ED&I TL-2016 [blok2-opdr.1] TL-buis. Meting aan een TL-Armatuur

Transcriptie

1 1 Meting aan een TL-rmatuur ED&I TL-2016 [blk2-pdr.1] Del van de meting: -de werking van een standaard TL-rmatuur. -Tepassing van RLC-cmpnenten. -erder wiskundig inzicht in cmplexe rekenwijze -tepassen van verschijnselen in faseverschuiving tussen strmen en spanningen in cmplexe elektrische cmpnenten, zals elektrmtren Inleiding: r de verlichting van schllkalen, kantren en fabriekshallen wrdt veelal gekzen vr TL-verlichting. TL staat vr Tube Light, een andere benaming vr TL-buis is k wel flurescentielamp. Dr de aanwezigheid van een smrspel in de TL-armatuur is de cs van een TL-armatuur erg laag. M.b.v. een cndensatr is deze cs te verbeteren. erking: E1 TL-buis E2 In de buis welke is gevuld met een edelgas (kwikdamp en argn) bevinden zich twee elektrden E1 en E2. Zetten we tussen deze twee elektrden een spanning dan gaat het gas iniseren (splitsing in psitieve en negatieve deeltjes). Tijdens dit inisatieprces kmt er ultravilette straling vrij. Deze ultravilette straling wrdt m.b.v. het flurescentie peder aan de binnenkant van de buis mgezet in zichtbaar licht. Om het inisatieprces te laten beginnen is de zgenaamde ntsteekspanning ndig. Deze ntsteekspanning is ngeveer 500 lt en is dus veel hger dan de beschikbare netspanning van lt. De ntsteekspanning is alleen tijdens het starten ndig, daarna blijft het inisatieprces p gang bij ngeveer 60 lt.

2 2 r het maken van de hge ntsteekspanning maken we gebruik van een smrspel en een starter zie het nderstaande schema. SMOORSPOEL NETSPNNING E1 TL-buis E2 s kntakt a BI-METL STRTER kntakt b De starter bestaat uit een met gas gevuld glazen buisje, waarin twee elektrden, een bimetaal met kntakt a en een vast kntakt b zijn aangebracht. Direct na het inschakelen van de netspanning is het bimetaal ng in kude testand. In de gasgevulde starter ntstaat t.g.v. de netspanning een gasntlading die het bimetaal verwarmt. Het bimetaal trekt krm waardr a en b kntakt maken. Hierdr neemt de grtte van de strm in het circuit (en de spel) te. De gleidraden E1 en E2 van de TL-buis wrden warm. Omdat de punten a en b kntakt maken dft de gasntlading in de starter waardr het bimetaal weer afkelt. Dit heeft weer tt gevlg dat de punten a en b lskmen en het strmcircuit nderbrken wrdt. In de spel ntstaat dr deze strmverandering een krtstndige hge induktiespanning. Deze induktiespanning is veel hger dan lt en zrgt er nu vr dat de TL-buis zal ntsteken. Nu in de TL-buis het inisatieprces p gang gekmen is daalt de spanning ver de buis en dus k ver de starter tt ngeveer 60 lt. Bij deze lage spanning heeft de starter geen invled meer p de verdere werking van de TL-buis De TL-buis gedraagt zich als een niet-lineaire weerstand. Drdat we gebruik maken van een spanning met een frequentie van 50 Hz gaat de TL-buis 100 keer per secnde aan en uit.

3 3 meting 1 ykgawa fase P L =? R(l) =? hm ac ~ nul R =? hm s Bepaal de hmse weerstand van de spel (invullen prtcl) Buw dan de schakeling van de TL-armatuur p vlgens bvenstaand schema. De Ykgawa de ttaalspanning, ttaalstrm en ttaalvermgens. Laat deze pstelling cntrleren. Stel de vedingsspanning in p en vervlgens de spanning met een multimeter (Fluke) ver elke cmpnent. De dat k vr de strm en de drie vermgens.

