stroomverbruik TL-buizen

Op 17 mei 2006 18:20:23 schreef greenghost:
[...]
waarom leren we dan op school dat opstartende tl`s wel meer stroom verbruiken of zijn de leerkachten in belgiè gwn achterlijk

Laat dat "in belgië" maar weg. Mijn beide ouders geven les, en ik ken het wereldje wel redelijk, het komt er gewoon op neer dat in een schoolse omgeving de kennis verouderd en onvolledig is (als je zelf leraar bent, mss ben jij die ene uitzondering, kans is echter klein).

Het verbruik is idd ietsje groter (te verwaarlozen zodra je om de 10 of meer minuten schakelt), klok en klepel is dikwijls moeilijk.

Het eerste wat je leert als je een goed eindwerkbedrijf hebt, is dat je nog niets weet. Schoolse kennis is nutteloos, op school zorgen ze er enkel voor dat je in staat bent om in een bedrijf te leren wat je moet kunnen.

NEE cosinus phi! pi is 3,14enzovoort (en dat spreek je in 't grieks uit als "p" ), phi is de fase-verschuivingshoek tussen de stroom en de spanning (en dat spreek je in 't grieks uit als "f" ) - we zeggen dus ook niet cosinus pi maar cosinus fie.
en mathematisch gezien kan een cosinus NOOIT ofte NIEMAHLS kleiner zijn dan -1 of groter zijn dan +1.
Misschien dat men voor die cos phi-metertjes die je eens gezien hebt universele meters gebruikt (bvb voltmeters die dan een spanning krijgen die evenredig is aan de cos phi), en dan kan het wel zijn dat die schalen een groter bereik hebben. Maar dan ook ENKEL die schalen.

En op de vraag of leerkrachten in belgië achterlijk zijn: zou dat dan alleen in belgië zo zijn?
m.i. zijn er twee soorten leerkrachten: de idealisten die les geven om jonge mensen iets bij te brengen (en die meestal door die jonge mensen na enige tijd zodanig ontmoedigd worden dat ze opgebrand zijn) en dan de types die zich gewoon interessant willen maken en de baas willen spelen tov een hoop weerloze gasten.
Hoedanook, zeker in het middelbaar onderwijs zijn de leerkrachten zeker niet altijd even goed op de hoogte van hun vak. Begrijpelijk als je weet dat men soms de laatste week van 't verlof aan een wiskundeleraar vraagt of-ie er ook niet nog even aardrijkskunde wil gaan bij geven voor een jaartje of drie

Hoedanook, hardnekkige geruchten zoals dat het beter is van tl's te laten branden dan uit te doen (of je auto te laten draaien als je maar even weg bent e.d.) zijn vaak overhaast getrokken conclusies... maar niemand neemt de moeite om ze te checken. Alhoewel dat dus interessante labo-proeven zouden zijn op een school!
Net zoals ik ook wel eens benieuwd ben naar een analyse van het frequentiegedrag van die superdure "zilveren" scart- en coaxkabels die ze in de grote oppervlaktes zo graag aan de mensen verkopen, en dat zou ik wel eens vergeleken willen zien met een gewone goeie kabel, en een handgemaakte kabel. Wie zich eens wil opofferen... (ik heb er het materiaal niet voor, helaas)

Hoedanook, hardnekkige geruchten zoals dat het beter is van tl's te laten branden dan uit te doen (of je auto te laten draaien als je maar even weg bent e.d.) zijn vaak overhaast getrokken conclusies... maar niemand neemt de moeite om ze te checken

Ach, of niemand wil de uitslag van zo'n test weten.

Natuurlijk bespaart het best stroom om een TL of je auto uit te zetten als je er pakweg een minuut geen gebruik van maakt. Dat is logisch en meetbaar, konden ze 50 jaar geleden ook al bepalen, en hebben ze vast wel eens getest.

