مصابيح الفلورسنت - التعريف والعمل والتطبيق

جرب أداة القضاء على المشاكل





ما هي مصابيح الفلورسنت؟

المصابيح الفلورية هي مصابيح ينتج فيها الضوء نتيجة لتدفق الإلكترونات والأيونات الحرة داخل الغاز. يتكون المصباح الفلوري النموذجي من أنبوب زجاجي مغطى بالفوسفور ويحتوي على زوج من الأقطاب الكهربائية في كل طرف. إنه مملوء بغاز خامل عادة الأرجون الذي يعمل كموصل ويتكون أيضًا من سائل الزئبق.

مصباح الفلورسنت

مصباح الفلورسنت



كيف يعمل المصباح الفلوريسنت؟

عندما يتم إمداد الأنبوب بالكهرباء من خلال الأقطاب الكهربائية ، يمر التيار عبر موصل الغاز ، على شكل إلكترونات وأيونات حرة ويتبخر الزئبق. عندما تصطدم الإلكترونات بالذرات الغازية للزئبق ، فإنها تفرز إلكترونات حرة تقفز إلى مستويات أعلى وعندما تعود إلى مستواها الأصلي ، تنبعث فوتونات من الضوء. تكون هذه الطاقة الضوئية المنبعثة على شكل ضوء فوق بنفسجي غير مرئي للإنسان. عندما يضرب هذا الضوء الفوسفور المطلي على الأنبوب ، فإنه يثير إلكترونات الفوسفور إلى مستوى أعلى ، وعندما تعود هذه الإلكترونات إلى مستواها الأصلي ، تنبعث الفوتونات وهذه الطاقة الضوئية الآن في شكل ضوء مرئي.


بدء تشغيل مصباح الفلورسنت

في المصابيح الفلورية ، يتدفق التيار عبر موصل غازي ، بدلاً من موصل الحالة الصلبة حيث تتدفق الإلكترونات ببساطة من الطرف السالب إلى الطرف الموجب. يجب أن يكون هناك وفرة من الإلكترونات والأيونات الحرة للسماح بتدفق الشحنات عبر الغاز. عادة يوجد عدد قليل جدًا من الإلكترونات والأيونات الحرة في الغاز. لهذا السبب ، هناك حاجة إلى آلية بدء خاصة لإدخال المزيد من الإلكترونات الحرة في الغاز.



آليتان لبدء تشغيل مصباح الفلورسنت

1. إحدى الطرق هي استخدام مفتاح بدء التشغيل والصابورة المغناطيسية لتوفير تدفق التيار المتردد إلى المصباح. مفتاح التشغيل مطلوب لتسخين المصباح مسبقًا بحيث تكون هناك حاجة إلى قدر أقل من الجهد لتحفيز إنتاج الإلكترونات من أقطاب المصباح. يستخدم الصابورة للحد من كمية التيار المتدفق عبر المصباح. بدون مفتاح بدء التشغيل والصابورة ، ستتدفق كمية كبيرة من التيار مباشرة إلى المصباح ، مما يقلل من مقاومة المصباح وفي النهاية يسخن المصباح ويدمره.

مصباح الفلورسنت باستخدام الكابح المغناطيسي ومفتاح التشغيل

مصباح الفلورسنت باستخدام الكابح المغناطيسي ومفتاح التشغيل

مفتاح التشغيل المستخدم عبارة عن مصباح نموذجي يتكون من قطبين كهربيين بحيث يتشكل قوس كهربائي بينهما بينما يتدفق التيار عبر المصباح. الصابورة المستخدمة عبارة عن صابورة مغناطيسية تتكون من ملف محول. عندما يمر تيار التيار المتردد عبر الملف ، يتم إنتاج مجال مغناطيسي. مع زيادة التيار ، يزداد المجال المغناطيسي وهذا في النهاية يعارض تدفق التيار. وبالتالي فإن التيار المتردد محدود.

في البداية لكل نصف دورة من إشارة التيار المتردد ، يتدفق التيار عبر الصابورة (الملف) ، ويطور مجالًا مغناطيسيًا حوله. هذا التيار أثناء مروره عبر خيوط الأنبوب يسخنهم ببطء حتى يتسبب في إنتاج إلكترونات حرة. عندما يمر التيار عبر الفتيل إلى أقطاب المصباح (المستخدمة كمفتاح بدء التشغيل) ، يتشكل قوس كهربائي بين قطبي المصباح. نظرًا لأن أحد الأقطاب الكهربائية عبارة عن شريط ثنائي المعدن ، فإنه ينحني عند تسخينه وفي النهاية يتم التخلص من القوس تمامًا وبما أنه لا يوجد تيار يتدفق عبر المبدئ ، فإنه يعمل كمفتاح مفتوح. يتسبب هذا في حدوث انهيار في المجال المغناطيسي عبر الملف ونتيجة لذلك يتم إنتاج جهد عالٍ يوفر التحفيز المطلوب لتسخين المصباح لإنتاج كمية كافية من الإلكترونات الحرة من خلال الغاز الخامل وفي النهاية يتوهج المصباح.


