопку отпускают, конденсатор отсоединяется, но лампа продолжает гореть. Тщательно подбирая емкость, таким способом (его называют резонансным) можно зажечь любую люминесцентную лампу. Нужно лишь учесть, что конденсатор должен иметь рабочее напряжение не менее 600 В. Иногда применяется более простая схема (рис. 3).

Здесь зажигание происходит в тот момент, когда стартер разрывает цепь и на дросселе возникает ЭДС самоиндукции. Стартер за несколько попыток должен «поймать» момент, когда ток, протекающий по дросселю, достигает максимума (вершина одной из полуволн синусоиды переменного тока). Тогда в момент разрыва цепи возникает напряжение самоиндукции, достаточное для зажигания лампы.

Много было предложений питать люминесцентные лампы постоянным напряжением. Надо сказать, что в этом случае распределение света по длине трубки неравномерно. Это объясняется различием структуры газового разряда в прикатодной и прианодной областях (при переменном токе электроды постоянно меняются ролями). На рисунке 4 показана одна из таких схем.

Здесь применен удвоитель напряжения, ток через лампу неизменен, но сложность и стоимость такого решения сравнительно велики.

Весьма вероятно, что схемы, предназначенные для старых ламп, способны во много раз продлить жизнь свежей лампы. А это уже маленькая техническая революция.

Таблица комплектующих

Мощность лампы, Вт — Тип диодов — Конденсаторы С₁ и С₂

20 — Д226Б,В, Д7Д,Е,Ж — 2 мкФ

40 — Д7Ж с радиатором; Д229Л, Д232Б, Д246Б — 4 мкФ

80 —-""-- 4 мкФ