Состав люминесцентной лампы: принцип работы, устройство, маркировка, типы и виды, срок службы

Люминесцентные лампы. История и принцип работы люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы. История и принцип работы люминесцентных ламп.

Люминесцентные лампы.

Люминесцентная лампа — это устройство, в котором электрический разряд в проходя через пары ртути создаёт ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью люминофора — например, смеси галофосфата кальция с другими элементами.

Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности.

Раньше люминесцентные лампы называли так же лампами дневного света. Но теперь есть уже и другие лампы которые по спектру свечения близки к дневному свету.

История.

История ламп дневного света (люминесцентных ламп) начиналась с газоразрядных ламп.

Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар.

Считается, что первая газоразрядная лампа была изобретена в 1856 году Генрихом Гейслером. Гейслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, газ в трубке возбуждался при помощи соленоида.

23 июня 1891 года Никола Тесла запатентовал систему электрического освещения газоразрядными лампами (патент № 454,622), которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп, запатентованных им ранее (патент № 335,787 от 9 февраля 1886 года). Аргоновые лампы используются и в настоящее время.

В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон продемонстрировал публике люминесцентное свечение.

В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет.

В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет сине-зелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Однако, её конструкция была очень близка к современной, и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гейслера и Эдисона.

В 1926 году Эдмунд Гермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой, в более однородный бело-цветной свет, близкий по спектру к дневному.

Эдмунд Гермер считается изобретателем люминесцентной лампы дневного света.

Компания General Electric выкупила у Гермера патент и, к 1938 году, довела лампы дневного света до широкого массового использования.

В СССР после Великой Отечественной Войны тоже начали активные работы по разработке собственных люминесцентных ламп. В 1951 году за разработку люминесцентных ламп коллектив советских ученых В. А. Фабрикант, С. И. Вавилов, В. Л. Лёвшин, Ф. А. Бутаева, М. А. Константинова-Шлезингер, В. И. Долгополов. был удостоен званий лауреатов Сталинской премии второй степени.

Принцип работы люминесцентных ламп.

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, горит дуговой разряд. Стеклянная колба лампы заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий через газ электрический ток приводит к появлению УФ-излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки стеклянной колбы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ-излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора, можно менять оттенок свечения лампы. В качестве люминофора используют в основном галофосфаты кальция и ортофосфаты кальция-цинка.

Дуговой разряд в лампе поддерживается за счёт термоэлектронной эмиссии заряженных частиц (электронов) с поверхности катода. Для запуска лампы катоды разогреваются либо пропусканием через них тока, либо ионной бомбардировкой в тлеющем разряде высокого напряжения («лампы с холодным катодом»).

Светильники дневного света.

Любая газоразрядная лампа (в том числе газоразрядная люминесцентная лампа низкого давления), в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две:

— в «холодном» состоянии люминесцентная лампа обладает высоким сопротивлением и для зажигания в ней разряда требуется импульс высокого напряжения;

— люминесцентная лампа после возникновения в ней разряда имеет отрицательное дифференциальное сопротивление, поэтому, если в цепь не будет включено сопротивление, то возникнет короткое замыкание и лампа выйдет из строя, либо возникнут проблемы с источником электрического тока.

Для решения этих проблем в светильниках, использующих люминесцентные лампы, применяют специальные устройства — балласты и пуско-регулирующие устройства.

Механизм запуска люминесцентной лампы с электромагнитным балластом и стартером.

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания люминесцентной лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой небольшую неоновую лампу с подключённым параллельно ей конденсатором, заключённую в корпус. Один внутренний электрод неоновой лампы стартера неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве (есть также стартеры и с двумя гибкими электродами (симметричные)).

Рис. Схема включения люминесцентной лампы.

В исходном состоянии электроды стартера разомкнуты. Стартер подключается параллельно лампе так, чтобы при замыкании его электродов ток проходил через спирали лампы.

В момент включения к электродам люминесцентной лампы и стартера прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Спирали лампы холодные. Разряд в люминесцентной лампе отсутствует и не возникает, так как напряжения сети недостаточно для её зажигания. Но в лампе стартера от приложенного напряжения возникает тлеющий разряд, и ток проходит через спирали лампы и электроды стартера. Ток разряда мал для разогрева спиралей люминесцентной лампы, но достаточен для разогрева электродов стартера, отчего биметаллический электрод изгибается и замыкается с жёстким электродом. Так как напряжение сети может изменяться относительно номинальной величины, напряжение зажигания в лампе стартера подбирается таким, чтобы разряд в нём зажигался при самом низком напряжении сети. Ток, ограничиваемый индуктивным сопротивлением дросселя, течёт через спирали лампы и разогревает их. Когда замкнутые электроды стартера остывают (в замкнутом состоянии теплота на них не выделяется из-за малого сопротивления), цепь размыкается, и благодаря самоиндукции происходит бросок напряжения на дросселе, достаточный для зажигания разряда в люминесцентной лампе.

Параллельно неоновой лампе в стартере подключён конденсатор небольшой ёмкости, служащий для формирования резонансного контура совместно с индуктивностью дросселя. Контур формирует импульс достаточно большой длительности чтобы зажечь люминесцентную лампу (при отсутствии конденсатора этот импульс будет слишком коротким, а амплитуда слишком большой, и энергия, накопленная в дросселе, израсходуется на разряд в стартере). К моменту размыкания стартера спирали люминесцентной лампы уже достаточно разогреты, и если бросок напряжения, возникающий за счёт самоиндукции дросселя достаточен для пробоя, то происходит зажигание разряда в лампе. Рабочее напряжение лампы ниже сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, поэтому напряжение погасания разряда в лампе стартера задают несколько больше, чем напряжение на люминесцентной лампе, поэтому повторного срабатывания стартера не происходит. В процессе зажигания люминесцентной лампы стартер иногда срабатывает несколько раз подряд, если он размыкается в момент, когда мгновенное значение тока дросселя равно нулю, либо электроды лампы ещё недостаточно разогреты.

По мере работы люминесцентной лампы её рабочее напряжение незначительно возрастает, и в конце срока службы, когда на одной из спиралей лампы израсходуется активирующая паста, напряжение на ней возрастает до величины большей, чем напряжение погасания разряда в лампе стартера. Это вызывает знакомое многим характерное непрерывное мигание вышедшей из строя люминесцентной лампы.

Люминесцентные лампы. История и принцип работы.

Женский сайт: Я-самая-красивая.рф (www.i-kiss.ru)

устройство, праметры, схема, плюсы и минусы

Современные люминесцентные лампы (ЛЛ) прекрасно справляются с освещением жилых, рабочих и технических помещений большой площади и позволяют снизить общее потребление электричества на 50-83%, уменьшив таким способом счета за коммунальные услуги.

В этой статье рассмотрим рабочие характеристики ЛЛ, их устройство, разберем основные преимущества и недостатки в сравнении с другими типами осветительных приборов. В дополнение приведем тематические фото и схемы, а также видеоролики о принципе работы лампочек люминесцентного типа и особенностях их применения.

Содержание статьи:

Принцип работы и устройство ЛЛ

Люминесцентный прибор представляет собой газозарядный источник света, где в ртутных парах электрический разряд создает интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Компактные модули люминесцентного типа имеют стандартный цоколь, благодаря которому становятся удобной заменой ярких, но более энергозатратных ламп накаливания.

Как работает люминесцентная лампочка?

В видимый человеческому глазу свет его преображает специальный состав под названием люминофор, состоящий из галофосфата кальция, смешанного с дополнительными элементами.

После подключения к центральной электросети люминесцентной лампы, внутри стеклянной колбы требуется поддерживать так называемый тлеющий разряд.

Он дает возможность обеспечить свечение люминофорного слоя в постоянном режиме и даже в период кратковременного отключения центрального электропитания.

Раньше классическая лампа люминесцентного типа имела вид запаянной с двух сторон трубки, внутри которой находятся пары ртути. Сейчас приборы выпускаются в более разнообразных формах и конфигурациях

Конструкционные особенности прибора

Традиционная лампа люминесцентного типа — это стеклянный цилиндр с внешним диаметром 12, 16, 26 и 38 мм, обычно представленный как:

• прямая удлиненная трубка;
• изогнутый U-образный модуль;
• кольцо;
• сложная фигура.

В торцевые края герметично впаяны ножки. На их внутренней стороне размещены вольфрамовые электроды, конструктивно напоминающие биспиральные тела накала, встроенные в лампочки «Ильича».

В отдельных типах люминесцентных ламп используются более прогрессивные триспирали, представляющие собой закрученную биспираль. Оснащенные ими приборы имеют повышенный уровень КПД и более низкий порог теплопотери, существенно поднимающие общую эффективность светопотока

С наружной части электродные элементы подпаяны к металлическим штырькам металлического , на которые подается рабочее напряжение.

U-подобные и прямые приборы обычно оснащены цоколями G5 и G13, где буквенная кодировка означает штырьковый тип цокольного элемента, а цифровая показывает, на каком расстоянии друг от друга располагаются рабочие элементы.

Электропроводная среда, располагающаяся внутри стеклянной колбы, обладает отрицательным сопротивлением. Когда между двумя противоположными электродами возникает рост тока, требующий ограничения, оно проявляется и снижает рабочее напряжение.

В схему цепи включения обычной люминесцентной лампочки входит или балластник. Он отвечает за создание высокоуровневого импульсного напряжения, необходимого для корректной активации лампы.

Рисунок показывает внутреннее обустройство лампы люминесцентного типа и наглядно объясняет базовый принцип работы ее основных составных элементов

Помимо этой детали, ЭмПРА комплектуется . Он представляет собой элемент тлеющего разряда, внутри которого располагаются два электрода, окруженные средой инертного газа.

Один из них состоит из биметаллической пластины. В спящем режиме оба электрода находятся в разомкнутом состоянии.

Распространенные виды таких лампочек

Первичная классификация изделий на люминесцентной основе производится по уровню базового давления. Приборы высокого давления используются для осветительных установок большой мощности и наружного уличного освещения.

Лампы низкого давления применяются в быту для подачи света в производственные, технические и жилые помещения различного назначения.

Вид #1 — модули высокого давления

Устройства высокого давления вырабатывают насыщенный светопоток хорошей плотности. Внутренняя поверхность колбового элемента имеет специальное люминофорное покрытие из фторогерманата или арсената магния.

Рабочая мощность таких люминесцентных ламп колеблется в диапазоне 50-2000 Вт.

Ртутные модули высокого давления для корректной работы нуждаются в 220 ваттном номинальном сетевом напряжении. Коэффициент их пульсации обычно составляет от 61 до 74%

Полный розжиг осветительного модуля происходит в течение 3 секунд. Срок службы 80-125-ваттных изделий составляет около 6 000 ч, а лампы от 400 Вт и более могут проработать до 15 000 ч при беспрекословном соблюдении правил эксплуатации, установленных изготовителем.

