Лабораторная работа № 6
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 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Iр, А |
0,44 |
0,42 |
0,40 |
0,38 |
0,36 |
0,34 |
№ бригады |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Uр, В |
240 |
235 |
230 |
225 |
220 |
215 |
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 |
|
|
|
220 |
- |
|
|
- |
Замеренные |
|
|
|
220 |
|
- |
|
|
Программа и методика исследования.
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 № 9