Лампа дневного света: маркировка, размеры, состав, напряжение и преимущества

Размеры люминесцентных ламп

Среди различных газоразрядных источников освещения, лампы дневного света низкого давления занимают ведущее место, благодаря своей широкой популярности. Они отличаются качественным спектральным составом, высокой световой отдачей и большими сроками эксплуатации. Чаще всего используются линейные люминесцентные лампы, размеры которых дают возможность применять их во многих областях.

Высокие показатели световой отдачи выдает дуговой разряд в ртутных парах, сочетаясь с ультрафиолетовым излучением, преобразующимся в слое люминофора. В результате, по сравнению с обычной лампочкой, получается более ровный и устойчивый свет, максимально приближенный к естественному освещению.

Конструкция люминесцентной лампы

Лампа линейная люминесцентная относится к газоразрядным светильниками низкого давления, где электрический разряд образуется в газовой среде, смешанной с ртутными парами.

Основным конструктивным элементом является стеклянная колба со стандартными диаметрами 12, 16, 26 и 38 мм. В обычных лампах она имеет прямую форму, а в компактных применяется более сложная конфигурация. На концах цилиндра установлены стеклянные ножки, герметично впаянные в торцы. Они предназначены для размещения электродов, изготовленных из вольфрамовой проволоки. В свою очередь, электроды соединяются методом пайки со штырьками цоколя.

Во внутреннем пространстве колбы создается вакуум, после чего сюда закачивается инертных газ, чаще всего аргон. К нему добавляется небольшое количество ртути или ртутного сплава. Поверхность электродов покрывается активными веществами, содержащими окислы бария, кальция, стронция и других элементов. Их работа заметно влияет на коэффициент пульсации.

Под действием приложенного напряжения в газовой среде возникает разряд электричества, значение которого ограничено компонентами пускорегулирующей аппаратуры. Одновременно из электродов начинает испускаться поток электронов, подвергающих ионизации атомы ртути. В результате, возникает видимое свечение и ультрафиолетовое излучение, невидимое обычным зрением. Далее, ультрафиолет попадает на слой люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность колбы. Под его воздействием возникает световое излучение в видимой части спектра.

Таким образом, свечение лампы происходит за счет электрического разряда (в меньшей степени) и светящегося люминофорного покрытия, выдающего основную часть светового потока. В зависимости от состава люминофора можно получать любые цвета, начиная от обычного белого, и заканчивая разнообразными тонами и оттенками, количество которых постоянно увеличивается.

Размеры и эффективность

Для того чтобы получить максимальный эффект от электрического разряда, во внутреннем пространстве колбы должна поддерживаться определенная температура. В этом случае ультрафиолетовое излучение ртутных паров будет наибольшим. Данный параметр напрямую связан с диаметром колбы. Дело в том, что плотность тока во всех лампах должна быть примерно одинаковой. Этот показатель определяется путем деления величины тока на площадь сечения стеклянного цилиндра.

В связи с этим, лампы с колбами одинакового диаметра, но с различной мощностью, способны работать при одном и том же номинальном токе. Между падением напряжения и длиной цилиндра существует прямая пропорциональная зависимость, определяющая класс энергоэффективности. То есть, чем длинее лампа, тем выше ее мощность, что наглядно отражено на рисунке. При диаметре Т5 и 13 т длина составит 52 см, 21 ватт – 85 см, 28 ватт – 115 см. Диаметр Т8 и мощность 15 ватт соответствуют длине 44 см.

Большие размеры люминесцентных ламп изначально делали их не совсем удобными в использовании, поскольку им требовались и светильники с аналогичными габаритами. Производители всегда хотели уменьшить это соотношение, используя различные способы. Однако нельзя было просто снизить длину колбы и увеличить ток разряда, чтобы достичь установленной мощности. Это привело бы к возрастанию температуры внутри колбы и увеличению давления ртутных паров. При таких параметрах световая отдача ламп заметно снижается.