Вид #2 — изделия низкого давления

ЛЛ низкого давления применяется для обеспечения светопотоком жилых, технических и производственных помещений.

Конструкционно прибор является трубкой из прочного стекла, содержащей внутри аргон под давлением 400 Па и в небольшом количестве ртуть либо амальгаму. На рынке предлагается в самых разнообразных модификациях и оснащается двумя электродными элементами.

Самая низкая температура, которую могут переносить ЛЛ низкого давления, составляет -15 °C. Поэтому для использования на открытых площадках эти источники света считаются неактуальными

Стеклянная колба может иметь самый разный диаметр. Уровень светоотдачи варьируется в зависимости от мощности самого устройства. Для его корректной работы требуется стартер дроссельного типа. Средний срок службы составляет 10 000 часов.

Особенности компактных ЛЛ

ЛЛ компактного типа – это изделия-гибриды, соединяющие в себе некоторые специфические отличительные черты ламп накаливания и характеристики люминесцентов.

Благодаря прогрессивным технологиям и расширившимся инновационным возможностям, имеют небольшой диаметр и некрупные габариты, свойственные лампочкам «Ильича», а также высокий уровень энергоэффективности, характерный для линейки приборов ЛЛ.

ЛЛ компактного типа выпускаются под традиционные цоколи E27, E14, E40 и очень активно вытесняют с рынка классические лампы накаливания за счет обеспечения качественного света при существенно меньшем потреблении электроэнергии

КЛЛ в большинстве случаев оснащаются электронным дросселем и могут использоваться в осветительных приборах специфического типа. Также применяются для замены в новых и раритетных светильниках простых и привычных ламп накаливания.

При всех достоинствах у компактных модулей есть такие специфические недостатки, как:

• стробоскопический эффект или мерцание – основные противопоказания здесь касаются эпилептиков и людей с различными заболеваниями глаз;
• выраженный шумовой эффект – в процессе пролонгированного применения появляется акустический фон, способный вызвать определенный дискомфорт у человека, находящегося в помещении;
• запах – в некоторых случаях изделия издают едкие, неприятные ароматы, раздражающие обоняние.

Последняя позиция чаще наблюдается у безымянных поделок китайского происхождения, а первыми двумя часто страдают даже брендовые приборы, изготовленные согласно всем правилам и современным требованиям. Рейтинг лучших производителей КЛЛ мы привели .

Базовый спектр цветовых температур

Цвет свечения – один из самых важных параметров, напрямую зависящий от состава люминофора, преображающего ультрафиолетовое излучение в свет.

Сегодня к наиболее распространенным относятся 7 определений оттенков потока, вырабатываемого люминесцентными лампами:

• ЛЕБ – естественный белый с заметным холодным оттенком;
• ЛДЦ – натуральный дневной с улучшенным качеством цветопередачи;
• ЛТБ – теплый белый;
• ЛД – традиционный дневной белый;
• ЛБ – классический белый;
• ЛЕЦ – естественный с максимально качественной передачей оттенков;
• ЛХБ – простой холодный белый.

Для жилых помещений, где человек проводит много времени, подходят оттенки теплой гаммы или натуральные дневные лампы с повышенным уровнем цветопередачи.

Белые и дневные тона, как правило, присутствуют в офисных, рабочих, промышленных помещениях, кабинетах и аудиториях. Они способствуют концентрации внимания, повышают мозговую активность и улучшают общую обучаемость и производительность труда.

Самые холодные оттенки применяются в медицинских учреждениях, лабораториях, больницах и технических помещениях. Они придают предметам дополнительную четкость и усиливают остроту зрения.

Люминесценты для мясных витрин продовольственных магазинов отличаются специально подобранным спектром излучения розового цвета. Он подчеркивает естественные оттенки продукции, делая ее более привлекательной в глазах покупателей

Цветовые компоненты, добавленные в люминофор, позволяют получать розовый, голубой, зеленый и другие необычные ламповые оттенки.

Такие приборы используются в дизайнерских, рекламных и коммерческих целях. С их помощью создают оригинальное свечение, необходимое в конкретном отдельно взятом случае.

Больше информации о цветовой температуре света, особенностях восприятия цвета человеком и нюансах выбора мы писали .

Сильные и слабые стороны устройств

Как у любых технических приспособлений, предназначенных для освещения бытовых и рабочих помещений, у люминесцентных ламп имеются свои слабые и сильные стороны.

На основании этой информации можно определить, где разумнее их использовать, а в каких случаях стоит отдать предпочтение источникам света иного плана.

Положительные стороны ламп

Основным преимуществом люминесцентных изделий считается повышенная светоотдача и хороший уровень КПД. Они обеспечивают помещение освещением, не раздражающим глаз, и демонстрируют нормальную выносливость даже в условиях интенсивной эксплуатации.

Модуль примерно в 5 раз превышает базовую мощность обычной лампочки «Ильича». А 20-ваттный люминесцент дает световой поток, равный тому, что обеспечивает лампа накаливания в 100 Ватт

Разнообразные температуры световых оттенков, приближенные по гамме к естественному солнечному свету, позволяют подобрать подходящий осветительный прибор под различные цели и для помещений любого назначения.

Поток света, выдаваемый модулем, получается не направленным, а рассеянным. Спокойное, приятное глазу сияние исходит не только от вольфрамовой нити, располагающейся внутри, но и от всей наружной поверхности колбы.

Это позволяет использовать люминесцентные источники как для создания общего фонового освещения, так и для организации зонального света.

Для применения в местах, где освещение включается автоматически, согласно сигналам датчиков движения, люминесценты не подходят. Они ограничены по допустимому количеству включений за определенный временной период и при слишком частой активации могут выйти из строя

Продолжительность службы люминесцентных изделий варьируется в зависимости от модели и доходит до 20 000 часов или до 5 лет.

Однако, покупателю следует знать, что этот ресурс лампа вырабатывает только при соблюдении таких условий, как:

• наличие достаточного объема качественного электропитания без скачков и перепадов;
• качественный ;
• определенное количество активаций, обычно, не более 2000 за первые 2 года использования, что составляет всего 5 включений в день.

Нарушение этих базовых условий существенно ухудшит эффективность осветительного прибора, и значительно укоротит срок его жизни.

Модули можно использовать для освещения теплиц. Они обеспечивают естественный свет, максимально приближенный к солнечному, не потребляют много электропитания и проявляют хорошую стойкость к перепадам напряжения, характерным для загородных энергоподающих сетей

Уровень энергопотребления у люминесцентов почти в 5 раз ниже, чем у традиционных изделий, поэтому их можно отнести к источникам света.

С их помощью удастся эффективно осветить большое помещение, не расходуя при этом больших денег на коммунальные платежи.

Рабочая температура на поверхности колбы не превышает 50 градусов. Это дает возможность эксплуатировать лампу в помещениях, где к пожарной безопасности предъявляются повышенные требования.

Основные недостатки модулей

Первым большим минусом изделий является излишняя чувствительность к температурным перепадам. Они сильно реагируют на движение ртутного столбика и могут перестать работать при похолодании ниже -20 °C.

Жара, превышающая +50 °C, далеко не лучшим образом сказывается на функционировании и серьезно ограничивает спектр использования этих источников света.

Влаговоспримчивость тоже не относится к плюсам и не позволяет широко применять изделия в ванных комнатах и санитарных помещениях.

Со временем люминофор в ламповых колбах деградирует и спектр излучения изменяется. Параллельно падает уровень светоотдачи прибора и заметно снижается КПД

Иногда к недостаткам причисляется и сам светопоток, имеющий линейчатый, неравномерный спектр, искажающий естественные оттенки находящихся в комнате предметов.

Не все ощущают это визуально, но для тех, кто улавливает этот минус слишком явственно, продаются лампы с люминофором, приближенным к сплошному, более натуральному спектральному цвету. Правда, их светоотдача существенно меньше.

Случаются ситуации, когда люминесценты мерцают с удвоенной частотой питающей сети. Проблема эта решаема некоторым усовершенствованием прибора, в частности, применением с подходящим уровнем емкости сглаживающего конденсатора выпрямленного тока на входе инвертора.

Но то, что производители пытаются сэкономить и не комплектуют приборы конденсаторами необходимой емкости, несколько огорчает.

Бытовые ЛЛ модули лучше всего себя чувствуют, когда температура окружающего воздуха держится в диапазоне от +5 до +35 ˚С. Когда градусник демонстрирует меньшие показатели, пуск устройства существенно затрудняется, а время эксплуатации заметно сокращается

Потребность в дополнительном пусковом устройстве тоже немного снижает популярность ламп. Им обязательно требуется либо чрезмерно шумный и довольно громоздкий дроссель со стартером низкой надежности или более прогрессивный ЭПРА, имеющий функцию корректировки мощности, но при этом стоящий солидных денег.

Еще одно уязвимое место люминесцентов – высокая чувствительность к включению. Во время непосредственной активации лампы на электродах выгорает и осыпается особый состав, который обеспечивает стабильность разряда и защищает внутреннюю вольфрамовую нить от перегрева.

Постоянное включение существенно снижает срок службы прибора. Кроме того, появляется заметное глазу, раздражающее мерцание, а края ламповой колбы темнеют и теряют эстетичность.

Химическая угроза здоровью

Одним из основных недостатков люминесцентных источников света является химическая опасность. В ламповой колбе содержится высокотоксичная ртуть, причем ее количество колеблется от 1 до 70 мг.

Пары этого вещества могут нанести вред здоровью людей, постоянно находящихся в помещениях, освещаемых приборами ЛЛ типа.

Целостность отработавшей лампы нельзя нарушать, иначе токсичная ртуть попадет во внешнюю среду. За несанкционированную утилизацию предусмотрен штраф, поэтому лучше передать изделие в центр, занимающийся переработкой элементов, опасных для природы и человека

Когда модуль выходит из строя, его ни в коем случае нельзя разбивать или отправлять в обыкновенную урну. Его необходимо и правилам, четко описанным в действующем законодательстве.

Например, отвозить на полигоны, где от населения принимают токсичные материалы для их корректного уничтожения или переработки.

Сравнение с другими источниками света

Изделия ЛЛ-типа существенно отличаются как от устаревающих ламп накаливания, так и от прогрессивных светодиодных.

По сравнению с первыми они потребляют в 5 раз меньше электроэнергии, обеспечивая при этом такой же уровень насыщенности светопотока. Зато LED-приборам они несколько уступают по мощности в сочетании с энергопотреблением.

Таблица наглядно в цифрах показывает, насколько выгоднее использовать вместо традиционных лампочек Эдисона более современные источники качественного освещения

Правда, лампа накаливания весь период работы горит с одинаковой интенсивностью, тогда как люминесценты теряют часть насыщенности из-за выгорания внутреннего слоя, отражающего ультрафиолет.

LED-изделия в процессе эксплуатации приобретают некоторую тусклость благодаря деградации рабочих диодов. А в отдельных моделях есть возможность регулировки яркости освещения при помощи диммера.

