Principios de cableado y prácticas de resolución de problemas para lámparas fluorescentes
I. Principio de funcionamiento de las lámparas fluorescentes
Las lámparas fluorescentes, también conocidas como lámparas de luz diurna, presentan el esquema de conexión que se muestra en la figura 18-1. Las lámparas fluorescentes se componen principalmente de un balasto, un condensador, un tubo y un arrancador, entre otros elementos. El tubo contiene vapor de mercurio y una pequeña cantidad de argón (gas inerte), y sus paredes están recubiertas de una sustancia fluorescente. Cuando se conecta la alimentación, la tensión pasa a través del balasto y el filamento hasta llegar a los extremos del encendedor; la tensión de la red provoca la ionización del gas inerte en el interior del encendedor, lo que genera una descarga luminiscente. Los electrodos bimetálicos en forma de U entran en contacto debido a la expansión térmica, el circuito se cierra y el filamento se calienta, emitiendo una gran cantidad de electrones. En ese momento, los electrodos del iniciador se cierran, la tensión es nula y la descarga luminiscente desaparece; a medida que la temperatura desciende (2-3 s), los electrodos bimetálicos en forma de U vuelven a su posición inicial y cortan el circuito. En el instante de la desconexión, la corriente se interrumpe y el balasto (inductor) genera una fuerza electromotriz de autoinducción considerable que hace que la lámpara fluorescente emita luz. Una vez que la lámpara fluorescente emite luz con normalidad, la corriente alterna pasa repetidamente por el balasto; la fuerza electromotriz de autoinducción generada por este obstaculiza las variaciones de corriente, desempeñando así una función de reducción de tensión y limitación de corriente. En ese momento, la tensión es inferior a la tensión de descarga luminiscente del encendedor, por lo que este no entra en funcionamiento. Con el avance de la tecnología han aparecido nuevos tipos de lámparas fluorescentes que utilizan balastos electrónicos (que también incorporan la función de encendido), los cuales son ligeros, compactos y de respuesta rápida.
Figura 18-1: Esquema de conexión de una lámpara fluorescente (220 V CA)
II. Circuito de control de las lámparas fluorescentes
Las lámparas fluorescentes suelen conectarse mediante un balasto de bobina única, tal y como se muestra en la figura 18-2; en cambio, las lámparas fluorescentes marinas se conectan mediante un balasto de doble bobina, tal y como se muestra en la figura 18-3, lo que permite mejorar el rendimiento de arranque y prolongar la vida útil del tubo.
Cableado estándar de bobina simple
Figura 18-2: Esquema de conexión de una lámpara fluorescente con balasto de bobina única
S: encendedor; SA: interruptor; Z: balasto de bobina única
Cableado de doble bobina para embarcaciones
Figura 18-3: Esquema de conexión de una lámpara fluorescente con balasto de doble bobina
S: encendedor; SA: interruptor; Z: balasto de doble bobina
En la figura 18-3, las bobinas principales 1 y 2 tienen un mayor número de espiras y una mayor resistencia, mientras que las bobinas secundarias 3 y 4 tienen un menor número de espiras y una menor resistencia; sin embargo, el flujo magnético de las bobinas principales y secundarias es en sentido contrario. Al arrancar, las bobinas principales se conectan en serie con las secundarias, de modo que el flujo magnético de estas últimas compensa parcialmente el flujo magnético principal, lo que reduce la impedancia y permite que la corriente de arranque sea mayor, acelerando así el calentamiento del filamento; al mismo tiempo, cuando el arrancador se desconecta, la tensión inducida es elevada, lo que favorece el encendido de la lámpara fluorescente. Una vez encendida la lámpara, las bobinas secundarias 3 y 4 se desconectan, lo que contribuye al ahorro energético y mejora el factor de potencia.
