Индукционный фонарь что это
Принцип работы индукционной лампы.
Доброго времени суток. На этот раз, в рубрике «Интересные факты» — Принцип работы индукционной лампы. В этой статье мы узнаем, как устроен и как работает индукционный светильник. Постараюсь описать как все происходит кратко и доступным языком.
Возможно, Вас заинтересует – «Принцип работы люминесцентной лампы».
Устройство индукционной лампы.
Индукционная лампа по устройству напоминает люминесцентную лампу. Также, с внутренней стороны она покрыта люминофором, заполнена инертным газом и парами ртути. Однако, есть серьезные различия – в индукционной лампе нет электродов. Благодаря этому срок службы индукционной лампы (60 000 – 150 000 часов) гораздо больше чем люминесцентной (2500 – 3000 часов). Вместо электродов на колбе установлена индукционная катушка, запитанная от генератора высокой частоты (190кГц – 2,65мГц).
Принцип работы индукционной лампы.
Опять же, принцип работы схож с ЛДС. Внутри лампы образуется низкотемпературная плазма, Но есть и различия. При подаче на катушку индуктивности тока высокой частоты, напряженность магнитного поля возрастает и возникает электрический пробой. Внутри колбы образуется низкотемпературная плазма. Энергия плазмы передается атомам газовой смеси (аргона и ртути), которые, в свою очередь, испускают свет в ультрафиолетовом диапазоне. При облучении ультрафиолетом, люминофор излучает видимый свет.
Какие индукционные лампы существуют.
Индукционные лампы делятся по форме газоразрядной трубки (кольцеобразные, U-образные и шарообразные), по принципу монтажа катушек индуктивности (с внешней стороны и внутри колбы) и генераторов (внешних и встроенных в корпус лампы).
Область применения.
С момента появления, индукционные светильники получили широкое распространение. Они используются для внутреннего и наружного освещения. А именно:
Но есть области, в которых применение индукционных ламп запрещено из-за сильного электромагнитного излучения. Это аэропорты и железная дорога, медицинские учреждения и исследовательские лаборатории.
Принцип работы индукционной лампы. Недостатки и достоинства.
К недостаткам индукционных светильников можно отнести: довольно большие габариты, хрупкая стеклянная колба, при разрушении которой в воздух попадают ядовитые пары, сильное электромагнитное излучение и дороговизна.
Из достоинств можно выделить: большой срок службы, немалый световой поток (80 – 160 Лм/Вт), небольшой нагрев, быстрый розжиг, широкий спектр цветовых температур и невысокая деградация люминофорного покрытия со временем.
На этом заканчиваю. Теперь Вы знаете принцип работы индукционной ламы.
Индукционный фонарь
Имхо, игрушка. Держал в руках конденсаторный, себе брать не стал. Если хочется потешить дух покойного Фрейда, можно взять. 
А для занятий делом лучше разориться на батарейки. Надежность, по первому впечатлению, высокая.
я хотел его в машину положить, сориетровать, при разгоне-торможении заржался бы
но никак не соберусь
[QUOTE=blackbird]Имхо, игрушка. Держал в руках конденсаторный, себе брать не стал. Если хочется потешить дух покойного Фрейда,
Фрейд то тут при чем? 
Уж лучше на аккумуляторы.
Имхо, до правильного эл. механического «жучка» ему далеко. Но тот все время надо «жучить»
in my humble opinion
Kvost написал :
Фрейд то тут при чем?
Духи они на электричество падки. 
Мдяя, не густо. А я было подумал, что здесь не только матеровой люд собрался, но и путешествующий.
Не, конденсаторный явно не интересует, а с аккмулятором, похоже, никто не связывался.
DMC написал :
Мдяя, не густо. А я было подумал, что здесь не только матеровой люд собрался, но и путешествующий.
Ну почему же? Путешествуем помаленьку. Впрочем, обратите внимание на ассортимент замечательной фирмы Пецель. Там нет ни одного индукционного фонаря. Если бы это было что-то стоящее, такая контора просто обязана его сделать.
А я было подумал, что здесь не только матеровой люд собрался, но и путешествующий.
Народ пробовал в походах, одно время тема активно обсуждалась. Вердикт- девайс практической ценности не имеет.