6 أسباب لماذا لا يعتبر الصابورة المغناطيسية ملائمة؟

  • استهلاك الطاقة مرتفع للغاية ، حوالي 55 وات.
  • إنها كبيرة وثقيلة
  • أنها تسبب الوميض لأنها تعمل على ترددات منخفضة
  • لا تستمر لفترة أطول.
  • الخسارة حوالي 13 إلى 15 واط.

2. استخدام الكابح الإلكتروني لبدء تشغيل مصابيح الفلورسنت

توفر الكوابح الإلكترونية ، بخلاف الصابورة المغناطيسية ، تيار التيار المتردد للمصباح بعد زيادة تردد الخط من حوالي 50 هرتز إلى 20 كيلو هرتز.

الكابح الإلكتروني لبدء تشغيل مصباح الفلورسنت

الكابح الإلكتروني لبدء تشغيل مصباح الفلورسنت

تتكون دائرة الصابورة الإلكترونية النموذجية من محول تيار متردد إلى تيار مستمر يتألف من جسور ومكثفات تصحح إشارة التيار المتردد إلى التيار المستمر وترشح تموجات التيار المتردد لإنتاج طاقة التيار المستمر. يتم بعد ذلك تحويل جهد التيار المستمر هذا إلى جهد موجة مربعة عالية التردد باستخدام مجموعة من المفاتيح. يقود هذا الجهد دائرة خزان LC طنين وذلك لإنتاج إشارة تيار متردد جيبية مصفاة يتم تطبيقها على المصباح. عندما يمر التيار عبر المصباح بتردد عالٍ ، فإنه يعمل كمقاوم مكونًا دائرة RC موازية مع دائرة الخزان. في البداية ، يتم تقليل تردد التبديل للمفاتيح باستخدام دائرة تحكم ، مما يتسبب في تسخين المصباح ، مما يؤدي إلى زيادة الجهد عبر المصباح. في نهاية المطاف مع زيادة جهد المصباح بدرجة كافية ، يشتعل ويبدأ في التوهج. يوجد ترتيب استشعار حالي يمكنه استشعار مقدار التيار من خلال المصباح وبالتالي ضبط تردد التبديل.

6 أسباب لتفضيل الكوابح الإلكترونية أكثر

  • لديهم استهلاك منخفض للطاقة ، أقل من 40 واط
  • الخسارة لا تذكر
  • يتم التخلص من الوميض
  • فهي أخف وزنا وتناسب أماكن أكثر
  • تستمر لفترة أطول

تطبيق نموذجي يتضمن مصباح فلورسنت - مصباح تبديل تلقائي

هنا دائرة منزلية مفيدة لك. يمكن تثبيت نظام الإضاءة الأوتوماتيكي هذا في منزلك لإضاءة المبنى باستخدام مصباح الفلورسنت أو الفلورسنت. يضيء المصباح تلقائيًا حوالي الساعة 6 مساءً وينطفئ في الصباح. لذا فإن هذه الدائرة الكهربائية التي لا تحتوي على مفاتيح مفيدة للغاية لإضاءة مباني المنزل حتى لو لم يكن النزلاء في المنزل. بشكل عام ، تومض الأضواء التلقائية القائمة على LDR عندما تتغير شدة الضوء عند الفجر أو الغسق. لذلك لا يمكن استخدام CFL في مثل هذه الدوائر. في المصابيح الأوتوماتيكية التي يتم التحكم فيها بواسطة Triac ، يكون المصباح المتوهج فقط ممكنًا لأن الخفقان قد يؤدي إلى تلف الدائرة داخل CFL. تتغلب هذه الدائرة على كل هذه العيوب ويتم تشغيلها / إيقافها فورًا عندما يتغير مستوى الضوء المحدد مسبقًا.