Инженерная мысль пошла другим путем, и размеры изделий были снижены путем изменения их конфигурации. Длинные цилиндры сгибались пополам или соединялись в кольцо, что позволило получить источники света U-образной и кольцевой формы с уменьшенными габаритами без потерь мощности. Одновременно удалось повысить коэффициент мощности и снизить коэффициент пульсации.

Окончательно проблема разрешилась лишь с появлением люминофоров, устойчивых к высоким электрическим нагрузкам. В результате, диаметр колб значительно снизился и достиг 12 мм. Общая длина ламп еще больше сократилась за счет многократных изгибов тонких стеклянных цилиндров. Появились компактные изделия, с таким же внутренним устройством и принципом работы, как у обычных ламп линейного типа.

Виды ламп дневного света

Все стандартные люминесцентные лампы разделяются на два основных типа – высокого и низкого давления, определивших различия и особенности конструкции каждого из них. Описание каждой из них приложено в инструкции по эксплуатации.

Первый вариант представлен лампами ДРЛ, получившими широкое распространение в уличных светильниках. Они отличаются высокой мощностью и низкой цветопередачей, поэтому и применяются на больших площадях, где не требуется высокое качество света. Существуют изделия с повышенной светоотдачей и различной цветовой гаммой. Они используются в качестве мощных точечных источников света и декоративной подсветки, выделяющей архитектурные элементы зданий.

Более всего оказалась востребована люминесцентная лампа низкого давления, которая используется повсеместно – в быту и на производстве. Преимущественно, это изделия цилиндрической формы, успешно заменяющие традиционные лампы накаливания. В настоящее время рынок электроники все больше заполняется компактными люминесцентными лампами. Независимо от конструкции, все они работают вместе со пускорегулирующей аппаратурой электромагнитного или электронного типа, снижающей коэффициент пульсации. Последний вариант представляет собой миниатюрную электронную схему, способную разместиться в цоколе лампы.

Пускорегулирующая аппаратура

Любые типы газоразрядных ламп не могут быть напрямую подключены к электрической сети. Находясь в холодном состоянии, они обладают высоким уровнем сопротивления и для создания разряда им требуется импульс высокого напряжения. После того как появляется разряд в осветительном устройстве возникает сопротивление с отрицательным значением. Для его компенсации нельзя обойтись простым включением сопротивления в цепи. Это приведет к короткому замыканию и выходу из строя источника освещения.

Что такое люминесцентная лампа и как она работает?

Люминесцентными называются электрические газоразрядного типа лампы, отличающиеся большим сроком службы. Изделия обеспечивают искусственное освещение в жилых комплексах, офисных и торговых центрах, промышленных объектах. Разработаны варианты устройств с разными оттенками излучения, видом цоколя, формой трубки, функциональностью и т.д.

Устройство и принцип работы ламп

Согласно истории люминесцентной лампы, первое осветительное устройство газоразрядного типа было сконструировано в 1856 г. Г. Гейслером. Конструкция приборов усовершенствовалась. Лампы дневного света в массовое коммерческое использование поступили в конце 30 г. XX в.

Конструкция относится к газоразрядным источникам освещения, сконструирована с использованием трубки из стекла, которая с двух сторон запаяна. Изнутри на поверхности лампы нанесен слой специального вещества (люминофора). Устройство излучает рассеивающий свет после подключения к источнику электропитания. Изнутри колбу наполняют аргоном.

Люминесцентное устройство включает:

  • катоды, защищенные эмиттерным слоем;
  • выводные штыри;
  • концевую панель;
  • трубки для отвода инертного газа;
  • ртуть;
  • стеклянную штампованную ножку, дополненную электровводами и т.д.

Принцип функционирования основывается на возникновении электроразряда между электродами после подсоединения к электросети. После взаимодействия разряда с газами инертными и испарениями ртути возникает излучение ультрафиолета, воздействующее на люминофор, преобразующий энергию в световое излучение. Для корректировки оттенков ртутьсодержащих устройств применяются люминофоры с разными химическими компонентами.

Дуговой разряд в колбе создается оксидным самокалящимся катодом, на который воздействует электричество. Для включения ламп ДРЛ, ЛД катоды разогревают посредством пропускания разряда тока. Устройства с холодным катодом запускаются ионным воздействием в тлеющем разряде высокого напряжения.

