Какой спектр у люминесцентной лампы?

Источники излучения и их спектральный состав

Писала этот текст для инстаграма как развитие темы съемки с сильно различными по спектру источниками света. Поэтому если вы не прогуливали уроки физики в школе, что-то помните из пар в вышке, ваша проф.сфера связана с данной областью знаний, и вообще вы сами знаете, какую лампочку покупать в магазине, то не сочтите за капитанство.

Также напоминаю, что старые статьи по теме цветопередачи, воспроизведения изображений и т.д. можно посмотреть по тэгу. Кстати, тема «источники излучения» была просто мемасом нашей специальности и кафедры допечатки: лектор-завкаф готов был рассказывать о них бесконечно, кажется, и шутила, что в любой ответ на экзаменезачете можно писать про них. Кстати, что там с запретом ртутных ламп и части люмок с 2020 года. Поголовные диоды это, может, лучше для экологии, но не для других областей. Иллюстрирующий материал взяла из гугла, немного отредактировав подписи.

С чего начать заметку про источники излучения? С наброса и оффтопа!
Ни одна статья про вопросы гендерной самоидентификации не обходится без постулата «гендер — это спектр, он непрерывен».

Даже если оставить сомнительность аналогии (почему спектр? причем здесь спектр?), то ладони (а лучше — обе) тянутся к лицу.
Возможно, авторы этого загадочного постулата считают: каждый человек и его гендер — это солнце (и все вращается вокруг них). Т.к. иллюстрируют свои статьи именно картиной спектра солнечного света, забывая, что атомы отдельных веществ имеют дискретный спектр.
Или хотя бы лампочка накаливания! Единственный искусственный источник света с непрерывным спектром, все остальные имеют линейчатый.
А еще — пурпурные цвета не являются спектральными, что же делать-то?!

Источники оптического излучения можно разделить на две группы:

• с непрерывным спектром — тепловые (солнечный свет, лампы накаливания, в т.ч. галогеновые)
• с линейчатым спектром — газоразрядные (люминесцентные лампы (к ним же относятся «энергосберегающие»), ртутные, металлогалогенные) и диодные лампы

Почему свет так важен? Он отвечает не только за экспозицию изображения (темносветло), но и цветопередачу, не только с помощью регистрирующих сред (фотоматериалы и сенсоры), но и для наших глаз.

Окраска — это способность поверхности предмета отражать свет той или иной длины волны.
Цвет — то, как эта способность реализуется в данных условиях рассматривания, с учетом падающего на нее света.
«Истинного» цвета не существует, он будет меняться в зависимости от характера падающего на него света. Именно поэтому свет так важен.

Многим известен параметр цветовой температуры источников излучения, но один он не является показательным. Разные источники могут иметь одну цветовую температуру, но передавать цвет объектов по разному. Качество этой передачи определяется параметром индекса цветопередачи (color rendering index (CRI)), указываемый в спецификации источников. «Белая (для наших глаз) лампа», увы, далеко не всегда равно «хорошая цветопередача». В эру распространения обычных ламп накаливания этот «тусклый мерзенький желтый свет» при всех своих недостатках (спектр сдвинут в длинноволновую часть) они имели а) стабильность, они всегда одинаковые, можно сказать, б) непрерывный спектр, в) не мерцают

Источники с линейчатым спектром имеют четко выраженные пики спектральной эффективности, а между ними — провалы (смотрим фото в карусели!). Интенсивность, количество и рапределение будут зависеть как от типа лампы, так и качества ее изготовления.

«Провал» означает, что участка какой-то длины волн в спектре нет. Если какая-то длина волны отсутствует в спектре излучения, она не отразится от объекта, не попадет на регистрирующую среду (сетчатку глаза или сенсоры устройств) = мы не увидим этот цвет вообще, они могут просто «выпадать» из изображения. Также это может отражаться на плавности или характере перехода одного оттенка в другой.

Два стеклянных камушка под дешевой люминесцентной лампой (согнутая дугой, настольная лампа) выглядят голубыми, а под диодной, оказывается, один из них — сиреневый. Баланс белого для обоих кадров выставлен одинаковым.