Гмм, пробовали именно аккумуляторные или все же более распространенные конденсаторные?
А дело здесь может быть в самой обычной инертности бренда.
Если вы заметили, что все самое передовое и в большом количестве имеет низкую цену и качество.
Практически все монстры, в той или иной сфере, очень консервативны, и «новинку» внедряют только после того, как она обкатана со всех сторон, что дает гарантию не уронить честь фирмы.
Спасибо.
Буду продолжать искать раскладной налобный фонарь))
пробовали именно аккумуляторные или все же более распространенные конденсаторные?
Пробовали разные, от жучков до чего-то сверсекретного космического. Туристы по большей части технари.
Буду продолжать искать раскладной налобный фонарь
А чего искать-то? «Кант» на Нагорной, «Старт» на Кожуховской- выбор на любой вкус.
Все- таки, светодиодный фонарь- скорее маячок какой- то, который немного освещает перед собой что- то, нежели осветитель. Выбирая фару для велика, смотрел много моделей нормальных фирм- Sigma, Cateye. В итоге взял галогенку Sigma на 2 с небольшим ватта на 5 аккумах- нормально светит. Светодиоды- скорее габаритные огни способны заменить. У меня фонарик на 1 батарейке АА из 5 светодиодов- нутро компа подсветить чтобы что- нибудь переткнуть- тяжеленный системный блок не наваляешься- вот его лучшее применение. Ну и еще я его на всякий случай таскаю с собой, ибо мелкий, легкий, батарейку кушает медленно и вдумчиво.
Сергей, а в новостях наушный фонарь видел?
у CatYey есть и белые LED фонари. например HL-EL400.
если бы LED велофонари не отвечали нормам, то их просто не допустили бы к продаже. нормально они светят. не хуже криптоновых.
Светят- то они нормально, только освещают хреново. Короче, при езде поздно вечером по лесу с корнями, канавами и прочими радостями на своем веле, я достойно освещался. Да и галогенка не так направленно светит, а еще немного по сторонам из- за особенностей стекла, это очень важно- фара же поворачивается вместе с рулем. Насчет того, что отвечают они нормам- дык. Если просто дополнительно подсветить себе тропинку в сумерках- хорошо. А если экстримом заниматься? Моделька моя- FL100, в комплекте с задним двухрежимным габаритом, зарядкой и аккумами. Светодиодные хуже в разы, хотя на сам светодиод да, больно смотреть. А на всякий случай- ну так, на то и всякий.. Мало ли в щель какую заглянуть, например. Не на улице путь освещать себе имел в виду.
надо заменить лампу на новую?
Надо поменять лампу. Обычно в таких фонарях мотоциклетные лампы. Если будет выбор, то лучше брать Osram. Мощнее лампу брать не стоит, резко уменьшится время работы. Еще хорошо бы помыть отражатель. Из доступного мыть дистиллированной водой с Фейри, акварельной кисточкой. Не протирать!
Я думаю, что лампу менять бессмысленно- в отличие от обычных ламп накаливания у галогенок не осаждается металл спирали на баллоне, соответственно, с чего ей быть тусклее? Короче, не знаю я. А вот насчет того, что галогенка дороже в обслуживании- это как? Если то, что лампочки менять надо изредка- согласен. Но лампочка стоит недорого и меняется редко. А если по стоимости батареек- я пользуюсь аккумуляторами, штатных Ni-Cd хватает ровно на 2 часа, потом зарядка часов пять. На «покататься» мне хватает- все равно не постоянно же я гонял по чаще в темноте, это скорее так, часика полтора для хорошего сна
Александр RZ296 написал :
Утопил в канаве KOSS The Plug до кучи.
Фонарик с индукционной зарядкой
Карманный фонарик в наши дни далеко не такой, каким он был лет 20-30 назад. Сейчас фонарик стал гораздо компактней имеет стильный дизайн и удобен для ношения в кармане. Если раньше, аккумуляторные фонарики весили по несколько килограмм, то сейчас их размеры не больше пачки сигарет. Это стало возможным, благодаря новейшим разработкам ученых. Светодиоды и современные аккумуляторы могут творить чудеса. В последние годы, на рынке стали появляться светодиодные фонарики со встроенными DC-DC преобразователями. Такие преобразователи дали возможность экономить пространство в корпусе фонарика. Вместо громадных аккумуляторов, которые питали осветительные лампы, применяется преобразователь, который повышает напряжение скажем одной батарейки до номинала, который необходим для запитки светодиодов.
