Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ (Κυκλώματα Φωτισμού) στο μάθημα ΚΤΙΡΙΑΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ («ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ») Σταύρος Καμινάρης Δρ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός ΕΜΠ Επίκουρος Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολογίας, ΣΤΕΦ, ΤΕΙ Πειραιά ΠΕΙΡΑΙΑΣ 2012
Άσκηση 1 η α) Συνδεσμολογία Απλού Διακόπτη β) Συνδεσμολογία Απλού Διακόπτη και Ρευματοδότη α) Συνδεσμολογία Απλού Διακόπτη Με την παρακάτω συνδεσμολογία, μπορούμε να ελέγξουμε ένα φωτιστικό σώμα ή μια ομάδα φωτιστικών σωμάτων που θα ελέγχονται ταυτόχρονα, από ένα και μόνο σημείο. Μια τέτοια συνδεσμολογία συνήθως χρησιμοποιείται όπου θέλουμε να ελέγξουμε ένα απλό φώς (W.C., γραφείο, βοηθητικός χώρος, εξωτερικός χώρος, κλπ). ΠΟΛΥΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΜΟΝΟΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ N PE L Στην παραπάνω συνδεσμολογία συνδέουμε μόνιμα στο σταθερό μέρος του διακόπτη τη φάση. Στο κινητό μέρος του διακόπτη, συνδέουμε την επιστροφή του φωτιστικού. Το φωτιστικό σώμα συνδέεται μόνιμα με τον ουδέτερο και τη γη. Έτσι, όταν ο διακόπτης κλείσει, η φάση συνδέεται στο φωτιστικό και αυτό βρίσκεται υπό τάση 230V, και κατά συνέπεια λειτουργεί («ανάβει» η λάμπα). Να σημειωθεί ότι στην εγκατάσταση θα πρέπει πάντα να υπολογίζουμε γείωση στο φωτιστικό σώμα (αν το φωτιστικό σώμα είναι μεταλλικό, θα πρέπει να γειωθεί. Σελ. 2 από 18
β) Συνδεσμολογία Απλού Διακόπτη και Ρευματοδότη Με την παρακάτω συνδεσμολογία, μπορούμε να τροφοδοτούμε ένα ρευματοδότη και να ελέγχουμε ένα φωτιστικό σώμα ή μια ομάδα φωτιστικών σωμάτων που θα ελέγχονται ταυτόχρονα, από ένα και μόνο σημείο. ΠΟΛΥΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΜΟΝΟΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ Σελ. 3 από 18
ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ 1 ΑΠΛΟΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ 2 ΡΕΥΜΑΤΟΔΟΤΗΣ 3 ΑΠΛΟ ΦΩΣ 4 ΚΟΥΤΙ ΔΙΑΚΛΑΔΩΣΗΣ Σελ. 4 από 18
Άσκηση 2 η α) Συνδεσμολογία Διακόπτη Κομμιτατέρ β) Συνδεσμολογία Διακόπτη Κομμιτατέρ και Ρευματοδότη α) Συνδεσμολογία Διακόπτη Κομμιτατέρ Με τη παρακάτω συνδεσμολογία, μπορούμε να ελέγξουμε ένα διπλό φωτιστικό σώμα ή δύο φωτιστικά σώματα που δεν ελέγχονται ταυτόχρονα ή δύο ομάδες φωτιστικών σωμάτων, από ένα και μόνο σημείο. Μια τέτοια συνδεσμολογία συνήθως χρησιμοποιείται όπου θέλουμε να ελέγξουμε πολλαπλά φώτα σε ένα σαλόνι, ομάδες φωτιστικών σωμάτων σε εξωτερικούς χώρους ή μεγάλες αίθουσες. Α. ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΙΠΛΟΥ ΦΩΤΙΣΤΙΚΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΠΟΛΥΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ Σελ. 5 από 18
ΜΟΝΟΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ Το φωτιστικό σώμα που ελέγχεται είναι διπλό (π.χ. πολύφωτο). Στο σταθερό μέρος του διακόπτη, συνδέουμε τη φάση. Στα κινητά μέρη του διακόπτη (1 και 2), συνδέουμε τις επιστροφές του φωτιστικού σώματος. Το φωτιστικό σώμα συνδέεται μόνιμα στον ουδέτερο και στη γη. Κλείνοντας το διακόπτη 1, η φάση συνδέεται στο μισό φωτιστικό και αυτό βρίσκεται υπό τάση. Κλείνοντας το διακόπτη 2, η φάση συνδέεται στο υπόλοιπο φωτιστικό και αυτό βρίσκεται υπό τάση. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Οι διακόπτες 1 και 2 λειτουργούν ανεξάρτητα. Σελ. 6 από 18