Качество распределения по спектру у всех подобных источников излучения (чаще всего сталкиваемся с люминесцентными и диодными) очень сильно варьируется в зависимости от качества изготовления самого элемента освещения, оборудования, в которое он устанавливается и условий работы электропитания. Что делают с проблемами цветопередачи источником с линейчатым спектром? Существуют источники с улучшенной цветопередачей, как для бытового использования, так и для профессионального.
Свет диодных ламп используют и в специализированном оборудовании, в том числе в видеосъемке. Импульсные компактные вспышки для фотокамер, студийное оборудование основано на ксеноновых газоразрядных лампах: их спектр нельзя назвать непрерывным, он тоже имеет выраженные пики, но его стараются максимально «сгладить», его можно считать наиболее приближенным к дневному солнечному свету (если лампы новые).

TL;DR:

• не покупайте компактные говнолюмки, скрученные с спираль, они все говно, того, кто их придумал и пустил в массовое пр-во, надо подвесить за яйца
• старайтесь избегать источников с гнутой в дугу люмкой, если можно заменить диодным
• покупайте люмпампы в виде прямой трубки, с улучшенной цветопередачей (CRI), смотрите на ее значение
• покупайте недешевые диодные лампыпанели, смотрите на CRI при возможности
• для специальных целей можете даже галогеновую лампу накаливая купить, они збс
• Не используйте разные источники вместе (лампы должны быть абсолютно одинаковые, даже если вам на глаз кажется похожим, но нет), особенно разные люмки/комбинацию из люмок и диодов

Вообще весь этот текст был к сложности балансировки света на модели и обработки фото, сделанных с пилотной лампой накаливания студийного моноблока и УФ-А blacklight люмки, с весьма узким и специфичным спектром. Первый источник — непрерывный спектр, но теплый, смещение в красно-желтую часть, второй — на границе видимого диапазона, УФ, линейчатый, цветовой переход сделать не лиловым и не серым между ними на коже модели — сложно. Не потерять синий, особенно если сюжетно вышло, что большую часть моделиее лица освещает видимый свет — тоже.

Ну и не смогла удержаться от тупого мемаса напоследок:

Какой спектр у люминесцентной лампы?

08.11.2010 Оценка цветопередачи источников света

Определение общего индекса цветопередачи Ra и специальных (частных) индексов Ri. Сравнение цветопередачи тепло-белых и холодно-белых компактных люминесцентных ламп и первых образцов светодиодных ламп такой же цветности.

CIE – Commission Internationale de l’Éclairage → МКО – Международная Комиссия по Освещению (международная светотехническая организация, разрабатывающая информационные, нормативные и рекомендательные документы во всех областях светотехники).

Границы участков основных цветов спектра световых излучений

380-450
450-480
480-510
510-550
550-575
575-585
585-620
620-770

Фиолетовый
Синий
Голубой
Зеленый
Жёлто-зеленый
Жёлтый
Оранжевый
Красный

“A” – источник с непрерывным спектром и Тц = 2854 К (специальная эталонная лампа накаливания).
“B” и “С” – источники с непрерывным спектром, Тц = 4874 и 6774 К (реализуются с помощью источника «А» и специальных светофильтров).
“D65” – эталонный источник дневного света c Тц = 6500 К (специальная ксеноновая лампа высокого давления с непрерывным спектром).

Цветопередача источника света (того или иного типа ламп) – это оценка влияния спектра его излучения на зрительное восприятие цвета объектов (или поверхностей), которое сознательно (или бессознательно) сравнивается с восприятием цвета тех же объектов, освещенных стандартным (эталонным) источником белого света.

Цветопередача источника света зависит от:

Все эти 3 фактора положены в основу методики числовой оценки качества цветопередачи.
Метод количественной оценки цветопередачи, используемый в международной практике, разработан МКО и изложен в ее Публикации № 13.3 (01.1995) [Method of Measuring and Specifying Colour Rendering Properties of Light Sources].

