Circuite de lămpi incandescente pentru a prelungi durata de viață. Cum să prelungești durata de viață a unei lămpi cu incandescență

Se știe că becurile se ard în timp. Au achiziționat această proprietate în anii 20-30. Fabricate folosind tehnologii „antediluviane”, becurile lui T. Edison funcționează și astăzi. Parțial, este o chestiune de adâncimea vidului. Dacă aprindeți lumina electrică astfel încât abia să strălucească, atunci puteți simți un loc cald deasupra becului. Cum ar putea aerul să se ridice în balon dacă (se presupune) nu era acolo? Dacă spargi un bec în apă, se va ridica o bulă de aer (doar să nu crezi că ai văzut un gaz inert).

Dar acest lucru nu este suficient pentru a programa îmbătrânirea unui bec. Aveți nevoie de impurități în spirală. Pe măsură ce se evaporă, duc la epuizare. După numeroase crize economice, recesiuni și crize, țara a renunțat de mult la acest tip de fraudă. Astfel, milioane de becuri „născuți pentru a muri” ajung la gunoi.

Inventatorii noștri pregătesc și multe surprize pentru comerț. Am învățat deja să folosim lămpi fluorescente cu bobine arse. Din ce în ce mai multe modalități noi de a prelungi durata de viață a lămpilor cu incandescență sunt în mod constant inventate. Pe această pagină, vă invit să luați în considerare câteva dintre cele mai comune și simple modalități de a prelungi durata de viață a unei lămpi cu incandescență.

OPȚIUNEA 1

UTILIZAREA O DIODĂ SEMICONDUCTORĂ

Acesta este cel mai simplu, dar și cel mai fiabil mod! Esența acestei metode este conectarea unei diode semiconductoare la circuitul de alimentare al unei lămpi cu incandescență. Dioda poate fi „încorporată” într-un comutator, abajur de lampă, lipiți o a doua bază cu o diodă pe soclul lămpii etc. Dezavantajul acestei metode este „pâlpâirea” lămpii incandescente.

Cu toate acestea, o astfel de lumină poate fi folosită pe palierele caselor, vestibulelor, subsoluriilor etc., deoarece calitatea iluminatului în acest caz nu este semnificativă, iar lămpile, după cum arată experiența de funcționare, durează ani de zile...

Detalii: diode tip KD105, D226.

OPȚIUNEA 2

UTILIZAREA UNUI CONDENSATOR DE BLAST

În acest caz, puteți folosi o lampă cu o putere de până la 100 W dacă o conectați la rețea printr-un condensator de balast. Selectând capacitatea condensatorului, puteți regla luminozitatea luminii. Rezistorul R1 este necesar pentru a elimina sarcina reziduală din condensator. Deoarece lampa luminează la intensitate maximă, durata de viață a acesteia este prelungită semnificativ.
Condiție: Tensiunea nominală pentru condensator trebuie să fie de cel puțin 250 de volți.

OPȚIUNEA 3

UTILIZAREA UNUI TRANSFORMATOR

De asemenea, una dintre opțiunile ușoare pentru prelungirea duratei de viață a unei lămpi cu incandescență este utilizarea transformatoarelor din radiogramele lămpii. Au un robinet „110V”. Dacă conectați la ea o lampă de 100 W (spirala ei este destul de groasă), „strălucirea la intensitate maximă” va deveni etern!
Dezavantajul acestei metode este designul greoi.

OPȚIUNEA 4

UTILIZAREA UNUI CIRCUIT TIRISTOR

Una dintre cele mai dificile opțiuni pentru prelungirea duratei de viață a unei lămpi cu incandescență, propusă de tatăl și fiul Chumakov, Dzerzhinsk (Revista radio nr. 7, 1988, p. 51). Este nevoie de cunoștințe de bază despre circuite.
Avantajul acestei opțiuni față de altele este că acest circuit reduce supratensiunile de curent atunci când lampa este aprinsă și asigură că lampa strălucește la intensitate maximă fără a pâlpâi.

PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE

După cum sa menționat mai sus, această mașină reduce supratensiunile de curent prin lampa de iluminare atunci când este pornită. Când contactele comutatorului Q1 sunt închise, lampa EL1 începe să strălucească la intensitate maximă, deoarece curentul trece prin ea numai în timpul semiciclurilor pozitive ale tensiunii de rețea pe firul de putere inferior, conform diagramei.

