Ś

ląskie Techniczne Zakłady Naukowe

Warsztaty Szkolne

Opracował mgr inż. Maciej Czakański

Montaż elektryczny

Zajęcia nr 6

Temat:

Montaż oświetlenia elektrycznego

Jednym z ważniejszych zastosowań energii elektrycznej jest jej przetwarzanie na energię
ś

wietlną.

Elektryczne źródła światła możemy podzielić ze względu na zjawiska fizyczne zachodzące
podczas wytwarzania światła na:

• Lampy żarowe (żarówki), w których wykorzystuje się świecenie nagrzanego drutu

wolframowego.

• Lampy fluorescencyjne (świetlówki), w których wykorzystuje się zjawisko

fluorescencji, tj. świecenia pewnych substancji chemicznych pod wpływem działania
promieni ultrafioletowych i elektronów.

• Lampy wyładowcze (rtęciowe, sodowe, neonowe, ksenonowe), w których

wykorzystuje się świecenie gazu pod wpływem wyładowań elektrycznych (przepływu
prądu elektrycznego przez gaz).

• Lampy o świetle mieszanym, w których w celu otrzymania światła wykorzystuje się

dwa zjawiska fizyczne – świecenie gazu pod wpływem wyładowań elektrycznych i
ś

wiecenie ciał stałych pod wpływem wysokiej temperatury (lampy rtęciowo-żarowe,

lampy łukowe).

• Lampy LED, wykorzystujące wysokoenergetyczne diody świecące LED.

W prostych instalacjach oświetleniowych najczęściej wykorzystywane są lampy
fluorescencyjne i żarowe. Te ostatnie na skutek unormowań prawnych UE powinny być w
najbliższych latach stopniowo wycofane z użytku jako mało wydajne energetycznie.

Lampy żarowe.
Elementem świecącym w żarówce jest żarnik z drutu wolframowego, rozgrzany do
temperatury 2100÷2800˚C i umieszczony w bańce z wytworzoną próżnią lub napełnioną
mieszaniną gazu szlachetnego (argon, krypton, ksenon) z azotem. Do lamp żarowych
zaliczamy też lampy halogenowe, czyli takie, których bańka jest napełniona halogenem. Mają
one wyższą trwałość (mniejsze zużycie żarnika) i lepszą skuteczność świetlną od
tradycyjnych żarówek żarowych.
ś

arówki mają 2 podstawowe rodzaje trzonków: gwintowy (E27 i E14) oraz bagnetowy (B22).

Podstawowymi parametrami żarówek są: napięcie, moc i prąd. Rezystancja żarówek jest
nieliniowa i zależy między innymi od ich temperatury. W żarówkach ok. 90% energii jest
zużywane na wytwarzanie energii cieplnej.

Podczas montażu oprawek żarówkowych prądu przemiennego należy pamiętać, że na krążek
stykowy podajemy przewód fazowy, a na gwint przewód neutralny. Wyłącznik zawsze
montujemy na przewodzie fazowym.
ś

arówek halogenowych nie powinno się dotykać gołymi rękami. Rozgrzanej bańce ze szkła

kwarcowego szkodzi pot z rąk.

Ś

ląskie Techniczne Zakłady Naukowe

Warsztaty Szkolne

Opracował mgr inż. Maciej Czakański

Montaż elektryczny

Rys. 11.1. Budowa żarówki.

1-bańka szklana, 2-gaz lub próżnia, 3-żarnik
wolframowy, 4-elektrody niklowe, 5-podpórki
molibdenowe, 6-pręcik szklany, 7- łopatka
szklana, 8-trzonek, 9-gwint, 10-krążek stykowy

Rys. 11.2. Rodzaje żarników: a) jednoskrętkowy;

b) dwuskrętokwy

Rys. 11.3.

Rodzaje

trzonków:

a) gwintowy;

b) bagnetowy

Rys. A.1. śarówka halogenowa dwutrzonkowa

Lampy fluorescencyjne.
Ś

wietlówka jest lampą rtęciową niskoprężną. Wykorzystuje ona wyładowania elektryczne w

parze rtęci o ciśnieniu ok. 1 Pa. Między elektrodami jarznika, do których jest przyłożone
napięcie, płynie prąd, poruszają się ładunki (elektrony i jony dodatnie) zderzające się z
atomami rtęci. Wzbudzone atomy rtęci są źródłem promieniowania o dużej energii i małej
długości fali. Promieniowanie to padając na luminofor, którym pokryta jest wewnętrzna
powierzchnia jarznika, powoduje wzbudzenie jego cząsteczek, a w rezultacie ich świecenie.

Skład chemiczny luminoforu pozwala regulować barwą światła świetlówki.
Aby ochronić świetlówkę przed uszkodzeniem na skutek zbyt dużego prądu, w szereg z nią
włącza się statecznik – układ ograniczający wartość prądu. Najczęściej w roli statecznika

Ś

ląskie Techniczne Zakłady Naukowe

Warsztaty Szkolne

Opracował mgr inż. Maciej Czakański

Montaż elektryczny

wykorzystuje się dławik. Ze względu na niekorzystny wpływ dławika na współczynnik mocy
dodaje się kompensujący go kondensator.

Napięcie robocze świetlówki jest zbyt małe, żeby doprowadzić do jej samoczynnego zapłonu.
Dlatego też podczas zapłonu między elektrody przykłada się napięcie kilkakrotnie większe od
napięcia roboczego.
Zapłonem świetlówki steruje zapłonnik (starter).