Метод основан на сопоставлении цветопередающих свойств испытуемого и эталонного источников света с помощью набора из 14 цветных образцов со следующими фиксированными характеристиками:

Этот метод называется «методом контрольных образцов МКО» и позволяет дать численную оценку качества воспроизведения цвета данным источником света. Эта оценка выражается индексом цветопередачи. Он определяет, насколько достоверно передаются цвета при освещении испытуемой лампой в сравнении с эталонным источником белого света. Цветопередача чаще всего оценивается общим индексом цветопередачи Rа (приводится в технической документации на источник света), который может дополняться специальными (частными) индексами Ri.

Величина Rа дает усредненную характеристику цветопередачи, получаемую на группе из 8 контрольных образцов с умеренной насыщенностью и средней чистотой цвета:

R а = 1/8 * ΣR i
(i = 1, 2, 3,4, 5, 6, 7, 8)

Специальные (частные) индексы Ri характеризуют достоверность воспроизведения цветов упомянутых выше восьми контрольных образцов средней насыщенности.

Для полноты оценки дополнительно используются еще 6 частных индексов (R9-R14), характеризующих цветопередачу контрольных образцов большой насыщенности – красного, желтого, зеленого, синего, а также цветов, характерных для оттенков кожи человека (европеоида) и листвы деревьев.

Когда оценивается цветопередача ламп для освещения жилого интерьера или для общественных помещений, желательно знать, кроме Rа, еще и R9 (частный индекс цветопередачи насыщенных красных цветов), а также R13 (частный индекс цветопередачи кожных покровов).
Две группы контрольных образцов МКО для оценки качества цветопередачи источников света:

8 образцов МКО с умеренной насыщенностью цвета
TSC01 — №1 – серо- красный
TSC02 — №2 – серо-жёлтый
TSC03 — №3 – жёлто-зеленый
TSC04 — №4 – светло-зеленый
TSC05 — №5 – светло-голубой
TSC06 — №6 – светло-синий
TSC07 — №7 – светло-фиолетовый
TSC08 — №8 – пурпурный

Рис.1 – Спектральные коэффициенты отражения 8 контрольных образцов МКО с умеренной насыщенностью цвета

6 образцов МКО с высокой насыщенностью цвета
TSC09 — №9 – красный
TSC010 — №10 – желтый
TSC011 — № 11 – зелёный
TSC012 — № 12 – синий
TSC013 — № 13 – розоватый ( цвет кожных покровов человека – европеоида)
TSC014 — №14 – зелёный (листва дерева).

Рис.2 – Спектральные коэффициенты отражения 6 контрольных образцов МКО с высокой насыщенностью цвета

Рис.3 – Спектры излучения компактных люминесцентных ламп

Таблица 1 – Общий и специальные индексы цветопередачи компактных люминесцентных ламп тепло-белого и холодно-белого света

Рис.4 – Спектры излучения светодиодных ламп (Retrofit LED-Lamp)
с двумя типами люминофора
лампа 2 Вт, холодно-белого света (6040 К)
лампа 8 Вт, тепло-белого света (3247 К)

Рис.5 – Спектр излучения светодиодной лампы (Retrofit LED-Lamp)
тепло-белого света (2892 К)

Таблица 2 – Общий и специальные индексы цветопередачи светодиодных ламп тепло-белого и холодно-белого света (в сравнении с КЛЛ – две нижние строки)

Комментарии к рисункам 1- 5 и таблицам 1, 2.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

На базе измерений спектров (рис.3) и величин индексов цветопередачи (табл. 1) можно сделать следующие выводы:

1. КЛЛ тепло-белого света имеют недостаточное качество воспроизведения желто-зеленых цветов (R3), пурпурных (R8), насыщенных красных (R9), насыщенных желтых (R10) и насыщенных синих (R12).
Причина этого становится понятной при рассмотрении спектра тепло-белых КЛЛ.
В спектральных зонах λ = 410-430, 445-480, 500-530, 555-575 нм и более 630 нм излучение этих ламп очень мало. Поэтому цветопередача перечисленных цветов неудовлетворительная.

