Что такое балласт в электрике

Балласт (электротехника)

У этого термина существуют и другие значения — см. Балласт.

Индуктивный балласт

Балласт — устройство, предназначенное для ограничения тока в электрической цепи. Существует большое количество реализаций балласта, различаясь по сложности реализации. В простейших случаях это могут быть резисторы, например, в случае ограничения тока через светодиод или неоновую лампу. В случае же более мощной нагрузки они не подходят ввиду больших тепловых потерь при использовании активного сопротивления, в связи с этим применяют реактивное сопротивление конденсаторов и/или катушек индуктивности (дросселей). Управляемый электроникой балласт также может включать в себя микроконтроллер, образуя так называемый «цифровой балласт».

Ограничение тока

Балласты используются в случае, если электрическая нагрузка не может эффективно ограничивать используемый ток. Это бывает в случаях, когда цепь или устройство обладает дифференциальным отрицательным сопротивлением по отношению к источнику питания. Если такое устройство будет подключено к источнику постоянного напряжения, то через него будет протекать всё больший ток до тех пор, пока оно или источник не выйдут из строя. Для предотвращения этого используют балласт, обеспечивающий активное или реактивное сопротивление, ограничивающее ток на приемлемом уровне. Одним из примеров устройств с отрицательным сопротивлением являются газоразрядные лампы.

Ссылки

	Балласт (электротехника) на Викискладе ?

• Проставив сноски, внести более точные указания на источники.

Баласт для ламп. Навіщо він потрібен?

Сучасні лампи повинні мати безліч переваг, бути економічними і комфортними у використанні, мати прийнятну ціну і довговічність. З недавнього часу дозволили використовувати лампи з електронними баластами. Майже весь час використовували моделі з дросельними баластами, але технології не стоять на місці.

Що ж таке баласт для ламп? Зазвичай під цим словом мають на увазі щось зовсім непотрібне. Але в електротехніці воно має інше значення. Баласт в лампах потрібен щоб обмежувати які-небудь параметри і сприяти гальмуванню. А також для того, щоб підтримувати процес горіння в люмінесцентних і галогенних лампах.

У електронного баласту є кілька переваг над його застарілим аналогом:

• завдяки йому лампи запускаються майже миттєво;
• ніякого докучливого мерехтіння ламп при включенні;
• електромагнітні баласти видають певний, що заважає шум, а електронні подібні звуки не видають;
• економічність електроенергії;
• вироблення більшої кількості світла, ніж тепла;
• довгостроковість використання;
• компактність;
• у певних моделях можна регулювати яскравість ламп.

Більшість людей працюють у сучасному світі за комп’ютерами, в офісах і проводять мало часу на свіжому повітрі. Сидячи постійно біля монітора, вони вважають, що сучасні моделі не несуть абсолютно ніякої шкоди здоров’ю. Так і є, якщо техніка використовується у відповідних умовах.

Існують також недоліки ЕПРА (електронний баласт) перед Емпра (електромагнітна регулююча апаратура):

• висока ціна;
• спеціальні температурні умови;
• у деяких моделей є такий великий недолік, як перегорання однієї лампи, що приводить до повної поломки всього світильника;
• застарілі моделі ЕПРА можуть мерехтіти навіть сильніше, ніж Емпра;
• деякі моделі розраховані лише до 18 Ватт і ставити більшу напругу не можна, так як лампа може зламатися.

Що стосовно старих, люмінесцентних ламп, які складаються з електромагнітного дроселя, то їх бажано замінити. Головним мінусом є те, що вони мерехтять. І все б нічого, якби це мерехтіння не накладалося на мерехтіння монітора. Таке небажане дію може призводити до погіршення здоров’я персоналу і приносити шкоду їх зорового апарату.