Для функционирования люминесцентным приборам требуется дополнительный узел (балласт), обеспечивающий работу дросселем и стартером. Балласт регулирует силу разряда и выпускается 2 видов (электромагнитный и электронный).

Электромагнитный балласт является механическим. Устройство относится к бюджетным вариантам, в работе прибор может издавать шум.

Электронные узлы дороже по стоимости, работают бесшумно, оперативно включают систему, компактны.

Классификация люминесцентных ламп

По показателю спектрального излучения приборы люминесцентного типа подразделяются на 3 категории:

  • стандартные;
  • с усовершенствованной передачей цвета;
  • со специальными функциональными назначениями.

Стандартные приборы снабжаются люминофорами однослойными, позволяющими излучать разные тона белого. Приборы оптимальны для освещения жилых помещений, административных и производственных блоков.

Люминесцентные лампы с усовершенствованной передачей света оснащаются люминофором с 3-5 слоями. Структура позволяет качественно отражать оттенки за счет усиленной световой отдачи (на 12% больше типовых ламп). Модели подходят для витрин магазинов, выставочных залов и т.д.

Люминесцентные лампы специализированного назначения совершенствуются с помощью разных составов в трубке, позволяющих поддерживать заданную частоту спектра. Устройства применяют в больницах, концертных залах и т.д.

Приборы разделяются на модели высокого и низкого давления.

Конструкции с высоким давлением оптимальны для монтажа в уличных лампах и приборах, имеющих большую мощность.

Лампы невысокого давления применяются в квартирах, административных комплексах, производственных помещениях.

По внешнему виду ЛЛ представлены линейным и компактным вариантами.

Линейная конструкция колбы удлиненная, применяется для промышленных помещений, торговых центров, офисов, медучреждений, спортивных организаций, заводских цехов и т.д. Линейная модель представлена разными вариантами диаметров трубки и конфигураций цоколя. Устройства обозначаются кодами. Прибор с диаметром 1,59 см на упаковке отмечается знаком Т5, с размером 2,54 см — Т8 и т.д.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) представляют спиралевидную стеклянную трубку и предназначены для установки в квартирах, офисах и т.д. КЛЛ делятся на 2 типа, главное отличие — виды цоколей (стандартный и с основанием в форме штыря).

Традиционный цоколь в форме резьбы отмечается знаком «Е» и кодом с размером диаметра.

Штырьковый вид цоколя отмечается символом «G»; цифровые данные обозначают расстояние между штырями. Этот вил лампы оптимален для установки в настольных лампах, подвесных бра в небольших помещениях.

Люминесцентные лампы различаются мощностью (слабые и сильные). Мощность люминесцентной лампы в Вт может превышать показатель 80 единиц. Устройства с небольшой мощностью представлены изделиями до 15 Вт.

По показателю распределения света устройства могут быть направленного действия (рефлекторные, щелевого типа) либо ненаправленного.

По типу разряда приборы подразделяются на дуговые, устройства свечения либо тлеющего разряда.

Различается сфера применения осветительных устройств (наружные, внутренние, взрывозащищенные, консольные).

Наружные устройства подходят для оформления зданий с внешней стороны, для освещения беседок, оформления двора и т.д. При выборе необходимо учитывать температурные режимы региона.

Внутренние подходят для офисных и жилых зданий. Устройства снабжаются защитой от влажности и воздействия пыли. Детали корпуса соединяются герметичным способом. Конструкция ламп может быть прямой, подвесной, предназначенной для крепления к поверхности потолка.

Приборы взрывозащищенные разработаны для территорий с риском возникновения взрывов (склады, цеха по производству красителей и т.д.).

Приборы консольного типа монтируются с помощью специальных креплений и имеют индивидуальный корпус.

Маркировка

Маркировочное обозначение люминесцентных ламп указано на коробке и содержит данные о фирме, мощности, конструкции цоколя, периоде работы, оттенке свечения и т.д.

