POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

LABORATORIUM INSTALACJI I OŚWIETLENIA ELEKTRYCZNEGO

Temat: Badanie lamp fluorescencyjnych.

Ćwiczenie wykonali: Szyszkiewicz Andrzej

Stachyra Tomasz

Wołoszyn Sławomir

• Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zbadanie wpływu zmian napięcia na parametry świetlne lampy fluorescencyjnej.

2 Wstęp.

Lampy fluorescencyjne czyli świetlówki zalicza się do wyładowczych źródeł światła. Podstawową cechą tych źródeł jest ruch jonów w gazach. Jony znajdujące się w polu elektrycznym są przyciągane przez elektrody o przeciwnych ładunkach elektrycznych. Po drodze zderzają się zarówno z elektronami swobodnymi jak i ze sobą. W czasie zderzeń występuje zjawisko promieniowania elektromagnetycznego. Promieniowanie posiada określoną częstotliwość uzależnioną od rozmiarów cząstek zderzających się oraz ich prędkości co powoduje promieniowanie o różnej długości fali zależnej od ciśnienia gazu. Jeżeli promieniami niewidzialnymi naświetli się luminofor to w wyniku transformacji fal promieniowania luminofor zaczyna świecić.

Zmiany napięcia zasilającego dość znacznie wpływają na strumień świetlny
i trwałość świetlówki. Zależność wpływu zmian napięcia na strumień świetlny oraz trwałość można opisać zależnościami:

• Przebieg ćwiczenia.

Rysunek 1. Schemat pomiarowy.

1. Wyznaczanie napięcia zapłonu i gaśnięcia.

Zasilając układ napięciem zmiennym, należało zaobserwować moment zapłonu, a napięcie zapłonu i gaśnięcia zanotować w tabelce. Pomiary wykonano trzy razy.

Tabela 1. Napięcie zapłonu i gaśnięcia.

typ świetlówki	l.p.	napięcie zapłonu	napięcie zgaśnięcia
				V	V
Philips TLD 18W/54	1	180	105
	2	190	110
	3	185	110
średnio		185	108
Philips TLD 18W/15	1	195	95
	2	200	95
	3	195	95
średnio		197	95

2. Wyznaczanie charakterystyk świetlówek.

Pomiary przeprowadzano zmieniając napięcie zasilania od U=250V, aż do momentu zgaśnięcia świetlówki. Układ pomiarowy połączono wg rysunku 1.

Tabela 2. Wyniki do wyznaczania charakterystyk świetlówek.

TLD 18W/54	U	U1	U2	I	I1	I2	P	P1	P2	cos ϕ	φ	η
		[V]	[V]	[V]	[A]	[A]	[A]	[W]	[W]	[W]	[ - ]	[lm]	[lm/W]
	układ bez kompensacji	130	80	84	0,110	0,100	0	10,0	4,0	8,0	0,70	415	41,5
		140	76	100	0,135	0,130	0	12,5	5,0	9,0	0,66	502	40,1
		150	73	116	0,160	0,150	0	14,5	6,0	10,0	0,60	589	40,6
		160	72	124	0,180	0,175	0	16,5	6,5	11,0	0,57	676	41,0
		170	70	140	0,205	0,195	0	18,5	7,5	12,0	0,53	764	41,3
		180	69	148	0,225	0,220	0	21,0	8,0	13,0	0,52	851	40,5
		190	67	160	0,245	0,240	0	22,0	9,0	14,0	0,47	938	42,6
		200	66	172	0,275	0,270	0	24,0	10,0	15,0	0,44	1025	42,7
		210	65	184	0,300	0,295	0	26,0	11,5	16,0	0,41	1113	42,8
		220	64	194	0,330	0,320	0	29,0	12,5	17,0	0,40	1200	41,4
		230	63	206	0,370	0,370	0	32,0	13,0	18,5	0,38	1287	40,2
		240	62	212	0,410	0,400	0	36,0	13,5	20,0	0,37	1375	38,2
		250	62	224	0,470	0,460	0	41,0	13,5	22,0	0,35	1462	35,7
	układ z kompensacją	130	79	84	0,100	0,105	0,150	10	4	8	0,77	415	41,5
	140	75	100	0,100	0,130	0,160	12	5	9	0,86	502	41,8
	150	73	116	0,100	0,150	0,170	14	6	10	0,93	589	42,1
	160	72	126	0,105	0,175	0,180	16	7	11	0,95	676	42,3
	170	70	138	0,105	0,195	0,195	18	7	12	1,01	764	42,4
	180	69	148	0,115	0,220	0,200	20	8	13	0,97	851	42,5
	190	68	160	0,120	0,250	0,215	22	9	14	0,96	938	42,6
	200	66	170	0,130	0,265	0,225	24	10	15	0,92	1025	42,7
	210	65	180	0,135	0,290	0,235	26	11	16	0,92	1113	42,8
	220	64	192	0,150	0,330	0,250	30	12	21	0,91	1200	40,0
	230	63	202	0,170	0,360	0,260	32	12	21	0,82	1287	40,2
	240	62	212	0,190	0,400	0,270	36	13	22	0,79	1375	38,2
	250	60	224	0,240	0,460	0,280	40	13	22	0,67	1462	36,5