Aan de andere kant zet je de lampen niet uit als je even naar het toilet gaat, of de motor voor ieder rood stoplicht. En dan is zo'n fabel een mooi excuus

Jullie focuseren teveel op de iets hogere stroom tijdens de startfase. Dit zegt niets over het vermogen op dat moment. Vorm en fase van de stroom moeten worden meegenomen in het verhaal. Daarom een aanvullende meting:

CH 3 (oranje): spanning over de TL-bak
CH 4 (grijs): stroom naar de TL-bak
TR B (rose): vermogen
TR C (blauw): energie

Het starten van een TL bestaat uit een aantal fasen.
a: Dit deel kan ik niet verklaren. Wel spanning, maar stroom en vermogen is zeer gering.
b: De opwarmfase van het gas in de starter. De stroom is laag, evenals het vermogen. De energielijn stijgt gering.
c: Het gas heeft het bimetaal van de starter voldoende verwarmt en sluit. De stroom wordt bepaald door de zelfinductie en ohmse weerstand van de gloeidraden en is relatief hoog. Maar het geheel heeft een overwegend inductief karakter waardoor het vermogen gering is.
d: De TL-buis ontsteekt. De stroom wordt bepaald door de zelfinductie en TL-buis. Dit heeft een meer ohms karakter dan de voorgloeifase c. De stroom is welliswaar iets lager, maar het vermogen is hoger.

Het vermogen dat tijdens de diverse fasen nodig is wordt gekenmerkt door de stijlheid van de blauwe energielijn. Deze is duidelijk het stijlst tijdens normaal bedrijf als de buis licht geeft. Elke fase tijdens het starten vergt minder vermogen. Dus zelfs zeer kort uitschakelen spaart energie.

Duidelijk plaatje!

Misschien is dat stukje 'a' een onvolledige ontsteking van de starter, die bij het begin van 'b' overgaat in een 'normale' gasontlading in het starterbuisje... geen idee of dat met het oog aan de starter te zien is/was.

Ik heb getracht om gebied "a" te verklaren. Maar het is een zeer uitzonderlijke situatie en niet reproduceerbaar.

Om het plaatje te schieten zoals afgebeeld heb ik de TL erg vaak opnieuw moeten starten. Normaliter zie je op het moment van inschakelen een zeer korte maar hoge stroompiek die veroorzaakt wordt door de condensator over de voedingslijnen in de bak. Dit veroorzaakt een overflow en krijgt de waarde oneindig mee. De scoop gaat rekenen met deze waarde. Dus het berekende vermogen tijdens de overflow wordt gezien als oneindig en daarmee schiet de berekende energie ook gelijk naar oneindig.

Om een energielijn te laten zien moesten vele malen een popging worden gedaan om tijdens nuldoorgang de TL in te schakelen.

Bij een meting die ik net heb verricht is dit weer gelukt, maar gebied "a" was niet te zien. Ook niet tijdens schakelmomenten buiten de nuldoorgangen.
Ik heb dus nog steeds geen verklaring voor dat uitzonderlijke start gedrag.

Een starter is eigenlijk ook een gasontladingsbuisje, is gebied a niet het gebied waarop het gas nog niet ontstoken is?
Verders zijn jouw plaatjes werkelijk schitterend; ik heb ze bewaard voor toekomstige discussies over TL-buizen...

Om een energielijn te laten zien moesten vele malen een popging worden gedaan om tijdens nuldoorgang de TL in te schakelen.

Als je het echt graag wilt weten zou je natuurlijk een schakelingetje kunnen bouwen om op de nuldoorgang te schakelen... of die condensator er even uithalen, al weet ik niet of het dan nog naar behoren zal werken.

een gewone gloeilamp trok toch wel gewoon meer stroom tijdens het inschakelen omdat de gloeidraad koud een lager weerstand had dan warm?

(iig, als ik een autovoorlamp aan mijn schakelijkende 13,2V/3,5A (4.5A intermit) schakelende voeding hang, dan gaat die eerst in beveiliging (je hoort een klik van een afvallend contact) dan telkens ff aan, dan geeft die lamp een orange gloed (kort) oranjere gloed (kort) oranjegele gloed (kort) gele gloed (kort) en dan is ie warm genoeg en gaat de voeding helemaal aan (met als resultaat rook van de kabels aan het eiteinde kon het plastic het niet meer aan )

Ik heb maar eens een starter apart genomen. Hierop een impulsspannings gezet en gekeken wat de reactie tijd is. Nou, als er één onbetrouwbaar component is, dan is het wel een starter.
Hieronder een momentopname van één van de impulsen.

