Какой газ в люминесцентных лампах?

Что такое и какие бывают люминесцентные лампы дневного света

Что такое люминесцентные лампы

Вся планета давно уже обеспокоена вопросом экономии электроэнергии. Обычные лампы накаливания уже можно признать морально устаревшими. Низкий КПД, а об энергосбережении вопрос можно и не поднимать. При их работе экономии электроэнергии просто не существует. Поэтому одним из вариантом будут газоразрядные излучатели. Они созданы в России под руководством С.И. Вавилова в 1936 году.

Лампы люминесцентные (газоразрядные) — это колба с парой электродов. Им можно придать любую форму. При подаче напряжения между электродами начинается эмиссия электронов (тлеющий разряд), создающая излучение света. Свет этот мы не можем видеть. Спектр в ультрафиолетовом диапазоне. Чтобы мы могли получить видимый свет (длина волны должна быть в пределах видимого нами спектра) внутреннюю поверхность колбы покрывается веществом, которое может излучать видимый свет – люминофором. При разряде люминофор начинает светиться. Герметичная колба заполнена инертным газом и парами ртути. Ее наличие необходимо для тлеющего разряда. Жидкий металл его усиливает. Инертный газ безвреден для человека, так как он не вступает ни в какие химические реакции. Но, ртуть – метал опасный для человека. Поэтому возникают проблемы утилизации и вопросы о том, как избежать ртутного заражения.

Принцип работы и устойство ламп

Показатели спектральной цветопередачи существенно выше, чем у раскаленной вольфрамовой нити. Их свет дает натуральные оттенки, для глаз такое освещение более полезно, а глаза устают меньше.

Условно выделено три типа газоразрядных источников света – низкого (не более 0,01 МПа), высокого (0,1 МПа до 1 МПа) и сверхвысокого давления (более 1МПа). Они имеют значительные различия в конструкции.

При подаче напряжения электроды (катоды) разогреваются, между ними возникает тлеющий разряд, который вызывает свечение люминофорного покрытия.

Для создание ультрафиолетового излучения применяется газоразрядные источники . Их отличие состоит лишь в том, что применяется кварцевое стекло для изготовления колбы. Люминофорное покрытие отсутствует.

Обычное стекло его не пропускает. Такие приборы применяются часто в соляриях и для обеззараживания помещений.

Как подключить люминесцентную лампу

В традиционной схеме всего три элемента:

1. Сам люминесцентный источник света,
2. Стартер,
3. Дроссель.

Дроссель представляет собой обычную катушку индуктивности с наборным сердечником из пластин. Стартер – устройство, состоящее из малогабаритной неоновой лампы и конденсатора. Внутри ее колбы находятся подвижные биметаллические контакты. В момент подачи напряжения между биметаллическими контактами стартера возникает разряд, его электроды изменяют свою геометрию и замыкают цепь. Дроссель играет роль балласта. Электроды источника света прогреваются, стартер отключается, возникает тлеющий разряд, вызывающий свечение люминофора, нанесенного на внутреннюю сторону колбы. Согласно ГОСТам, схема должна включиться в течение максимум 10 секунд.

Для включения двух ламп не нужно дублировать схему. Можно использовать только один дроссель.

Обе этих схемы можно дополнить конденсатором, включенным параллельно к источнику питания. Это улучшит режим. В первой схеме параметры мощности источника света, дросселя, стартера должны совпадать. Во второй схеме параметры дросселя должны быть равны сумме мощностей двух ламп, а параметры стартеров должны соответствовать мощности каждой из ламп.

Выбор конденсатора осуществляется исходя из номинала мощности ЛЛ. Конденсатор в таком источнике света служит для компенсации реактивной мощности, и при отсутствии её учёта как бы не обязателен. Есть — хорошо, нет — ничего страшного. Не редко, при перепадах напряжения или некачественном конденсаторе происходит его возгорание.

Люминесцентные лампы (ЛЛ)

Мощность лампы, Вт

Параллельно включенный конденсатор 250 В, мкФ

Существует и так называемая схема холодного старта. Она позволяет запустить даже лампу со сгоревшими электродами. Кроме того, схема с умножителем напряжения увеличивает период эксплуатации источника света.

Этот вариант несколько сложнее и применяется при мощностях не более 40 Вт. Здесь лампа питается постоянным током и включение происходит практически мгновенно, так как выпрямленное напряжение суммируется. Довольно быстро ртуть будет скапливаться в районе одного из электродов, при этом яркость падает. В этом случае достаточно поменять полярность. Конденсаторы С1 и С2 должны иметь напряжение порядка 900 В. А С3 и С4 – от 1000 В. Обычно применяют слюдяные конденсаторы. На электроды прикладывается напряжение порядка 900 Вольт. Со временем люминофор конечно же выгорит, и лампа будет подлежать замене и утилизации. Эта хороша тем, что позволят применять лампы с электродами, находящимися в обрыве.

Существуют и полностью готовые решения – ЭПРА. Это полностью полупроводниковое устройство, которое пришло на смену электромагнитной классике.

Собрать готовый светильник с ним очень просто.

На входные клеммы устройства подается напряжение питания. Выходные клеммы предназначены для непосредственного подключения лампы.

Достоинства электронного пуско-регулирующего аппарата:

• Простота подключения.
• Повышает срок эксплуатации лампы.
• Снижает время включения лампы.
• Отсутствует мерцание при запуске.
• Долговечность.