Недавно в магазине был приобретен китайский карманный фонарик на основе мощного светодиода. Светодиод имеет вторичное оптическое дополнение, что дает возможность полноценно и качественно осветить окружение.
Верхняя часть фонарика выдвижная, благодаря этому можно увеличить расстояние между вторичной оптикой и светодиодом. Это даст возможность сконцентрировать световой поток, что позволяет освящать отдаленные предметы.
Светодиод светит очень ярко, по словам продавца его мощность 1 Ватт. Но фонарик имеет несколько недостатков, главным из которых является батарейное питания. 3 батарейки ААА обеспечивают нужное напряжение для питания светодиода. Позже выяснилось, что батарейки достаточно быстро разряжаются и нужно что-то предпринять.
Долго не думая решил сменить источник питания на аккумуляторную батарею. К счастью, под рукой были отечественные NiCd аккумуляторы типа Д-0,1. Такие батарейки не самый лучший вариант, поскольку емкость всего 100мА.
Контур передатчика состоит из 30 витков провода 0,4-0,8мм, намотан на оправе с диаметром 7см.
На сей раз, решил использовать очень интересный и экономичный вариант схемы генератора. Для этого была куплена китайская зажигалка для газа (0,5$) и разобрана. Внутри можно обнаружить достаточно интересную схему преобразователя. Задающая часть состоит из блокинг-генератора на маломощном транзисторе. В высоковольтной части использован накопительный конденсатор и тиристорный ключ. Тиристорный ключ обеспечивает на выходе пульсацию, частота этих пульсаций напрямую зависит от входного напряжения.
Преобразователь повышает напряжение до 50 вольт, затем напряжение выпрямляется и накапливается, а тиристор подает заряд конденсатора на высоковольтную катушку, на вторичной обмотке которой, получается высокое напряжение порядка 7000 вольт. Нам всего лишь нужно вместо катушки, подключить контур.
Теперь нужно думать про источник питания. В схеме зажигалки использован маломощный транзистор S8550D, для повышения надежности работы, этот транзистор можно заменить на более мощным (КТ814/816).
Зарядное устройство (передатчик) легко помещается в корпус для хранения компакт дисков, но в моем случае была изготовлена подставка из самих дисков. Всего использовано два диска. Сначала при помощи силикона на диск приклеивают контур, затем все остальные компоненты (генератор и блок питания). Такое решение не влияет на индукционную передачу. Такая зарядка достаточно надежна, бестрансформаторная схема может работать сутками без перегрева. Схема устойчива к сетевым помехам и перепадам напряжения.
В контуре приемника образуется напряжение порядка 9 вольт, важная особенность заключается в том, что аккумулятор заряжается кратковременным импульсами. такая зарядка приводит к микровибрациям пластин аккумулятора, что увеличивает срок службы аккумулятора. Ток зарядки не более 20-25мА. Аккумуляторы полностью заряжаются за 6 часов.
Виды и характеристики индукционных ламп, достоинства и недостатки
Индукционная лампа (ИЛ) – это газоразрядная лампа без электродов внутри колбы. Принцип действия и свечение основано на плазме, которая формируется под действием высокочастотного магнитного поля. Более подробно индукционные лампы разберем в статье.
Немного истории индукционных ламп
Первый безэлектродный разряд был получен немецким ученым И. В. Хитторфом в 1884 году. Несколько десятилетий другие ученые пытались повторить эксперимент Хитторфа, не у всех это получалось. В начале 20 века американский изобретатель П.С. Хьюитт получил патент на безэлектродный источник света, но выпускать такие световые приборы начали только в 30-х годах. В 1938 году третий ученый К. Ле Бел придумал заполнять колбу безэлектродного светильника парами ртути.
В 60-х годах 20 века индукционные источники света уже разделились на три типа: лампа с «внутренней полостью», трансформаторная лампа и компактная люминесцентная лампа со встроенным пускорегулирующим устройством (ЭПРА).