Hier is de testspanning 290 V en de reactietijd is 700 µs. Maar veel kortere of langere reactietijden komen ook voor, en dit varieerd continu. Bij een testspanning van 325 V heb ik ook nog een reactietijd van 1 ms kunnen waarnemen. Wel is het zo dat in het algemeen de reactietijd korter is namate de testspanning hoger is.

In theorie kan het dus voorkomen dat een TL bak niet wil starten als op nuldoorgang ingeschakeld wordt. (Geen inductiespanning afkomstg van de zelfinductie die het ontsteken van de starter forceerd).

Tja, als ik eenmaal aan het meten ben, ben ik niet zomaar te stoppen. Ik was gisteravond nog aan het kijken naar de spreiding van de ontsteektijd. Toen ik vandaag nogmaals ging testen bleken de onsteektijden een stuk korter te zijn dan de avond ervoor. Dit terwijl de testcondities exact hetzelfde waren.

Na wat gepruts kwam ik erachter dat de ontsteektijden zeer afhankelijk zijn van de lichtinval op de starter. Hieronder twee plaatjes. Bij de eerste ligt de starter (zonder huls) open en bloot op tafel. Bij het tweede plaat is de testopstelling afgeschermd door er een doos over te plaatsen.

Duidelijk is hier de lichtafhankelijkheid van de ontsteektijd te zien. Blijkbaar heeft het gas in de starter wat hulp van fotonen nodig om in actie te komen. Toch bestaat er nog een enorme spreiding. Je zou haast gaan denken dat andere energierijke deeltje ook een rol spelen. Heeft iemand hier eens iets over gehoord/gelezen?

Voor de volledigheid de testschakeling.

Je zou haast gaan denken dat andere energierijke deeltje ook een rol spelen. Heeft iemand hier eens iets over gehoord/gelezen?

Ik heb er wel eens iets over gelezen, maar weet niet in hoeverre het klopt... Het schijnt zo te zijn dat sommige gasontladingslampen een soort 'trigger' moeten hebben om 'het eerste' electron los te meppen alvorens ze ontsteken.

Bij een normale TL heb je thermische electron-emissie van de gloeidraden en speelt dit niet, maar het schijnt bij CCFL's en dergelijke wel zo te zijn. In dat geval heb je dus inslag van een energierijk foton of ander deeltje nodig (bijv. achtergrondstraling) voordat het kan ontsteken. Gezien de constructie van een starter lijkt me dit niet heel onwaarschijnlijk, maar hoeveel van dergelijke deeltjes er per seconde doorheen vliegen weet ik niet.... wellicht zodanig weinig dat de onsteektijd verschilt?

Volgens mij moet ik die starter eens inpakken met wat lood en dan eens kijken.

Vroeger was het vrij normaal om een zaagtandgenerator met behulp van een neonlamp te bouwen. Deze werden toch ook toegepast in eenvoudige buizensccoops. Frequentie kon dan worden ingesteld door de laadweerstand te varieren. Het terugslagmoment werdt bepaald door een neonlamp. Maar de frequentie blijkt alles behalve stabiel. Bij een niet getriggerde oscillator was op die manier toch nooit een stabiel beeld mogelijk als ik de tests zo eens interpreteer?

@Freddy,

Leuke test / schitterende plaatjes.
Even twee vraagjes voor de volledigheid van de plaatjes:

Heb je het vermogen laten schrijven via U*I (dus schijnbaar via kanaal 3 vermenigvuldigd met 4), of is dat door de scoop zelf berekend?
De blauwe energie lijn, is dat het gemiddelde van het eerdere schijnbare vermogen van trace B, of is ook deze door de scoop berekend?

De scoop berekend het momentele vermogen door de momentele (= sampel) spanning en stroom te vermenigvuldigen. Eén sweep bestaat uit 1000000 samples van de spanning en stroom. Het resultaat is dan ook 1000000 waarden voor het vermogen. Dit is dus geen gemiddeld vermogen, maar het vermogen als functie van de tijd.

De blauwe energielijn is het resultaat van het integreren van de berekende momentele vermogens. Dit is dus een continue optelling van p_n*dt. Door deze bewerking kan het verloop van de energie zichtbaar worden gemaakt.