В лампах накаливания или люминесцентах такая функция не предусмотрена. Но этот удобный режим в LED-приборах не бесплатен и за него придется отдать дополнительную сумму.

По уровню конструкционной хрупкости лампы накаливания и люминесценты схожи, так как имеют стеклянную колбу. Лед-модули в этом плане более устойчивы к ударам и механическим повреждениям. Да и отсутствие внутри каких-либо вредных и токсичных элементов делает их значительно привлекательнее для эксплуатации в домашних условиях.

Самые высокие расходы за весь эксплуатационный период влечет за собой использование ламп накаливания. Люминесценты расходуют энергию в разумных пределах, а светодиоды дают возможность снизить затраты до самых минимальных показателей

Что касается финансовой стороны, то изначально меньше других стоит лампочка накаливания. Однако, учитывая ее рабочий ресурс всего в 1 000 часов, это вряд ли можно считать ярко выраженным достоинством.

Базовая цена люминесцентов выше, однако, и служат они значительно дольше. Как говорят солидные производители, их хватает на 10 000-15 000 часов в том случае, если количество ежедневных активаций не превышает 5-6 раз.

Светодиодные модули могут похвастаться еще лучшими показателями, но и заплатить за это удовольствие придется намного больше, а это не во всех случаях целесообразно. Хотя тенденция замены одних источников света другими, прослеживается повсеместно. О необходимости замены люминесцентных лампочек светодиодными и порядке выполнения этой работы .

Выводы и полезное видео по теме

По какому принципу работают люминесценты. Подробное объяснение всех нюансов функционирования экономичных и энергоэффективных приборов для освещения:

В чем заключаются основные отличия люминесцентных элементов от простых и традиционных ламп накаливания. Сравнение мощности, светопотока и энергопотребления двух современных осветительных изделий:

Что собой представляют компактные энергосберегающие лампочки люминесцентного типа. Как они работают, сколько ватт потребляют и для каких целей используются:

Прибор люминесцентного типа – это практичный аналог классической лампы накаливания. С его помощью можно обеспечить качественным светопотоком помещение любых габаритов, снизив при этом энергопотребление. Прослужит он долго и не доставит владельцам никаких существенных хлопот.

Потом, когда лампы отработают свой срок, их понадобится утилизировать, а взамен купить новые, более прогрессивные модули.

А какой тип лампочек предпочитаете вы и что думаете о лампочках-люминесцентах? Поделитесь с другими пользователями своим мнением, расскажите, в чем вы видите основные плюсы ЛЛ, а что, лично для вас, является существенным недостатком этих приборов.

Если вы владеете хорошими теоретическими знаниями по теме вышеизложенной статьи и хотите дополнить наш материал полезными нюансами, пишите, пожалуйста, свои комментарии в блоке ниже.

GREENERGY » Люминесцентные лампы

Это весьма распространенный тип газоразрядных ламп, используемых для облучения растений. Впервые люминесцентные лампы были созданы в СССР в конце 30-х годов коллективом физиков под руководством акад. С. И. Вавилова.

Люминесцентные лампы низкого давления представляют собой тонкие белые стеклянные трубки, диаметр и длина которых зависит от мощности ламп.

На обоих концах стеклянной трубки укреплены двухштырьковые цоколи, которые служат для крепления ламп в специальных патронах. Цоколи соединены с электродами, находящимися внутри трубки. Электроды представляют собой двойную вольфрамовую спираль, покрытую слоем окиси бария или других щелочноземельных металлов. Электрическая энергия, подводимая к люминесцентной лампе, вызывает электрический разряд в парах ртути, которыми наполнена лампа.

Ультрафиолетовое излучение ртутного разряда поглощается тонким слоем люминофора (тонкокристаллический порошок), нанесенного на внутренние стенки трубки, и вызывает его свечение (фотолюминесценцию). Таким образом, светящийся состав (люминофор) превращает невидимое ультрафиолетовое излучение в видимое излучение. Небольшая часть ультрафиолетового излучения (длиннее 300 нм) проходит через стекло и попадает на растения.

В зависимости от химического состава люминофора излучение ламп может быть разного цвета: белого, синего, зеленого, розового, красного.

В последнее время были изменены названия отдельных люминесцентных ламп, отличающихся по цветности излучения. Так, лампы ДС (дневной свет) теперь называют ЛД, а с улучшенной цветопередачей — ЛДЦ; ХБС (холоднобелый свет) — ЛХБ; ВС (белый свет) — ЛБ; ТБС (теплобелые) — ЛТБ.

Спектр излучения люминесцентных ламп: слева — ЛДЦ, справа — ЛБ

Лампы ЛД имеют цветовую температуру 6500 К — их цветность соответствует цвету голубого неба без солнца; лампы ЛХБ — 4800 К, что соответствует небу, покрытому тонким слоем белых облаков; ЛБ — 4200 К, что соответствует яркому солнечному дню; ЛТБ — 2800 К, что соответствует цветности ламп накаливания.

Однако надо помнить, что совпадение цветовой температуры не означает полного совпадения со спектральным составом излучения.

В светокультуре растений большое распространение имеют лампы дневного и белого света, в спектре излучения которых варьируют различные оттенки рассеянного дневного света в летний день.

Для зажигания люминесцентной лампы необходимо устройство, обеспечивающее предварительный подогрев электродов. Таким устройством служит стартер, т. е. маленькая неоновая лампочка в металлическом или пластмассовом футляре. В момент включения лампы в сеть стартер находится под полным напряжением и в нем возникает тлеющий разряд. Электроды стартера нагреваются, и один из них, сделанный из биметалла, изгибается до соприкосновения с другим. В результате этого они замыкаются, и катоды ламп накаливаются проходящим через них током.

Люминесцентные лампы чутко реагируют на падение напряжения в сети. Например, лампы с номинальным напряжением 220 В не загораются при падении напряжения в сети до 190 В, что иногда бывает в тепличных хозяйствах, удаленных от магистральных линий энергопередачи. В то же время при изменении напряжения в сети на 1 % лучистый поток люминесцентных ламп также изменяется на 1%. У ламп накаливания это изменение составляет около 3,0%. При этом световая отдача у люминесцентных изменяется на 0,44%, а у ламп накаливания — почти на 2%.

Срок службы люминесцентных ламп по ГОСТ 6825—70 составляет 10000 ч. Частое включение и выключение ламп быстро сокращает его. В тепличных хозяйствах условия эксплуатации более благоприятны, так как там лампы обычно горят без перерыва по 10—12 ч в сутки и более. По мере эксплуатации ламп их световой поток постепенно уменьшается. По этой причине в последние годы в исследовательских организациях для поддержания постоянной высокой облученности опытных растений через каждые 1000 ч горения примерно одну пятую часть ламп заменяют в определенной последовательности новыми. Для лучшей работы ламп рекомендуется температура воздуха 20—25° С. При температуре около 5° С лампы зажигаются плохо, а светоотдача уменьшается. При температуре выше 35°С их эксплуатация не допускается.

Относительная влажность воздуха свыше 65% ухудшает условия зажигания люминесцентных ламп. Для устранения этого поверхность ламп рекомендуется покрывать гидрофобной защитной пленкой. Температура стекла лампы, непрерывно горящей 15—20 ч, не превышает 45—50° С.

Световой поток люминесцентных ламп увеличивается с повышением их мощности. При равных затратах электроэнергии крупные лампы излучают больше света, чем мелкие.

Светотехнические и электрические характеристики люминесцентных ламп

За последние годы мощность люминесцентных ламп значительно возросла. В США начали выпускать лампы мощностью 400 Вт. Длина каждой лампы около 2,5 м. Такие лампы обеспечивают световой поток до 20 тыс. лм.

Применение крупных ламп (при создании облучательной установки, равной удельной мощности) позволяет сократить число пусковых приспособлений (стартеров и дросселей) и значительно уменьшить расходы на монтаж установок. При светофизиологических исследованиях иногда используют цветные люминесцентные лампы с широким спектром излучения. К ним относятся: красные (Л-37) с максимумом излучения 560—620 нм, синие (Л-30) с максимумом излучения 430—540 нм, зеленые (К-35) с максимумом излучения 530 нм и др.

За последние годы в ряде стран на базе обычных люминесцентных ламп начали выпускать специальные лампы для выращивания растений с особым люминофором — фитолампы. Спектральные кривые излучения этих ламп близки к спектральным кривым фотосинтеза и синтеза хлорофилла, особенно в зонах 400—500 и 600— 700 нм. У нас, люминесцентные лампы подобного типа— ЛФ-40-1 и ЛФ-40-2 созданы и изготовлены Всесоюзным научно-исследовательским светотехническим институтом (ВНИСИ), а затем совместно с Институтом электрификации ВАСХНИЛ (ВИЭСХ) испытаны в лаборатории искусственного климата Тимирязевской академии. Предварительные исследования показали, что эффективность фитоламп на 20—30% выше, чем у серийно выпускаемых осветительных ламп типа ЛДЦ или ЛБ той же мощности.

Спектры излучения люминесцентных фитоламп: А — ЛФ-40-1; Б — ЛФ-40-2; В — L. Fluora

Аналогичные по устройству и спектральному составу излучения лампы выпускаются и в других странах: ГДР (Lumoflor), США (Grolux), Японии (Plantalux), Финляндии (Floralux). На рисунке изображена кривая распределения излучения лампы фирмы Osram (ФРГ) — «L. Fluora».

Дроссели, необходимые для поддержания нормально го режима горения ламп, обычно монтируют в отдельном железном ящике со сквозными отверстиями для вентиляции и уменьшения нагрева. Ящик соединяют с облучательной рамой гибким резиновым шлангом, внутри которого находятся провода, соединяющие дроссели с лампами. Длина шланга не ограничена. Поэтому ящики с дросселями можно помещать в стороне на любом расстоянии от рам.

В облучательных установках для теплиц, изготовляемых в ГДР (Praxisaggregat), — РА-57 и РА-62 — дроссели смонтированы над осветительной рамой с лампами, что в значительной степени повышает вес установки и может вызвать перегрузку конструкции теплицы.

Быстрое и надежное зажигание обеспечивается у ламп, у которых поверхность стеклянной трубки покрыта пленкой из четыреххлорного олова (ЛБ-40 бп). Прозрачность пленки достигает 94%. Лампы этого типа могут применяться в районах с пониженным напряжением сети.

Чтобы растения максимально использовали излучение ламп, их обычно монтируют параллельно на металлической или деревянной прямоугольной раме с интервалами между продольными осями трубок от 35 до 90 мм. Размер рамы определяется длиной лампы и площадью, которую надо облучать. Рамы с люминесцентными лампами помещают горизонтально над растениями или вертикально между рядами растений. Горизонтально их располагают при выращивании рассады или низкорослых растений; вертикально — при выращивании на плодоношение более высоких растений (томаты, кукуруза, пшеница).