В 80-х годов разрабатываются безэлектродные источники света, в которых свечение основано на плазме индукционного разряда, возбуждаемого высокочастотным индуктором. Такие ИЛ довольно просты в конструкции, хорошо светят, долго служат и экономят электроэнергию.
Устройство и принцип работы индукционных ламп
Конструкция ИЛ с внутренним и внешним индуктором
Индукционная лампа состоит из газоразрядной трубки, индукционной катушки и генератора высокочастотного тока. В некоторых моделях добавляется сердечник или ферромагнитный экран для снижения рассеивания магнитного поля.
Колба ИЛ покрыта изнутри люминофором и обычно заполнена смесью аргона с парами ртути. В особых случаях применяется другая смесь: ксенон-аргон-криптон-неон.
Индукционная катушка является первичной обмоткой трансформатора, а полость колбы с ионизированным газом – вторичный виток.
Подключение ИЛ к сети происходит через балласт:
Электрическая схема подключения ИЛ
Балласт подключается к источникам напряжения: постоянного или переменного. Балласты работают при разных значениях напряжения.
Генератор нужен для запитывания катушки индуктивности высокочастотным током (от 190 кГц до 2,65 МГц). При этом напряженность электрического поля повышается до степени возникновения электрического пробоя – газовая смесь переходит в низкотемпературную плазму. Плазма – хороший проводник тока. Внутри колбы начинает протекать ток, и от этого выделяется энергия. Выделенная энергия возбуждает атомы газовой смеси, которые начинают излучать фононы. Причем длина волны излучения атомов ртути лежит в ультрафиолетовом спектре, то есть не видимом человеческому глазу. Для перевода излучения в видимое световое применяют люминофор, который наносится на внутреннюю поверхность колбы.
Отсутствие в конструкции ИЛ электродов предотвращает их постепенное разрушение и осаждение материала электродов на стенках колбы. За счет этого значительно вырастает период использования индукционных источников света: до 120000 часов, что является максимальным из всех видов осветительных приборов.
Классификация и технические характеристики
ИЛ разделяют по форме колбы, способам установки электронных устройств: генераторов и катушек.
По способу размещения электронных устройств выделяют ИЛ с:
По форме колбы изготавливают следующие источники света:
Характеристики ИЛ
Фитолампы светят синим и розовым спектром
Срок службы. Очень большой: 60000-150000 часов. Кроме высокочастотных серий ФБ и ВКсШ (50-150 часов).
Светоотдача. Высокая: 80-160 лм/Вт. Причем, чем выше мощность, тем больше световой поток. В течение эксплуатации светоотдача снижается незначительно: по заявлению производителей после 60000 часов наработки световой поток составляет более 70% от номинального.
Мощность. Диапазон составляет от 15 до 500 Вт. (Впрочем, иногда выпускаются более мощные исключительно промышленного назначения).
Индекс цветопередачи: выше 80.
Цветовая температура. Цвет свечения зависит от люминофора, применяемого для покрытия колбы. Как и у люминесцентных источников света цветовой диапазон довольно широк. Чаще всего встречаются лампы с теплым (3500 К), нейтральным (4100К, 5000 К) и холодным (6500 К) светом. Фитолампы для растений светят синим или розовым спектром в зависимости от назначения подсветки.
Диммирование: яркость регулируется от 30 до 100%. ИЛ не требуют диммеров особых конструкций: подойдет простой регулятор, как для лампы накаливания.
Нечувствительность к скачкам напряжения электросети, так как безэлектродные источники света специально защищены от коротких замыканий и перепадов сети. Мгновенный розжиг.
Область применения
Ил могут использоваться как для внутреннего освещения, так и для внешнего. Их используют:
Однако из-за наличия электромагнитного излучения индукционные лампы не применяют в аэропортах, на железной дороге, в лабораториях и медицинских учреждениях.
Уличное и дорожное освещение
Одна из самых эффективных сфер применения ИЛ – дорожное освещение. При такой подсветке пешеходам и водителям обеспечивается хорошая видимость. А сами индукционные светильники энергоэффективны.
Индукционные дорожные светильники обеспечиваются надежным консольным креплением. Их монтируют на стандартные столбы и опоры в парках, скверах, площадях, дворах, шоссе, стоянках и т.д.