TLD 18W/15	U	U1	U2	I	I1	I2	P	P1	P2	cos ϕ	φ	η
		[V]	[V]	[V]	[A]	[A]	[A]	[W]	[W]	[W]	[ - ]	[lm]	[lm/W]
	Układ bez kompensacji	130	74	88	0,120	0,110	0	10,5	5,0	8,0	0,67	138	13,16
		140	72	102	0,140	0,135	0	12,5	5,5	9,0	0,64	167	13,38
		150	70	116	0,165	0,160	0	15,0	6,5	10,0	0,61	196	13,09
		160	68	128	0,185	0,180	0	16,5	7,0	11,0	0,56	225	13,66
		170	67	140	0,210	0,205	0	18,0	8,0	12,0	0,50	255	14,14
		180	66	150	0,230	0,225	0	19,0	8,5	13,0	0,46	284	14,93
		190	64	160	0,250	0,245	0	21,0	9,5	13,5	0,44	313	14,89
		200	63	172	0,280	0,270	0	24,0	10,5	15,0	0,43	342	14,24
		210	62	182	0,300	0,300	0	27,0	11,5	15,5	0,43	371	13,74
		220	61	194	0,330	0,330	0	29,0	12,0	17,0	0,40	400	13,79
		230	60	204	0,365	0,360	0	32,0	12,0	17,5	0,38	429	13,41
		240	59	214	0,415	0,410	0	36,0	12,5	19,0	0,36	458	12,73
		250	60	224	0,460	0,450	0	40,0	12,5	21,0	0,35	487	12,18
	układ z kompensacją	130	74	88	0,100	0,110	0,150	10,5	5,0	8,0	0,81	138	13,16
	140	72	102	0,100	0,130	0,160	12,5	5,5	9,0	0,89	167	13,38
	150	70	116	0,100	0,160	0,170	15,0	6,5	10,0	1,00	196	13,09
	160	68	128	0,105	0,180	0,180	17,0	7,0	11,0	1,01	225	13,26
	170	67	140	0,110	0,205	0,195	19,5	8,0	12,0	1,04	255	13,05
	180	66	150	0,110	0,220	0,200	21,0	8,5	13,0	1,06	284	13,51
	190	64	160	0,120	0,250	0,215	22,0	9,5	14,0	0,96	313	14,21
	200	63	172	0,130	0,270	0,225	24,0	10,5	15,0	0,92	342	14,24
	210	62	182	0,140	0,300	0,240	28,0	11,5	15,5	0,95	371	13,25
	220	61	194	0,150	0,330	0,250	29,0	12,0	16,5	0,88	400	13,79
	230	60	204	0,175	0,360	0,260	32,0	12,5	18,0	0,80	429	13,41
	240	59	214	0,205	0,410	0,275	36,0	12,5	19,0	0,73	458	12,73
	250	60	224	0,240	0,460	0,280	40,0	12,5	21,0	0,67	487	12,18

Przykładowe obliczenia :

• Charakterystyki.

• 
  
  Wykresy wskazowe.

układ bez kompensacji, układ z kompensacją

• Wnioski.

• W ćwiczeniu przebadano dwie świetlówki Philips'a: TLD 18W/54 (biała), TLD 18W/15 (czerwona),

• Napięcie zapłonu świetlówki TLD 18W/54 było niższe od napięcia zapłonu świetlówki TLD 18W/15,

• Napięcie gaśnięcia świetlówki TLD 18W/54 było wyższe od napięcia gaśnięcia świetlówki TLD 18W/15,

• Strumień świetlny znamionowy świetlówki białej był znacznie wyższy od strumienia świetlówki czerwonej mimo takiej samej mocy. Jest to spowodowane różną względną skutecznością świetlną υ zależną od długości fali świetlnej.
  W przypadku światła białego jest to całe spektrum światła.

• Zastosowanie kondensatora podłączonego równolegle do źródła zasilania, powoduje przesunięcie prądu w przeciwną stronę niż dławik, uzyskując odpowiednią wielkość cosϕ. W układzie bez kompensacji (Uzas=220V) cosϕ=0,4 natomiast z kompensacją cosϕ=0,9.

• Moc P pobierana z sieci oraz strumień świetlny Φ (zatem i skuteczność świetlna η) są takie same w układzie bez kompensacji jak i w układzie z kompensacją,

• W układzie z kompensacją mocy biernej prąd I sieci jest ponad dwukrotnie mniejszy niż w układzie bez kompensacji. Umożliwia to stosowanie przewodów
  o mniejszych przekrojach oraz wkładek topikowych na mniejsze prądy znamionowe. Ponadto często jest wymagane utrzymanie cosϕ na minimalnym poziomie.

2

---