Подробнее о ЭПРА вы можите прочитать — тут

Осветители на лампах высокого давления имеют такую схему.

Дроссель выполняет роль балластного устройства. Предохранитель защищает лампу и дроссель от скачка напряжения.

Как проверить люминесцентную лампу

Неисправности могут визуально проявляться таким образом.

• Лампа не зажигается совсем.
• Наблюдается мерцание при работе.
• Мерцание перед выходом на рабочий режим.
• Гудение.
• Мерцание при горении.

Во время эксплуатации газоразрядные лампы могу потерять работоспособность. При сборке осветительного прибора на основе люминесцентных ламп иногда источник света желательно проверить до установки.

Первоначально требуется провести осмотр на наличие повреждений. Если колба имеет повреждения, то использовать такую лампу нельзя. То же самое касается и сеточки трещин. Такая колба во время работы однозначно разрушится, а ртуть может привести к заражению помещения.

Вторым моментом следует осмотреть колбу в районе расположения электродов, там не должно быть потемнений на внутренней стороне.

Обратимся к устройству самой лампы. С двух сторон у нее размещены электроды, они делаются из вольфрама, так как это тугоплавкий металл. Для увеличения срока службы эти электроды покрываются щелочным соединением. Это способствует облегчению зажигания тлеющего разряда и защищает электроды. Часты включения и выключения влекут за собой частое нагревание и остывание защитного покрытия. Таким образом со временем оно просто отслаивается, образуются незащищенные участки на вольфрамовом электроде. В момент запуска вольфрамовая нить разогревается неравномерно. Открытые участки разогреваются сильнее происходит сначала точечное выгорание, со временем произойдёт разрушение электрода. О начале выгорания и свидетельствует такое потемнение. Это — щелочные соединения, которые осаждаются на люминофорном слое. Но даже если электрод находится в обрыве, а колба лампы цела и люминофор не обсыпался, то лампу еще возможно какое-то время использовать. При этом применяется схема умножителя.

Если на контактах электродной нити, либо по краям самой газоразрядной лампы видно оранжевое свечение, при этом освещение не включается, то это говорит о разгерметизации колбы, внутри уже присутствует воздух.

Довольно часто причина отсутствия освещения банальна: отсутствие контакта. Дело в том, что контактные пластины и контактные штырьки для подключения электродов окисляются. Иногда они могут просто быть ослаблены. Восстанавливается это достаточно быстро, их следует почистить при помощи мелкозернистой наждачки, либо жидкости на основе спирта. Отлично подходит для этих целей изопропиловый спирт (он же изопропанол). Также не произойдет розжига при низких температурах (менее минус 50 градусов Цельсия) и при скачках напряжения свыше семи процентов.

Целостность электродов можно проверить еще и мультиметром. Режим прозвонки (значок диода на приборе). В случае целостности контактов, Вы услышите писк, как при замыкании щупов. Можно воспользоваться режимом омметра, прибор должен показать сопротивление 3-16 Ом. В случае индикации бесконечного сопротивления электрод находится в обрыве и в традиционных схемах (также как и с ЭПРА) использование принципиально невозможно.

При использовании классической схемы со стартером и дросселем, лампу, у которой хотя бы один из электродов находится в обрыве зажечь не удастся. Если балластный дроссель находится в обрыве, то лампа также не загорится. Исправный дроссель должен обладать сопротивлением 60 Ом, плюс-минус 5 Ом. Вышедший из строя дроссель можно определить «на глаз» по косвенным признакам: характерный запах, пятна.

Типы цоколей ламп дневного света

Вне зависимости от конструкции лампы, она в любом случае будет оборудована цокольными элементами. Это обязательный элемент. Они служат для подключения и подачи электрического тока на электроды осветительного прибора. Цоколь предназначен для надежного крепления и обеспечения контакта. При покупке обязательно надо обратить внимание на тип цоколя, в противном случае просто не удастся установить лампу. Цоколь и патрон обязательно должны взаимно соответствовать.

Классифицировать их можно на две большие категории: резьбовые и штыревые. В последнее время резьбовые имеют более широкое распространение. Их можно назвать классикой. В быту они используются без каких-либо переделок патрона, т.е. люминесцентную лампу с цоколем Е14 и Е27 можно применить вместо обычных ламп накаливания. Основными техническими показателями являются диаметр и расстояние между витками.

Штыревые цоколи люминесцентных ламп расположены как правило у торцов источника света. Это могут быть и прямые, и U-образные лампы.

Маркировка и технические характеристики

Напряжение в сети питания переменного тока в разных странах различается. К примеру, в странах бывшего СССР принято значение 220 Вольт, в США, Японии и других странах – 110 Вольт.

У нас востребованы осветительные приборы с цоколями Е14, Е27, Е40. Обычно марк ировка осуществляется в формате Ехх. Буква «Е» — общепринятая, от фамилии изобрет ателя Эдисона (Edison). А хх – это цифры, означающие диаметр в мм.

Е14 – самый маленький из упомянутых. Обычно для небольших лампочек в виде свечи. Может применяться для подсветки и маленьких светильников.

Е27 – основной для нашей страны. Сейчас он применяется и для ламп накаливания, энергосберегающих и светодиодных.

Е40 – в быту практически не встречаются и предназначены для мощных осветителей. В основном он принят на производственных предприятиях, где света должно быть много. Или, например, уличное освещение.

Есть еще и Е10, но он применяется для низковольтных ламп накаливания, например может применяться в елочных гирляндах. Лампы с таким цоколем не применяются для освещения, только для декоративных целей.