2. КЛЛ холодно-белого света не обеспечивают хорошей цветопередачи для желто-зеленых цветов (R3), насыщенных красных (R9), насыщенных желтых (R10) и насыщенных синих (R12).
Цветопередача пурпурных цветов (R8) и красных (R9) значительно лучше, чем у тепло-белых КЛЛ, и хуже в желтой (R10) и светло-синей области (R6).

3. Анализ табл. 1 показывает, что общий индекс цветопередачи Ra (среднее арифметическое индексов цветопередачи восьми контрольных образцов МКО с умеренной насыщенностью) совершенно не отражает качества цветопередачи насыщенных цветов.
Тепло-белые КЛЛ с Ra = 82 крайне неудовлетворительно воспроизводят красные цвета: R9 = 2 (!).
Некоторые типы КЛЛ тепло-белого света могут также плохо передавать такие важные цвета, как желтые (R10) и темно-зеленые (листва, R14).

4. Измерения спектров КЛЛ (рис.3) показывают, что современные люминофоры не обеспечивают достаточного излучения в области λ = 555-575 нм, на которую приходится максимальные значения V(λ) – кривой относительной спектральной чувствительности органа зрения, а поэтому и величины световой отдачи измеренных КЛЛ весьма умеренны – от 48 до 64 лм/Вт.

Лампы на базе белых светодиодов (с резьбовыми цоколями, включаемые непосредственно в сеть 220-240 В и предусмотренные для замены ламп накаливания).

Целый ряд образцов исследованных светодиодных ламп характеризуются невысокими значениями Ra (66-75) и для применения в жилом секторе, в офисах, магазинах не пригодны. Для этих областей освещения общий индекс цветопередачи должен быть не менее Ra ≥ 80-85.
Анализ табл.2 (и присоединенной к ней для сравнения табл.1) показывает:

1. LED-лампы тепло-белого света (FaOm-8W-ww) имеют Ra = 83. Их слабое место – цветопередача красных (R9) и синих цветов (R12). Тёпло-белые светодиодные лампы превосходят КЛЛ тёпло-белого света по цветопередаче жёлто-зеленых (R3), жёлтых (R10), синих (R12) и тёмно-зелёных цветов (R14).
Улучшения цветопередачи тёпло-белых светодиодных ламп удалось добиться за счёт нового люминофора с максимумом при λ = 610 нм (см. рис. 4).

2. Еще более высоким качеством воспроизведения цветов (Ra = 87, R9 = 67, R13 = 94)
отличается тепло-белая светодиодная лампа FaPx-6W-ww.
В этой комбинированной лампе использовано аддитивное смешение двух излучений: к белому свету (синий светодиод с жёлтым конверсионным люминофором) добавлен свет красного светодиода с λмакс= 625 нм (спектр см. на рис.5).
Такая лампа превосходит цветопередачу тёпло-белых КЛЛ для следующих цветных образцов: жёлто-зеленого (R3), красного (R9), жёлтого (R10), зелёного (R11), синего (R12) и тёмно-зеленого (листва, R14).
Второй («левый») максимум в спектре приходится на λ = 445 нм, т.е конверсия синего излучения в люминофоре проходит эффективнее, что и сказывается на величине световой отдачи (67 лм/Вт).
Кроме того, цветопередача лампы FaPx-6W-ww лучше, чем у лампы FaOm-8W-ww в пурпурной области – при λ = 420 нм (R8 = 89).

Значения номинальной потребляемой мощности, светового потока, световой отдачи и цветовой температуры рассмотренных светодиодных (LED) и компактных ламп (KLL) приведены в табл. 3.

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.

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.

Как выбрать цветовую температуру для дома

Во времена, когда основным источником света были лампы накаливания, цветовая температура освещения не имела большого значения. У всех ламп этот параметр имел стандартное значение. Сегодня производители предлагают большой выбор ламп с широкой цветовой гаммой, и из-за этого у покупателей нередко возникают сложности с выбором.

Что такое цветовая температура

Это параметр, характеризующий оттенок цвета и его качество. Также под этим термином подразумевается температура, при которой монохромное черное тело начинает излучать свечение определенного спектра. Цветовую температуру не следует путать с физической (количество тепла, которое выделяет лампочка), это совершенно разные показатели.