4 4 meting 2 fase P L =? R(l) =? hm ac ~ c = 2,5uF nul R =? hm s Breid de schakeling uit met de cndensatr van 2,5 F in serie met de smrspel. Schakeling laten cntrleren vrdat de spanning ingeschakeld wrdt. Stel de spanning weer af p en vervlgens de spanning ver elke cmpnent. (deelspanningen met Fluke multimeter) De dat k vr de strm en de drie vermgens.

5 5 meting 3 fase P L =? R(l) =? hm ac ~ c = 4,5uF nul R =? hm s erwijder de cndensatr van 2,5uF. Schakel een cndensatr van 4,5 F parallel ver de ttale TLarmatuur, zals aangegeven in nderstaande schema. Schakeling laten cntrleren vrdat de spanning ingeschakeld wrdt. Meet nu k de ttaalstrm, de strm dr de cndensatr en de strm dr de TL-buis. (strmtang gebruiken)

6 6 meting 4 Tina: Lees het bestand tl1.tsc zals bvenstaand in f buw deze na Bereken en de deelspanningen, strmen en vermgens en vul de waarden in p het prtcl

7 7 zie de nderstaande schakeling TL2.tsc: Bereken de seriecndensatr. Stel dat de tl-schakeling vrheen X graden inductief was. Nu met de ttale faseverschuiving incl. cndensatr X graden capacitief wrden Zet de cndensatr in Tina in serie met de schakeling zals bvenstaande tekening ul de de en gemeten waarden in p het prtcl.

8 8 zie de nderstaande schakeling: Bereken de parallelcndensatr m de faseverschuiving van de gehele schakeling p 0 graden te laten uitkmen. (Deze is niet 1uF) Zet (eventueel) de cndensatr in Tina parallel met de schakeling zals bvenstaande tekening ul de de en gemeten waarden in p het prtcl.

9 9 Opdrachten TL 1. meting 1 a) Teken een vectrdiagram van de deelspanningen zals gemeten bij meting 1 en tn aan dat de sm van deze deelspanningen is. b) Maak een aparte ing van: de cs, de hmse weerstand R van de TL-buis, de zelfinductie L van de spel en de capaciteit van de cndensatr. 2. meting 2 a) Teken een vectrdiagram van de deelspanningen zals gemeten bij meting 2 en tn aan dat de sm van deze deelspanningen is. b) Maak een aparte ing van: de cs, de hmse weerstand R van de TL-buis, de zelfinductie L van de spel en de capaciteit van de cndensatr. c) He grt met de capaciteit van de cndensatr wrden m bij de situatie van meting 2 (cndensatr in serie met TL-armatuur) de cs p 0,8 inductief te krijgen. 3. meting 3 a) Teken een vectrdiagram van de deelstrmen zals gemeten bij meting 3 b) Maak een aparte ing van: de cs, de hmse weerstand R van de TL-buis, de zelfinductie L van de spel en de capaciteit van de cndensatr. c) Tn aan dat de ttaalstrm kleiner wrdt dan de strm dr de TLarmatuur dr het parallelschakelen van de cndensatr. 4. meting 4 a) Maak een aparte ing van de gevnden waarde vr de seriecndensatr b) Maak een aparte ing van de gevnden waarde vr het werkelijke, het schijnbare en blindvermgen c) Maak een aparte ing van de gevnden waarde vr de parallelcndensatr d) Maak een aparte ing van de gevnden waarde vr het werkelijke, het schijnbare en blindvermgen e) Geef aan waarm de ttaalstrm kleiner is dan de deelstrmen.

10 10 Meetprtcl vr TL-armatuur Namen: Grep: meting 1: R(L)= hm U veding I cs R TL L r H meting 2: U veding I U C cs R TL L C ar H F meting 3: U veding I tt I TL I c U C r : cs R TL L C H F

11 11 meting 4: U veding I TL r : met seriecndensatr U veding I TL U C r : met parallelcndensatr U veding I ttaal I TL I c r :