În timpul semiciclurilor negative, condensatorul C1 este încărcat. De îndată ce tensiunea de pe condensator atinge tensiunea de stabilizare a diodei zener VD2, trinistorul VS1 se va deschide și lampa se va aprinde la intensitate aproape maximă. Piesele prezentate în diagramă sunt concepute pentru a funcționa mașina cu o lampă (sau lămpi) cu o putere de până la 150 W.

Pentru o sarcină mai puternică (500... 700 W), trebuie să instalați o diodă VD3 cu un curent redresat admisibil de 2...3 A (de exemplu, KD202L). În acest caz, tiristorul nu trebuie să fie instalat pe radiator.

SETARE SCHEMA

Apoi măsurați tensiunea pe condensator. Dacă depășește 50 V, înlocuiți condensatorul cu altul cu o tensiune nominală mai mare sau instalați o diodă zener cu o tensiune de stabilizare mai mică. După aceasta, conectați dioda VD3 și măsurați tensiunea alternativă pe lampă. Îl puteți schimba într-o direcție sau alta selectând rezistorul R1, dar nu este indicat să reduceți semnificativ rezistența rezistorului față de cea indicată în diagramă, altfel durata de preîncălzire a filamentului lămpii va scădea (nu ar trebui să fie mai mică de 2 s) - înainte de a porni SCR.

Durata de viață a unei lămpi cu incandescență variază foarte mult, deoarece depinde de mulți factori: de calitatea conexiunilor din cablajul electric și al lămpii, de stabilitatea tensiunii nominale, de prezența sau absența impacturilor mecanice asupra lămpii. , șocuri, șocuri, vibrații, asupra temperaturii ambiante, asupra tipului de întrerupător utilizat și asupra ratei de creștere a curentului la alimentarea cu energie a lămpii.

Când o lampă incandescentă funcționează mult timp, filamentul său se evaporă treptat sub influența temperaturilor ridicate de încălzire, scade în diametru și se sparge (se arde). Cu cât temperatura de încălzire a filamentului este mai mare, cu atât lampa emite mai multă lumină. În acest caz, procesul de evaporare a filamentului devine mai intens și durata de viață a lămpii este redusă. Prin urmare, pentru lămpile cu incandescență, temperatura filamentului este setată la o temperatură care asigură puterea luminoasă necesară a lămpii și o anumită durată de funcționare a acesteia.

Durata medie de ardere a unei lămpi cu incandescență la tensiunea de proiectare nu depășește 1000 de ore. După 750 de ore de ardere, fluxul luminos scade în medie cu 15%.

Lămpile cu incandescență sunt foarte sensibile chiar și la creșteri relativ mici ale tensiunii: cu o creștere a tensiunii de doar 6%, durata de viață se reduce la jumătate. Din acest motiv, lămpile cu incandescență care luminează scările se ard destul de des, deoarece noaptea rețeaua electrică este puțin încărcată și tensiunea este crescută.

Într-unul dintre orașele germane există un felinar cu una dintre primele lămpi cu incandescență înșurubat în el. Ea are deja peste 100 de ani. Dar a fost făcut cu o marjă uriașă de fiabilitate, așa că încă arde. În zilele noastre, becurile cu incandescență sunt produse în masă, dar cu o marjă de fiabilitate foarte mică. Creșterea curentului care apare atunci când iluminatul este aprins deteriorează adesea becul din cauza rezistenței scăzute în stare rece. Prin urmare, la aprinderea luminii, becul trebuie încălzit cu un curent scăzut și apoi pornit la putere maximă. O lampă incandescentă se defectează de obicei când este aprinsă din cauza rezistenței scăzute a filamentului rece.

Să ne uităm la câteva mici trucuri pentru a prelungi durata de viață a lămpilor cu incandescență.

Ținând cont de tensiunea nominală

În prezent, industria produce lămpi cu incandescență, care indică nu o singură tensiune (127 sau 220 V), ci o gamă de tensiuni (125...135, 215...225, 220...230, 230...240 V). ) . În fiecare gamă, lampa cu incandescență produce un flux luminos bun și este destul de durabilă.