В помещениях без естественного излучения или при слабой облученности в теплицах применяют отражающие экраны (один на раму) из полированного алюминия, жести или окрашенного железа. Невысокая температура на поверхности люминесцентных ламп допускает также использование в качестве экрана белого картона, бумаги или побеленной фанеры, которые необходимо пропитать огнестойким раствором. Особенно высокое отражение дает экран, покрытый специальным раствором: BaS04 — 1000 вес. ед.; кинопленка — 26; ацетон— 1300 вес. ед.

Для повышения коэффициента отражения и улучшения вентиляции экран рекомендуется помещать на расстоянии 2—3 см от ламп.

Облученность и освещенность под горизонтальной рамой с люминесцентными лампами ДС-30 при удельной мощности 450 Вт/м2: 1- с белым экраном; 2 — без экрана

Применение отражающих экранов позволяет увеличить облученность и освещенность растений на 30—40% . Чем выше будет коэффициент отражения экрана, тем больше лучистой энергии попадет на растение. В последнее время в теплицах стали применять полуавтоматические экраны из мягких материалов, свертывающихся в трубку, что позволяет ими пользоваться в зависимости от наличия или отсутствия солнечного излучения (полиэтиленовая пленка, покрытая алюминием). Экранированные рамы, приближенные к растениям до 5 см, повышают около них температуру воздуха на 2— 5° С по сравнению с температурой помещения. Поэтому общую температуру воздуха в помещении надо соответственно понижать.

По мере удаления растений от горизонтальных или вертикальных рам облученность и освещенность уменьшаются, но значительно слабее, чем при удалении от ламп накаливания, так как источником излучения в данном случае является плоскость, а не точечный источник.

Облученность н освещенность растений под люминесцентными лампами ДС-30, смонтированными на раках с интервалами 60 мм

Суммарная облученность и освещенность растений, находящихся между вертикальными рамами, зависит от частоты размещения рам и количества ламп. При расстоянии между рамами 50 см (удельная электрическая мощность 450 Вт/м²) освещенность на поверхности листьев колеблется от 5 до 7 клк, а фотосинтетически активная облученность — от 20 до 28 Вт/м². При расположении рам на расстоянии 100 см одна от другой освещенность растений снижается до 3,5—5 клк, а облученность — до 14—20 Вт/м².

Облученность и освещенность между вертикальными рамами с люминесцентными лампами. Расстояние между рамами 100 см. Удельная мощность 300 Вт/м2.

При культуре растений с боковым облучением между вертикальными рамами с люминесцентными лампами достигается равномерное облучение верхних и нижних листьев. В этом случае лучистая энергия ламп используется полнее, результатом чего является хорошее состояние растений и более высокий урожай. Боковое облучение люминесцентными лампами теперь широко распространено.

Кроме стандартных рам с люминесцентными трубками, предложены оригинальные системы расположения их между растениями как горизонтально, так и вертикально.

В безрамном облучателе, предложенном Ю. М. Жилинским и В. Д. Куминым (Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства), люминесцентные лампы соединены между собой металлическими шарнирами, которые позволяют изменять расстояние между ними, т. е. менять удельную мощность. Вертикальное размещение каждой лампы отдельно между растениями позволяет наиболее полно использовать их лучистую энергию. Предварительные испытания в теплицах совхоза «Марфино» (Москва) дали весьма положительные результаты.

Для некоторых декоративных культур с успехом применяют облучение растений снизу, когда люминесцентные лампы располагаются ниже листьев. В отдельных случаях рамы помещают и сверху, и с четырех сторон вокруг растений, создавая так называемые «световые ящики». Такие установки позволяют выращивать до плодоношения светолюбивые южные культуры: баклажаны, перец и др. Удельная мощность установки достигает 2 кВт/м².

Передвижение рам по мере роста растений осуществляется либо с помощью блоков и противовесов, либо скольжением вдоль направляющей вертикальной оси с закреплением положения специальными барашками.

Другой способ повышения эффективности люминесцентных ламп — создание ламп с направленным светораспределением. В СССР такие лампы выпускались под маркой ЛБР-40. Верхний полуцилиндр каждой трубки покрыт отражающим слоем из двуокиси титана и имеет направленное вниз выходное окно с размахом в 130°. Световой поток — 3460 лм.

Чтобы одним количеством установок облучать два или три участка теплицы по 8—12 ч в сутки, рамы с люминесцентными лампами поочередно передвигаются по горизонтали на довольно большие расстояния (5—10 м и более). Надо сказать, что для выращивания хороших растений этот прием требует строгого соблюдения определенных условий. Облучаемая часть теплицы должна быть наглухо закрыта от той, где растения не облучают. Это требование вызвано биологическими особенностями тепличных культур (томатов, огурцов и др.). Каждое растение для нормального развития и роста должно в течение суток не менее 6—8 ч находиться в темноте при одновременном понижении температуры воздуха на 5-7 °С.

Выдерживать эти требования, т. е. устраивать светонепроницаемые занавески и понижать температуру в части теплицы, довольно сложно. Поэтому в последнее время ряд хозяйств отказывается от такого способа использования облучательных установок.

В исследовательских целях горизонтальные рамы с люминесцентными лампами иногда монтируют на каретку, постоянно движущуюся над растениями вперед и назад со скоростью 10—15 м/мин. Переменное облучение растений способствует их росту и активизирует физиологические процессы.

Малая единичная мощность люминесцентных ламп, недостаток в их излучении оранжево-красной части спектра, необходимой для более интенсивного фотосинтеза и правильного формирования растений, побудили к созданию ряда установок, в которых люминесцентные лампы и лампы накаливания смонтированы совместно, но в самостоятельных электрических схемах. Как показали многочисленные исследования, объединение этих двух типов ламп способствует успешному росту растений только в том случае, если облученность от ламп накаливания будет примерно в 3—5 раз слабее, чем от люминесцентных ламп.

На основе благоприятного влияния на растения добавления небольшого излучения ламп накаливания было сделано предложение заменить дроссели лампами накаливания, включив их в одну электрическую схему, мотивируя эту замену удешевлением конструкции, уменьшением ее веса, меньшим расходом меди и трансформаторной стали. Таким образом, лампы накаливания иногда стали использовать в качестве балластного сопротивления, необходимого для зажигания и горения люминесцентных ламп. При этом для нормальной работы люминесцентных ламп мощностью 30 Вт вместо дросселя применяли лампы накаливания мощностью 40 Вт, а для люминесцентных ламп мощностью 40 Вт — лампу 60 Вт на напряжение 127 В.

Авторы предложенных конструкций (например, облучатель типа ОСТ-10-40), к сожалению, упустили из виду, что совмещенная электрическая схема, помимо указанных преимуществ, имеет ряд серьезных недостатков. К последним относится прежде всего большая затрата электроэнергии во время эксплуатации облучательных установок. Вместо дросселя, в котором потери составляют 7—9 Вт, приходится ставить лампу накаливания мощностью 40—60 Вт. В современных теплицах, где число люминесцентных ламп при выращивании рассады достигает иногда нескольких тысяч, такой прием вызывает колоссальный перерасход электроэнергии и значительно повышает себестоимость единицы продукции. Кроме того, лампы накаливания, работающие с перекалом, быстро выходят из строя, что уменьшает и без того небольшой срок их службы (1000 ч). У люминесцентных ламп ухудшаются условия зажигания и приходится помещать вдоль лампы узкую металлическую полосу, соединенную с каким-либо электродом лампы.

При совмещенной схеме светоотдача люминесцентных ламп падает на 25—38% (Рохлин), т. е. аннулируется основное преимущество люминесцентных ламп. И самое главное, в таких установках значительно увеличивается количество оранжево-красного и инфракрасного излучения. Качество растений, выращенных под комбинированной установкой, значительно хуже, чем под люминесцентными лампами той же мощности.

По расчетам Ф. Казанцева и А. Басова, чтобы получить освещенность рассады огурцов порядка 7 клк, требуется следующая удельная мощность: люминесцентные лампы (ЛЛ) —480 Вт/м²; ЛЛ + ЛН — 770 Вт/м² и ЛП — 1200 Вт/м². При этом готовность рассады к первой прищипке под ЛЛ + ЛН или ЛН всего только на 1—3 дня опережает рассаду под ЛЛ. Урожай плодов в варианте ЛЛ + ЛН был на 8% выше, зато затрата электроэнергии на 43% больше, чем при облучении рассады люминесцентными лампами.

Весьма перспективный прием повышения эффективности люминесцентных ламп — питание их током высокой частоты. Под руководством Л. Г. Прищепа разработаны и испытаны схемы включения ламп на повышенной частоте (2650 Гц).

Люминесцентные облучательные установки, работающие на повышенной частоте, имеют следующие преимущества:

• на 10—30% повышается светоотдача ламп;
• на 10—15% увеличивается срок их службы;
• на 10 -20% снижаются потери электроэнергии на балласте;
• в 3— 5 раз уменьшаются размеры пусковой аппаратуры; упрощается включение ламп.

Другой прием, значительно снижающий расход электроэнергии на выращивание растений, — импульсный способ излучения. Автор (О. И. Кузнецов, Ленинградский сельскохозяйственный институт) получил короткие импульсы (1 —10 мс) с помощью специальных генераторов на полупроводниковых управляемых вентилях — тиристорах, обладающих высоким КПД. Досвечивание огуречной рассады импульсным методом значительно ускорило ее выгонку и сократило расход электроэнергии в два раза. Испытания в теплицах Ленинграда (фирма «Лето») подтвердили перспективность предложения.

Люминесцентные лампы виды. Характеристики люминесцентных ламп и светильников

Люминесцентная лампа является газоразрядным источником света, которая сегодня широко применяется для освещения не только в офисах и производстве, а так же в домах, квартирах и гаражах. Главные достоинства по сравнению с обычными лампами накаливания- это продолжительный срок службы (до 20 раз выше) и в несколько раз больше энергоэффективность (они в разы меньше потребляют электроэнергии при том же световом потоке).

Но есть недостатки:

1. Чувствительны к качеству электропитания и количеству включений и выключений.
   При несоблюдении этих условий- быстро выходят из строя.
2. Внутри стеклянной колбы содержится ртуть
   опасная для здоровья человека.
3. Отсутствие возможности регулирования
   при помощи димеров яркости свечения, кроме КЛЛ (компактной люминесцентной лампы) особой конструкции и с специфическим подключением, требующим прокладки дополнительных проводов для этого.
4. Не рекомендуется использовать вместе с выключателем, имеющим встроенную подсветку
   , что может приводить к неправильной ее работе с кратковременными зажиганиями лампы.
5. Период между включениями люминесцентной лампы должен составлять более 2 минут.
   Поэтому не рекомендуется использовать совместно с датчиком, звука, движения и т. п. Если это проигнорировать, то она быстро выйдет из строя.
6. Не рекомендуется компактный тип люминесцентных ламп использовать в герметичных светильниках с высокой степенью защиты IP для помещений с высокой влажностью, запыленностью, пожароопасностью и т. д.
7. Рабочая температура не ниже -25 градусов по Цельсию, при достижении этого порога она проста не сможет засветится при включении.

