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.
| № бригады | ||||||
| Iр, А | 0,44 | 0,42 | 0,40 | 0,38 | 0,36 | 0,34 |
| № бригады | ||||||
| Uр, В |
Таблица 6.2. Технические характеристики лампы.
| Параметр | Uн.л | Iн | Pн | Uн.с | Eн | Фн | Кл | ΔЕ |
| Ед. измер. | В | А | Вт | В | лк | лм | - | мм |
| Паспортные | - | - | ||||||
| Замеренные | - |
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.
| Вид балласта | Измеренные величины | ||||||||||||
| φ | Uз | Uс | I | Рс | Uл | Рл | Uδ | Рδ | Е | ΔЕ | |||
| Град. | В | В | А | Вт | В | Вт | В | Вт | лк | мм | |||
| Индуктивно- емкостный | ём. | инд. | ём. | инд. | |||||||||
| индуктивный | |||||||||||||
| активный |
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 Uс и Uл, а также осциллограмму пульсации светового потока для расчета коэффициента пульсации.
(6.1.)
где: Кпт - коэффициент пульсации табличный
ΔЕэт, ΔЕх -глубина пульсации потока по осциллограмме в эталонной таблице 6.2. и исследуемых схемах.
Еэт, Ех - 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 = Uc∙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.
| Вид балласта | Вычисленные величины | ||||||
| Фл | ψс | ψл | Км | Кг | Кп | cosφ | |
| лм | лм/Вт | лм/Вт | - | - | - | - | |
| Индуктивно- емкостный | |||||||
| Индуктивный | |||||||
| Активный | вный |
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