Поскольку ИЛ зажигаются мгновенно, то они хорошо совмещаются с датчиками движения и программируемым включением и выключением.
Преимущества и недостатки
Главными достоинствами индукционных ламп можно назвать:
К недостаткам относятся:
Индукционная лампа своими руками
При желании и наличии опыта работы с электротехникой можно попытаться сделать индукционную лампу самостоятельно. Однако качество самостоятельно изготовленного источника света будет сомнительным, так как в основе будет лежать обычная люминесцентная лампа со свойственными ей недостатками. Поэтому лучше потратиться и купить промышленно изготовленную индукционную лампу, чтобы наверняка получить заявляемые преимущества.
Выводы
Один из главных недостатков ИЛ – высокая цена. Стоят такие лампы от 1000 рублей. Производители дают большой гарантийный срок – целых 5 лет. Расчеты показывают, что затраты на приобретение одной ИЛ окупаются в течение 1-1,5 лет в зависимости от мощности и продолжительности работы.
Индукционное освещение заметно снижает потребление электричества. Следовательно, нагрузки на проводку будут минимальными. Это особенно актуально для освещения больших территорий: городских, промышленных и т.п.
В целом можно отметить, что наиболее перспективной областью применения ИЛ является именно освещение больших пространств. Использование ИЛ в быту ограничивается габаритами и вредным излучением: электромагнитного и ультрафиолетового. А для промышленных предприятий, народного хозяйства индукционные лампы хороший способ качественно и относительно недорого освещать большие территории.
Полезные видео
Как сделать индукционный фонарик
Шаг первый: конструкция
Физическая конструкция фонарика должна быть такой, чтобы его можно было легко держать в руке и он должен иметь достаточную длину, чтобы позволить магниту перемещаться внутри трубки.
Вторая часть, длиной 100 мм, содержит электронику, установленную на плате, которая будет использоваться как для хранения генерируемой энергии, так и для управления светодиодами.
1 мм из алюминия, монтажной платы или любого другого подходящего материала.
Теперь нужно намотать проволоку.
Начинает наматывать катушку на стыке с муфтой. Конец проволоки можно закрепить скотчем, при этом должен быть свободный конец около 15 см. Дальше наматывает проволоку виток к витку по всей длине трубки. Дойдя до следующей муфты, закрепляет проволоку скотчем и мотает в обратную сторону.
Таким образом, нужно намотать шесть слоев. Последний слой оборачивает скотчем по всей длине.
На концах необходимо оставить по 150 мм свободной проволоки.
В итоге
420 катушек на слой и 6 слоев, всего
2520 витков при радиусе
70. Генерируемое напряжение составляет
10,4 В при максимуме.
Больше оборотов (перемещений магнита внутри катушки от одного конца к другому), более сильный магнит или большее ускорение движения магнита будут генерировать большее напряжение.
Дополнительно на противоположный конец (короткого светорассеивателя) наносится полировка. Сначала нужно отшлифовать конец наждачной бумагой различной зернистости ( от меньшего номера к большему), затем использовать полироль на основе эпоксидной смолы, чтобы получить гладкую поверхность.
В этом случае задача, чтобы максимум света было на конце для сфокусированного освещения.
Для длинного светорассеивателя, слегка придаем шероховатость поверхности мелкой наждачной бумагой и / или проволочной щеткой. Шероховатая поверхность позволит свету рассеиваться по всей длине, а не по торцу.
Шаг пятый: генератор
Сердцем схемы является катушка с проводом и магнит, который используется для выработки электричества, батарея не требуется.
Чтобы индуцировать ток и, следовательно, напряжение в катушке, магнитное поле должно изменяться со временем ΔΦ / Δt, если в магнитном поле нет изменений, ток не генерируется.
Чем быстрее изменяется поле, тем больше создается индуцированное напряжение.
Для любого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур, взятой со знаком минус (закон Фарадея).
При этом индукционный ток направлен таким образом, что его действие противоположно действию причины, вызвавшей этот ток (правило Ленца).
