Curiosando : accenditore per lampade xenon

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Alvaro
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Curiosando : accenditore per lampade xenon

Messaggioda Alvaro » ven ago 03, 2007 11:39 pm

Tutti conosciamo la lampada allo xenon contenuta nella lanterna del nostro proiettore. Almeno una volta ci è capitato di vederla dal vero. Montata orizzontalmente o verticalmente che sia, più o meno si somigliano tuttte. Esse sono lampade short-arc, ovvero ad arco corto. Hanno due elettrodi a forma di punta : uno grosso e tozzo (anodo) collegato al polo positivo ed uno più sottile e più esile (catodo) collegato al polo negativo.

Ma non furono sempre così: quando apparvero queste lampade avevano tre elettrodi: Uno sempre grosso e tozzo (anodo) collegato al positivo, uno più sottile ed esile (catodo) collegato al polo negativo ed un terzo, obliquo, ancora più sottile ed esile del catodo : l’ igniter. Questo terzo elettrodo era collegato al sistema di accensione.

Ecco una foto di una di tali lampade:

THORN : lampada xenon 2500 W a tre elettrodiImmagine

Elettrodo che, dentro l’ampolla, terminava molto vicino al catodo. Il sistema di accensione provvedeva a far scoccare una scintilla tra l’igniter e il catodo. Tale scintilla, o se preferiamo scarica, tramite un fenomeno detto salto di livello energetico, produceva una forte ionizzazione del gas nobile XENON contenuto a forte pressione dentro l’ampolla, realizzata in uno speciale vetro al quarzo. Dopo qualche istante sia la temperatura del gas tra i due elettrodi (catodo ed igniter) che il suo valore di rigidità dielettrica erano tali che si innescava l’arco principale tra anodo e catodo e la lampada era accesa.

In seguito vennero modificate, il terzo elettrodo scomparve e si arrivò a quelle attuali, molto più efficienti e molto più pratiche nell’uso. La forma degli elettrodi e’ stata leggermente modificata ed il catodo ha avuto pure lui una punta più “massiccia”. Infatti due elettrodi puntiformi sono l’ideale per far scoccare scintille (pensiamo per un momento all’elettrodo denomitao “candela” sui motori a benzina).

Anche il sistema di accensione è stato rivisto e rifatto, ma fondalmente oggi come ieri si accendono mediante una “scarica” ad alta tensione. Chi provvede a ciò è un dispositivo elettrico o elettronico denominato accenditore. Che sia posto dentro o fuori della lanterna poco importa: è lui che, mediante la pressione di un pulsante o comandato autonomamente dal sistema automatico dell’impianto di proiezione, fa accendere la lampada del proiettore.

Anche questo dispositivo lo conosciamo, ci sarà capitata l’occasione di avere la lanterna aperta e di averlo visto. Magari qualcuno ci ha pure “messo le mani” per varie ragioni.

Come accennato, di questi dispositivi ne esistono molti tipi, fatti in vario modo e di diverse potenze, adatti ognuno ad un certo tipo di lampada o ad una certa gamma di lampade. E questa volta andiamo a curiosare proprio su questo dispositivo: l’accenditore.

L’accenditore preso in esame è un accenditore generico a scarica, di tipo elettrico. Eccolo:

Classico accenditore per lampade xenon a due elettrodiImmagine

E qui una vista laterale:

Immagine

Ed ora identifichiamone le parti :

Immagine

invero le parti che lo compongono non sono molte:

Immagine

tra le due punte metalliche dello scintillatore avviene la “scarica” in alta tensione

Primo piano dello scintillatoreImmagine all'interno del foro centrale si vedono le punte degli elettrodi

Tanto per renderci conto con quale potenziale elettrico si ha a che fare durante la scarica di accensione della lampada, ovvero la tensione in grado di essere erogata dall’accenditore, lascio parlare questa foto:

Primo piano del condensatore ad alta tensioneImmagine 1000 pF 20 KV

Seguendo il percorso dei fili elettrici e riportando il simbolo dei componenti usati, si può tranquillamente tracciare lo schema di questo accenditore:

Immagine

ciao - alvaro

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Messaggioda Antonio Marcheselli » lun ago 06, 2007 1:22 pm

Grazie Alvaro

Va da sé che nel nuovo forum avrai una sezione dedicata ai tuoi approfondimenti con link in home page.