Что такое балласт в электрике

Электронный балласт для продления ресурса
(срока эксплуатации) ламп накаливания

В процессе изготовления лампы накаливания ее нить получается неоднородной. Разные участки нити имеют разное сопротивление в расчете на единицу длины и нагреваются по-разному при прохождении электрического тока. Участки с большим сопротивлением на единицу длины имеют более высокую температуру, т. е. имеет место локальный перегрев. Если начальная неоднородность невелика, то и локальный перегрев мал. При включении лампы, хотя бросок тока и превосходит рабочий ток в несколько раз, за счет достаточно равномерного прогрева нити ее перегорания не происходит. В процессе эксплуатации лампы вещество нити с участков с большим сопротивлением на единицу длины испаряется интенсивнее, что приводит к ускоренному износу этих участков по сравнению с остальными, т. е. к увеличению неоднородности нити. В конечном итоге бросок тока при включении лампы вызывает локальный перегрев такого участка нити, достаточный для ее перегорания.

Вывод: Хотя лампы и перегорают во время включения, но свой ресурс вырабатывают в процессе эксплуатации. Поэтому в первую очередь необходимо принять меры к замедлению роста неоднородности нити, что может быть достигнуто за счет снижения рабочего тока, и только после этого заботиться о плавном увеличении тока при включении. Снижения рабочего тока можно достигнуть за счет снижения напряжения питания лампы накаливания, т. е. путем введения в схему регулятора мощности.

Экономический анализ

Цена изготовления регулятора мощности до 1 кВт вряд ли может составить менее 10 долларов. При этом необходимо добавить расходы на эксплуатацию и ремонт и учесть конечный срок службы регулятора.

Цена лампы накаливания общего назначения типа В, Б, БК составляет около 10 центов. Использование регулятора мощности для совместной работы с одной – пятью лампами такого типа может быть обусловлено неэкономическими факторами: невозможность достаточно частой замены ламп (например, в местах с ограниченным доступом); нежелание часто менять лампы; соображения комфорта.

К экономическим факторам могут быть отнесены: использование большого количества ламп (например, для освещения залов, когда суммарная стоимость ламп велика); использование дорогих ламп, сопоставимых по цене с регулятором мощности; повышенное напряжение в сети (в сети переменного тока допускается напряжение до 242 В, реально может стать выше при уменьшении нагрузки на трансформаторную подстанцию) и большие электромагнитные помехи (частое включение-выключение электродвигателей, пускателей, электромагнитов и т. п.), что приводит к существенному сокращению ресурса лампы накаливания.

Техническая реализация

Для продления ресурса лампы накаливания предлагается уменьшить напряжение на ней приблизительно на 40 вольт, а для компенсации потерь светового потока использовать лампы большей на одну ступень мощности (вместо 25 Вт – 40 Вт, вместо 40 – 60, 60 – 75, 75 – 100, 100 – 150). Рассеиваемая электрическая мощность при этом не возрастает, и требования к проводке, патронам и выключателям остаются прежними.

Использование устройств с несимметричным ограничением отрицательной и положительной полуволн напряжения (например, последовательно включенного диода) приводит к появлению пульсаций светового потока частотой 50 Гц, заметных глазом (особенно периферическим зрением), и утомляющих зрение. Пульсации светового потока частотой 100 Гц, возникающие, кстати, и при включении лампы в сеть напрямую, практически незаметны, потому что, во-первых, за счет тепловой инерции спирали (может рассматриваться как ФНЧ первого порядка) они меньше по величине, а, во-вторых, за счет инерционности зрения меньше воспринимаются глазом. Поэтому необходимо использовать симметричные регуляторы.

Применение балластного сопротивления неудобно из-за того, что для каждой нагрузки его необходимо подбирать индивидуально, кроме того, на нем рассеивается достаточно большая тепловая мощность.

Для уменьшения напряжения на 36 вольт может быть применен трансформатор 220/36 В типа ОСО-0,25 (имеется в продаже в магазинах электроизделий), включенный в режиме понижающего автотрансформатора. При этом мощность нагрузки может достигать 2 кВт. Недостатком является необходимость трехточечного подключения.

Более удобен для подключения тиристорный регулятор мощности (электронный балласт) , который можно включать в разрыв одного из проводов, например, последовательно с выключателем или там, где более удобно установить устройство . Недостатком тиристорных регуляторов являются помехи для радиоприема на ДВ и СВ и некоторых электронных устройств. Автором разработаны и испытаны регуляторы, схемы и внешний вид которых приведены на рис. 1 — 6 .

