Люминесценттік шамныҢ Стартерлі Қосу сҰлбасыныҢ жҰмысы

Дә ріс. Газ-разрядтық шамдардың тұ тану жә не жұ мыстарын тұ рақ тандыру шарттары. Люминесценттік шамдарды электр торабына қ осудын стартерлі сұ лбасы.

Газ — разрядтық шамның электродтарына сыртқ ы кернеу берілмегенде зарядталғ ан бө лшектердің табиғ и пайда болу процесі олардың рекомбинацияланумен (бейтарап бө лшектерді қ айта қ ұ румен) тең дестіріледі. Электродтардағ ы кернеуді жоғ арылатқ ан сайын зарядталғ ан бө лшектердің саны кө бейеді.

Кернеу мә ні біршамағ а жеткеннен бастап зарядталғ ан бө лшектер санының ө су процесі жә не, сондық тан, электродтар аралығ ындағ ы ток кү ші іс жү зінде ілез (10^-5...10^-7 с) дамиды да жарқ ыл шығ арудың пайда болуына ә келеді. Бұ л қ ұ былыс тә уелсіз разрядты тұ тандыру деп аталады. Кернеудің тә уелсіз разряд пайда болатын ең кіші мә ні тұ тандыру кернеуі U_ш.т. деп аталады. Оның мә ні газдың тегі мен қ ысымына, электродтардың эмиссиялық қ асиеттеріне жә не олардың аралық қ ашық тығ ына байланысты болады. Тә уелсіз доғ алақ разрядтың тұ тану кернеуі қ алыптасқ ан режимде разрядты сө ндірмей ұ стап тұ руғ а қ ажетті кернеуден айтарлық тай жоғ ары болады. Ө йткені қ алыптасқ ан режимде электродтар аралығ ы иондалғ ан жә не ө зінің бетіне тү скен зарядталғ ан бө лшектердің кинетикалық энергиясымен қ ыздырылғ ан катод электрондар эмиссиясының жеткілікті дең гейін қ амтамасыз етеді. Сондық тан осы режимде разрядты сү йемелдеуге тө мен кернеу керек болады.

Газ-разрядтық сә улелену кө зінің тұ тану кернеуі ө зі қ осылғ ан электр торабының тиімді кернеуінен де жоғ ары болады. Сонымен бірге доғ алақ разрядты электр торабы кернеуінен U_Т жоғ ары болмайтын кернеуде тұ тандыру мү мкіншілігі дұ рыс болып табылады. Оғ ан бірнеше тә сілдермен жетуге болады. Мысалы, газ- разрядтық аралық қ а қ осымша электродтар енгізіп газдың бірінші иондануын ө сіруге болады. Қ осымша электродтар кө мегімен катод маң ында электр ө рісінің жоғ ары кернеулігі жасалынады, ал ол разрядтың пайда болуына жә не дамуына мү мкіндік туғ ызады. Тұ тыну кернеуін тө мендетудің басқ а да тә сілдері пайдаланылады: электродтардың эмиссиялық қ асиеттерін жоғ арылату ү шін олардың бетін активтендіретін қ абатпен қ аптау; катод бетінен электрондардың шығ у жұ мысын азайту ү шін оларды алдын ала қ ыздыру; электродтар аралығ ында электр ө рісінің таралуын ө згерту ү шін шамның сыртқ ы бетіне ток ө ткізетін тілім орналастыру жә не т.б.

Доғ алық разрядтық қ ұ ламалы вольтамперлік сипаттамасы оны тұ рақ сыз қ ылады. Сондық тан газ-разрядтық сә улелену кө зін электр торабына қ осу сұ лбасында разрядты тұ рақ тандыратын жә не тоқ ты белгіленген мә нде шектейтін элемент болуы керек. Сә улелену кө зін айнымалы ток торабынан қ оректендіргенде осы элемент ретінде дұ рыс таң дап алынғ ан ә р тү рлі кедергіні (актив, индуктив, сыйымдылық,, аралас) пайдалануғ а болады. Бірақ газ-разрядтық сә улелену кө зі жұ мысының жарық -техникалық, энергетикалық жә не эксплуатациялық кө рсеткіштері ә р тү рлі балласт кедергілерді пайдаланғ анда бірдей болмайды.