Dit alles wordt door de scoop berekend en weergegeven, evenals de bijbehorende eenheden.

Ja, o.k.
Dus het vermogen is dus inderdaad het schijnbare (momentele) vermogen (Stroom * Spanning)
De energie is dan ook een optelling van het werkelijke gemiddelde (integraal) van het schijnbare vermogen. Of zie ik dat verkeerd...

Momenteel vermogen is niet hetzelfde als schijnbaar vermogen.
Momenteel vermogen: p=u*i
Schijnbaar vermogen: P=U*I

Het gemiddelde van de momentele vermogens is het actieve vermogen.

Schijnbaar vermogen is in mijn ogen iets onzinnigs. Het wordt je allemaal mooi geleerd op school en fabrikanten (trafo's [VA]) hanteren het doodleuk, maar het zegt niets. Waar het in dat geval om gaat is de effectieve stroom die de opwarming van het koper veroorzaakt in combinatie met de spanning die een relatie heeft met de magnetisatie van de trafokern.

Als ik een opgegeven schijnbaar vermogen letterlijk hanteer mag ik een trafo 230 V, 1 A (230 VA) op 115 V aansluiten en daar 2 A uit trekken. Maar helaas, dat feest gaat niet op.

Héé Freddy,

Fijne uitleg, gewoon fascinerend, zou graag nog wat vragen willen stellen.
Maar ik wil het draadje niet verknoeien....

v.b. hoe zit het met 'n electronische starter, die is meestal 'n stuk sneller.
de brandweer gebruikt voor oefening starters om gloeilampen te laten knipperen.
is 'n PL-lamp 'n andere vorm van Tl-verlichting.

Sorry, heb er nog vele, ben erg nieuwschierig aangelegd.

mvg

Je zou het eens kunnen proberen met een loodzakje of iets dergelijks. Als achtergrondstraling de trigger is kijk je waarschijnlijk naar gamma, en dan zou je zeker gemiddeld een langere ontsteektijd moeten zien.

Op 22 mei 2006 23:37:43 schreef Freddy:

Schijnbaar vermogen is in mijn ogen iets onzinnigs.

Ik ben het ontzettend met je oneens op dit punt!
VA en stroom of spanning zijn de enige ZINNIGE grootheden. Onafhankelijk van de toepassing geeft dit namelijk de grenzen van het apparaat weer. Werkelijk of blind vermogen zijn juist onzinnig!

Als ik een opgegeven schijnbaar vermogen letterlijk hanteer mag ik een trafo 230 V, 1 A (230 VA) op 115 V aansluiten en daar 2 A uit trekken. Maar helaas, dat feest gaat niet op.

Dat geldt natuurlijk dan ook als de fabrikant een vermogen als werkelijk (Watt) op zou geven... (230Watt / 1A op 115V geeft ook geen 2 A)
Nee, een fabrikant zal daarom het vermogen in VA en de stroom in ampere opgeven. Of het vermogen in VA en de spanning in Volt. Je weet dan onomstotelijk wat er mogelijk is. Zou de fabrikant nu vermogen in Watt en de spanning opgeven, dan weet je nog niets! Want als je dan deze 230Watt eruit zou halen met een cosinus phi van zeg 0,5 dan zal de trafo uiteindelijk verbranden.

Maar dat terzijde. Ik dwaal hopeloos af vrees ik...

Bedankt voor de extra info. De plaatjes zijn mij nu helemaal duidelijk.

@ Ben.
Ik moet eerst eens kijken waar ik een lapje lood vandaan haal. Een hele rol kopen is wat overdreven.

@ doorslagspanning
Hoezo is VA een zinnige eenheid? Als een fabrikant mij de spanning en stroom opgeeft kan ik zelf het schijnbaar vermogen wel uitrekenen, mocht ik daar geintereseerd in zijn.

Een trafo is geen verbruiker maar een doorgeefluikje. Het trafootje zou heel erg gaan stinken bij een eigen dissipatie van 230 W. Het opgeven van het actief vermogen is dan ook onzin.
Dat neemt niet weg dat het opgeven van het schijnbaar vermogen ook onzin is. Dit kan verkeerd geintepreteerd worden, zoals ik in mijn vorige post aangaf. Door alleen het opgeven van spanning en stroom weet ik precies hoe ik de trafo kan belasten.