Prezența mai multor game se explică prin faptul că tensiunea de funcționare în rețea diferă de cea nominală: la sursa de alimentare (substație) este mai mare, iar departe de sursa de alimentare este mai mică. În acest sens, pentru ca lămpile să servească mult timp și să strălucească bine, este necesar să selectați corect intervalul necesar. Evident, dacă tensiunea din rețeaua apartamentului tău este de 230 V, atunci nu are sens să cumperi și să instalezi lămpi cu incandescență care indică domeniul de 215...225 V. Astfel de lămpi funcționează cu supraîncălzire și nu vor dura mult - se ard prematur.

Efectul vibrațiilor asupra duratei de viață a lămpii

Lămpile cu incandescență care funcționează în condiții de vibrații și șocuri au mai multe șanse să se defecteze decât cele care funcționează într-o stare silențioasă. Dacă este nevoie să utilizați un transportator, este mai bine să îl mutați când este oprit.

Prevenirea unei prize în care lămpile se ard adesea

Uneori se întâmplă ca aceeași lampă să se ardă într-un candelabru, iar când lampa funcționează, priza este foarte fierbinte. În acest caz, este necesar să curățați și să îndoiți contactele centrale și laterale, strângeți conexiunile de contact ale firelor potrivite pentru cartuş. Este indicat să instalați toate lămpile în candelabru cu aceeași putere.

Folosind o diodă pentru a proteja lampa

Este foarte benefic să aprinzi lămpile cu incandescență printr-o diodă pe palierele caselor, deoarece calitatea iluminatului în acest caz nu este semnificativă, iar lămpile, după cum arată experiența de funcționare, durează ani de zile. Și dacă puteți „atașa” un rezistor în serie cu dioda, atunci puteți uita complet de lampa incandescentă de pe palier.

Sfat. Pentru o lampă incandescentă cu o putere de 25 W, este suficient să folosiți un rezistor de 50 Ohm de tip MLT

Lămpile electrice tradiționale cu incandescență se defectează destul de des. Principalul motiv pentru funcționarea defectuoasă a acestora este arderea filamentului de tungsten.

Principiul de funcționare al unei lămpi cu incandescență

Filamentul lămpii, realizat sub formă de spirală din aliaje refractare pe bază de wolfram, este plasat într-un balon de sticlă transparentă, în interiorul căruia fie se creează un vid (pentru lămpile de putere mică), fie este umplut cu un gaz inert.

Când curentul electric trece prin spirală, se încălzește până la o temperatură ridicată datorită rezistenței sale ridicate, iar atunci când este încălzit, emite într-o gamă largă de spectru, inclusiv în partea sa vizibilă, drept urmare „becul strălucește.”

Calitate lampa

Principalul motiv pentru „arsarea” lămpilor incandescente este evaporarea neuniformă a materialului cu filament, ca urmare a căreia pe filamentul lămpii apar zone cu o secțiune transversală mai mică și o rezistență mai mare.

Rezistența crescută a secțiunii locale a filamentului duce la o creștere a temperaturii acestuia, în comparație cu alte secțiuni ale spiralei și, prin urmare, la o evaporare mai activă a metalului în astfel de zone.

Ca urmare, materialul cu filament din această zonă fie se topește, fie se evaporă complet, iar lampa electrică devine inutilizabilă.

Resursă limitată și tensiune crescută

Al doilea motiv pentru defecțiunea lămpilor electrice incandescente este resursa limitată a timpului de funcționare, care este de aproximativ 1000 de ore, iar în rețeaua electrică reduce și mai mult timpul de uzură al spiralei.

Noaptea, când tensiunea din rețea este mult mai mare decât cea nominală, atomii de wolfram se evaporă mai intens, iar filamentul se subțiază mult mai repede și își pierde funcționalitatea.

Creșterea tensiunii cu 5% reduce durata de viață a unei lămpi electrice cu aproximativ jumătate.

Porniri frecvente

Deoarece valorile de rezistență ale filamentului lămpii în stare rece și fierbinte diferă semnificativ, atunci când o lampă electrică este aplicată energie, se întâmplă următoarele: filamentul lămpii este rece și are rezistență scăzută, din acest motiv așa-numitul „mare surge of current” are loc și filamentul se arde prematur.