Согласно расшифровке индекса первая буква маркировки приборов люминесцентного типа — Л. Последующие буквы указывают на цвет оттенка излучения прибора (дневной, белый, холодный тон белого, ультрафиолетовое излучение и т.д.). Кодовое значение будет включать символы Д, Б, УФ и т.д.

Особенности конструктивного исполнения на маркировках обозначаются соответствующими буквами:

  • u-образные люминесцентные лампы (У);
  • изделия кольцевой формы (К);
  • устройства рефлекторного типа (Р);
  • лампы быстрого запуска (Б).

В устройствах люминесцентного вида на маркировке отображаются и показатели свечения, единицей измерения служит Кельвин (К). Показатель температуры 2700 К по оттенку соответствует излучению лампы накаливания. маркировка 6500 К обозначает холодный белоснежный тон.

Мощность приборов маркируется цифрой и единицей измерения — Вт. Стандартные показатели представлены устройствами от 18 до 80 Вт.

На этикетке также представлено обозначение ламп в соответствии с такими характеристиками, как длина, диаметр и форма колбы.

Диаметр колбы на лампе фиксируется буквой «Т» с кодовым обозначением. Прибор, обозначенный кодом Т8, имеет диаметр 26 мм, Т12 — 38 мм и т.д.

Маркировки приборов по типу цоколя содержат буквы Е, G и цифровой код. Обозначение для миниатюрной формы резьбового цоколя — Е14. Средний резьбовой цоколь имеет код Е27. Цоколь втычного типа для декоративных конструкций и люстр маркируется символом G9. Приборы u-образные обозначаются символом G23, двойные u-образные приборы — G24 и т.д.

Технические характеристики

Техническая информация по люминесцентным приборам включает данные о мощности работы, типе цоколя, сроке службы и т.д.

Показатели срока годности люминесцентных приборов варьируются от 8 до 12 тыс. часов. Характеристики зависят от типа лампы. Устройства Т8 и Т12 работают 9-13 тыс. часов, лампы Т5 — 20 тыс. часов.

Световая эффективность устройств составляет 80 Лм/Вт. Выделение тепла при горении невысокое, ветроустойчивость — средняя, положение горения — горизонтальное. Параметры допустимой температуры окружающей среды для ламп составляют +5…+55°С. Оптимальные характеристики эксплуатации — +5… +25°С. Устройства, имеющие покрытие из амальгамы, используются при +60°С.

Показатели цветовой температуры приборов варьируются в зависимости от модели в пределах от 2000 до 6500 К. КПД светильника составляет 45-75%.

Цветность и состав излучения ламп

Характеристики передачи цвета показывают качество отображения в сравнении с естественным типом освещения. Высокая четкость передачи цвета присутствует в галогенных приборах и обозначается кодом 100.

Различаются оттенки светового излучения приборов, изменяющие цветовые характеристики предметов.

Согласно нормативам ГОСТ 6825-91, люминесцентные устройства имеют следующие типы оттенков излучения:

  • дневной (Д);
  • белоснежный (Б);
  • естественный оттенок белого (Е);
  • белый с теплым тоном (ТБ);
  • белый с холодным тоном (ХБ);
  • ультрафиолетовый (УФ);
  • холодное естественное свечение (ЛХЕ) и т.д.

Добавление знака Ц в указании цветности свидетельствует об использовании состава люминофора с усовершенствованной передачей цвета.

Отдельно обозначаются цвета в осветительных устройствах со специальным назначением. Лампы с ультрафиолетовым излучением фиксируются кодом ЛУФ, приборы рефлекторные синего света — ЛСР и т.д.

Преимущества и недостатки

Люминесцентные устройства имеют преимущества, достоинства и недостатки. Лампы имеют высокий показатель световой отдачи. Люминесцентные приборы в 20 Вт обеспечивают освещение в комнате, которое имеют устройства накаливания и иллюминационные лампы в 100 Вт.

Изделия отличаются высоким коэффициентом полезного действия. Энергосберегающие лампы используются до 20 тыс. часов при обеспечении требований эксплуатации.

Свет у люминесцентных конструкций не направленный, а рассеивающий. В северных регионах рекомендовано применение люминесцентных ламп дневного света в жилых и общественных зданиях.