Виды люминесцентных ламп.

Для дома и квартиры в основном применяются компактные люминесцентные лампы (далее ККЛ) под обычный цоколь, которые подключаются на прямую к электрической сети 220 Вольт. Довольно редко встречаются компактные 4- штырьковые люминесцентные лампы, для работы которых необходим светильник со специальным пуск-регулирующим блоком, с которым также работают так называемые лампы дневного света трубчатой (очень редко дугообразной формы). Последние в основном применяются для освещения административных и промышленных помещений.

Технические характеристики ламп дневного света.

• Они работают все на напряжении 220 Вольт, реже при последовательном подключении двух на 127 Вольтах.
• Маркировка из трех букв.
  Первая означает Л- люминесцентная, вторая оттенок свечения. Д — дневной, Б — белый, Е — естественно-белый, ТБ — тепло-белый, ХБ — холодно-белый; К, 3, Ж, Г, С — соответственно красный, зеленый, желтый, синий, голубой, синий, УФ означает — ультрафиолетовый. Третья буква Ц (или две ЦЦ) после первых двух свидетельствует о цветопередаче высокого качества. И в самом конце стоят буквы подчеркивающие конструктивные особенности: У — U-образная, К — кольцевая, Р — рефлекторная, Б — быстрого пуска. Цифры указывают мощность в Ваттах. Потребляемая мощность находится в пределах от 18 до 80 Вт.
  
• В зависимости от конструкции лампы встречаются с разными типами и размерами держателей (цоколей)Диаметр трубки обозначается Т- размером, после которого идет значение в восьмых частях дюйма. Так маркировка T8 свидетельствует об диаметре в 26 милиметров, а T12 — в 38 мм. Будьте внимательны, а то приобретите лампу, не подходящую к вашему светильнику. Более подробно читайте в .
• Кроме цоколя лампа должна походить и по длине, так Вы не вставите 18 Вт лампу в 32 Вт светильник, потому что их длина почти в 2 раза отличается.

Технические характеристики компактных люминесцентных ламп.

Все технические характеристики легко найдете на упаковке или на корпусе лампы. Обычно там указывается срок службы, потребляемая мощность в Ваттах (Watt) и сравнение по аналогичной эффективности с лампой накаливания. Всегда обращайте внимание на тип цоколя. Встречаются в продаже с цоколем Е14 уменьшенного размера и обычного- Е27, предназначенного для прямой замены ламп накаливания. Еще одним важным параметром является цветопередача, которая показывает какого оттенка будет искусственный свет, указываемый в Кельвинах от 2700К (теплый оттенок, как у лампы накаливания) до 6500К (холодный).
Более подробно об этом читайте в нашей статье «

Газоразрядный источник света, на стенках колбы которого нанесено специальное люминофорное покрытие называется люминесцентной лампой. Она выполняется в форме стеклянной трубки. На торцах установлены специальные электроды, которые зажигают эту лампу. Всё пространство внутри колбы заполняется парами ртути и инертным газом. Именно они после зажигания начинают излучать свет.

После включения устройства, внутри происходит газовый разряд. Именно этот разряд зажигает пары ртути и заставляет их излучать невидимое для человеческого глаза ультрафиолетовое освещение.

Принцип работы и виды изделия

После зажигания ртути, ультрафиолет начинает взаимодействовать с нанесённым на стенки люминофором, что провоцирует его излучать уже видимый спектр света. Таким образом, люминофор исполняет функцию преобразователи, или конвертора, и позволяет нам ощущать уже тот свет, который легко воспринимается человеческим глазом и способен освещать окружающую среду.

Благодаря уникальному свойству стекла не пропускать ультрафиолетовые лучи, оно защищает нас и полностью блокирует выход их в окружающую среду и предохраняет наши глаза от его прямого воздействия, которое губительно.

Но существуют лампы, которые не препятствуют такому излучению. Их изготавливают из увиолевого и кварцевого стекла, такие виды материалов способны пропускать ультрафиолетовые лучи. Как правило, такие лампы используют для очистки и дезинфекции разных приспособлений.
В магазине их можно встретить, как бактерицидные они имеют специально обозначение, где это указано.

Принцип работы

Для увеличения тепловой отдачи света, используют лампы малого давления с добавлением амальгамы индия и кадмия либо других подобных элементов. Таким образом, температурный диапазон способен расширяться до шестидесяти градусов, в сравнении со стандартным наполнением лампы, когда температура не более двадцати пяти градусов.

Значительное снижение производительности замечается, когда температура внешней среды находится на низком уровне, ниже минимально допустимой. При таких условиях существенно увеличивается время прогрева и зажигания лампы, интенсивность и качество свечения уменьшаются в несколько раз.

Для таких условий необходимо использовать специальные утеплители и обогреватели. В связи с этим набирают актуальности лампы, не содержащие ртутных паров, которые работают исключительно на низком давлении инертного газа внутри колбы.

Технические характеристики и классификация

Чтобы классифицировать и выделить технические характеристики люминесцентных ламп следует обратить своё внимание на такие показатели их работоспособности и конструкции:

• Тип излучаемого света. Энергосберегающие устройства могут излучать как обычный белый, так и дневной свет. Более новой их разновидностью являются универсальные приборы.
• Поперечная ширина колбы. Пропорционально с ростом этого показателя, увеличиваются все остальные показатели, такие мощность, темпер

преимущества и отличия от светодиодных, маркировка

Содержание статьи:

Экономия электроэнергии – это важнейшая задача для любого владельца дома или квартиры. С целью экономии происходит переход на энергосберегающие светильники, к которым и относятся люминесцентные лампы. Люминесцентные источники света активно используются как в жилых домах, так и для подсветки административных зданий или складских помещений. Перед приобретением устройства нужно понимать, какое преимущество имеют лампы дневного света перед лампами накаливания, какие у них технические характеристики и какие виды устройств бывают.

Устройство люминесцентной лампы и принцип действия

Компактная люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа – это устройство, которое используется для создания освещения. Светильник имеет ряд конструктивных сходств с классическими лампами накаливания или галогенными приборами. Чтобы понять, что такое люминесцентная лампа, нужно разобраться с ее строением. Люминесцентное устройство состоит из герметичной колбы и электродов. В прочной стеклянной колбе находится смесь газов и ртути, внутренняя часть покрыта люминофором. По краям установлены электроды из вольфрамовой нити, к которой припаяны контакты, пропускающие ток.

Подается электрический ток, который поступает на электроды. Нить нагревается, в результате образуется разряд, сопровождающийся ультрафиолетовым излучением. Это свечение проходит через стенки колбы, люминофор и превращается в обычный видимый свет.

Из-за наличия в составе ртути и других вредных веществ с лл лампой нужно обращаться аккуратно, стараясь не повредить. Ее запрещено утилизировать как обычные бытовые отходы – люминесцентная лампочка, как и галогеновая, сдается в специальный пункт приема.

Характеристики источников света

Характеристика люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы имеют не только технические характеристики. Как любое электротехническое изделие, они обладают электрическими характеристиками, а как осветительный прибор – световыми параметрами.

К электрическим характеристикам относятся:

• Номинальное напряжение. Напряжение сети, которое подходит для работы лампы. Составляет 220 В или 110 В.
• Рабочее напряжение. Величина на лампе при ее горении. Равняется половине номинального и составляет 100-110 В для сети 220 В и 45-60 В для электросетей 110 В.
• Напряжение зажигания. Величина на лампочке, необходимая для появления разряда. Она значительно выше сетевого значения и не является постоянной величиной. Зависит от схемы зажигания, условий окружающей среды.
• Номинальная мощность. По этому показателю выделяют слабомощные (до 18 Вт), средней мощности (до 58 Вт) и мощные (от 58 Вт) устройства. Также в продаже можно найти высокоинтенсивные лампочки с мощностью 150 Вт, но они практически не используются из-за малой эффективности.
• КПД. Люминесцентное освещение дает коэффициент полезного действия превышает 20%.
• Диаметр колбы – 12,16,26,38 мм.
• Размеры цоколя 14 и 27 мм.

Сравнительная таблица различных типов ламп

Светотехнические характеристики газоразрядных ламп:

• Номинальный световой поток. Задается через 100 часов после горения.
• Индекс цветопередачи. Зависит от исполнения лампы. В стандартных приборах равняется 50-70%, в лампах с повышенной цветопередачей составляет 97%.
• Цветовая температура. Показывает, какой оттенок будет у свечения. Люминесцентные лампы выполняются в диапазоне от 2700 К до 6500 К.

Эксплуатационные характеристики:

• Световая отдача зависит от цветности и мощности. Наибольшей обладают бытовые лампы ЛБ 40 Вт – 80 лм/Вт. Из выпускаемых ламп максимальная светоотдача у серии Т5 с электронным ПРА – 104 лм/Вт.
• Средняя продолжительность горения. Зависит от электродов и прочности покрывающей их оксидной пленки. У ламп средней мощности продолжительность составляет 15000 часов.
• Коэффициент пульсаций. В большинстве люминесцентных ламп он равняется 23%, кроме устройств с улучшенной цветопередачей, в которых достигается значение 70%.
• Зависимость от температуры окружающей среды. При низких температурах ухудшаются условия зажигания. Диапазон рабочих температур составляет от 5 до 55° С.
• Утилизация. Так как в лампе содержится ртуть и другие вредные компоненты, ее нужно утилизировать особым способом. Для этого прибор нужно отнести и сдать в специальный пункт приема.

По своим характеристикам люминесцентные источники света значительно превосходят классические лампочки.

Основные виды люминесцентных ламп

Линейная люминесцентная лампа

Люминесцентные источники света можно разделить на следующие группы:

• Линейные. Применяются для подсветки офисов, складов, производств, спортивных площадок. Имеют повышенную мощность и светоотдачу. Экономят порядка 30% электричества.
• Компактные. Также в быту называются энергосберегающими. Выглядят как обычные лампочки. Используются для общего назначения в классических светильниках. Также нашли свое применение в подсветке рекламных витрин, больничных помещениях. Обладают повышенным сроком службы и высокой светоотдачей.

Также лампы можно разделить следующим образом:

• Стандартные. Внутренняя часть колбы покрыта одним слоем люминофора. Используются в домашних светильниках, настольных осветительных устройствах.
• С повышенной светопередачей. Имеют трехслойный или пятислойный люминофор.
• Специальные. В люминофор могут добавляться различные составляющие. Применяются в шоу-бизнесе, соляриях, в бактерицидных лампах.

Самые распространенные типы – газоразрядные ртутные лампы высокого и низкого давления. Приборы высокого давления используются в уличной подсветке и светильниках повышенной мощности. Лампы низкого давления нашли применение в освещении жилых помещений и производственных предприятий.

Выбор типа лампы напрямую зависит от светильника, в котором она будет использоваться, и от ее предназначения.