При покупке светодиодных светильников обязательно надо обращать внимание на этот параметр, так как если он будет подобран неправильно – людям будет некомфортно находиться в помещении. Для разных видов помещений оптимальная цветовая температура источников света будет разной.

Важно знать. Чем теплее оттенок свечения прибора, тем ниже будет показатель.

Показатель оказывает существенное влияние на зрительное восприятие пространства и эмоциональное состояние человека. Одни оттенки повышают концентрацию внимания, другие помогают расслабиться, а третьи могут вызвать раздражение и чувство усталости.

Этот показатель нужен:

• дизайнерам по интерьеру;
• фотографам, операторам, специалистам по коррекции и обработке фото и видео;
• маркетологам, администрации магазинов и торговых центров, так как с помощью освещения можно повысить визуальную привлекательность товара и стимулировать потенциальных клиентов к покупке;
• всем людям, которые хотят сделать свое жилище более уютным и комфортным.

В чем измеряется

Этот параметр измеряется в Кельвинах (К). Зачастую минимальный порог, с которого начинают оценивать освещение, начинается с 800 К. Нулем цветовой температуры (0 Кельвинов) обладает абсолютно черный цвет (черное тело). Максимальный показатель составляет 20 000 К, такое освещение создает небо в полярных широтах.

Типы ламп

Существует три группы ламп:

• Теплый свет (2700-3500 К). Освещение аналогично тому, которое производят лампы накаливания. Рекомендуется использовать в жилых помещениях.
• Дневной свет (3500-5000 К). Свечение таких ламп напоминает утренний солнечный свет, они подойдут для прихожей, ванной, школьного класса.
• Холодный свет (5000-7000 К). Свет ламп аналогичен яркому дневному освещению, их рекомендуется устанавливать в больницах, лабораториях, общественных местах, парках.

Важно знать. Восприятие одного и того же цвета у всех людей индивидуально. Поэтому можно отходить от правил и выбирать ту цветовую температуру лампы, при которой вам комфортно.

В интернет-магазине «Свет Депо» можно заказать люстры, настенные светильники и другие осветительные приборы по низкой цене с доставкой по России. Сотрудники интернет-магазина помогут покупателям правильно подобрать цветовую температуру ламп с учетом того, для каких целей будет использоваться осветительное оборудование.

Что такое индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи – это количественная мера способности источника света правильно отображать цвета объектов в сравнении с естественным освещением. Данный показатель передает степень насыщенности цветового оттенка и восприятие его глазами человека. Значение индекса цветопередачи – от 1 до 100, где 100 – идеальная цветопередача, 1 – наихудшая. Необходимость введения показателя была обусловлена тем, что разные типы ламп с одинаковой температурой цвета могут по-разному передавать цветовую гамму освещаемых объектов.

Особенности выбора

Для офиса

Специалисты рекомендуют использовать в офисах светодиодный свет, цветовая температура которого находится в диапазоне от 4400 до 5600 К. Это позволит достичь максимальной производительности сотрудников и повысить их работоспособность. Замечено, что лампы с нейтральным белым светом ускоряют концентрацию внимания и реакцию в дневное время. А лампы с оранжевым свечением снижают производительность человека на 80%.

Для дома

Оптимальная цветовая температура лампы для дома подбирается с учетом того, в каком именно помещении она будет установлена. Для спальни и детской комнаты этот параметр должен составлять от 2700 до 3200 К, такое освещение поможет расслабиться и снять накопившееся за день напряжение. Благодаря ему можно создать уютную обстановку. Для кухни, ванной комнаты, домашнего кабинета и места для чтения книг подойдут лампы с температурой 4000-5000 К. Для гостиной и зала лучше приобрести источники света, у которых этот показатель находится в диапазоне от 3000 до 6500 К. Большой ассортимент люстр для гостиной представлен здесь. Очень эффектно будет смотреться подвесная люстра Ambiente by Brizzi Alicante.

Важно знать. Человеческий глаз способен улавливать малейшие отклонения цветовой температуры. Их диапазон достаточно широк – от 2500 до 10000 К.