На лампах со штыревым цоколем маркировка в обязательном порядке содержит латинскую букву G. После идут цифры, которые означают дистанцию между центрами штырьков в миллиметрах. Перед цифрами может дополнительно размещаться одна из букв U, X, Y, Z.

Существует российская и международная маркировка осветительных приборов.

Люминесцентные лампы: описание, характеристики, типы, подключение в быту

Вступление

Весь мир уже давно твердит об экономии электроэнергии и под этот гомон навязывает покупку дорогих энергосберегающих ламп. Однако, уже лет 50 известен альтернативный лампам накаливания, способ освещения. Это освещение люминесцентными лампами. Правда вопрос их утилизации и эко безопасности оставляет массу вопросов.

Люминесцентные лампы: описание и устройство

Люминесцентные лампы, по внешнему виду, представляют собой стеклянную колбу, различной формы, белого цвета с торчащими на краях контактами подключения.

Справка: Первые люминесцентные лампы были созданы в России в 1936-40 году группой под руководством Вавилова С.И.

Форма люминесцентных ламп может быть в виде стержня (трубка), тора, или спиралей. При производстве из колбы лампы выкачивают воздух и закачивают инертный газ. Именно поведение инертного газа под действием электричества приводит к свечению лампы, создавая потоки холодного или теплого света, который принято называть «дневным». Отсюда второе название этих ламп, лампы дневного света.

Стоит отметить, что светить лампа не смогла, если бы с внутренней стороны на колбу не был нанесен люминофор, а в самой лампе не находилась бы ртуть.

Именно ртуть стала тем фактором, который вытесняет этот тип ламп с рынка. Опасность ртутных загрязнений при разбиении ламп вызывает много вопросов и экологов мира.

Как работает люминесцентная лампа

Инертный газ в лампе нужен для создания тлеющего разряд (поток ионизированных частиц инертного газа). Ртуть нужна для усиления этого разряда. Люминофор нужен для преобразования ультрафиолетового света, в свет видимого спектра. Электроды нужны для подключения лампы в электрическую схему и создания разряда электронов.

После подачи напряжения на контакты лампы, электроды внутри колбы начинают испускать электроны, которые перемещаясь по колбе, пытаются создать разряд. Однако, в нормальных параметрах схемы силы тока не достаточно для создания разряда. Поэтому, в схему подключения люминесцентной лампы обязательно включают устройство, создающее разовый электрический разряд для старта свечения.

Называется это устройство стартер фото. Его задача, при подаче электричества кратковременно увеличить силу токов 3-4 раза.

Для обеспечения запуска и работы (свечения) люминесцентной лампы (группы ламп), нужно другое устройство, называемое по-простому дроссель. Это название устарело фактически, но активно используется.

Правильное название дросселя, пускорегулирующий аппарат (ПРА). На сегодня, название дроссель (ПРА) преобразили в ЭмПРА и ЭПРА.

• ЭмПРА: электромагнитный пуск–регулирующий аппарат;
• ЭПРА: электронный пуск–регулирующий аппарат (электронный балласт).

ЭПРА более быстро зажигает лампу, не гудит при работе и регулирует запуск при пониженных напряжениях. Если старый дроссель, по сути, был увесистая электромагнитная катушка, то современный ЭПРА это компактные даже изящные устройства.

Типы люминесцентных ламп

Современные люминесцентные лампы различаются на:

• Стандартные (люминофор в один слой);
• С улучшенной светопередачей (люминофор в три или пять слоёв);
• Специальные (люминофор со спец добавками: бактерицидные, УФ загар, шоу бизнес).

По спектру освещения ЛЛ делятся на:

• Лампы мягкого света: t=2,7×1000 гр.;
• Дневной свет: (2,7 – 4,2)×1000 гр.;
• Холодный свет: (4,2 – 6,4)×100 гр.

• Д — дневной;
• ХБ — холодный белый;
• Б — белый;
• ТБ — теплый белый;
• Е — естественный белый;
• К, Ж, 3, Г, С — цвета;
• УФ – ультрафиолет;
• Ц-улучшенная светопередача;
• ЦЦ — сверх улучшенная светопередача.

Последними в маркировке ламп стоят буквы обозначающие особенность конструкции:

• Р — рефлектор,
• У – в форме буквы U,
• К — кольцо,
• А – amalgama (сплав ртути),
• Б – быстрый пуск.
• ТЛ – тлеющий разряд.

Маркировка импортных ламп

Маркировку импортных ламп компаний Fhilips, Osram, General Electric смотрим на фото.

Подключение люминесцентных ламп

Для завершения покажу три схемы простого подключения люминесцентных ламп в светильнике дневного света на одну и две лампы.

• SF- стартер;
• LL — дроссель;
• EL- лампа;
• С — конденсатор.

Таблицы статьи

Таблицы обозначений и характеристик люминесцентных ламп отечественного и импортного производства.

Люминесцентные лампы и их характеристики (Часть1)

С.И. Паламаренко, г Киев

Классификация люминесцентных ламп, характеристики обычных люминесцентных ламп, зависимость параметров ламп от напряжения сети, зависимость характеристик от окружающей температуры и условий охлаждения, изменение характеристик люминесцентных ламп в процессе горения, энергоэкономичные люминесцентные лампы, зарубежные люминесцентные лампы, компактные люминесцентные лампы, безэлектродные люминесцентные лампы.