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная регулятора мощности до 300 Вт.

Рис. 2. Внешний вид регулятора мощности до 300 Вт.

Рис. 3. Схема электрическая принципиальная регулятора мощности до 1 кВт.

Рис. 4. Внешний вид регулятора мощности до 1 кВт.

Рис. 5. Схема электрическая принципиальная регулятора мощности до 2 кВт.

Рис. 6. Внешний вид регулятора мощности до 2 кВт.

Ссылки:

1. Андриенко А. Регулятор мощности. — Радиолюбитель, 1993, № 7, с. 28.
2. Балинский Р. «Замедлитель» включения лампы накаливания. — Радио, 1998, № 6, с. 44.
3. Винокуров Л. Регулятор повышенной мощности. — Радио, 1993, № 12, с. 10.
4. Коломойцев К. Лампа накаливания служит дольше. — Радио, № 1993, № 9, с. 32.
5. Крум Лисичков. Тиристорни регулатори за осветителни тела. — Радио, телевизия, електроника, 1990, с. 24.
6. Кузнецов А. Симисторный регулятор мощности с низким уровнем помех. — Радио, 1998, № 6, с. 60 — 61.
7. Никитин В. Как продлить «жизнь» лампы накаливания. — Радио, 1988, № 4, с. 38 — 39.
8. Першиков В. Чтобы лампа стала «вечной». — Радио, 1986, № 2, с. 50 — 51.
9. Справочная книга по светотехнике / Под. ред. Ю. Б. Айзенберга. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1995.

• Лампа накаливания — преобразователь электрической энергии в световую посредством токопроводящего элемента (нити накаливания), нагреваемого электрическим током до необходимой температуры.
• Мощность — работа, совершаемая за единицу времени.

19.09.2003
25.01.2006
19.06.2010

Балласт (электротехника)

Балласт — устройство, предназначенное для ограничения тока в электрической цепи. Существует большое количество реализаций балласта, различаясь по сложности реализации. В простейших случаях это могут быть последовательно соединённые с нагрузкой резисторы, например, для ограничения электрического тока через светодиод или неоновую лампу. В случае же более мощной нагрузки они не подходят ввиду больших тепловых потерь при использовании активного сопротивления, в связи с этим применяют реактивное сопротивление конденсаторов и/или катушек индуктивности (дросселей). Управляемый электроникой балласт также может включать в себя микроконтроллер, образуя так называемый «цифровой балласт».

Связанные понятия

Двухтактный преобразователь — преобразователь напряжения, использующий импульсный трансформатор. Коэффициент трансформации трансформатора может быть произвольным. Несмотря на то, что он фиксирован, во многих случаях может варьироваться ширина импульса, что расширяет доступный диапазон стабилизации напряжения. Преимуществом двухтактных преобразователей является их простота и возможность наращивания мощности.

Усили́тельный каска́д с о́бщей ба́зой (аббревиатура — ОБ) — одна из трёх типовых схем построения электронных усилителей с применением биполярного транзистора.

Обратимость электрических машин вызвана одинаковым устройством преобразователей электрической энергии в механическую и механической в электрическую. Таким образом, электрические машины взаимозаменяемы: электродвигатель может использоваться в качестве генератора и наоборот, электродинамическая головка может использоваться в качестве микрофона и наоборот, и т. п.

Враща́ющийся трансформа́тор — электрическая микромашина переменного тока (информационная электрическая машина), резольвер (англ. Resolver_(electrical)), предназначенная для преобразования угла поворота в электрическое напряжение, амплитуда которого пропорциональна или является функцией (чаще всего, синус или косинус) угла или самому углу.

Перенапряжение — любое увеличение напряжённости электрического поля в какой-либо части установки или линии электропередачи, достигающее величины, опасной для состояния изоляции установки. Перенапряжение представляет также опасность для людей, находящихся во время перенапряжения в непосредственной близости от установки или линии.