Диаграмма

В 1931 году на VIII сессии Международной комиссии по освещению основоположник квантовой физики Макс Планк представил свою разработку — цветовую модель XYZ, которая являет собой диаграмму цветности. На ней числовые значения X и Y определяют координаты цвета. Координата Z определяет яркость цвета, но она в данном случае не задействована, так как диаграмма представлена в двухмерном виде. Кривая Планка характеризует цветовую температуру цветов на диаграмме.

Где находится информация о цветовой температуре

Информация размещается на упаковке лампы, производители обязаны указывать ее в числе прочих характеристик. Также цветовая температура может быть указана на самой лампе. На данный параметр обязательно надо обращать внимание при покупке.

Если вы не хотите разбираться во всех этих тонкостях самостоятельно – воспользуйтесь советами сотрудников интернет-магазина «Свет Депо». Они помогут подобрать люстры, торшеры, бра, настенные и потолочные светильники с учетом всех ваших пожеланий.

Влияние на человека

Данный параметр напрямую воздействует на состояние человека и его работоспособность:

• Теплые оттенки будут уместны в спальне, они способствуют мягкому пробуждению утром. В вечернее время оказывают успокаивающий эффект.
• Лампы с высокой цветовой температурой обладают сильным активизирующим воздействием на организм, поэтому их нельзя использовать длительное время. Если постоянно находиться в помещении с таким освещением – эффект будет обратным и у человека начнется депрессия или замедленная реакция.
• Осветительные приборы с нейтральным белым освещением идеально подойдут для помещений, в которых люди работают.
• Холодный свет способствует концентрации внимания, активизирует мозговую деятельность, помогает быстрее воспринимать информацию. Поэтому его используют там, где люди работают или учатся: в офисах, государственных ведомствах, библиотеках, школах и т. п.

Рекомендации специалиста по выбору цветовой температуры

Какую цветовую температуру выбрать для дома, офиса и других помещений? Разобраться в этом поможет таблица.

Цветовая температура	Тип света	Какой эффект дает	Где применяется
2700 К	Теплый белый, красновато-белый, теплая часть спектра	Способствует отдыху, расслаблению. Создает уютное теплое освещение.	В домашнем интерьере, салонах, ресторанах, вестибюлях отелей.
3000 К	Теплый белый, желто-белый, теплая часть спектра	Подходит для создания в помещении интимной, дружеской атмосферы.	В квартирах, офисах, магазинах, библиотеках.
3500 К	Дневной белый, белая часть спектра	Создает безопасную и располагающую к общению атмосферу.	Подходит для квартир, офисов, общественных заведений, выставочных залов, книжных магазинов, фойе кинотеатров.
4000 К	Холодный белый, холодная часть спектра	Создает бодрящий холодный свет, который будет уместен там, где требуется обеспечить продуктивную атмосферу, а также хорошее цветовое восприятие предметов.	В больницах, супермаркетах, образовательных учреждениях, подземных объектах.
5000-6000 К	Бело-синий, дневная часть спектра	Отлично передает все оттенки цветов, обеспечивает хорошую видимость предметов и окружающей обстановки. Но офтальмологи не рекомендуют долго находиться под таким освещением.	В кабинетах для проведения медосмотров, картинных галереях, музеях и ювелирных магазинах. Также он подходит для рабочих и производственных помещений, теплиц, оранжерей и т.п.
6500 К	Холодный дневной, бело-сиреневый, холодная часть спектра	Создает яркую, но несколько тревожную атмосферу.	Уличное освещение, освещение промышленных объектов.

Если у вас возникли сложности с выбором наиболее подходящей цветовой температуры лампы – вы всегда сможете обратиться за помощью к нашим консультантам. Подобрать красивую люстру или светильник можно в каталоге интернет-магазина «Свет Депо». Мы предлагаем покупателям только качественные осветительные приборы ведущих мировых производителей.

Выводы

Цветовая температура – это один из важнейших параметров светодиодных осветительных приборов. Используя ее, можно повлиять на эмоциональное состояние и визуальное восприятие пространства.