Классификация люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы (ЛЛ) делятся на осветительные общего назначения и специальные. К ЛЛ общего назначения относят лампы мощностью от 15 до 80 Вт с цветовыми и спектральными характеристиками, имитирующими естественный свет различных оттенков. Для классификации ЛЛ специального назначения используют различные параметры. По мощности их разделяют на маломощные (до 15 Вт) и мощные (свыше 80 Вт); по типу разряда на дуговые, тлеющего разряда и тлеющего свечения; по излучению на лампы естественного света, цветные лампы, лампы со специальными спектрами излучения, лампы ультрафиолетового излучения; по форме колбы на трубчатые и фигурные; по светораспределению с ненаправленным светоизлучением и с направленным (рефлекторные, щелевые, панельные и др.).

Маркировка обычно состоит из 2-3 букв. Первая буква Л означает люминесцентная. Следующие буквы означают цвет излучения: Д — дневной; ХБ — холодно-белый; Б — белый; ТБ — теплобелый; Е — естественно-белый; К, Ж, 3, Г, С — соответственно красный, желтый, зеленый, голубой, синий; УФ — ультрафиолетовый. У ламп с улучшенным качеством цветопередачи после букв, обозначающих цвет, стоит буква Ц, а при цветопередаче особо высокого качества — буквы ЦЦ. В конце ставят буквы, характеризующие конструктивные особенности: Р — рефлекторная, У — U-образная, К — кольцевая, А — амальгамная, Б — быстрого пуска. Цифры обозначают мощность в ваттах. Маркировка ламп тлеющего разрада начинается с букв ТЛ.

Характеристики обычных ЛЛ

В табл.1 приведены характеристики наиболее распространенных ЛЛ дневного света. Обозначения: Р — мощность; U -напряжение на лампе; I — ток лампы; R -световой поток; S — световая отдача.

Зависимость параметров ламп от напряжения сети

При изменении напряжении сети в пределах + 10% изменение параметров лампы можно определить из соотношения dX/X = Nx dUc/Uc, где X — соответствующий параметр лампы; dX — его изменение; Nx — коэффициент для соответствующего параметра. Для схемы с дросселем коэффициенты имеют следующие значения: для силы света Ni = 2,2; для мощности Np = 2,0; для светового потока Nф = 1,5. В схеме с емкостно-индуктивным балластом величины Nx несколько меньше.

При падении напряжения сети ниже допустимого ухудшаются условия перезажигания. Повышение напряжения выше допустимого вызывает перекал катодов и перегрев пускорегулирующих устройств. И в том, и в другом случае происходит значительное сокращение срока службы ламп.

Размеры, мм (рис.1) L1 L2 D

Зависимость характеристик от окружающей температуры и условий охлаждения

Изменение температуры трубки по сравнению с оптимальной как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, вызывает снижение светового потока, ухудшение условий зажигания и сокращение срока службы. Надежность зажигания стандартных ламп при работе со стартерами начинает особенно заметно падать при температурах ниже -5°С и при понижении напряжения сети. Например, при -10°С и напряжении сети 180 В вместо 220 В число незажигающихся ламп может доходить до 60-80%. Такая сильная зависимость делает применение ЛЛ в помещениях с низкими температурами неэффективным.

Повышение температуры относительно оптимальной может происходить при повышении температуры окружающей среды и при работе ламп в закрытой арматуре. Перегрев ЛЛ кроме уменьшения светового потока сопровождается некоторым изменении их цвета. На рис.2 показана зависимость параметров ЛЛ от температуры окружающей среды.

Изменение характеристик ЛЛ в процессе горения

В первые часы горения происходит некоторое изменение электрических характеристик ламп, связанное с доактивиров-кой катодов, выделением и поглощением различных примесей. Эти процессы обычно заканчиваются на первой сотне часов. В течение остального срока службы электрические характеристики изменяются очень незначительно. Происходит постепенное уменьшение яркости свечения люминофора и светового потока лампы (рис.3: кривая 1 для ЛЛ 40 Вт, кривая 2 для ЛЛ 15 и 30 Вт). В некоторых лампах уже спустя несколько сотен часов горения начинают появляться темные налеты и пятна у концов трубки, связанные с распылением катодов. Они свидетельствуют о плохом качестве ламп.

Энергоэкономичные люминесцентные лампы (ЭЛЛ)

ЭЛЛ предназначены для общего освещения и полностью взаимозаменяемы со стандартными ЛЛ мощностью 20, 40 и 65 Вт в существующих осветительных установках без замены светильников и пускорегулирующей аппаратуры. Они имеют стандартную длину, стандартные значения рабочих токов и напряжений на лампах и те же или близкие значения световых потоков, что и у стандартных ламп соответствующей цветности при пониженной на 10% мощности (18, 36 и 58 Вт). Внешне ЭЛЛ отличаются от стандартных ламп только меньшим диаметром (26 мм вместо 38 мм). За счет уменьшения диаметра снижается расход основных материалов (стекло, люминофор, газы, ртуть и др.).

Для обеспечения того же падения напряжения на лампах при уменьшении их диаметра пришлось применить для наполнения смесь аргона с криптоном и снизить давление до 200-330 Па (вместо обычных 400 Па в стандартных лампах). В ЭЛЛ возрастает температура трубки до 50°С, но создавать специальные условия для охлаждения не требуется. Люмино-форный слой в ЭЛЛ находится в более тяжелых рабочих условиях, поэтому наиболее подходящими для этих ламп являются редкоземельные люминофоры. Однако такие люминофоры примерно в 40 раз дороже стандартного галофосфата кальция (ГФК), поэтому и лампы с такими люминофорами в несколько раз дороже обычных. Для снижения стоимости ламп применяют двухслойное покрытие. Сначала на стекло наносят ГФК, а поверх него редкоземельный люминофор небольшой толщины.