Шамды тұ рақ ты ток торабынан қ оректендіргенде разрядты тұ рақ тандыру жағ дайларын қ арастырайық. Бұ л мә селенің мә нін қ арапайым графиктерді тұ рғ ызу арқ ылы тү сіндіруге мү мкіндік береді. 1 —суретте келтірілген сұ лба бойынша электр торабына қ осылғ ан газ-разрядтық сә улелену кө зінің электродтар аралығ ындағ ы электр разрядының тұ рақ ты режимі мына шарттардың орындалуымен қ амтамасыз етіледі:

U_т = U_ш + I_шR₆ (1.)

(.2.)

мұ ндағ ы U_т - электр торабы кернеуі, В; U_ш - жұ мыс режиміндегі шам шық паларындағ ы кернеу, В; І_ш—разряд тогы, А; R_б -тұ рақ тандырғ ыш қ ұ рылғ ының омдық кедергісі, Ом.

қ атынасы разрядтың дифференциалды кедергісі деп аталады. Ол — теріс шама. Осы шарттардың негізінде разрядты тұ рақ тандыратын қ ұ рылғ ыларды есептеу орындалады.

Мейлі 3. — суретте қ исық 1 газ разрядының вольт-амперлік сипаттамасы болсын, ал сызық 2-балласт кедергінің вольт-амперлік сипаттамасы. Болашақ тұ рғ ызуларда ың ғ айлы болуы ү шін, кедергінің сипаттамасы ординаталар осі мен электр торабы кернеуі сызығ ының тү йіскен нү ктесінен жү ргізілген. Сонымен tgα =R_б. Торап кернеуінің сызығ ы мен 2 сызық аралығ ындағ ы тік кесінділер белгілі масштабта балласт кедергідегі кернеу тү суі I_ш R_ш болып саналады.

Шам мен балласт кедергінің вольт-амперлік сипаттамаларының в жә не с қ иысу нү ктелерінде разрядты тұ рақ тандырудың екі шартының бірінші орындалады. Бірақ тек tgβ < tgα болатын с нү ктесінде ғ ана екі шартта орындалады.

Сондық тан тұ рақ ты разрядқ а с нү ктесі сә йкес келеді. Шыныда да, в нү ктесінде разряд тогының ө суіне ештеме кедергі жасамайды.

Ө йткені І_в¹ =1_в + Δ І болғ анда U_Т > U_Ш + І_Ш R_б болады. Бұ л разрядтың графикте с нү ктесімен сипатталатын кү йіне дейін іс жү зінде ілезде (10^-5 С шамасында) дамуына ә келеді. Осы жағ дайда разрядтық токтың одан ә рі ө суі мү мкін емес. Ө йткені І_С¹ = І_С+Δ І болғ анда U_Ш+І_Ш R_б > U_т болады.

Шамғ а балласт кедергіні тізбектеп қ осқ анда электр энергиясы қ осымша шығ ынданады. Сондық тан разрядтық ток мә ні І₀ берілгенде разрядтың тұ рақ тылығ ын қ амтамасыз ететін балласт кедергінің жә не сол кедергіде кернеу тү суінің мү мкіндік ең кіші мә ні туралы сұ рақ назар аударады. 6.4.- суретте осы шамаларды графикалық тә сілмен анық тау кө рсетілген. Вольтамперлік сипаттаманың разряд тогының берілген мә ніне сә йкес келетін о нү ктесінде сипатамағ а ординаталар осімен қ иылысқ анша жанама сызық ө ткізілген. Uт_min сызығ ы электр торабының ең кіші кернеуін сипаттайды, ал tgα ₀ балласт кедергінің мү мкіндік ең кіші мә ніне Rб_min пропорционал болады. Бірақ Rб_min шамның о нү ктесіне сә йкес келетін режимдегі жұ мысы тұ рақ сыз келеді. Ө йткені қ оректендіру торабы кернеуі кішкене ғ ана тө мендесе (балласт кедергі тұ рақ ты болғ анда) разряд сө неді. Шынында да, электр торабы кернеуі тө мендегенде (пунктир сызық) балласт кедергі мен шамның вольт-амперлік сипаттамалары қ иыспайды, яғ ни U_т< U_ш + І_шR_б. Бұ л разрядтың жоқ тығ ын кө рсетеді. Қ оректендіру торабында кернеу U_Т1 мә ніне дейін жоғ арылағ анда разрядтық ток І₀ мә нінен I₁мә ніне дейін кенет ө седі. Газ-