Aplicaciones tecnológicas para eliminar el fenómeno del “parpadeo”
Dado que la corriente alterna varía de forma periódica, las lámparas fluorescentes presentan un fenómeno de alternancia periódica entre luz y oscuridad, es decir, el denominado “parpadeo”, especialmente al iluminar objetos giratorios: cuando la frecuencia de rotación del objeto es un múltiplo entero de la frecuencia de alternancia de la lámpara fluorescente, el objeto en movimiento parece no girar, lo que provoca una ilusión óptica. Para eliminar el riesgo de errores de manejo que conlleva este fenómeno de “parpadeo”, en determinados lugares del buque se utiliza un cableado de lámparas fluorescentes de doble control, tal y como se muestra en la figura 18-4.
Figura 18-4: Esquema de conexión de una lámpara fluorescente de doble control con balasto de doble bobina
S: encendedor; SA: interruptor; Z: balasto de doble bobina; C: condensador de desfase de doble bobina
La letra C de la figura 18-4 corresponde a un condensador de desfase. Aprovechando el efecto de desfase de este condensador, se desfasará una de las lámparas fluorescentes conectadas a una fuente de alimentación monofásica, de modo que los periodos de luminosidad y oscuridad de ambas lámparas no coincidan, lo que permite eliminar prácticamente el “parpadeo”. En el caso de una red trifásica, se pueden conectar las dos lámparas a fases diferentes, con lo que se elimina el “parpadeo”.
III. Conexión de las lámparas fluorescentes
Siguiendo el esquema de conexión de las lámparas fluorescentes (como se muestra en la figura 18-5), conecte con cables de conexión el interruptor, el balasto, el tubo fluorescente y el arrancador, en ese orden, y conecte la corriente para comprobar si la lámpara fluorescente funciona correctamente.
Figura 18-5: Esquema de referencia para el cableado de lámparas fluorescentes
IV. Causas y soluciones de las averías más comunes en las lámparas fluorescentes
1. El tubo fluorescente no se enciende
- (1) Mal contacto en los contactos del portalámparas o conexiones sueltas en el cableado: vuelva a instalar el tubo fluorescente o vuelva a conectar los cables que estén sueltos.
- (2) El encendedor está averiado o presenta un mal contacto: primero, gira el encendedor para comprobar si se enciende; a continuación, comprueba si se ha soltado algún cable. Si, tras solucionar estos problemas, sigue sin encenderse, hay que sustituir el encendedor.
- (3) Rotura del devanado o del filamento del balasto: comprueba si hay continuidad en el devanado y el filamento.
2. Los extremos del tubo fluorescente brillan, pero el centro no se ilumina
Mal contacto en el dispositivo de encendido o avería de un pequeño condensador interno: compruébalo siguiendo los pasos indicados anteriormente; si se ha averiado un pequeño condensador, puedes cortarlo y volver a utilizarlo.
3. Dificultades de Qihui
- (1) El encendedor no forma parte del juego: sustitúyalo por el encendedor correspondiente.
- (2) La tensión de alimentación es demasiado baja: ajuste la tensión.
- (3) La temperatura ambiente es demasiado baja: se puede pasar una toalla caliente por el tubo de la lámpara de un lado a otro.
- (4) El balasto no es el adecuado y la corriente de encendido es demasiado baja: sustitúyalo por un balasto adecuado.
- (5) Desgaste de la lámpara: sustituir la lámpara.
4. Las luces parpadean o se ven franjas de luz que se desplazan
(1) Mala conexión del encendedor o del balasto; (2) El balasto no es compatible; (3) Fenómeno temporal propio de los tubos fluorescentes nuevos; (4) Mala calidad del tubo fluorescente.
5. Ruido anómalo en el balasto
(1) Las láminas del núcleo están sueltas: apriete el núcleo; (2) Cortocircuito interno en el devanado: sustituya el balasto; (3) Tensión de alimentación demasiado alta: ajuste la tensión.
6. Los extremos del tubo están ennegrecidos
(1) Deterioro del tubo fluorescente; (2) Arranque deficiente: descartar un fallo en el sistema de encendido; (3) Tensión demasiado alta: ajustar la tensión.
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