Промышленность выпускает ЭЛЛ мощностью 18, 36 и 58 Вт цветностей ЛБ, ЛДЦ и ЛЕЦ со световыми параметрами, совпадающими с параметрами обычных ЛЛ тех же цветностей мощностью 20, 40 и 65 Вт. Под маркой ЛБЦТ выпускаются ЭЛЛ с трехком-понентной смесью редкоземельных люминофоров со сроком службы 15000 ч.

Зарубежные фирмы выпускают ЭЛЛ трех-четырех стандартизованных цветовых тонов и с двух-трехкомпо-нентной смесью редкоземельных люминофоров. В табл.2 приведены параметры некоторых типов ЭЛЛ в колбах диаметром 26 мм фирмы OSRAM (Германия).

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

В начале 80-х годов стали появляться многочисленные типы компактных ЛЛ мощностью от 5 до 25 Вт со световыми отдачами от 30 до 60 лм/Вт и сроками службы от 5 до 10000 ч. Часть типов КЛЛ предназначена для непосредственной замены ламп накаливания. Они имеют встроенную пускорегулирующую аппаратуру и снабжены стандартным резьбовым цоколем Е27.

Разработка КЛЛ стала возможной только в результате создания высокостабильных узкополосных люминофоров, активированных редкоземельными элементами, которые могут работать при более высоких поверхностных плотностях облучения, чем в стандартных ЛЛ. За счет этого удалось значительно уменьшить диаметр разрядной трубки. Что касается сокращения габаритов ламп в длину, то эта задача была решена путем разделения трубок на несколько более коротких участков, расположенных параллельно и соединенных между собой либо изогнутыми участками трубки, либо вваренными стеклянными патрубками.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ

Люминесцентные лампы являются одним из основных источников освещения в офисных помещениях, на предприятиях, в общественных местах.

До недавнего времени такая ситуация была обусловлена несколькими факторами: утилитарным внешним видом, ограниченным модельным рядом и довольно сложным, для рядового пользователя, обслуживанием.

Однако, с недавних пор, появился довольно большой выбор бытовых люминесцентных ламп, как в плане новых конструкций и эксплуатационных характеристик, так и по внешнему виду и удобству эксплуатации.

При этом замена в квартире всех лампочек накаливания на энергосберегающие люминесцентные источники света сэкономит до 80% электроэнергии.

Устройство и принцип действия люминесцентной лампы.

Стеклянная колба, наполненная инертным газом и парами ртути, покрыта изнутри слоем люминофора. Она может иметь различные размеры и разнообразные формы. Для подачи электроэнергии имеется от 2 до 4 электродов и набор элементов под общим названием — схема запуска.

Группа электродов состоит из двух или четырех токопроводящих контактных стержней, между которыми натянута нить накаливания. Ее покрывают специальным эмиссионным веществом для более интенсивного излучения электронов в процессе функционирования, а также для увеличения срока службы изделия.

Все люминесцентные лампы, независимо от особенностей их конструкции, имеют сходный принцип функционирования. На электроды подается ток, после чего они разогреваются и начинают постепенно испускать электроны.

Однако интенсивности электронного потока недостаточно для возникновения между электродами тлеющего разряда — потока ионизированного газа.

После того как электроды разогрелись, активизируется схема управления отвечающая за запуск. Этот элемент посылает кратковременный импульс напряжения, зажигающий в колбе лампы, вначале инертный газ, а затем ртутные пары. Ионизация электрическим током соединения этих двух веществ дает свет в ультрафиолетовом диапазоне.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ И СВЕТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Цветопередача.

Является одной из главных характеристик изделия, зависит от состава люминофора. На сегодняшний день разработано множество составов, которые дают довольно широкую цветовую гамму. Наиболее распространенными оттенками для домашнего использования являются жёлтые, тёплые цвета, имеющие температуру около 2700 К.

Для офисных помещений наибольшее распространение получило белое «дневное» искусственное освещение, которое находятся в диапазоне температур 4000 — 4500К. Довольно часто можно встретить лампы холодного белого цвета, используемые в специальных осветительных приборах на производстве и в медицине, они имеют цвет свечения до 6000 — 6500 К.

Для удобства пользователя была разработана специальная классификация цветов люминесцентных ламп:

• ЛКБ – естественный холодный;
• ЛДЦ – дневной с улучшенной цветопередачей;
• ЛТБ – белый теплый;
• ЛД – дневной;
• ЛБ – белый;
• ЛЕЦ – естественный с улучшенной цветопередачей;
• ЛХБ – холодный белый.

Кроме этого определённые добавки в люминофор могут изменять и цветность лампового света, делать его розовым, голубым, зелёным. Этот эффект широко используется в рекламной индустрии и коммерции. К примеру, люминесценции лампы розового цвета часто используют для подсветки стеклянных витрин мясных отделов. Это значительно улучшает внешний вид продукта.

В зависимости от конструкции используются две принципиальных формы цоколя.

Лампы в виде прямой трубки имеют двухконтактные штырьковые цоколи, расположенные по краям. Одной из разновидностей такой конструкции, использующейся в изделиях небольшого размера, является штырьковый цоколь для U-образной колбы, встроенный в пускорегулирующее устройство.