كيف تعمل؟

IC1 (NE555) هو جهاز ضبط الوقت IC الشهير الذي يستخدم في الدائرة كمشغل Schmitt للحصول على عمل ثابت. يتم استخدام مجموعة وأنشطة إعادة تعيين IC لتشغيل / إيقاف تشغيل المصباح. داخل IC هناك نوعان من المقارنة. يقوم مقارن العتبة العليا برحلات عند 2/3 Vcc بينما يقوم مقارن المشغل السفلي برحلات عند 1/3 Vcc. ترتبط مدخلات هذين المقارنين معًا ومتصلة عند تقاطع LDR و VR1. وبالتالي فإن الجهد الذي يوفره LDR للمدخلات يعتمد على شدة الضوء.

LDR هو نوع من المقاوم المتغير وتختلف مقاومته حسب شدة الضوء الساقط عليه. في الظلام ، يوفر LDR مقاومة عالية جدًا تصل إلى 10 ميغا أوم ولكنه يقل إلى 100 أوم أو أقل في الضوء الساطع. لذا فإن LDR هو مستشعر إضاءة مثالي لأنظمة الإضاءة التلقائية.

خلال النهار ، يتمتع LDR بمقاومة أقل ويتدفق التيار خلاله إلى العتبة (Pin6) ومدخلات الزناد (pin2) لـ IC. نتيجة لذلك ، يتجاوز الجهد عند إدخال العتبة 2/3 Vcc مما يعيد ضبط Flip-Flop الداخلي ويظل الناتج منخفضًا. في الوقت نفسه ، يحصل إدخال المشغل على أكثر من 1 / 3Vcc. تحافظ كلتا الحالتين على انخفاض ناتج IC1 خلال النهار. يتم توصيل ترانزستور محرك الترحيل بإخراج IC1 بحيث يظل المرحل غير نشط أثناء النهار.

تبديل الرسم البياني لدائرة الضوء التلقائي

تبديل الرسم البياني لدائرة الضوء التلقائي

عند غروب الشمس ، تزداد مقاومة LDR وتتوقف كمية التيار المتدفق خلالها. نتيجة لذلك ، ينخفض ​​الجهد عند مدخل مقارن العتبة (pin6) إلى أقل من 2 / 3Vcc والجهد عند مدخل مقارن الزناد (pin2) أقل من 1/3Vcc. يتسبب كل من هذين الشرطين في ارتفاع ناتج المقارنة مما يؤدي إلى ضبط Flip-Flop. هذا يغير ناتج IC1 إلى مشغلات الحالة العالية و T1. يشير مؤشر LED إلى الإخراج العالي لـ IC1. عندما يتم إجراء T1 ، ينشط التتابع ويكمل دائرة المصباح من خلال جهات الاتصال المشتركة (Comm) و NO (فتح عادةً) في المرحل. تستمر هذه الحالة حتى الصباح ويتم إعادة ضبط IC عندما يتعرض LDR للضوء مرة أخرى.

يضاف المكثف C3 إلى قاعدة T1 للتبديل النظيف للمرحل. يحمي الصمام الثنائي D3 T1 من التيار الكهربائي الخلفي عند إيقاف تشغيل T1.

كيف تحدد؟

قم بتجميع الدائرة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وأرفقها في علبة مقاومة للصدمات. يعد صندوق محول نوع المكونات خيارًا جيدًا لإحاطة المحول والدائرة. ضع الوحدة حيث يتوفر ضوء الشمس خلال النهار ويفضل أن يكون خارج المنزل. قبل توصيل المرحل ، تحقق من الإخراج باستخدام مؤشر LED. اضبط VR1 لتشغيل مؤشر LED عند مستوى إضاءة معين ، على سبيل المثال الساعة 6 مساءً. إذا كان الأمر على ما يرام ، فقم بتوصيل Relay واتصالات التيار المتردد. يمكن الاستفادة من المرحلة والمحايدة من المرحلة الأولية للمحول. خذ المرحلة والأسلاك المحايدة وقم بتوصيلها بحامل لمبة. يمكنك استخدام أي عدد من المصابيح حسب التصنيف الحالي لجهات اتصال الترحيل. يجب ألا يسقط الضوء من المصباح على LDR لذا ضع المصباح وفقًا لذلك.

الحذر : يوجد 230 فولت في جهات اتصال الترحيل عند الشحن. لذلك لا تلمس الدائرة عند توصيلها بالتيار الكهربائي. استخدم ربطًا جيدًا لجهات اتصال الترحيل لتجنب الصدمات.

مصدر الصورة:

  • مصباح الفلورسنت ويكيميديا
  • بدء تشغيل المصباح الفلوريسنت باستخدام الكابح المغناطيسي ومفتاح التشغيل بواسطة ويكيميديا