Что такое стробоскопический эффект и как с ним бороться

Допустим, вращение диска происходит с постоянной скоростью, равной 3000 оборотов в минуту. При постоянном освещении диска нам будет просто казаться, что его край имеет светлый оттенок.

Если теперь постоянное освещение заменить кратковременными вспышками света, ярко освещающими диск, которые будут иметь частоту, равную или немного отличающуюся от 3000 Гц, то у наблюдателя возникнет зрительная иллюзия, будто диск неподвижен или вращается медленно в ту или иную сторону. Такая зрительная иллюзия и называется стробоскопическим эффектом.

На основе стробоскопического эффекта работают, например, некоторые тахометры.

Есть в этом явлении и потенциальная опасность. При нарушении техники безопасности в машиностроительных цехах или в учебных мастерских, когда в шумной обстановке есть возможность свободного доступа к работающему оборудованию, отсутствует блокировка, нет ограждений, рабочему кажется, что отдельно стоящий станок шума не издает, и в силу стробоскопического эффекта возникает иллюзия, что подвижная часть машины стоит на месте.

Это может привести к несчастному случаю, ведь человек может получить опасное для жизни увечье. Причиной проявления стробоскопического эффекта в данном примере являются неправильно подключенные люминесцентные лампы, часто применяемые для освещения цехов и мастерских.

Дело в том, что люминесцентная лампа, включенная в электрическую сеть переменного тока, имеющего частоту 50 Гц, в силу отсутствия тепловой инерционности электрического разряда в парах ртути, мерцает с частотой 100 Гц. Так происходит по причине того, что ток в сети дважды за период достигает максимального значения и дважды снижается до нуля, вот и получается мерцание лампы.

Этому эффекту не подвержены лампы накаливания, ведь нить накала обладает значительной тепловой инерционностью и поэтому не мерцает. В случае же с люминесцентными лампами, если кратность оборотов шкивов, валов и прочих вращающихся частей оборудования совпадет с частотой мерцания лампы, то стробоскопический эффект будет иметь место и оборудование может показаться рабочему неподвижным или вращающимся очень медленно, что и представляет опасность.

Для устранения стробоскопического эффекта от люминесцентных ламп, необходимо питать несколько цепей таких ламп от разных фаз, либо вообще отказаться от использования люминесцентных ламп и прибегнуть к применению ламп накаливания или светодиодных систем освещения.

В простейшем случае, мерцание легко устраняется включением люминесцентных ламп в разные фазы, тогда свет никогда не гаснет полностью. Как правило, для надежного устранения стробоскопического эффекта таким способом, число ламп должно быть кратно двум для двухфазной сети и трем для сети трехфазной.

В обычных условиях, когда в распоряжении всего одна фаза, стробоскопический эффект можно легко устранить посредством парного включения люминесцентных ламп, когда одна из ламп подключается к сети через фазосдвигающий конденсатор или дроссель.

Благодаря реактивному элементу, между токами в двух лампах достигается такой сдвиг фаз, что когда первая лампа гаснет, вторая имеет максимальную яркость, и освещенность благодаря этому выравнивается.

Андрей Повный