Патронные цоколи – имеют классическую форму с резьбой и могут быть использованы в бытовых устройствах освещения, без каких либо ограничений.

ОБЛАСТЬ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Выпускается множество разновидностей люминесцентных ламп, которые получили широкое применение в самых разнообразных областях. Иногда их называют лампами дневного света, вместе с тем, в зависимости от спектра цветопередачи различают следующие типы:

• с цветопередачей, аналогичной солнечному свету — получили наибольшее распространение в офисах, производственных цехах, общественных организациях, образовательных учреждениях;
• с улучшенной цветопередачей — выставочные залы, галереи, музеи, больницы, коммерческие организации специализирующиеся на продаже художественных товаров, красок, тканей и т.п.;
• с высоким уровнем изучения в красном и синем спектре — подсветка аквариумов, теплиц, оранжерей, используется в магазинах торгующих растениями;
• со смещением спектра в синий и УФ диапазон — применяется в сочетании с искусственными источниками дневного света для декорирования аквариумов с кораллами.
• со светом в чистом ультрафиолетовом диапазоне — солярии и косметические салоны, в устройствах автозагара;
• с ультрафиолетовым излучением высокой мощности — в медицинских учреждениях в качестве антибактериального освещения (аналогично кварцевым лампам).

Достоинства и недостатки.

Из основных достоинств люминесцентных ламп можно выделить следующие:

1. Сравнительно высокий КПД до 20-25%. Это значительно выше, чем у лампочки накаливания — 7-8%;
2. Высокий уровень светоотдачи, в 10 раз выше, чем у лампочки накаливания;
3. Длительный срок службы — 15000-20000 часов (до 1000 часов у лампочки накаливания);
4. Низкая температура стеклянной колбы позволяет использовать в осветительных приборах из чувствительных к температуре материалов;
5. Можно довольно точно подбирать цветовые оттенки, даже из различных партий и производителей изделий.

Однако у люминесцентных изделий есть и некоторые недостатки:

1. Достаточно высокая стоимость;
2. Опасность химического заражения и отравления ртутными испарениями при разрушении;
3. Мерцание при неисправной работе стартера, перепадах напряжения в электросети, окончании срока эксплуатации;
4. Появление раздражающего звука при эксплуатации;
5. Довольно требовательны эксплуатационным температурам окружающей среды. Не работают при отрицательных, максимальная температура эксплуатации у большинства моделей около 55°С.

Линейные люминесцентные лампы.

Вопреки названию линейная люминесцентная лампа может иметь, как прямую, так и u-образную и даже кольцевую форму. В соответствии с ГОСТ 6825-64 существовало три типа таких изделий с различной мощностью и длиной трубки:

• 20 Ватт — 600 мм;
• 40 Ватт — 1200 мм;
• 80 Ватт — 1500 мм.

На данный момент рынок заполнен различными моделями среди которых наиболее популярными считаются изделия стандартов Т4, Т5 и Т8. Диаметр трубок составляет 12,5, 16 и 26 мм соответственно.

Наиболее популярная длина трубки 590 мм. Это связано со стандартом ячейки потолка Армстронг (600х600 мм) на который ориентируется большинство производителей осветительных приборов для офисных и общественных помещений.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ ЛАМЫ

Двумя элементами, без которых функционирование люминесцентной лампы является невозможным, являются стартер и дроссель.

Стартер представляет собой небольшую неоновую лампочку с расположенными в ней двумя биметаллическими электродами, которые в нормальном положении разомкнуты. После подачи электроэнергии электроды в стартере замыкаются. Электроэнергия передается на дроссель, в результате чего сила тока возрастает почти в три раза, практически моментально разогревая электроды внутри колбы.

Остывая, биметаллические контакты размыкаются. В момент их размыкания дроссель создает высоковольтный запускающий импульс, благодаря самоиндукции, возникающей в его обмотке. Этот импульс приводит к возникновению разряда в газоконденсатной среде внутри колбы, зажигая ее.

Стартер является элементом, который наиболее часто выходит из строя. Если в осветительном приборе погасла одна или несколько ламп необходимо, прежде всего, заменить стартеры.

Данная схема запуска характерна для светильников использующих электромагнитный балласт или по другому – электромагнитный пускорегулирующий аппарат (ЭмПРА). Его применение довольно широко распространено, однако системы подключения основанные на ЭмПРА, на данный момент являются морально устаревшим оборудованием.

Они имеют следующие недостатки:

• довольно долгий запуск 1-3 сек, в зависимости от степени износа изделия;
• неприятный звук, возникающий в процессе функционирования пластин дросселя, который со временем усиливается;
• мерцание (эффект стробоскопа), негативно влияющее на зрение.

Подключение люминесцентной лампы при помощи электронного пускорегулирующего устройства (ЭПРА) имеет принципиально другую схему активации. Прежде всего ЭПРА функционирует в высокочастотном диапазоне 25-133 кГц, используя выходной каскад на транзисторах и трансформатор.

Применение ЭПРА имеет следующие преимущества:

• отсутствие мерцания и шума в процессе функционирования;
• отсутствие стартеров в схеме управления;
• увеличение срока службы и экономия электроэнергии до 20%;
• некоторые модели выпускаются с возможностью регулировки яркости свечения.

Применение люминесцентных ламп, безусловно, даст положительный экономический эффект в любой организации, частном доме или квартире. Кроме того, можно довольно точно подобрать цвет к уже использующимся образцам.