Следовательно, наклона трубки в одну сторону заставляет магнит перемещаться к противоположному концу, создавая напряжение, а наклон его в противоположном направлении заставляет магнит перемещаться к противоположному концу, вызывая напряжение противоположной полярности. Таким образом, создается переменное напряжение при переворачивании трубки или при резком перемещении горизонтально расположенной трубки влево/вправо.
Дальше это напряжение подается на диодный мост.
Шаг шестой: преобразование переменного тока в постоянный
Переменное напряжение подается на выпрямительный мост, состоящий из четырех диодов. Диод проводит ток только в одном направлении. Мастер использует диоды Шоттки, а не выпрямительные диоды общего назначения, поскольку они имеют более низкое напряжение включения, что дает больше энергии.
Принцип работы.
Катушка будет генерировать переменное напряжение с полярностью, определяемой направлением движения магнита в катушке.
Если предположить, что для магнита положительное напряжение в одном направлении движения, это делает точку A положительной, и ток течет через диоды D1 и D4, заряжающие конденсатор.
Когда магнит движется в противоположном направлении, на A и B возникает противоположное напряжение, при этом B является положительным и ток протекает через диоды D2 и D3, заряжающие конденсатор.
Оба напряжения, генерируемые катушкой за два прохода, создают напряжение на конденсаторе в одном и том же направлении, и, таким образом, для каждого перемещения магнита на конденсатор подается импульс положительного напряжения.
Каждый импульс напряжения постепенно заряжает конденсатор до
Диоды предотвращают обратный разряд конденсатора в катушку, а разомкнутый переключатель предотвращает разряд конденсатора до тех пор, пока переключатель не будет нажат.
Шаг седьмой: блокировка осциллятора
Напряжение постоянного тока, аккумулирующееся в конденсаторе, используется для питания блокирующего генератора, обычно называемого «похитителем джоуля».
Генерация напряжения обеспечивает менее 3,1 В и поэтому недостаточна для светодиода. Следовательно, требуется, повысит напряжения.
Его называют блокирующим генератором, потому что усилительный элемент отключен или «заблокирован» на протяжении большей части рабочего цикла.
При подаче питания напряжение подается через обмотку последовательно с резистором, который начинает включать транзистор. Транзистор, свою очередь, создает ток в коллекторной обмотке, создающий магнитное поле, которое соединяется с базовой обмоткой, которая пытается включить базу.
Этот процесс продолжается до тех пор, пока транзистор не станет полностью насыщенным, что означает, что больше не будет увеличения тока и, следовательно, магнитного поля, что приведет к снижению базового напряжения, отключающему транзистор. При отсутствии тока магнитное поле в обмотке коллектора пропадает и получается противоположный скачок напряжения. Ток не может течь через транзистор, поскольку он выключен, и поэтому проходит через светодиод, который включается до тех пор, пока энергия не иссякнет.
Затем цикл повторяется.
Регулировка базового сопротивления влияет на ток коллектора и яркость, а также на потребляемый ток, что влияет на долговечность свечения, базовое сопротивление установлено на 10K, что дает примерно 3 минуты света.
Используемые типы транзисторов 2N2222A и ZTX450.
Трансформатор сделан из ферритового кольца, на которое намотано 20 витков эмалированной медной проволоки.
Частота колебаний при стабильном питании составляет
33 кГц, но поскольку напряжение питания будет постоянно снижаться по мере разряда конденсатора, частота генератора будет изменяться, пока напряжение питания не упадет до
0,4 В, после чего колебания прекратятся и светодиод погаснет.
Шаг восьмой: сборка схемы
Цепь (преобразователь переменного тока в постоянный и усилитель) собрана на монтажной плате небольшого размера, чтобы поместиться в трубу шириной 18 мм и длиной 100 мм.
Большинство компонентов на плате поляризованы (за исключением переключателя, резистора и катушки генератора). Необходимо убедится, что компоненты правильно ориентированы, и проверить на наличие обрывов и коротких замыканий перед подачей питания.
Тороидальный трансформатор устанавливается на конце платы, а светодиод проходит через центр кольца.
Для трансформатора нужно взять 86 см провода и согнуть пополам. Затем вывести 25 мм за кольцо, а длинный кусок обернуть вокруг кольца пока край не будет равен 25 мм. При этом нитки проводов не должны пересекаться.