Rys. 11.5. Zapłonnik lampowy do świetlówki:

a) budowa; b) schemat
1-bańka szklana wypełniona neonem,
2-blaszka bimetalowa,
3-styk,
4-kondensator przeciwzakłóceniowy

I tak w układzie z rys. 2.9a po załączeniu lampy płynie mały prąd w obwodzie: dławik 6 –
elektroda 4 – zapłonnik 1 – elektroda 5. Całe napięcie przypada na zapłonnik tj. na małą
lampę tlącą, w której rozpoczyna się wyładowanie. Lampa ta ogrzewa bimetal, który wygina
się zwierając obwód. W tej chwili w obwodzie zaczyna płynąć wysoki prąd, nagrzewając
elektrody świetlówki. W tym samym czasie zapłonnik stygnie (zwarta lampa tląca) i po kilku
sekundach bimetal rozwiera obwód. Nagłe przerwanie prądu płynącego między innymi przez
dławik, powoduje pojawienie się na nim SEM samoindukcji. Między nagrzanymi elektrodami
pojawia się przepięcie powodujące zapoczątkowanie wyładowania w rurze świetlówki. Jeśli
do zapłonu nie doszło, cały proces zaczyna się od początku.
Jeśli zapłon nastąpił, napięcie na rurze spada, a jednocześnie napięcie na lampie tlącej w
zapłonniku jest za małe, by zaczęła świecić i podgrzewać bimetal.

Ś

ląskie Techniczne Zakłady Naukowe

Warsztaty Szkolne

Opracował mgr inż. Maciej Czakański

Montaż elektryczny

Zamiast zapłonnika tradycyjnego coraz częściej stosuje się zapłonnik elektroniczny. Pozwala
on na miniaturyzację i co za tym idzie znalazł zastosowanie w tzw. świetlówkach
kompaktowych, zwanych też żarówkami energooszczędnymi.

Rys. A.2. Świetlówka kompaktowa

Ś

ląskie Techniczne Zakłady Naukowe

Warsztaty Szkolne

Opracował mgr inż. Maciej Czakański

Montaż elektryczny

Ś

wiatło świetlówki w odróżnieniu od żarówek żarowych, jest światłem migającym z

częstotliwością 100 Hz. Tętnienie to nie jest dostrzegalne gołym okiem, ale stwarza tzw. efekt
stroboskopowy. W przypadku oświetlania elementów wirujących z częstotliwością zbliżoną
do częstotliwości tętnień, możemy mieć wrażenie, że części wirujące stoją w miejscu. To z
kolei może być przyczyną wypadków. Dlatego też w pomieszczeniach przemysłowych
stosuje się układy antystroboskopowe polegające na instalowaniu w jednej oprawie dwu
ś

wietlówek których migotanie jest przesunięte w fazie. Taki układ przedstawiono na rys. 2.9b.

Innym rozwiązaniem jest zastosowanie opraw z trzema świetlówkami z których każda
zasilana jest z innej fazy.

Pozostałe typy lamp.

Rys. 11.9. Budowa i schemat włączenia lampy

rtęciowej
1-bańka zewnętrzna z luminoforem,
2-rezystor,
3-bańka ze szkła kwarcowego,
4-argon,
5-kropla rtęci,
6-elektrody główne,
7-elektroda zapłonowa,
D-dławik,
C

k

-kondensator do poprawy współczynnika mocy,

L-przewód fazowy
N-przewód neutralny

Rys. 11.10. Budowa i schemat włączenia lampy

rtęciowo-żarowej
1-bańka zewnętrzna z luminoforem,
2-rezystor,
3-bańka ze szkła kwarcowego,
4-argon,
5-kropla rtęci,
6-elektrody główne,
7-elektroda zapłonowa,
8-żarnik wolframowy,
D-dławik,
C

k

-kondensator do poprawy współczynnika

mocy,
L-przewód fazowy
N-przewód neutralny

Rys. 11.11. Schemat budowy i układ zasilania

lampy sodowej
1-bańka zewnętrzna,
2-próżnia,
3-rura wypełniona neonem, argonem i małą

ilością sodu,

4-elektroda,
5-trzonek,
Atr-autotransformatorrozproszeniowy,
C

k

-kondensator do poprawy współczynnika

mocy.

Ś

ląskie Techniczne Zakłady Naukowe

Warsztaty Szkolne

Opracował mgr inż. Maciej Czakański

Montaż elektryczny

Tablica 11.1. Właściwości opraw oświetleniowych w zależności od klasy

Klasa

I

II

III

IV

V

Charakter

oświetlenia

bezpośrednie

przeważnie

bezpośrednie

mieszane

przeważnie

pośrednie

pośrednie

Strumień

wysyłany do

dolnej półprze-

strzeni

90÷100%

60÷90%

40÷60%

10÷40%

0÷10%

Orientacyjna

krzywa rozsyłu

ś

wiatłości

Oprawy do

ż

arówek i

rtęciówek

Oprawy do

ś

wietlówek

Materiały dydaktyczne wyłącznie do użytku uczniów klas elektrycznych i elektronicznych
Ś

ląskich Technicznych Zakładów Naukowych w Katowicach.

Niniejsze materiały stanowią ilustrację do wprowadzeń teoretycznych przeprowadzonych na
warsztatach szkolnych według podręcznika podanego w literaturze.

Zamieszczone ilustracje są chronione prawami autorskimi autorów podręcznika.



Literatura:
E.Musiał „Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne” WSiP Warszawa 1998
G.Bartodziej, E.Kałuża „Aparaty i urządzenia elektryczne” WSiP Warszawa 1997