Исследование работы газоразрядной лампы низкого давления с различными балластами и сопротивлениями

Объект исследований - стенд с РЛНД, стартером, дросселем и конденсатором, накальным трансформатором и лампой накаливания в качестве активного балласта.

Измерительные приборы - комплект К-505.осцилограф, фотоэлемент и микроамперметр. Характеристики приборов следует внести в отчет.

Цель работы - замерить основные параметры РЛНД в заданном режиме нагрузки при различных балластных сопротивлениях и пусковые характеристики, сравнить их.

Таблица 6.1. Режим работы лампы.

Таблица 6.2. Технические характеристики лампы.

Программа и методика исследования.

1. Ознакомиться с измерительным стендом. В отчете дать его краткое описание и схему расположения объекта исследования, элементов схемы переключателей и разъемов. Ознакомиться с электрической схемой стенда (рис 61) и схемами включения РЛНД с разными балластами (рис. 6.2., 6.3.). Выяснить назначение её элементов, перечертить схемы и собрать вариант с индуктивно-емкостным балластом (рис. 6.2.). Подать на схему напряжение 220 В и данные внести в таблицу 6.2.

Напряжение зажигания лампы в схеме зависит от балласта, поэтому последующие эксперименты следует начинать с погашенной лампой постепенно поднимая напряжение до зажигания а затем до заданного режима Схему с индуктивным балластом можно получить простым исключением емкости из схемы. Результаты измерений заносят в таблицу 6.3.

Рис. 6.1. Измерительная схема стенда.

LL - дроссель (индуктивный балласт); С - конденсатор (ёмкостный балласт); R2 - лампа накаливания (активный балласт); SА1- переключатель балластов; SА2 - переключатель осциллографирован;
SA3 - переключатель напряжений; QF- автоматический выключатель; TI- автотрансфор; К-505 - измерительный комплект; BL - фотоэлемент; PG
осциллограф; РА2 - миллиамперметр фототока; HL - сигнальная лампа;
EL - исследуемая.

Таблица 6.3. Измерение параметров РЛНД.

Схема с активным балластом (рис. 6.3.), содержащая накальный трансформатор, значительно отличается or предыдущей схемы. В этой схеме отсутствуют элементы накопления энергии, и лампа может не зажечься. Зажечь её можно прикосновением рук к стеклу на концах лампы, создавая повышенную напряженность в зоне электродов.

Для каждой схемы одновременно с записью показаний приборов необходимо снимать совмещенные осциллограммы напряжения сети и лампы для определения φ - угла сдвига фазы между U_с и U_л, а также осциллограмму пульсации светового потока для расчета коэффициента пульсации.

(6.1.)

где: К_пт - коэффициент пульсации табличный

Δ Е_эт, Δ Е_х -глубина пульсации потока по осциллограмме в эталонной таблице 6.2. и исследуемых схемах.

Е_эт, Е_х - показания люксметра в эталонной таблице 6.2. и исследуемых
схемах.

3. Для каждой из схем рассчитываются:

а) световой поток лампы:

(6.2)

б) световая отдача схемы (блока лампа-балласт) и лампы соответственно:

; (6.3)

а) коэффициент мощности:

коэффициент искажения:

г) cosφ - по замеренному из осциллограммы углу φ.

д) коэффициент пульсации по формуле 6.1

В данной работе таблица измерения мощностей заполняется для всех видов балластов (Таб. 0.3)

Формулы для расчетов:

Полная мощность. S = U_c∙ I

Коэффициент мощности.

Реактивная мощность:

Коэффициент cosφ:

Мощность высших гармоник:

Коэффициент искажения:

По данным таблицы 6.4. делаются общие выводы, сравниваются схемы с конкретными ссылками на полученные данные. Определяется лучший балласт с обоснованием.

Пояснение к работе

Основное назначение балласта - ограничение тока при падающей вольтамперной характеристике РЛНД Ток поел? зажигания лампы без балласта будет расти до бесконечности (те до короткого замыкания внутри лампы) Контур лампы - балласт имеет возрастающую вольтамперную характеристику и лампа работает устойчиво в точке 2 (рис. 6.4.). Балласты из реактивных элементов, накапливая энергию, позволяют получить импульс напряжения для успешного запуска лампы.

Таблица 6.4. Вычисленные параметры РЛНД с различными балластами.

Рис.6.2 Схема включения РЛНД С индуктивно-ёмкостным балластом.
EL-исследуемая РЛНД: VL-стартер С-220; С-конденсатор 3.8 мкФ; LL-
пускорегулирующий аппарат; R-сопротивление 180кОм.

Рис. 6.3. Схема включения РЛНД с активным балластом.
R1-лампа накаливания (активный балласт); Т - накальный трансформатор; EL
исследуемая РЛНД.

Рис. 6.4. Вольтамперная характеристика контура лампа-балласт (Л, Б)

Контрольные вопросы.

1. Назначение балласта. Перечислите все виды балластов.

2. Что такое «коэффициент пульсации»? Как он влияет на зрительные работы?

3. Расскажите о способах и методиках измерения коэффициента пульсации?

4. Почему балласт влияет на световую отдачу и коэффициент пульсации?

5. Объясните, что такое коэффициент мощности? Функцией каких параметров он является?

6. Что такое коэффициент искажения? От чего он зависит?

Сравните с «cosφ».

7. Объясните получение повышенного напряжения в схемах включения РЛНД с реактивными балластами.

8. Постройте векторные диаграммы напряжений.

а) для индуктивно-емкостного балласта;

б) для емкостного балласта;

в) для активного балласта;

9. Объясните способ измерения основных параметров электрической схемы с РЛНД с помощью комплекта К-505.

10. Что такое световая отдача? Зная ее, определите световой КПД
лампы и схемы в целом.

Лабораторная работа № 7