Подключение к сети

ЭПРА для люминесцентных ламп

Газоразрядные лампы не могут напрямую подключаться в электросеть это связано с высоким сопротивлением при холодном состоянии и отрицательном дифференциальным сопротивлением.

Исправить эти проблемы можно путем применения балластов. Самые распространенные – это ЭмПРА (электромагнитный балласт) и ЭПРА (электронный).

ЭмПРА представляет собой электромагнитный дроссель, который подключается последовательно с лампой. Последовательно со спиралями накала подключается стартер, который является неоновой лампой с биметаллическими электродами и конденсатором. Преимущества – простота конструкции, надежность, долговечность. Недостатки – долгий пуск, требуется большое количество электроэнергии, гул во время работы, мерцание, крупные размеры.

ЭПРА питает лампочку высокочастотным напряжением, благодаря чему исключается мигание. Использует два варианта пуска ламп:

• Холодный. Светильник включается сразу же после подачи напряжения.
• Горячий. Электроды прогревается и источник загорается через 0,5—1 секунду.

К преимуществам относят долгий срок службы, меньшее энергопотребление, возможность диммирования на некоторых моделях, бесшумность.

Маркировка ЛЛ

Маркировка люминесцентных ламп

Есть два вида маркировки ламп, которые отличаются друг от друга: отечественная и зарубежная.

Российское обозначение состоит из набора букв и цифр. Определение расшифровки следующее:

• Первая буква Л обозначает лампа.
• Второй буквой обозначается характеристика светового потока. Д – дневная, ХБ – холодный белый, ТБ – теплый белый, ЕБ – естественный, Б – белый, УФ – ультрафиолет, С – синий, К – красный, З – зеленый, Г – голубой, Ж – желтый.
• Третий знак – качество передачи цвета. Ц – повышенное, ЦЦ – наилучшее.
• Четвертый символ обозначает конструкцию. А – амальгамная, К – кольцевая, Р – рефлекторная, Б – быстрый старт, У – U-образная.
• Последние цифры – мощность в ваттах.

Также на лампе может находиться аббревиатура ЛХЕ или ЛЕ. Она обозначает естественный или холодный естественный свет.

Иностранная маркировка состоит из трехзначного числа и подписи на английском языке вроде cool white (холодный свет). Найти обозначения можно в таблицах.

Плюсы и минусы люминесцентных ламп

Люминесцентные приборы занимают второе место по продаже после светодиодных устройств. Это связано с их достоинствами:

• энергосбережение;
• высокое качество света;
• хорошая светоотдача;
• широкий выбор изделий общего и специального предназначения;
• длительность эксплуатации – норма составляет 10-40 тысяч часов;
• при перегорании лампочку легко поменять.

Недостатки:

• Стоимость. Прежде всего нужно рассчитать, какой бюджет будет потрачен на установку люминесцентных приборов вместо классических источников света. Это довольно затратно, но благодаря длительности работы деньги быстро окупятся.
• Негативное влияние на здоровье человека при длительном освещении. Вред для глаз.
• Зависимость срока службы от числа циклов включения и выключения.
• Высокий риск поломки при скачках напряжения. Требуется установка стабилизатора или другого устройства для защиты от перепадов. В ином случае прибор может перегореть.
• Несовместимость с диммером.
  

  Из-за наличия ртути лампы опасны для здоровья человека

• Шумная работа. Лампочка может гудеть довольно громко, из-за чего находящиеся в помещении люди могут испытывать дискомфорт.
• Невозможность использования в пыльных и влажных помещениях. Для работы на улице требуется высокий класс защиты от пыли и воды.
• Опасность из-за наличия ртути.
• Хрупкость колбы.
• Необходимость отвода тепла.
• Плохая работа при низких температурах.
• Выбор цвета свечения светодиодных ламп больше, чем у люминесцентной подсветки.

Недостатков у изделия много, но если соблюдать условия эксплуатации, лампочка будет светиться заявленный срок.

Сферы применения

Люминесцентные лампы в школьном классе

Люминесцентный свет применяется практически везде. Это подсветка домов, витрин, аквариумов, нежилых помещений, улиц. Люминесцентное и неоновое освещение активно применяется в различных представлениях и концертах. Также источники света могут использоваться в создании плазменных экранов телевизоров и компьютеров.

Основная область применения – подсветка крупных площадей. Стадионы, детские площадки, дворы освещаются именно люминесцентными приборами с пылевлагозащитным корпусом. Это связано с высокой световой отдачей и минимальным числом циклов включения и выключения – лампочки достаточно включить один раз в день в темное время суток.

Люминесцентные лампы — это что такое? Принцип работы :: SYL.ru

Люминесцентные лампы – это газоразрядные источники света. Их световой поток формируется за счет свечения люминофоров, на которые воздействует ультрафиолетовое излучение разряда. Его видимое свечение обычно не превышает 1-2%. Люминесцентные лампы (ЛЛ) получили широкое применение в освещении помещений разного типа. Их световая отдача в разы больше, чем у привычных ламп накаливания. При обеспечении ряда условий (качественное электропитание, использование балласта, соблюдение ограничений по числу коммутаций), такие лампы могут в десятки раз дольше служить, нежели лампы накаливания. Сегодня мы с вами познакомимся с историей люминесцентной лампы и принципом ее работы.

Область использования

Линейные люминесцентные лампы давно зарекомендовали себя как наиболее удобный и экономичный способ освещения общественных помещений: офисов, учебных заведений, магазинов, больниц, предприятий и так далее. С появлением современных технологий, позволяющих создать компактную ЛЛ под обычные патроны марки Е14 или Е27, они быстро завоевали популярность в быту и стали вытеснять лампы накаливания. Чаще всего в обиходе используют экономные люминесцентные лампы на 18 или больше ватт.

Благодаря использованию электронных балластов вместо привычных электромагнитных удается значительно улучшить эксплуатационные характеристики ламп – избавиться от гула и мерцания, повысить экономичность и компактность.

Главными преимуществами люминесцентных ламп по сравнению с привычными всем лампами накаливания являются высокая светоотдача (превышает в несколько раз), и более длительный срок работы (превышает в несколько десятков раз). Их применение особенно актуально в случаях, когда освещение не выключается на протяжении длительного времени, так как именно включение является самым сложным режимом и от количества включений зависит срок работы. Таким образом, несмотря на более высокую стоимость, люминесцентные лампы позволяют значительно сэкономить.

История

Первое подобие светильника с люминесцентной лампой было разработано в далеком 1856 году Генрихом Гайсслером, который добился свечения от стеклянной трубки, заполненной газом и возбужденной с помощью соленоида. В 1893 году на выставке в Чикаго Томас Эдисон впервые продемонстрировал публике люминесцентное свечение. Через год, М.Ф. Моором была создана лампа, наполненная азотом и углекислым газом и испускающая розово-белый свет. Успех этого изобретения был весьма ограниченным. В 1901-м Питер Хьюитт создал ртутную лампу, испускающую сине-зеленый свет. Именно из-за цвета она была непригодна для практического применения. Тем не менее, изобретение Хьитта было близко к современным лампам и имело намного больший потенциал, чем лампы предшественников. В 1926-м Эдмунд Джермер вместе со своими сотрудниками предложил увеличить давление внутри колбы и покрыть ее флуоресцентным порошком, преобразующим ультрафиолетовое цветное излучение в однородное белое. Вскоре компания General Electric купила у изобретателя патент, и под его руководством, к 1938 году вывела ЛЛ на широкий рынок. Таким образом, именно с Джермером часто ассоциируют начало истории люминесцентных ламп.

Принцип работы

Когда люминесцентная лампа подключается к электросети, между двумя электродами, расположенными в ее противоположных концах, возникает электрический разряд. Благодаря прохождению тока через пары ртути, которыми заполнена внутренняя полость лампы, возникает УФ-излучение, которое незаметно для человеческого глаза. С помощью люминофора, нанесенного на стенки, это излучение превращается в видимый свет. Таким образом, люминофор призван поглощать УФ излучение и излучать видимый свет. Меняя его состав можно варьировать оттенок свечения лампы.

Преимущества и недостатки люминесцентных ламп

ЛЛ имеют такие достоинства:

1. Высокие показатели светоотдачи и КПД.
2. Разнообразие оттенков свечения.
3. Рассеянный свет.
4. Длительный срок службы.

Недостатки люминесцентных ламп:

1. Химическая опасность. Причина в токсичных парах ртути.
2. Неравномерный, неприятный для некоторых свет, вызывающих искажение цвета освещенных поверхностей. Лампы, которые лишены этой проблемы, имеют меньшую светоотдачу.
3. Люминофор со временем «срабатывается», в результате меняется спектр, уменьшается светоотдача и падает КПД.
4. В случае удвоенной частоты питающей сети, может возникнуть мерцание некоторых ламп.
5. Наличие пускорегулирующих аппаратов.
6. Низкий коэффициент мощности.

Подключение

С электротехнической точки зрения, люминесцентная лампа – это устройство с отрицательным сопротивлением. Это значит, что чем более сильный ток через нее проходит, тем больше падает сопротивление. В этой связи при непосредственном подключении лампы к электросети она быстро выходит из строя из-за чересчур сильного тока. Эта проблема решается путем подключения лампы через так называемый балласт.

В простейшем варианте в качестве балласта выступает простой резистор. Его недостаток состоит в потере значительного количества энергии. Избежать потерь можно путем использования в качестве балласта конденсатора или катушки индуктивности, создающих реактивное сопротивление. Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются электромагнитные и электронные балласты.

Электромагнитный балласт

Балласты люминесцентных ламп – это пускорегулирующие устройства. Устройства данного типа представляют собой дроссель (индуктивное сопротивление) подключаемый последовательно с лампой. Чтобы запустить лампу с таким балластом, потребуется также стартер. Преимуществом такого подключения является его простота и дешевизна. Главный недостаток – мерцание ламп при удвоенной частоте сетевого напряжения. Из-за этого у людей, находящихся в помещении, повышается утомляемость глаз, что может негативно сказаться на их здоровье. Кроме того, лампы с электромагнитным балластом относительно долго запускаются (от одной до нескольких секунд, в зависимости от их срока службы), издают гул, и потребляют больше энергии, чем аналоги с электронным балластом.

Кроме вышеперечисленных недостатков, стоит также отметить эффект стробирования, возникающий из-за мерцания ламп. Его суть состоит в том, что при наблюдении за вращающимся или колеблющимся предметом, частота движения которого равна частоте мерцания люминесцентной лампы, этот предмет может казаться неподвижным. Подобный эффект может возникнуть, к примеру, при наблюдении за шпинделем токарного или сверлильного станка, мешалкой кухонного миксера, циркуляционной пилой и прочими движущимися приборами. Поэтому, во избежание травмирования, на производстве использование люминесцентных ламп для подсвечивания движущихся механизмов разрешается лишь при условии дополнительной установки ламп накаливания.