Преимущество люминесцентных устройств в разнообразии конструктивных решений. Разные формы, цветовые оттенки устройств позволяют реализовывать оригинальные дизайнерские решения в архитектуре общественных и жилых комплексов.

К недостаткам люминесцентных приборов относится содержание в конструкции ртути, в зависимости от размера лампы объем вещества варьируется от 2,3 мг до 1 г. Однако производители разрабатывают конструкции, которые в применении не опасны.

Необходимо учитывать сложность в монтаже схем включения и ограниченную мощность на 1 единицу (150 Вт). Эксплуатация устройств зависит от климатических условий, т.к. при понижении температуры устройства гаснут либо не зажигаются. Световой поток в лампах снижается к концу эксплуатации прибора.

Как выбрать лампу

При выборе лампы важен температурный режим использования прибора, показатель электрического напряжения в сети, размеры ламп, сила светового потока, оттенок излучения. Параметры цоколей люминесцентных ламп должны соответствовать типам светильников, торшеров и т.д.

Различается подбор ламп по типу помещения (прихожие, гостиные, спальни, ванные и т.д.). Для жилых пространств подходят модели с резьбовым цоколем и электронным балластом, т.к. не имеют резкого мерцания и бесшумны.

Читайте также:  Что такое УЗО в электрике: описание, разновидности и особенности выбора

Для прихожих необходимы мощные светильники с интенсивным, при этом рассеянным освещением. Для настенных бра подойдут приборы компактного типа с теплым оттенком (930) и цветопередачей высокого качества. Над карнизом под потолком можно монтировать ленточные светильники с лампами холодного оттенка (860) и трубчатой конструкцией.

В гостиной люминесцентные устройства используются для бра, которые монтируются для подсветки зон либо декоративных элементов. Цвет подбирается белый, высокого качества (940). Возможен монтаж осветительных устройств по периметру потолка.

В спальни рекомендуется выбирать люминесцентные приборы стандартные с показателем 930-933 либо компактные устройства с похожими качествами.

Освещение в кухонной зоне должно быть многоуровневым (общим и локальным). В качестве потолочных рекомендованы компактные устройства мощностью не меньше 20 Вт, оттенок света должен быть теплым, с показателем не ниже 840. Для обустройства рабочей зоны на кухне оптимальны лампы линейные люминесцентные, не создающие блики на поверхностях.

Изучаем лампы дневного света

Люминесцентная лампа или лампа дневного света (ЛЛ, ЛДС) — инертный газ в стеклянной колбе, излучающий видимый свет.

Принцип работы ЛДС заключается в насыщении газа ртутью с последующим пропусканием через него разряда, в результате чего образуется УФ-излучение, преобразуемое в видимый свет благодаря слою люминофора, содержащемуся во внутренней поверхности колбы. В этой статье будут рассмотрены ЛДС, их описание и технические характеристики.

Разновидности

В реализации наиболее используются газоразрядные лампы на основе ртути высокого (ГРЛВД) или низкого (ГРЛНД) давления:

  • ЛЛ высокого давления эксплуатируются в крупных промышленных секторах или для уличного освещения.
  • Светильники ЛБ 40 низкого давления применяются в домашних условиях или на небольшом предприятии.

Область применения

Люминесцентные источники света получили большой спрос в организациях общественного назначения: школах, больницах, госучреждениях.

С дальнейшим развитием светильники оснастили электронным балластом, стало возможным их применение в распространенных патронах стандарта Е14 и Е27.

ЛЛ актуальнее применять в помещениях промышленного сектора для обеспечения большего периметра освещения при минимальных энергозатратах. Также их используют в освещении рекламных щитов и фасадов.

Люминесцентные приборы сочетают в себе характерные черты эффективного и экономного использования электроэнергии. В быту лампы дневного света потолочные и настольные применяются для растений, освещения рабочей поверхности и жилых комнат.