Β. ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΥΟ ΦΩΤΙΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΜΟΝΟΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ Με τη συνδεσμολογία αυτή ελέγχουμε δύο φωτιστικά σώματα (ή δυο ομάδες φωτιστικών σωμάτων) που βρίσκονται σε διαφορετικές θέσεις, από ένα σημείο. Στο σταθερό μέρος του διακόπτη, συνδέουμε τη φάση. Στα κινητά μέρη του διακόπτη (1 και 2), συνδέουμε τις επιστροφές των φωτιστικών σωμάτων. Τα φωτιστικά σώματα συνδέονται μόνιμα στον ουδέτερο και στη γη. Σελ. 7 από 18
Κλείνοντας το διακόπτη 1, η φάση συνδέεται στο φωτιστικό 1 και αυτό βρίσκεται υπό τάση. Κλείνοντας το διακόπτη 2, η φάση συνδέεται στο φωτιστικό 2 και αυτό βρίσκεται υπό τάση. Σημειωτέον ότι οι δύο διακόπτες 1 και 2 λειτουργούν ανεξάρτητα. ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ 1 ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΚΟΜΜΙΤΑΤΕΡ 2 ΦΩΤΙΣΤΙΚΟ ΣΩΜΑ ΔΙΠΛΟ 3 ΑΠΛΟ ΦΩΣ Σελ. 8 από 18
β) Συνδεσμολογία Διακόπτη Κομμιτατέρ και Ρευματοδότη Α. ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΙΠΛΟΥ ΦΩΤΙΣΤΙΚΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΠΟΛΥΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΜΟΝΟΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ Σελ. 9 από 18
Β. ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΥΟ ΦΩΤΙΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΜΟΝΟΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ Σελ. 10 από 18
Άσκηση 3 η Συνδεσμολογία Διακοπτών Αλλέ Ρετούρ Α. ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΔΥΟ ΑΚΡΑΙΩΝ ΑΛΛΕ-ΡΕΤΟΥΡ Με τη παρακάτω συνδεσμολογία, μπορούμε να ελέγξουμε ένα φωτιστικό σώμα ή μια ομάδα φωτιστικών σωμάτων που θα ελέγχονται ταυτόχρονα, από δύο σημεία. Μια τέτοια συνδεσμολογία συνήθως χρησιμοποιείται όπου θέλουμε να ελέγξουμε ένα απλό φως από δύο σημεία (κρεβατοκάμαρα, διάδρομοι, κλπ ). ΠΟΛΥΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ N PE L ΜΟΝΟΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ 4 Σελ. 11 από 18
ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ 1 ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΑΛΛΕ-ΡΕΤΟΥΡ ΑΚΡΑΙΟΣ Στη παραπάνω συνδεσμολογία συνδέουμε μόνιμα στο σταθερό μέρος του διακόπτη 1 τη φάση. Στα κινητά μέρη του διακόπτη 1, συνδέουμε τα κινητά μέρη του διακόπτη 2 (επιστροφές διακοπτών). Στο σταθερό μέρος του διακόπτη 2, συνδέουμε την επιστροφή του φωτιστικού. Το φωτιστικό σώμα συνδέεται μόνιμα με τον ουδέτερο και τη γη. Ανάλογα με τις θέσεις των διακοπτών το φωτιστικό σώμα ελέγχεται και από τους δύο διακόπτες. Σελ. 12 από 18