Электронный балласт

Этот тип балласта представлен электронной схемой, преобразующей сетевое напряжение в высокочастотный переменный ток, питающий лампу. Достоинством этого балласта является отсутствие мерцания и гула. Кроме того, по сравнению с электромагнитным аналогом, он имеет меньшую массу и размеры.

При использовании такого типа подключения можно добиться так называемого холодного старта – мгновенного запуск лампы. Однако из-за того, что этот режим неблагоприятно сказывается на сроке службы ламп, применяется горячий старт, предполагающий предварительный подогрев электродов. Стоит признать, что на подогрев уходит не более одной секунды, поэтому эта особенность подключения не несет каких-либо неудобств.

Запуск электромагнитного балласта

В классической схеме пуска лампы с электромагнитным балластом используется стартер (пускатель), который представляет собой миниатюрную газоразрядную неоновую лампочку с парой металлических электродов. Один из электродов жесткий и неподвижный, а другой – биметаллический, изгибающийся. Следовательно, в исходном состоянии электроды разомкнуты.

Стартер активируется параллельно с лампой. В момент включения, к электродам стартера и лампы поступает полное напряжение. Это связано с тем, что ток через лампу не идет, а падение напряжения на пускателе равно нулю.

Так как электроды лампы холодные, напряжения сети не хватает для ее зажигания. Благодаря возникновению разряда в пускателе через него и лампу проходит ток, которого достаточно для электродов пускателя, но недостаточно для разогрева лампы. В результате ток в общей цепи растет и разогревает электроды лампы. Когда это происходит, электроды пускателя охлаждаются и размыкаются. Благодаря мгновенному разрыву цепи возникает пик напряжения на дросселе, который и стимулирует зажигание лампы. Электроды тем временем уже достаточно разогреты.

Во время горения напряжение в лампе составляет примерно половину от сетевого, так же, как и в пускателе. Причина в том, что проходя через дроссель, оно падает, что позволяет устранить повторное срабатывание пускателя.

При зажигании, пускатель может срабатывать несколько раз. Это связано с отклонениями его характеристик от характеристик лампы. В некоторых случаях стартер начинает работать циклически. Если это происходит, то лампа постоянно гаснет и снова вспыхивает. При погасании можно созерцать свечение накаленных током катодов.

Запуск электронного балласта

При использовании электронного балласта, как правило, нет необходимости в отдельном специальном стартере, так как этот балласт способен самостоятельно сформировать нужные последовательности напряжений.

Запуск люминесцентной лампы электронным балластом может производиться по разным технологиям. В наиболее типичной из них пускорегулирующее устройство подогревает катоды лампы и подает на них напряжение, которого достаточно для зажигания. Как правило, это переменное и высокочастотное напряжение. Такое подключение позволяет устранить мерцание ламп, которое является весомым недостатком электромагнитных балластов.

В зависимости от конструктивных особенностей и временных параметров последовательности пуска лампы, такие пускорегулирующие устройства могут обеспечивать как мгновенное включение света, так и плавное, с постепенным нарастанием яркости.

Часто используются комбинированные методы пуска, когда лампа активируется не только за счет подогрева катодов, но и благодаря тому, что цепь, подпитывающая ее, выступает в качестве колебательного контура. Характеристики колебательного контура подбираются таким образом, чтобы в случае отсутствия разряда в лампе, в нем возникало явление электрического резонанса, которое ведет к значительному повышению напряжениям между катодами лампы. Обычно это приводит также к возрастанию тока подогрева катодов. Причина заключается в том, что при использовании такой схемы пуска спирали накала катодов часто соединяются последовательным образом через конденсатор, и выступают частью колебательного контура. В результате из-за подогрева катодов и высокого напряжения между ними лампа быстро и легко зажигается.

После зажигания параметры колебательного контура меняются, резонанс прекращается, а напряжение в контуре значительно снижается, сокращая тем самым ток накала катодов.

Существуют разные вариации данной технологии. К примеру, в предельных случаях, балласт может не подогревать катоды вовсе, а лишь приложить к ним напряжение, достаточно высокое для зажигания за счет пробоя газа расположенного между катодами. Аналогичная технология используется для пуска ламп с холодным катодом. Она пользуется популярностью среди радиолюбителей, благодаря возможности осуществить запуск даже с перегоревшими нитями накала катодов. Обычными методами их запустить нельзя, так как катоды в таком случае не нагреваются. В частности, радиолюбители используют этот способ для восстановления компактных энергосберегающих ламп, представляющих собой обычные люминесцентные лампы с электронным балластом, встроенным в небольшой корпус. После переделки балласта, такая лампа долго работает, несмотря на перегорание спиралей подогрева. Срок ее службы ограничивается разве что временем полного распыления электродов.

Причина поломок

Электроды люминесцентных ламп – это вольфрамовые нити, покрытые активной массой (пастой) из щелочноземельных металлов. Именно эта паста обеспечивает тлеющий разряд. Без нее вольфрамовые нити перегорали бы гораздо быстрее. В процессе работы лампы паста постепенно осыпается, выгорает и испаряется. Процесс ускоряется в случае частых пусков, когда разряд на протяжении короткого промежутка времени проходит не по всей площади электрода, а на малом участке его поверхности. Это приводит к перегреву электрода и возникновению потемнений на концах лампы, которые обычно свидетельствуют о ее скором выходе из строя.

Когда паста полностью выгорает, ток лампы падает, а напряжение – возрастает. В результате стартер начинает срабатывать постоянно, вызывая мигания, которые также свидетельствуют о том, что дни работы лампы сочтены. Электроды находятся в постоянном разогреве и, в конце концов, один из них перегорает. Происходит это через несколько дней после появления мерцания.

В последние минуты работы лампа горит без мерцаний. В этот момент разряд проходит через остатки электрода, на котором уже не осталось активной массы. Когда остатки вольфрама осыпаются или испаряются, разряд поступает на траверсы (крепления вольфрамовых нитей, выполненные из проволоки). После перегорания траверсов лампа вновь начинает мерцать. Если выключить ее и заново включить, она уже не будет светить.

Описанный выше механизм перегорания лампы справедлив для тех моделей, в которых используются электромагнитные балласты. В случае применения электронных балластов, все происходит несколько иначе. Так же, как и в предыдущем случае, все начинается с выгорания активной массы электродов, после которой следует их перегрев и перегорание одной из нитей. Отличие состоит в том, что сразу после перегорания, лампа гаснет без каких-либо мерцаний и миганий. Этим она обязана конструкции электронного балласта, которая предусматривает автоматическое отключение лампы в случае ее неисправности.

Люминофоры и спектр излучения

Многие пользователи считают, что свет люминесцентных ламп грубый и неприятный. Кроме того, цвет предметов, которые освещаются такими лампами, может искажаться. Виной тому синие и зеленые линии в спектре излучения разряда и тип применяемого люминофора.

В дешевых светильниках с люминесцентными лампами используют галофосфатный люминофор, излучающий главным образом желтый и синий свет, и в меньшей мере зеленый и красный свет. Глазу такая смесь цветов кажется белым светом, однако если свет отражается от предметов, его спектр меняется и возникает эффект искажения. Достоинством таких ламп является высокая световая отдача.

В более дорогих моделях применяет трех- или пятиполосный люминофор. Благодаря этому удается получить более равномерное распределение излучения по видимому спектру. Так свет воспроизводится более натурально. Недостатком этих ламп является не такая высокая светоотдача, как в предыдущем случае.

Существуют также специальные люминесцентные лампы, используемые в освещении помещений, в которых живут птицы. Их спектр содержит ближний ультрафиолет, позволяющий питомцам практически не чувствовать разницу между естественным и искусственным освещением. Необходимость применения таких технологий обусловлена тем, что в отличие от людей, птицы имеют четырехкомпонентное зрение.

Варианты исполнения

По стандарту, люминесцентные лампы подразделяют на колбные и компактные. Оба типа используются довольно широко.

Колбные лампы имеют в качестве оболочки стеклянную трубку. Они могут отличаться по типу и диметру цоколя. Такие лампы часто используются в крупных помещениях: магазины, офисы, цеха, склады и так далее.

Компактные люминесцентные лампы имеют оболочку в виде более тонкой (по сравнению с колбными) изогнутой трубки. Их различают по типу цоколя и размерам. Эти лампы производятся под стандартный патрон Е27 и Е14, поэтому их можно использовать вместо ламп накаливания в обычных светильниках. Их мощность, как правило, колеблется в пределах 16-36 Вт. Люминесцентная лампа такого типа имеет небольшие габариты и устойчивость к механическим воздействиям (умеренным, разумеется).

Кроме типа цоколя, на коробке из-под лампы указываются такие данные:

1. Цвет излучения: Д – дневной, Б – белый, ХБ – холодно-белый и т. д.
2. Мощность в ватах: 16W, 18W и т. д.
3. Длина корпуса (если это колбный вариант люминесцентной лампы): 765, 450 и т. д. Подразумевается длина в миллиметрах.

Возвращаясь к типу цоколей, стоит отметить, что они бывают резьбовыми (например, Е27) и штырьковыми (например, G13). Люминесцентная лампа может иметь и другие типы цоколей, но они слабо распространены.

Утилизация люминесцентных ламп

Все лампы такого типа содержат ртуть, которая, как известно, является ядовитым веществом. В разных моделях ламп ее доза может колебаться от 40 до 70 мг. Но даже небольшого количества ртути, находящегося в люминесцентной лампе на 18 Вт, достаточно, чтобы причинить вред здоровью. Ртуть представлена в виде пара, поэтому, если лампа разбилась, нужно сразу же проветрить помещение.

Когда срок службы ламп истекает, их обычно выбрасывают вместе с простым мусором, что совсем неправильно. Существуют фирмы, утилизирующие такие лампы, но к ним обращаются лишь крупные предприятия. Справедливости ради стоит отметить, что количество попадающей в воздух ртути из залежей на свалках не так велико, как количество этого вещества, выбрасываемое при выработке электроэнергии. А так как ЛЛ являются экономными, их использование даже положительно сказывается на экологическом состоянии планеты. Тем не менее утилизация люминесцентных ламп является открытой проблемой.

Применение люминесцентных ламп

Для освещения жилых домов, учебных, общественных и медицинских учреждений, торговых и спортивных комплексов широко используют люминесцентные лампы. Они прочно вошли в нашу жизнь, быстрыми темпами вытеснив традиционные лампы накаливания.

Чаша весов: преимущества, недостатки

Люминесцентные лампы по технико-экономическим характеристикам во много раз эффективнее лам накаливания.

Традиционная лампочка накаливания расходует лишь 6-8% — на освещения, а остальная потребляемая энергия трансформируется в нагрев. При этом у люминесцентных источников света этот показатель на 80% больше.

Исходя из своих конструктивных особенностей, люминесцентные лампы способны создавать свечение различного спектра: теплого, холодного, естественного, дневного и пр., что дает возможность разнообразить и украсить палитру интерьера.