Defecțiuni ale cartuşului și ale comutatorului

Când există o conexiune de contact nesigură în soclul în care becul este înșurubat între contactele sale centrale sau laterale și soclul lămpii, valoarea rezistenței la contacte fluctuează haotic, ceea ce duce la fluctuații ale tensiunii care alimentează filamentul.

Ca urmare, lampa se defectează înainte de a-și atinge durata de viață orară stabilită.

Într-unul defect, elementele de contact sunt de obicei acoperite cu un strat de funingine și scânteie atunci când sunt pornite și oprite.

În consecință, tensiunea furnizată filamentului lămpii este instabilă, ceea ce, ca și în cazul unui cartuș defect, implică defectarea prematură a lămpii electrice din cauza arderii filamentului acesteia.

Vibrații și influențe mecanice

Filamentul lămpii în stare de funcționare are o temperatură în intervalul de la 2000 la 3000 0 C și materialul spiralat se evaporă activ.

Orice vibrație, chiar ușoară sau impact mecanic ușor poate perturba integritatea filamentului și poate duce la o funcționare defectuoasă completă a lămpii.

Modalități simple de a prelungi durata de viață a lămpii

În primul rând, pune totul în ordine în casă: verifică calitatea contactelor din tabloul electric al apartamentului și din cutiile de ramificație sau de joncțiune (numiți-o cum doriți) și dacă găsiți contacte proaste, elimină aceste neajunsuri (tu însuți sau cu ajutorul unui specialist invitat).

Înlocuiți lămpile cu incandescență. Uneori, în loc să înlocuiți soclul cu unul nou, este suficient să îndoiți contactul central din el către soclul lămpii.

Atunci când cumpărați, selectați lămpi proiectate pentru o tensiune egală sau puțin mai mare decât cea care „locuiește” în prize. De exemplu, dacă tensiunea electrică în rețeaua rezidențială este de la 220 la 230 de volți, ar fi rezonabil să optați pentru lămpi cu o tensiune nominală desemnată de 230-240 V.

Pentru a proteja lămpile de supratensiunile de curent în momentul pornirii, achiziționați și instalați în circuitul deschis al lămpii electrice un dispozitiv pentru aprinderea lină a lămpilor (UPVL), care va asigura o creștere treptată a tensiunii furnizate lămpii la momentul pornirii.

Puteți realiza singur o versiune simplificată a UPVL, plasând un condensator de hârtie cu o capacitate de 10-20 microfaradi, evaluat pentru o tensiune de cel puțin 300 V, în golul unuia dintre firele care duc la lampă.

Pentru a prelungi durata de viață a lămpilor care sunt aprinse în mod constant noaptea (iluminarea scărilor, intrărilor etc.), s-a răspândit o metodă care implică inserarea, sau mai degrabă lipirea unei diode într-un circuit de iluminat deschis.

Curentul direct admisibil maxim al unei astfel de diode ar trebui să fie de cel puțin 0,5-1 A, iar tensiunea inversă maximă admisă ar trebui să fie de 300 V. O astfel de lampă va clipi vizibil la o frecvență de 25 Hz; dacă acest lucru este inacceptabil pentru dvs. poate adăuga un condensator conectat în serie cu o valoare nominală de 20 µF și 300 V.

O altă modalitate de a proteja o lampă de tensiunea crescută pe timp de noapte este să conectați două lămpi de putere egală în serie într-un circuit electric.

Multă baftă! Fie ca totul să funcționeze pentru tine!

Deși încă nu am trecut cu toții la lămpi economice(lampi fluorescente compacte CFL) in incaperi de iluminat, spatii de locuit, scari etc. Încă le folosim pe cele obișnuite lămpi cu incandescență. Sunt mai ieftine decât lămpile de economisire a energiei și sunt mai sigure. Adevărat, unul dintre dezavantajele lămpilor cu incandescență este durata lor scurtă de viață.

Principalele motive pentru durata scurtă de viață a lămpilor incandescente sunt:

supratensiuni;
prezența efectelor mecanice asupra lămpii incandescente;
tremurături, tremurături, vibrații;
temperatura ambientala;
conexiuni de proastă calitate în cablajul electric.