Однако стремительное распространение светодиодных ламп составило значительную конкуренцию, так как они превосходят люминесцентные по многим параметрам кроме стоимости.

На данный момент наиболее популярными производителями являются:

• Космос (Россия);
• OSRAM (Германия);
• PHILIPS (Голландия);
• General Electric (США);
• Sylvania (Бельгия).

Утилизация люминесцентных ламп.

Классификатор относит люминесцентные лампы к отходам, которые необходимо сортировать и собирать отдельно, и к которым применимы особые требования к эксплуатации и утилизации. В связи с тем, что в состав изделия входит ртуть, относящаяся к первому классу опасности.

Хранить вышедшие из строя, отработанные и потерявшие целостность люминесцентные лампы необходимо хранить в герметичных контейнерах. При этом необходимо вести журнал учета, где отмечены дата выхода из строя, а также дата передачи партии нерабочих изделий специализированной организации для утилизации.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Описание люминесцентной лампы

Люминесцентные лампы (ЛЛ) появились на рынке давно. Производители долго не следовали стандартам, что в силу простоты конструкции практически не влияло на качество осветительных приборов. Сейчас рынок ЛЛ стал управляемым и современные товары соответствуют определенным стандартам. Они способны обеспечивать нужный световой поток и при этом отличаются экономичным энергопотреблением.

Что такое люминесцентная лампа

Низкий КПД традиционных ламп накаливания долго был головной болью производителей электрооборудования. Проблема экономии энергии становилась все более актуальной и в 1936 году было предложено решение. В России появились особые газоразрядные приборы, способные сочетать освещение с экономией электроэнергии.

Люминесцентная лампа – это конструкция из колбы с помещенными внутрь электродами. Форма может быть любой, на работу влияет только состав газа. После подачи напряжения между электродами запускается процесс эмиссии электронов, который и создает излучение.

Однако получаемое на этом этапе излучение находится в ультрафиолетовом диапазоне и не видно человеческому глазу. Чтобы свет стал видимым, колба сверху покрывается специальным составом — люминофором.

Внутри колбы находится инертный газ или пары ртути для поддержания тлеющего разряда между электродами. Инертный газ безопасный вариант, поскольку не вступает ни в какое взаимодействие с окружающим пространством. А вот приборы с парами ртути крайне опасны. Устройства с подобным содержимым необходимо утилизировать по всем правилам, а также соблюдать осторожность при обращении с колбами.

Виды люминесцентных ламп

Все люминесцентные лампы принято делить на две большие группы: приборы высокого и низкого давления.

Приборы высокого давления нередко используются в уличных фонарях. Они способны выдавать сильный световой поток, однако параметры цветопередачи находятся на низком уровне. В продаже можно найти лампы с разным уровнем светоотдачи и оттенками свечения. Применяются для мощного освещения, в качестве декоративной подсветки строений.

ЛЛ низкого давления более распространены. Их широко используют в быту и на производстве. Чаще всего модели имеют вид небольших цилиндров. В подобных электроприборах есть пускорегулирующая аппаратура, которая снижает коэффициент пульсации и делает свечение более равномерным. Компонент представляет собой небольшую схему, размещенную в цоколе лампочки.

Маркировка и размеры

Каждая ЛЛ имеет свои технические характеристики, обуславливающие ее применение. Обычно вся информация о приборе зашифрована в маркировке.

Обозначение начинается с буквы Л, которая означает лампу. Затем идет буквенное обозначение оттенка.

Маркировка	Значение
Д	дневное свечение
Б	белый свет
ХБ	холодно-белый
ТБ	тепло-белый
Е	естественный свет
ХЕ	холодный естественный свет
Г, К, З, Ж, Р	различные оттенки, зависящие от типа используемого газа и применяемого люминофора

Иногда в маркировке можно встретить обозначение Ц или ЦЦ, что свидетельствует об улучшенной цветопередаче люминофора. Например, обозначение ЛДЦ характерно для лампы дневного света с улучшенной цветопередачей.

Далее следуют цифровые обозначения, подчиняющиеся общемировым стандартам. Это три цифры, первая из которых определяет качество цветопередачи, а остальными обозначается конкретная цветовая температура. Чем больше первая цифра, тем лучше цветопередача. Повышение остальных цифр свидетельствует о более холодном свечении.

Приборы ЛЛ различаются по размерам. За размеры отвечает обозначение «ТX», где X – конкретный параметр размера. В частности, Т5 означают диаметр 5/8 дюйма, а Т8 – 8/8 дюйма.

Цоколи могут быть штырьковые или резьбовые. В первом случае обозначение имеет вид G23, G24, G27 или G53. Число обозначает расстояние между штырьками. Резьбовые цоколи бывают с маркировками E14, E27 и E40. Здесь число определяет диаметр резьбы.

Дополнительно на лампе указывается питающее напряжение и метод запуска. Если на коробке имеется обозначение RS – значит никакого дополнительного оборудования для работы не требуется. Все необходимые элементы уже встроены в цоколь.

Мощность и спектр

Чтобы источник освещения мог нормально работать, его необходимо подключать к сети 220 В с частотой 50 Гц. Отклонение может негативно сказаться на стабильности освещения, значительно сократить срок службы.

Перепады напряжения способны изменять мощность электрического прибора, снижая его эффективность. Даже самая мощная лампа при недостатке напряжения будет светить слабо.