Актуальность применения люминесцентных ламп

Широкое распространение ЛЛ получили благодаря многим преимуществам, а именно:

  • высокая световая отдача (ЛДС мощностью 10 Вт обеспечивает освещенностью, сравнимой с лампочкой накаливания 50 Вт);
  • большой диапазон оттенков испускаемого света;
  • полная рассеянность света.

Гарантированный срок эксплуатации ЛДС от 2 тыс. часов против 1 тыс. часов у ламп накаливания.

Недостатки люминесцентных устройств:

  • химопасность (в ЛДС содержится до 1г ртути);
  • неравномерный спектр, который неприятен человеческому глазу;
  • постепенное разрушение слоя люминофора, приводящее к ослаблению освещенности;
  • мерцание лампы с двухкратной частотой от сети;
  • наличие механизма, регулирующего пуск;
  • мощность ЛЛ не обеспечивает высокого коэффициента.

Принципы работы

Во время работы ЛЛ между двумя электродами, расположенными на ее краях, горит дугообразный разряд, который приводит к созданию УФ-свечения внутри колбы, наполненной газом, в составе которого ртутные пары.

Зрение человека невосприимчиво к УФ диапазону свечения, поэтому внутренние стенки колбы обработаны люминофорным составом, имеющим свойства поглощения ультрафиолета с дальнейшим преобразованием его в видимое белое свечение. Ортофосфаты кальция-цинка и галофосфаты лежат в основе люминофорного слоя. Также люминофор может быть насыщен другими веществами с целью получения определенного оттенка света. Термоэлектронная эмиссия электродов с катода создает поддержку электрической дуги в ЛДС. Дальнейшее разогревание катодов путем пропуска через них тока или ионной бомбардировки приводит к запуску устройства.

Технические характеристики

От технических характеристик зависит конечная работа ЛДС — необходимое освещение.

Мощность

От показателя мощности ЛЛ зависит светоотдача, которая влияет на площадь освещения. В реализации распространены лампы различной мощности.

Лампы 4–6 W

Применимы в помещениях небольшой комнаты. Отлично подходят в сельскохозяйственной местности, сторожевых будках или палатках. Эти ЛДС неприхотливы к потреблению электроэнергии, а также благодаря трансформаторным преобразователям эти лампы способны работать от 12 вольт, что дает возможность запустить лампу подсоединением к авто аккумулятору в условиях отсутствия электроснабжения. Также маломощные люминесцентные устройства применяются для освещения растений или аквариумов.

18 W

Самые распространенные ЛЛ по мощности лампы. Их можно встретить везде: в комнате, автомобильных боксах, офисах, павильонах.

36 W

Также получили большое распространение. Применяются в тех же помещениях, что и ЛЛ 18 W, с разницей в увеличении площади освещения.

58 W и 80 W

Эти ЛДС большой мощности применяются только в производственных цехах большой площади, хранилищах и ангарах, на подземной территории.

Иногда ЛЛ такой мощности можно встретить на участках открытой местности в условиях большой рассеянности света. Такие ЛЛ, в отличии от ламп 18 W и 36 W, более энергозатратные и их применение в быту или офисного освещения нерентабельно. Также они оснащены дополнительно светильниками дневного света, что приводит в еще большую неактуальность их применения в качестве потолочных светильников дневного света в помещениях малой площади.

Цветовая температура

Еще один главный параметр ЛДС. От качества света и цветовой температуры зависит качество освещения. Эти параметры отображены трехзначным значением на колбе устройства.

Значение 627

Соответствует устройствам с 60%-м качеством света и цветовой температурой 2700 К.

Значение 727

Лампы с качеством света 70% и аналогичной цветовой температурой.

Значение 765

Цветовая температура 6500 К, которой и обладают все без исключения ЛДС. Качество цвета на уровне 70%.

Необходимо учесть, что 2700 Кельвинов — цветовая температура лампочек накаливания, и ЛЛ с такой же цветовой температурой будет излучать лучи, воспринимаемые человеческим зрением, желтого цвета. С учетом восприятия человеком цветности свечения изготовляются люминесцентные устройства разной цветовой температуры.