Сондық тан сә улелену кө зінің жұ мыс кө рсеткіштері де ө згереді. 5-суретте кө рсетілгендей U_т1> U_т2 болғ анда Δ І₁< Δ І₂ болатындығ ы анық талады. І_с жү зінде қ оректендіру кернеуінің ауытқ уында газразрядтық сә улелену кө здері жұ мысының жеткілікті сенімділігін жә не олардың параметрлерінің тұ рақ тылығ ын қ амтамасыз ету ү шін балласт кедергілерді мына шартқ а U_Ш ≤ 0, 65U_Т сә йкес таң дап алады.

ЛЮМИНЕСЦЕНТТІК ШАМНЫҢ СТАРТЕРЛІ Қ ОСУ СҰ ЛБАСЫНЫҢ ЖҰ МЫСЫ

Электродтар арасындағ ы газды ортада разряд пайда болуына қ ажетті кернеу, шамның тұ тану кернеуінен кем болмайды. Шамның тұ тану кернеуі қ оректендіретін электр торабы кернеуінен бірнеше рет кө п болуы мү мкін. Разряд пайда болуына қ ажетті кернеу мә нін кеміту жә не электродтардың жұ мыс істеу қ абілетін сақ тау ү шін оларды алдынала электр тогымен 1100...1200 - °С-қ а дейін қ ыздырады. Осы жағ дайда электродтардың оксидтік қ аптамасынан термоэлектрондтық эмиссия жеткілікті дең гейде ө теді. Тұ танғ аннан кейін люминесценттік шам доғ алық разряд режимінде жұ мыс істейді. Электр энергиясын кө рінерлік сә улеленуге тү рлендіру жоғ арыда айтылғ андай ө теді. Практикалық кө п жағ дайда шам стартер жә не дроссель арқ ылы автоматты тұ тандырылады. Негізінде солғ ын разрядты стартер (2-сурет) пайдаланылады. Ол –биметал электродтары бар кішкентай газ-разрядтық шам. Стартер шам электродтарын ток кө зіне белгілі уақ ытқ а автоматты қ осуғ а жә не электродтар қ ызғ аннан кейін тізбекті ілездік ажыратуғ а қ олданылады.

Стартерлі сұ лбада (1-сурет) шам Ш индуктив балласт кедергімен (дроссель Др) тізбектеп қ осылады. Дроссель орамасы бір магниттік ө зекке оралғ ан екі тең бө ліктен тұ рады. Олар шамның ә р тү рлі электродтарына жалғ анады. Бұ лай жалғ ау сұ лба тарамдарының индуктив кедергісін кө бейтумен электр торабына радиобө геулер ө туін шектеуге мү мкіншілік береді. Шамғ а параллель газ-разрядтық стартер жә не сыйымдылығ ы 0.01 мкФ

конденсатор С2 жалғ анғ ан. Конденсатор С2 радиобө геулерді тө мендетуге, шамды тұ тандыру импульсінің ұ зақ тығ ын біраз кө бейтуге жә не ажыратылу кезінде стартер тү йіспелерінің арасында электр доғ асы пайда

1-сурет. Люминесценттік шамды электр торабына қ осу

сұ лбасы.

болу мү мкіндігін азайтуғ а арналғ ан. Сұ лбаның қ уат коэффициентін 0.9 дейін жоғ арылату ү шін оғ ан параллель конденсатор С1 қ осылғ ан.