Упоминания в литературе

Дело в том, что в первый момент времени включения импульсные источники питания светодиодных ламп (а также энергосберегающих ламп с электронным балластом, с конденсаторами на входе) представляют для сети переменного тока 220 В 50 Гц очень малое сопротивление, и… происходит срабатывание защиты.

На аппаратах «Мир» имеется также система аварийного балласта (выше упомянута как третья балластная). В двух жестких стеклопластиковых контейнерах находится 300 килограммов никелевой дроби, удерживаемой электромагнитами, снятие напряжения с которых позволяет частично или полностью сбросить дробь и придать аппарату положительную плавучесть.

Связанные понятия (продолжение)

Электрическим элементом называют конструктивно-завершённое, изготовленное в промышленных условиях изделие, способное выполнять свои функции в составе электрических цепей.

Индуктивный датчик — бесконтактный датчик, предназначенный для контроля положения объектов из металла (к другим материалам не чувствителен).

Обратноходово́й преобразова́тель (англ. flyback converter) — разновидность импульсных преобразователей напряжения с гальванической развязкой первичных и вторичных цепей.

Измери́тельный усили́тель, инструмента́льный усилитель, электрометри́ческий вычитатель — разновидность дифференциального усилителя с улучшенными параметрами, пригоден для использования в измерительном и тестирующем оборудовании.

Магнитомягкие материалы, магнитно-мягкие материалы — материалы, обладающие свойствами ферромагнетика или ферримагнетика, причём их коэрцитивная сила по индукции составляет не более 4 кА/м. Такие материалы также обладают высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями на гистерезис.

Разделительный трансформатор — трансформатор, первичная обмотка которого отделена от вторичных обмоток при помощи защитного электрического разделения цепей: двойной или усиленной изоляции, или основной изоляции и защитного экрана. (пп. 1.7.44 и 1.7.49 ПУЭ).

Измери́тельный трансформа́тор — электрический трансформатор, предназначенный для измерения и контроля (например, в системах релейной защиты сетей) напряжения, тока или фазы электрического сигнала переменного тока промышленной частоты (50 или 60 Гц) в контролируемой цепи.

Лого́метр — магнитоэлектрический электроизмерительный прибор для измерения отношения сил двух электрических токов.

Индукционная плита — кухонная электрическая плита, разогревающая металлическую посуду индуцированными вихревыми токами, создаваемыми высокочастотным магнитным полем частотой 20–100 кГц.

Каско́дный усили́тель — усилитель, содержащий два активных элемента, первый из которых для малого сигнала включен по схеме с общим эмиттером (истоком, катодом), а второй — по схеме с общей базой (затвором, сеткой).

Эффект памяти аккумуляторной батареи — в настоящий момент под эффектом памяти понимается обратимая потеря ёмкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при нарушении рекомендованного режима зарядки, в частности, при подзарядке не полностью разрядившегося аккумулятора. Название связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт ток только до «запомненной песочницы.

Возбуждение — в электротехнике: создание в электрической машине магнитного потока, с которым будет взаимодействовать магнитное поле якоря.

Температу́рный дрейф — изменение электрических параметров электронного устройства, электронного прибора вызванное изменением внешней температуры среды. Иногда такое изменение называют температурным уходом параметра.

Эне́ргия электромагни́тного по́ля — энергия, заключенная в электромагнитном поле. Сюда же относятся частные случаи чистого электрического и чистого магнитного поля.

Потенцио́метр — регулируемый делитель электрического напряжения, переменный резистор. Представляет собой, как правило, резистор с подвижным отводным контактом (движком). С развитием электронной промышленности помимо «классических» потенциометров появились также цифровые потенциометры. Такие потенциометры, как правило, представляют собой интегральные схемы, не имеющие подвижных частей и позволяющие программно регулировать собственное сопротивление с заданным шагом.