Кроме того, они являются источником контролируемого ультрафиолетового излучения, который оказывается весьма полезным для жителей крупных мегаполисов, проводящий большую часть времени в условиях закрытых помещениях.

Они характеризуется довольно продолжительным сроком эксплуатации (до 20 000 ч.), к тому же их можно устанавливать взамен ламп накаливания, без необходимости замены светильника.

К числу отрицательных качеств этих ламп, относят повышенную химическую опасность. В своем составе они имеют капли ртути, которая является небезопасной для здоровья человека. Также эффект мерцания, которые формируют такие источники света может вызывать повышенную утомляемость, общее снижение работоспособности при повышенной зрительной активности (работе с бумагами, за компьютером).

Рекомендации по применению

Поэтому рекомендуется линейные лампы использовать исключительно для освещения нерабочих зон жилых домов – прихожих, подсобных помещений, организации подсветки полок и пр. А для обычного общего освещения светильниками, люстрами, применять компактные лампы. Такие устройства оснащены электронными пускорегулирующими устройствами, снижающими эффект пульсаций в 10-100 раз.

Люминесцентные лампы создают прекрасную освещенность в доме, таким образом, сохраняя зрение, поднимают работоспособность, повышают настроение. Помимо этого спектральный состав их свечения обеспечивает обширные возможности для изменения цвета свечения. Все это делает их исключительно полезными, привлекательными для потребителей.

Люминесцентные лампы — как работает люминесцентная лампа и ее применение

Что такое люминесцентные лампы?

Люминесцентные лампы — это лампы, в которых свет возникает в результате потока свободных электронов и ионов внутри газа. Типичная люминесцентная лампа состоит из стеклянной трубки, покрытой люминофором и содержащей по паре электродов на каждом конце. Он заполнен инертным газом, обычно аргоном, который действует как проводник, а также состоит из жидкой ртути.

Люминесцентная лампа

Как работает люминесцентная лампа?

Когда электричество подается в трубку через электроды, ток проходит через газовый проводник в виде свободных электронов и ионов и испаряет ртуть.Когда электроны сталкиваются с газообразными атомами ртути, они испускают свободные электроны, которые перескакивают на более высокие уровни, а когда они возвращаются на исходный уровень, излучаются фотоны света. Эта излучаемая световая энергия находится в форме ультрафиолетового света, невидимого для человека. Когда этот свет попадает на люминофор, нанесенный на трубку, он возбуждает электроны люминофора на более высокий уровень, и когда эти электроны возвращаются к своему исходному уровню, излучаются фотоны, и эта световая энергия теперь находится в форме видимого света.

Запуск люминесцентной лампы

В люминесцентных лампах ток течет через газовый проводник, а не через твердотельный проводник, где электроны просто текут от отрицательного конца к положительному. Должно быть много свободных электронов и ионов, чтобы позволить потоку заряда через газ. Обычно в газе очень мало свободных электронов и ионов. По этой причине необходим специальный пусковой механизм для введения большего количества свободных электронов в газ.

Два пусковых механизма для люминесцентной лампы

1.Один из методов заключается в использовании выключателя стартера и магнитного балласта для обеспечения протекания переменного тока к лампе. Выключатель стартера необходим для предварительного нагрева лампы, так что требуется значительно меньшее количество напряжения для запуска образования электронов на электродах лампы. Балласт используется для ограничения силы тока, протекающего через лампу. Без выключателя стартера и балласта большое количество тока будет течь непосредственно к лампе, что уменьшит сопротивление лампы и, в конечном итоге, нагреет лампу и разрушит ее.

Люминесцентная лампа с магнитным балластом и выключателем стартера

Используемый выключатель стартера представляет собой обычную лампу, состоящую из двух электродов, так что электрическая дуга образуется между ними, когда ток течет через лампу. В качестве балласта используется магнитный балласт, который состоит из катушки трансформатора. Когда через катушку проходит переменный ток, создается магнитное поле. По мере увеличения тока магнитное поле увеличивается, и это в конечном итоге препятствует прохождению тока. Таким образом ограничивается переменный ток.

Первоначально для каждого полупериода сигнала переменного тока ток течет через балласт (катушку), создавая вокруг него магнитное поле. Этот ток, проходя через нити трубки, медленно нагревает их, вызывая образование свободных электронов. Когда ток проходит через нить накала к электродам колбы (используется как выключатель стартера), между двумя электродами колбы образуется электрическая дуга. Поскольку один из электродов представляет собой биметаллическую полосу, он изгибается при нагревании, и в конечном итоге дуга полностью гаснет, а поскольку через пускатель не течет ток, он действует как размыкающий выключатель.Это вызывает коллапс магнитного поля на катушке, и в результате возникает высокое напряжение, которое обеспечивает необходимое срабатывание для нагрева лампы, чтобы произвести необходимое количество свободных электронов через инертный газ, и в конечном итоге лампа загорится.

6 причин, по которым магнитный балласт не считается удобным?

• Потребляемая мощность довольно высокая, порядка 55 Вт.
• Они большие и тяжелые.
• Они вызывают мерцание, поскольку работают на более низких частотах.
• Они не служат дольше.
• Потери от 13 до 15 Вт.

2. Использование электронного балласта для запуска люминесцентных ламп

Электронные балласты, в отличие от магнитного балласта, подают переменный ток в лампу после увеличения частоты сети с 50 Гц до 20 кГц.

Электронный балласт для запуска люминесцентной лампы

Типичная схема электронного балласта состоит из преобразователя переменного тока в постоянный, состоящего из мостов и конденсаторов, которые преобразуют сигнал переменного тока в постоянный и фильтруют пульсации переменного тока для выработки постоянного тока.Это постоянное напряжение затем преобразуется в высокочастотное переменное прямоугольное напряжение с помощью набора переключателей. Это напряжение приводит в действие резонансный контур LC-резервуара, чтобы произвести отфильтрованный синусоидальный сигнал переменного тока, который подается на лампу. Когда ток проходит через лампу с высокой частотой, он действует как резистор, образуя параллельную RC-цепь с цепью резервуара. Первоначально частота переключения переключателей снижается с помощью схемы управления, что приводит к предварительному нагреву лампы, что приводит к увеличению напряжения на лампе.В конце концов, когда напряжение на лампе достаточно увеличивается, она загорается и начинает светиться. Имеется устройство для измерения тока, которое может определять величину тока, протекающего через лампу, и соответственно регулировать частоту переключения.

6 причин, по которым предпочтение отдается электронным балластам больше

• Они имеют низкое энергопотребление, менее 40 Вт
• Потери незначительны
• Устранено мерцание
• Они легче и больше подходят для разных мест
• Они служат дольше

Типичное применение люминесцентной лампы — автоматическое переключение света

Вот вам полезная домашняя схема.Эта автоматическая система освещения может быть установлена ​​в вашем доме для освещения помещения с помощью КЛЛ или люминесцентных ламп. Лампа автоматически включается около 18:00 и гаснет утром. Таким образом, эта схема без выключателя очень полезна для освещения помещений дома, даже если заключенных нет дома. Обычно автоматические огни на основе LDR мерцают, когда интенсивность света изменяется на рассвете или в сумерках. Поэтому КЛЛ нельзя использовать в таких схемах. В автоматических осветительных приборах с симисторным управлением возможна только лампа накаливания, поскольку мерцание может повредить цепь внутри КЛЛ.Эта схема преодолевает все подобные недостатки и мгновенно включается / выключается при изменении заданного уровня освещенности.

Как это работает?

IC1 (NE555) — это популярная микросхема таймера, которая используется в схеме в качестве триггера Шмитта для получения бистабильного действия. Действия установки и сброса IC используются для включения / выключения лампы. Внутри ИС есть два компаратора. Компаратор верхнего порога срабатывает при 2/3 В постоянного тока, а компаратор нижнего порога срабатывает при 1/3 В постоянного тока. Входы этих двух компараторов связаны вместе и соединены на стыке LDR и VR1.Таким образом, напряжение, подаваемое LDR на входы, зависит от интенсивности света.

LDR — это разновидность переменного резистора, сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности падающего на него света. В темноте LDR предлагает очень высокое сопротивление, достигающее 10 Мегаом, но при ярком свете оно уменьшается до 100 Ом или меньше. Итак, LDR — идеальный датчик света для автоматических систем освещения.

В дневное время LDR имеет меньшее сопротивление, и ток течет через него на пороговый (вывод 6) и триггерный (вывод 2) входы IC.В результате напряжение на пороговом входе превышает 2/3 Vcc, что сбрасывает внутренний триггер, и выход остается низким. В то же время триггерный вход получает более 1/3 В постоянного тока. Оба условия поддерживают низкий уровень выходного сигнала IC1 в дневное время. Транзистор драйвера реле подключен к выходу IC1, так что реле остается обесточенным в дневное время.

Схема автоматического переключения света

На закате сопротивление LDR увеличивается, и количество тока, протекающего через него, прекращается.В результате напряжение на входе компаратора пороговых значений (вывод 6) падает ниже 2/3 В постоянного тока, а напряжение на входе компаратора триггера (вывод 2) — менее 1/3 В постоянного тока. Оба эти условия вызывают высокий уровень на выходе компараторов, который устанавливает триггер. Это изменяет выход IC1 на высокий уровень и запускает T1. Светодиод указывает на высокий выход IC1. Когда T1 проводит, реле активируется и замыкает цепь лампы через общий (Comm) и NO (нормально разомкнутый) контакты реле.Это состояние продолжается до утра, и IC сбрасывается, когда LDR снова подвергается воздействию света.

Конденсатор C3 добавлен к базе T1 для чистого переключения реле. Диод D3 защищает Т1 от обратного ЭДС при выключении Т1.

Как настроить?

Соберите схему на общей печатной плате и поместите в противоударный корпус. Коробка переходника вставного типа — хороший выбор для включения трансформатора и цепи. Разместите блок в местах, где в дневное время доступен солнечный свет, предпочтительно вне дома.Перед подключением реле проверьте выход с помощью светодиодного индикатора. Отрегулируйте VR1, чтобы светодиод загорелся при определенном уровне освещенности, например, в 18:00. Если все в порядке, подключите реле и соединения переменного тока. Фаза и нейтраль могут быть отведены от первичной обмотки трансформатора. Возьмите фазный и нейтральный провода и подключите к патрону. Вы можете использовать любое количество ламп в зависимости от номинального тока контактов реле. Свет от лампы не должен попадать на LDR, поэтому установите лампу соответствующим образом.

Осторожно : На контактах реле 230 В во время зарядки. Поэтому не прикасайтесь к цепи, когда она подключена к сети. Используйте хорошую оплетку для контактов реле, чтобы избежать удара.

Фото предоставлено:

• Люминесцентная лампа от wikimedia
• Запуск люминесцентной лампы с использованием магнитного балласта и выключателя стартера от wikimedia

.

4u 18w 6400k Лампа Hs Code Люминесцентная лампа

.