Β. ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΔΥΟ ΑΚΡΑΙΩΝ ΚΑΙ ΕΝΟΣ ΜΕΣΑΙΟΥ ΑΛΛΕ-ΡΕΤΟΥΡ Με τη παρακάτω συνδεσμολογία, μπορούμε να ελέγξουμε ένα φωτιστικό σώμα ή μια ομάδα φωτιστικών σωμάτων που θα ελέγχονται ταυτόχρονα, από τρία σημεία. Μια τέτοια συνδεσμολογία συνήθως χρησιμοποιείται όπου θέλουμε να ελέγξουμε ένα απλό φως από τρία σημεία ( μεγάλοι διάδρομοι, κρεββατοκάμαρες, κλπ. ). ΠΟΛΥΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ N PE L S1 S2 S3 ΜΟΝΟΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ 4 4 S 1 S3 S2 ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ 1 ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΑΛΛΕ-ΡΕΤΟΥΡ ΜΕΣΑΙΟΣ 2 ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΑΛΛΕ-ΡΕΤΟΥΡ ΑΚΡΑΙΟΣ Σελ. 13 από 18
Στη παραπάνω συνδεσμολογία συνδέουμε μόνιμα στο σταθερό μέρος του διακόπτη 1 (ακραίος) τη φάση. Στα κινητά μέρη του διακόπτη 1, συνδέουμε τα σταθερά μέρη του διακόπτη 2 (μεσαίος). Στα κινητά μέρη του διακόπτη 2 (μεσαίος), συνδέουμε τα κινητά μέρη του διακόπτη 3 (ακραίος). Στο σταθερό μέρος του διακόπτη 3 (ακραίος), συνδέουμε την επιστροφή του φωτιστικού. Το φωτιστικό σώμα συνδέεται μόνιμα με τον ουδέτερο και τη γη. Ανάλογα με τις θέσεις των διακοπτών το φωτιστικό σώμα ελέγχεται και από τους τρεις διακόπτες. Σελ. 14 από 18
Γ. ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΔΥΟ ΑΚΡΑΙΩΝ ΚΑΙ ΠΟΛΛΩΝ ΜΕΣΑΙΩΝ ΑΛΛΕ-ΡΕΤΟΥΡ ΠΟΛΥΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΜΟΝΟΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ Σελ. 15 από 18
Άσκηση 4 η Λαμπτήρας Φθορισμού Η µεγάλη επανάσταση της τεχνολογίας έφερε την ανακάλυψη πολλών στοιχείων, τα οποία επέφεραν διάφορες ευκολίες στην σηµερινή εποχή. Ένα από αυτά είναι και οι λάµπες φθορισµού που έχουν ανακαλυφθεί εδώ και πολλά χρόνια. Ο λαµπτήρας φθορισµού είναι λαµπτήρας εκκενώσεως ατµών υδραργύρου χαµηλής πιέσεως µε φθορίζοντα τοιχώµατα. Ο λαµπτήρας περιέχει προσµίξεις ευγενών αερίων (κυρίως Νέον και Αργό) και µικρή -3ποσότητα υδραργύρου έτσι ώστε να έχουµε πίεση περίπου 5*10-3 mmhg, σε θερµοκρασία τοιχωµάτων 40 ο C. Στα άκρα του σωλήνα βρίσκονται δύο ηλεκτρόδια µε µορφή συνθέτων νηµάτων τα οποία εξασφαλίζουν οµοιογενή θερµιονική εκποµπή ηλεκτρονίων και µεγάλο χρόνο ζωής. Όταν ο λαµπτήρας τεθεί υπό επαρκή τάση, δηµιουργείται εκκένωση αερίου η οποία παράγει ακτινοβολία. Το 95% περίπου της ακτινοβολίας βρίσκεται σε µήκος κύµατος 254 nm (υπεριώδης ακτινοβολία) και µόνο ελάχιστη είναι ορατή. Η εσωτερική επιφάνεια του γυάλινου σωλήνα επιχρίεται µε φθορίζουσες ουσίες (κυρίως άλατα πυριτίου, βολφραµίου και βορίου) τα οποία µετατρέπουν την υπεριώδη ακτινοβολία σε ορατή. Το φάσµα του εκπεµπόµενου φωτός εξαρτάται από το είδος της φθορίζουσας ουσίας. Η απόδοση των λαµπτήρων φθορισµού είναι περίπου τριπλάσια από εκείνη των λαµπτήρων πυρακτώσεως ίσης ηλεκτρικής ισχύος. Η υπόνοια ότι οι λαµπτήρες φθορισµού προκαλούν βλάβη στον ανθρώπινο οργανισµό δεν ευσταθεί γιατί η υπεριώδης ακτινοβολία µικρού µήκους κύµατος µετατρέπεται είτε σε ορατό φως είτε απορροφάται από το γυαλί, η δε υπεριώδης ακτινοβολία µεγάλου µήκους κύµατος είναι µικρότερη σε ποσότητα από εκείνη του φωτός ηµέρας, λόγω της εκπεµπόµενης υπεριώδους ακτινοβολίας Σελ. 16 από 18