Ёмкостный датчик — преобразователь параметрического типа, в котором изменение измеряемой величины преобразуется в изменение ёмкости конденсатора.Специальная схема преобразует изменение ёмкости в пороговый сигнал датчика (например сухой контакт). В простейших датчиках это обычно мультивибратор, преобразователь «частота (или скважность)-напряжение» и компаратор. Иногда, если изменение ёмкости в ответ на воздействие невелико, приходится ставить схемы на микроконтроллерах, которые занимаются автоподстройкой.

Коммутационный аппарат — аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или нескольких электрических цепях.Коммутационный аппарат — электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки.Механический коммутационный аппарат — коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания и размыкания одной или более электрических цепей с помощью разъединяемых контактов.В общем случае можно разделить все коммутационные аппараты.

Фазорасщепи́тель — это устройство, которое разделяет сигнал на множество фаз. Используется как для обработки аналоговых и цифровых сигналов, так и в силовой электронике.

Фа́зовое регули́рование напряжения — способ регулирования переменного электрического напряжения, обычно синусоидальной формы, путём изменения угла открытия тиристоров, симисторов, тиратронов или иных ключевых электронных приборов, на которых собран выпрямитель или электрический ключ.

Измери́тельный генера́тор (генератор сигналов, от лат. generator — производитель, сигнал-генератор) — электронное устройство, мера для воспроизведения электромагнитного сигнала (синусоидального, импульсного, шумового или специальной формы). Генераторы применяются для проверки и настройки радиоэлектронных устройств, каналов связи, при поверке и калибровке средств измерений и в других целях.

Лави́нный пробо́й — электрический пробой в диэлектриках и полупроводниках, обусловленный тем, что, разгоняясь в сильном электрическом поле на расстоянии свободного пробега, носители заряда могут приобретать кинетическую энергию, достаточную для ударной ионизации атомов или молекул материала при соударениях с ними.

Последовательное и параллельное соединения в электротехнике — два основных способа соединения элементов электрической цепи. При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию.

Измери́тельный преобразова́тель — техническое средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи, но непосредственно не воспринимаемый оператором. ИП или входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы и др.), или применяется вместе с каким-либо средством измерений.

Индукционный ток — электрический ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего этот контур. Величина и направление индукционного тока определяются законом электромагнитной индукции и правилом Ленца.

Устройство выборки и хранения (англ. sample and hold circuit) в электронике — схема, запоминающая напряжение на входе в определённый момент времени. Является компонентом большинства аналого-цифровых преобразователей.

Инве́ртор (лат. inverto — поворачивать, переворачивать) — элемент вычислительной машины, осуществляющий определённые преобразования сигнала. Различают два основных типа инверторов: аналоговые и цифровые.

Руби́льник — простейший электрический коммутационный аппарат с ручным приводом и металлическими ножевыми контактами, входящими в неподвижные пружинящие контакты (гнёзда), применяемый в электротехнических цепях для включения/отключения нагрузки с большой силой тока.

В мире наиболее распространены два основных стандарта напряжения и частоты. Один из них — американский стандарт 100—127 вольт 60 герц, совместно с вилками A и B. Другой стандарт — европейский, 220—240 вольт 50 герц, вилки типов C — M.

Фа́за (от др.-греч. φάσις, φάσεως «высказывание», «утверждение», «появление») — период, ступень, этап в развитии какого-либо явления.

Электромагни́тный выключа́тель — высоковольтный коммутационный аппарат, в котором гашение электрической дуги производится взаимодействием плазмы дуги с магнитным полем (т. н. магнитным дутьём) в дугогасительных камерах с узкими щелями (прямыми или извилистыми) или с камерами с дугогасительными решётками.

Нуви́стор — сверхминиатюрная, оформленная в металлокерамическом корпусе, приёмно-усилительная радиолампа, электровакуумный прибор.

Метод компле́ксных амплитуд — метод расчета линейных электрических цепей, содержащих реактивные элементы, в установившемся режиме при гармонических входных сигналах, впервые применённый О. Хевисайдом.

Магнитная линза — устройство электронной оптики, линза для фокусировки электронов.