Ciao
A

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Messaggioda vinc » mer ago 08, 2007 11:07 am

non so se è consentito,Alvaro:potresti gentilmente mettere i valori dei componenti dell'accenditore da te descritto,ciao Vinc.

vincenzo

Alvaro
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Messaggioda Alvaro » gio ago 09, 2007 10:57 pm

Si Vincenzo, vedrò di mettere i valori dei componenti nello schema.

Volevo solo aspettare per vedere gli sviluppi della migrazione del Forum.

Chiedo a tutti di avere solo un pò di pazienza e poi completo lo schema.

ciao - alvaro

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Messaggioda Antonio Marcheselli » ven ago 10, 2007 2:12 am

Vai vai, la migrazione avverrà dopo il pranzo sociale... :twisted:

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Alvaro
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Messaggioda Alvaro » ven ago 10, 2007 10:40 pm

se le cose stanno stanno così ...

Elenco componentiImmagine

per quanto riguarda l'induttore L non ne ho le caratteristiche



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Messaggioda vinc » dom ago 12, 2007 9:00 pm

grazie Alvaro,ciao Vinc.

vincenzo

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Curiosando : accenditore per lampade xenon

Messaggioda Alvaro » lun ago 13, 2007 11:52 pm

Dopo aver soddisfatto la richiesta di Vincenzo circa il valore dei componenti, vediamo una breve e sintetica descrizione del suo funzionamento.

Prima di cominciare a descriverlo voglio ringraziare Giorgio per la brochure tecnica inviatami.

Sappiamo che una lampada allo xenon non si accende come una normale lampadina ad incandescenza semplicemente applicando tensione (ovvero accendendo il raddrizzatore) fondamentalmente per due buoni motivi: uno è che non ha il filamento ma solo due elettrodi a punta affacciati circa ad un centimetro di distanza, di conseguenza se applicassimo un normale ohmmetro (esempio il “multimetro” o “tester” classico, sia digitale sia analogico) ai suoi capi essa sarebbe un circuito aperto; l’altro motivo è che la distanza tra i due elettrodi è tale per cui la tensione a vuoto del raddrizzatore (in alcuni casi un centinaio di volt) è del tutto insufficiente a permettere una “conduzione”, ossia a vincere la distanza tra le punte dei due elettrodi e far scoccare la prima scintilla. Inoltre queste lampade sono riempite di gas xenon in pressione. Gas che ha un’elevata rigidità dielettrica ovvero presenta un’altissima resistenza elettrica.

Come detto seppure in breve nozione sul sito Proiezionisti.com, con le lampade non si può far scoccare la scintilla di innesco arco facendo toccare assieme gli elettrodi per un attimo e poi allontanarli come si faceva con i carboncini, essi sono statici, racchiusi dentro un’ampolla di speciale vetro al quarzo, ben fermi e bloccati, infatti le loro parti terminali, esterne alla lampada, opportunamente attrezzate fungono da supporto alla lampada stessa (si pensi come sono montate dentro la lanterna). Appurato che non è possibile accenderle per via “meccanica” come i mitici carboncini, per la loro accensione si deve ricorrere appunto all’accenditore, visto in maniera chiara precedentemente.

A complicare un po’ le cose relative all’accensione e funzionamento di una lampada allo xenon concorrono principalmente due fattori: la lampada funziona in tensione continua a forte intensità di corrente (all’incirca si parte dai 60 Ampere) e basso potenziale (intorno ai 50 Volt) e l’innesco deve avvenire in alta tensione (più o meno sui 15-20 Kv) a bassa intensità (siamo in milliampere) e i due circuiti devono convivere senza intralciarsi tra di loro.

Riassumendo: la tensione continua a basso voltagio e forte amperagio ce la fornisce il raddrizzatore mentre la tensione alternata ad alto voltagio e bassissimo amperagio ce la fornisce un apposito trasformatore. Ora si tratta di far interagire i due circuiti senza peraltro provocare cortocircuiti né altro.

Da qui in avanti riferimento allo schema con identificazione dei componenti.

A ciò provvede un particolare induttore (L), chiamato trasformatore di Tesla (dal nome del suo inventore Nicola Tesla). Sostanzialmente il trasformatore di Tesla è un autotrasformatore caratterizzato da un primario composto di poche spire a fronte di un numero maggiore di spire rappresentati l’avvolgimento secondario.