ΤΑ ΜΕΡΗ ΑΠΟ ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΑΙ ΕΝΑΣ ΛΑΜΠΤΗΡΑΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΠΑΡΑΚΑΤΩ: 1. Στραγγαλιστικό πηνίο (ballast) πηνίο συµµετέχει στην λειτουργία του λαµπτήρα φθορισµού κατά δυο τρόπους : To στραγγαλιστικό Εξασφαλίζει την απαιτούµενη τάση εναύσεως του λαµπτήρα. Σταθεροποιεί την ένταση του ρεύµατος λειτουργίας της εκκενώσεως στην κατάλληλη, για κάθε είδος λαµπτήρα, τιµή. ηλαδή δρα σαν ανυψωτής τάσεως κατά την έναυση και κατά τη λειτουργία σαν τσοκ. Πρέπει να παρουσιάζει µικρή κατανάλωση, να έχει µικρό βάρος και όγκο, να µην θερµαίνεται και να µην βουίζει. Ο πιο διαδεδοµένος τύπος στραγγαλιστικού πηνίου είναι ο ονοµαζόµενος «κλειστού τύπου» που καλύπτει τις παραπάνω απαιτήσεις. Τέλος η εκλογή του πρέπει να γίνεται ανάλογα µε την ισχύ των λαµπτήρων που εξυπηρετούν. 2. Εκκινητής (Starters) Ο εκκινητής ή Starter είναι απαραίτητος για την εκκίνηση κάθε απλού κυκλώµατος λαµπτήρα φθορισµού. Αποτελείται από µικρό γυάλινο κώδωνα γεµισµένο µε ευγενές αέριο µέσα στο οποίο βρίσκονται δυο ηλεκτρόδια, ένα από τα οποία αποτελείται από διµεταλλικό έλασµα. Σελ. 17 από 18
Όταν εφαρµοστεί ικανοποιητική τάση στους ακροδέκτες του εκκινητή αρχίζει εκκένωση αίγλης δια µέσου του ευγενούς αερίου µε αποτέλεσµα τη θέρµανση και κάµψη του διµεταλλικού ελάσµατος µέχρι να ακουµπήσει το άλλο ηλεκτρόδιο. Η εκκένωση αίγλης παύει να υπάρχει και δηµιουργείται ένα ισχυρό ρεύµα που προθερµαίνει τα νήµατα των ηλεκτροδίων του λαµπτήρα, ενώ το διµεταλλικό έλασµα ψυχόµενο επανέρχεται στην αρχική του θέση διακόπτοντας έτσι το κύκλωµα. Προκαλείται κατ αυτόν τον τρόπο επαγωγική τάση από το στραγγαλιστικό πηνίο ώστε να αρχίσει η εκκένωση στο λαµπτήρα. Παράλληλα προς τις επαφές του εκκινητή είναι συνδεµένος χάρτινος πυκνωτής 0,006 µέχρι 0,2 µf για την εξουδετέρωση των ραδιοφωνικών παράσιτων. Όλο το κύκλωµα περικλείεται µέσα σε κυλινδρική θήκη, ενώ πρέπει να τονιστεί ότι κάθε τύπος λαµπτήρα φθορισµού απαιτεί τον αντίστοιχο τύπο εκκινητή. 3. Πυκνωτής βελτιώσεως συνηµίτονου Χρησιµοποιούνται όπου χρειάζεται, για τη διόρθωση του συνηµίτονου των λαµπτήρων φθορισµού, το οποίο βελτιώνουν στο 0,95 περίπου. Συνδέονται παράλληλα στη γραµµή. 4. Λυχνολαβές και βάσεις εκκινητών εν πρέπει να παραβλέπεται η ποιότητα των βάσεων των εκκινητών και των λυχνιολαβών ώστε να πραγµατοποιούν καλή ηλεκτρική επαφή και να µην αλλοιώνεται µε το πέρασµα του χρόνου, καθώς η τελική ποιότητα ενός συστήµατος (κύκλωµα λαµπτήρα φθορισµού) άρα και η συµπεριφορά του εξαρτάται από την ποιότητα και την συµπεριφορά των επιµέρους εξαρτηµάτων. ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ-ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Οι λαµπτήρες φθορισµού παρουσιάζουν τα παρακάτω πλεονεκτήµατα σε σχέση µε τους λαµπτήρες πυρακτώσεως. 1. Έχουν περίπου τριπλάσια φωτιστική απόδοση (Lm/W) και λειτουργούν οικονοµικά 2. εν αναπτύσσονται µεγάλες θερµοκρασίες και έτσι µπορούν να τοποθετηθούν σε βιτρίνες µε τρόφιµα χωρίς αυτά να διατρέχουν τον κίνδυνο να αλλοιωθούν. 3. Η ποικιλία και η ζωηρότητα του φωτισµού των λαµπτήρων φθορισµού τους κάνει ασύγκριτα εφαρµόσιµους για κάθε είδους φωτεινή διακόσµηση. Σελ. 18 από 18