En hoezo is het werkelijk vermogen (ofwel actief vermogen) onzinnig. Dit is juist hetgeen dat jou in rekening wordt gebracht, bepaalt hoeveel kooltjes de stoker op het vuur moet gooien, en het verteld jou welke arbeid verricht wordt.

Bij verbruikers en elektriciteits bronnen is het opgeven van werkspanning, stroom en actief vermogen zinnig. Hierbij nog eens extra het schijnbaar vermogen vermelden is onzin. Dat kan ik zelf wel halen uit de spanning en stroom. Om te voorkomen dat het toestel in rook op gaat hoef ik alleen maar de stroom in de gaten te houden.

Het hoeft niet per se lood te zijn natuurlijk... als je toevallig nog ergens een forse tinnen pot/kan hebt staan is dat geen onaardige afscherming voor gammastraling.

Helemaal afschermen hoeft sowieso niet, als je een vertraging ziet weet je genoeg

Freddy,

Watt is een eenheid voor werktuigbouwers. VA is er een voor elektrotechneuten.
Een kortsluitvermogen is altijd in VA. Een generator vermogen is ook altijd in VA gegeven, en een trafo is in VA (dat wat hij doorgeeft).

Ook een stroomtrafo wordt gekenmerkt door VA's. bij stroomtrafo's heeft het werkelijke vermogen echt helemaal geen enkele betekenis!
Hoeveel watt een motor verbruikt, of hoeveel watt een generator levert is altijd afhankelijk van HOE dit geleverd of verbruikt wordt. VA's niet. Da's altijd duidelijk. En dat is ook waar bijvoorbeeld veiligheden op ingesteld worden, componenten mee bij elkaar gebracht worden (motor plus trafo, of generator plus trafo) en kortsluitberekeningen mee gemaakt worden.

Wist je trouwens dat de opwarming van de stator uiteinden van een generator vooral bepaald wordt door het geleverde blindvermogen. Het werkelijke vermogen is hier weinig van belang.

Maar als je het schijnbare vermogen kunt uitrekenen als de fabrikant jou de stroom en de spanning geeft, dan kun je het schijnbare vermogen toch ook wel uitrekenen als de fabrikant jou het werkelijke vermogen en de cosinus phi geeft toch?...

Geloof mij nu maar. Vooral in de energietechniek worden VA's uitgewisseld. Het werkelijke vermogen regelen we met de gashandel, en het blindvermogen met de bekrachtiging.
Samen maken we VA's. De dikte van de kabel, waar dit allemaal doorheen moet, wordt bepaald aan de hand van het VA! En ja, als je wilt weten of een motor een bepaalde pomp aan kan drijven, dan moet je het werkelijke vermogen weten. Deze zul je dan uitrekenen door de VA en de cosinus phi (is overigens zelden gelijk aan de opgegeven waarde van de fabrikant, en vooral bij gebruik van frequentieregelaars).
Maar dan hebben we het alweer over werktuigbouwers...

Back on topic maar weer?

Nogmaals: Geweldige plaatjes, mooi experiment.

Hoi Ben,

Ik heb een rol lood kunnen bemachtigen. De starter hier in gelegt. De binnendiameter van de rol is ongeveer 50 mm, en de dikte van het lood is ongeveer 25 mm. De starter wordt dus aan de zijkanten afgeschermd en aan de uiteinden is deze nog open.

Ik heb de ontsteektijd van ongeveer 5000 metingen uitgezet in een histogram. Niet echt een significant verschil tussen wel of niet met lood afschermen.
Misschien moet ik dan toch alle kanten goed inpakken?

Misschien ligt het wel deels aan het inpakken, al zou je toch een verschil moeten zien als straling belangrijk was in het proces.

Als ik zo even naar die verdelingen kijk: Die zien er wat vreemd uit, geen mooie bellcurves of wat dan ook. Als het puur impact van achtergrondstraling zou zijn dat voor het starten zorgde, zou je dat wel verwachten.

Wat is precies de tijd van die diagrammen? 1 ms per divisie, of lees ik dat verkeerd?