Când acționați o lampă incandescentă pentru o lungă perioadă de timp, aceasta filament sub influența temperaturilor ridicate de încălzire, se evaporă treptat, scade în diametru și se sparge (se arde). Cu cât temperatura de încălzire a filamentului este mai mare, cu atât lampa emite mai multă lumină. În acest caz, procesul de evaporare a filamentului devine mai intens și durata de viață a lămpii este redusă. Prin urmare, pentru lămpile cu incandescență, temperatura filamentului este setată la o temperatură care asigură puterea luminoasă necesară a lămpii și o anumită durată de funcționare a acesteia.

O lampă cu incandescență convențională are o durată de viață de 1000 de ore.După 750 de ore de ardere, fluxul luminos scade în medie cu 15%. Dar chiar și o mică creștere tensiunea rețelei cu 5-6%, durata de viață a becului se reduce la jumătate. Din acest motiv, lămpile cu incandescență care luminează scările se ard destul de des, deoarece noaptea rețeaua electrică este puțin încărcată și tensiunea este crescută.

Să ne uităm la mai multe moduri de a prelungi durata de viață a lămpilor cu incandescență:

Prima schemă

Această mașină (vezi Fig. 1.) reduce supratensiunile de curent prin lampa de iluminare în momentul în care aceasta este aprinsă. Când contactele comutatorului Q1 sunt închise, lampa EL1 începe să strălucească la intensitate maximă, deoarece curentul trece prin ea numai în timpul semiciclurilor pozitive ale tensiunii de rețea pe firul de putere inferior, conform diagramei. În timpul semiciclurilor negative, condensatorul C1 este încărcat. De îndată ce tensiunea de pe condensator atinge tensiunea de stabilizare a diodei zener VD2, trinistorul VS1 se va deschide și lampa se va aprinde la intensitate aproape maximă.

Fig 1.

Piesele prezentate în diagramă sunt concepute pentru a funcționa mașina cu o lampă (sau lămpi) cu o putere de până la 150 W. Pentru o sarcină mai puternică (500... 700 W), trebuie să instalați o diodă VD3 cu un curent redresat admisibil de 2...3 A (de exemplu, KD202L). În acest caz, triistorul nu trebuie instalat pe radiator.

Au configurat aparatul cu dioda VD3 oprită. În locul rezistenței R3, este indicat să lipiți temporar unul variabil cu o rezistență de 15 kOhm sau 22 kOhm. La câteva secunde după conectarea dispozitivului la rețea, lampa EL1 ar trebui să se aprindă cu o lumină pâlpâitoare. Dacă nu există strălucire, utilizați un rezistor variabil pentru a selecta curentul electrodului de control SCR. Apoi măsurați tensiunea pe condensator. Dacă depășește 50 V, înlocuiți condensatorul cu altul cu o tensiune nominală mai mare sau instalați o diodă zener cu o tensiune de stabilizare mai mică.

După aceasta, conectați dioda VD3 și măsurați tensiunea alternativă pe lampă. Îl puteți schimba într-o direcție sau alta selectând rezistorul R1, dar nu este de dorit să reduceți semnificativ rezistența rezistorului față de cea indicată în diagramă, altfel durata de preîncălzire a filamentului lămpii va scădea (nu ar trebui să fie mai puțin de 2 s) - înainte de a porni SCR.

A doua schemă

După cum știți, cel mai adesea o lampă cu incandescență se defectează în momentul în care este aprinsă. Acest lucru se întâmplă din cauza faptului că filamentul rece al lămpii are rezistență scăzută, iar curentul inițial al impulsului care curge depășește curentul nominal de mai multe ori, provocând arderea filamentului.

Fig 2.

Diagrama de mai jos va prelungi „durata de viață” a lămpii. Circuitul servește (Fig. 2.) pentru pornirea fără probleme a unei lămpi cu incandescență cu o putere de până la 100 de wați. Diodele VD1-VD4 pot fi înlocuite cu KD202Zh, KD202S.

Atenţie! Deoarece elementele circuitului sunt sub tensiune de rețea, trebuie respectate măsurile de siguranță electrică la instalarea dispozitivului.