Терморегулятор — запорно-регулирующая арматура автоматического регулирования отопительного или охлаждающего оборудования. Поддерживает температуру на уровне, заданном потребителем. Используются в установках искусственного климата, в охлаждающих и морозильных установках, в системах обогрева помещений, в тепличном хозяйстве.

Магнитный подшипник — элемент опоры осей, валов и других деталей, работающих на принципе магнитной левитации. В результате опора является механически бесконтактной. В целом различают пассивные и активные магнитные подшипники. Но если активные магнитные подшипники уже получили определенное распространение, то пассивные подшипники (где магнитное поле создается высокоэнергетическими постоянными магнитами, например, NdFeB) только на стадии разработки.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) — устройство, предназначенное для преобразования углового положения дроссельной заслонки в напряжение постоянного тока. Является одним из датчиков электронных систем управления двигателем автомобиля с впрыском топлива.

Шкала́ (лат. scala — лестница) — часть показывающего устройства средства измерений, представляющая собой упорядоченный ряд отметок вместе со связанной с ними нумерацией или техническая отметка на шкале измерительного прибора. Шкалы могут располагаться по окружности, дуге или прямой линии. Показания отсчитываются невооружённым глазом при расстояниях между делениями до 0,7 мм, при меньших — при помощи лупы или микроскопа, для долевой оценки делений применяют дополнительные шкалы — нониусы.

Электро́нный пу́скорегули́рующий аппарат (ЭПРА, электронный балласт) — электронное устройство, осуществляющее пуск и поддержание рабочего режима газоразрядных осветительных ламп.

Гетина́кс — электроизоляционный слоистый прессованный материал, имеющий бумажную основу, пропитанную фенольной или эпоксидной смолой.

Диссектор (от лат. dissector — тот, кто рассекает; англ. image dissector) — передающий электронно-лучевой прибор без накопления заряда для преобразования оптического изображения в последовательность электрических сигналов; работает на основе внешнего фотоэффекта. Первые рабочие образцы диссектора созданы в США Ф. Фарнсуортом в 1931, в 1934 им же разработан диссектор, объединённый в одном корпусе с вторично-электронным умножителем (ВЭУ). С конца 50-х диссекторы широко разрабатываются в СССР и др.

Дискре́тный сигна́л (лат. discretus — «прерывистый», «разделённый») — сигнал, который является прерывистым (в отличие от аналогового) и который изменяется во времени и принимает любое значение из списка возможных значений. Список возможных значений может быть непрерывным или квантованным.

Силовая электроника — область электроники, связанная с преобразованием, переключением (включением и отключением) без управления или управления электрической энергией.:5 При этом различие силовой и слаботочной электроники не в силе тока или мощности устройства, а в назначении. Радиовещательный передатчик может быть в тысячи раз мощнее электропривода станка. Задача слаботочной техники — точно воспроизвести на приемном конце форму сигнала. Потери энергии при этом интересуют во вторую очередь. В случае.

Драйвер (англ. driver — управляющее устройство, водитель) — электронное устройство, предназначенное для преобразования электрических сигналов, целью которого является управление чем-либо. Драйвером обычно называется отдельное устройство или отдельный модуль, микросхема в устройстве, обеспечивающие преобразование электрических управляющих сигналов в электрические или другие воздействия, пригодные для непосредственного управления исполнительными или сигнальными элементами.

Светобумага (так же широко распространено название EL Panel, электролюминесцентная панель) — это плоский и, как правило, гибкий источник электролюминесцентного света. Представляет собой тонкий (плоский), гибкий конденсатор, один из электродов которого выполнен прозрачным, а диэлетриком служит специальный светящийся слой.

Эффект Поккельса (электрооптический эффект Поккельса) — явление возникновения двойного лучепреломления в оптических средах при наложении постоянного или переменного электрического поля. Он отличается от эффекта Керра тем, что линеен по полю, в то время как эффект Керра квадратичен. Эффект Поккельса может наблюдаться только в кристаллах, не обладающих центром симметрии: в силу линейности при изменении направления поля эффект должен менять знак, что невозможно в центрально-симметричных телах. Эффект.