Fornendo energia al trasformatore elevatore chiudendo il circuito di alimentazione ad esempio mediante un pulsante (P) esso fornisce l’alta tensione necessaria a far scoccare scintille (arco) tra le due punte dello scintillatore (H) o, se preferiamo, scaricatore. Il condensatore ad alta tensione (C1) intervenendo sui valori di picco dell’alta tensione aumenta “la densità” della scarica. La distanza tra le due punte è critica: se è troppo lunga non avviene la scarica o se avviene non avviene con “fluidità”, in pratica non è costante; per contro se è troppo corta si può non raggiungere il livello di potenziale necessario per far funzionare correttamente il trasformatore di Tesla. Questo prodursi di scintille genera Radio Frequenza (RF). Si entra in altre parole nel campo degli oscillatori. La maglia di condensatori C2, C3, C4 operano nel circuito di accordo RF essendo esso del tipo L-C ed inoltre fungono da blocco della tensione continua, fornita dal raddrizzatore, impedendo che essa torni al trasformatore elevatore per via ritrosa. In genere un condensatore si lascia attraversare dalle componenti alternate mentre blocca le componenti continue.

Applicando questa RF in entrata al trasformatore di Tesla esso risponde generando a sua volta alta tensione sempre in RF ai suoi estremi: è a sua volta un oscillatore. Valore di tensione in funzione della frequenza di oscillazione prodotta dallo scaricatore H ed eventuali capacità di accordo.

A questo punto, mettendo in serie il trasformatore di Tesla tra l’alimentazione della lampada e la lampada allo xenon stessa, si ottiene di “convogliare” l’alta tensione in RF prodotta ai capi della lampada e di conseguenza ai suoi elettrodi a punta. (Ricordiamoci che l’elettrodo tozzo è il positivo o ANODO mentre quello sottile è il negativo o CATODO). Questa energia è tale da vincere lo spazio tra le punte dei due elettrodi della lampada e ad ionizzare lo xenon pressurizzato, presente dentro l’ampolla. Quando lo xenon presente tra le punte degli elettrodi è ionizzato, la sua resistenza elettrica precipita immediatamente a valori molto bassi, cosicchè nel corridoio di ionizzazione che si forma nello xenon tra i due elettrodi, per opera del Tesla, la bassa tensione proveniente dal raddrizzatore può passare e scocca l’arco principale tra il catodo e l’anodo. La nostra lampada è accesa. A questo punto, disalimentatndo il sistema di accensione, l’energia proveniente dal raddrizzatore è sufficiente a tenere ionizzato lo xenon e a mantenere accesa la lampada.

Principio di funzionamnento dell'accenditoreImmagine

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Messaggioda vinc » ven ago 17, 2007 6:02 pm

Alvaro,sei stato più che chiaro,senti il trasformatore 220/12KV è di facile reperimento?ciao Vinc.

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Messaggioda Alvaro » ven ago 17, 2007 9:57 pm

Non sono trasformatori per impieghi ordinari, quindi se per facile reperibilità intendi entrare in un negozio di elettronica o elettrotecnica e comperarlo, la risposta è NO. Io non ne ho, ma credo che un accenditore usato o revisionato si possa trovare.

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Messaggioda vinc » sab ago 18, 2007 10:56 am

grazie Alvaro,ci si può rivolgere direttamente ad un costruttore?ciao Vinc.

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Messaggioda Antonio Marcheselli » mer ott 10, 2007 8:19 pm

Rileggevo la discussione, non mi è chiaro il ruolo dello scaricatore...

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Messaggioda vinc » mer ott 10, 2007 10:16 pm

Antonio ho dato solo uno sguardo al volo e veloce,comunque dovrebbe essere lo scintillatore,chiediamo conferma ad Alvaro,nella speranza che stia seguendo la discussione.

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Messaggioda Antonio Marcheselli » mer ott 10, 2007 11:06 pm

Sì, infatti. Ma cambiandone il nome comunque non ne intuisco il ruolo! :D

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Messaggioda qtom » lun ott 29, 2007 7:07 pm

Per Alvaro

In mezzo alla mia roba ho trovato questi fogli che erano allegati a una lampada allo Xeno (è stampato in varie lingue tranne l'italiano qundio non so di preciso cosa sia) se ti interessa a una risoluzione maggiore te le posso inviare.



Immagine:Immagine 66,36 KB


Immagine:Immagine 76,46 KB
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Messaggioda Graziano » gio gen 17, 2008 11:29 am

ma non è uno shunt sopra all'inizio il numero 6 nella foto dei pezzi?


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