Смотреть обязательно: с 2020 года вступает запрет на люминесцентные лампы.

Современные ЛЛ имеют практически любые оттенки. Спектр цветовой температуры меняется от классического теплого до дневного света. По оттенкам каждая лампа маркируется соответственно.

Отдельно стоит рассмотреть осветительные устройства с ультрафиолетовым свечением. Они обозначаются отметкой ЛУФ, тогда как приборы рефлекторного синего цвета имеют маркировку ЛСР. УФ-лампы используются для бактерицидной обработки помещений.

Большая часть люминесцентных ламп выдает поток, по своей длине приближенный к обычному солнечному свету. Увидеть сходство между спектрами можно на картинке ниже.

Слева показан спектр солнечного света, справа – спектр качественной люминесцентной лампы. Свет солнца обладает более ровной характеристикой, однако сходство определенно наблюдается. У ЛЛ присутствует ярко выраженный пик в зеленой области, тогда как в красной области налицо падение.

Научно доказано, что чем ближе свет искусственного источника к естественному освещению, тем он полезнее для здоровья. По этой причине люминесцентные лампы более предпочтительны, чем светодиодные приборы.

В каких областях применяются

С помощью люминесцентных ламп можно эффективно освещать большие площади, при этом значительно улучшая условия в помещении, снижая расходы на электроэнергию, а также увеличивая срок службы системы освещения.

Устройства со встроенным электронным балластом и винтовыми резьбовыми цоколями E27 или E14 применяются в быту в качестве эффективной замены ламп накаливания. Они способны обеспечить необходимый световой поток, гарантировать стабильность и отсутствие мерцания. При этом полностью отсутствует гул. Применяются в квартирах, домах, торговых центрах, школах, больницах, банках и др.

Технические характеристики

Технические характеристики конкретного осветительного прибора зашифрованы в маркировке и указаны на упаковке. Это информация о мощности лампы, типе цоколя, размерах, цветовой температуре, сроке службы.

Большая часть современных люминесцентных приборов способна проработать 8-12 тыс. часов. Показатель зависит от типа и размера прибора.

Эффективность выражена показателем 80 Лм/Вт, что значительно больше, чем у традиционных ламп накаливания. При работе выделяется умеренное количество тепла, устройства устойчивы к ветру, способны стабильно функционировать при температуре от +5 до +55 °C. Если присутствует термоустойчивое покрытие, прибор можно использовать при +60 °C.

Цветовая температура обычно составляет от 2700 до 6000 К. Коэффициент полезного действия может достигать 75%.

Как работает лампа

Принцип работы любой люминесцентной лампы включает в себя подачу напряжения на расположенные внутри колбы электроды. Между электродами возникает тлеющий разряд, который поддерживается находящимся внутри колбы инертным газом или парами ртути.

Тлеющий разряд порождает излучение в ультрафиолетовом диапазоне, которое через нанесенный на колбу люминофор превращается в видимый свет нужного оттенка.

Чтобы получить ультрафиолетовое излучение, используются газоразрядные лампы. Обычное стекло ультрафиолет не пропускает, поэтому для изготовления колбы используется специальное кварцевое стекло. Люминофорное покрытие в данном случае отсутствует. Приборы широко используются в соляриях и при обеззараживании помещений.

Для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе

Стандартная схема подключения люминесцентной лампы включает в себя сам источник освещения, стартер и дроссель.

Дроссель представляет собой катушку индуктивности с пластинчатым сердечником. Он играет роль балласта, стабилизирующего напряжение и не дающего лампе быстро прийти в негодность.

Стартер при включении получает значительное напряжение, в разы выше требуемого для лампы. Дроссель снижает это напряжение и только после этого подает его на контакты осветительного прибора.

Схема может быть дополнена конденсатором, подключенным параллельно к источнику питания, что значительно повышает стабильность системы, продлевает срок службы и уменьшает мерцания.

Как правильно выбрать

Выбирая люминесцентную лампу, необходимо обращать внимание на:

• температурный режим использования;
• напряжение;
• размер;
• силу светового потока;
• температуру освещения.

В быту эффективны устройства с резьбовым цоколем и минимальными показателями мерцания.

В прихожих нужно сильное освещение, поэтому подбирайте лампы с интенсивным световым потоком. А вот в спальне или гостиной уместны компактные устройства с мягким приглушенным светом.

На кухне лучше использовать многоуровневое освещение, включающее общие и локальные приборы. Желательно подбирать теплые оттенки мощностью не менее 20 Вт.

Утилизация лампы

В люминесцентных лампах содержатся вредные для окружающей среды вещества, так что к утилизации отходов необходимо отнестись максимально ответственно.

В одном светильнике может находиться около 70 мг ртути, что достаточно опасно. Однако на свалках подобных ламп очень много, это серьезная проблема.

Попадание ртути в организм человека или животного быстро провоцирует отравление. Хранить неисправные лампы в доме долгое время запрещено из-за вероятности механического повреждения колбы с последующей утечкой вредных веществ.

1. Все лампы собирают и складируют в специальных контейнерах.
2. При помощи пресса происходит дробление приборов.
3. Полученная крошка направляется в камеру термической обработки.
4. Вредные вещества попадают в фильтр, где и остаются.

Иногда газы подвергаются воздействию жидкого азота и затвердевают. Полученную ртуть используют вторично.

Преимущества и недостатки ламп

Как и другие источники освещения, люминесцентные лампы имеют преимущества и недостатки, которые желательно учитывать.