Многие ЛЛ (энергосберегающие источники свечения) компактной формы излучают именно желтый свет. Цветовая температура 6500 присуща всем устройствам линейной формы и соответствует белому свету со слабым оттенком синего. Также изготовляются ЛЛ узкопрофильного назначения с температурой цвета 1300К, при включении которых наблюдается красный оттенок. В отдельных случаях для получения уникального оттенка свечения применяются цветные ЛДС.

Подключение к сети

Простейшая схема подключения ламп дневного света выполнена на основе стартера, дросселя (балласта) и конденсатора. Сами лампы не предусматривает их прямого включения в электрическую цепь, так как в отключенном состоянии люминесцентные устройства имеют высокое сопротивление, преодолеть которое можно только импульсом высокого напряжения.

Возможно также последовательное соединение двух ламп, при этом стартеров будет 2 штуки, а дроссель один, но он должен быть рассчитан на суммарную мощность ламп. Схема светильника на 2 лампы приведена ниже. На схеме нет конденсатора, но он также может быть установлен на входе светильника.

Принципиальная схема светильника иногда наносится на корпус стартера.

Дроссель (балласт), включается в электроцепь в качестве дополнительного сопротивления, предохраняющего от короткого замыкания. Стартер позволяет в моменты высокого сопротивления лампы зарядить дроссель, одновременно прогреть спирали лампы.

Лампу дневного света без дросселя невозможно запустить. От того, как устроена схема подключения, зависит общее энергопотребление всех устройств, подключенных вместе с люминесцентным источником света к электрической цепи.

Электромагнитный дроссель (ЭмПРА)

Дроссель постоянного индуктивного сопротивления, подключаемый только в цепь с ЛЛ определенной мощности. Сопротивление включенного в цепь ЭмПРА при включении начинает играть роль ограничителя подачи тока к светильнику.

Конструкция ЭмПРА проста и дешева в производстве, соответственно, дешевле и лампы с электромагнитным балластом. Несмотря на свою дешевизну и простоту обладает рядом недостатков:

  • длительность запуска до 3 секунд (время зависит от износа лампы);
  • высокое потребление электроэнергии дросселем;
  • постепенное возрастание частоты в пластинах дросселя из-за его износа;
  • мерцание с двухкратной частотой электросети (100 или 120 Гц) при включении, которое отрицательно влияет на зрение;
  • массивность и габаритность люминесцентных устройств (в сравнении с аналогами ЭПРА);
  • вероятный отказ в работе электрической цепи с дроссельным механизмом при температуре ниже нуля по Цельсию;
  • короткое замыкание, приводящее к припайке электродов дросселя к устройству, после чего его невозможно снять.

Схема подключения газоразрядных люминесцентных ламп с ЭмПРА предусматривает наличие стартера, регулирующего зажигание ЛЛ. Однако он дополнительно потребляет электроэнергию.

Электронный дроссель

Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) обеспечивает лампы высокочастотным питанием 25–133 кГц. В момент включения ЛДС с электронным дросселем человек в течение короткого времени наблюдает яркое мерцание. С помощью электронного балласта реализовано два принципа работы по включению ламп.

Холодный запуск

Сразу запускает устройство, но наносит значительный вред электродам. Лампы с таким вариантов запуска рассчитаны на малую частоту включения/отключения в течение дня.

Горячий запуск

Перед включением лампы, в течение 1 секунды, происходит разогрев электродов, затем она работает. Также присутствует тепловой индикатор, обеспечивающей устройство защитой от перегрева.

ЛЛ на основе ЭПРА более экономичные, чем и заполучили значительную популярность, чего нельзя сказать об аналогах ЭмПРА.

Причины неисправности

Электроды ЛДС представлены вольфрамовой спиралью, покрытой активными щелочными металлами, которые обеспечивают заряд. С периодом эксплуатации активная масса осыпается с электродов, они приходят в негодность.

В момент включения лампы (пуск разряда и последующий разогрев электродов) происходит дополнительная нагрузка на активную массу, что еще сильнее разрушает ее. На участках с наибольшей потерей активной массы поступает меньше напряжения, что приводит к неравномерной отдаче, и человек наблюдает мерцание лампы в период ее работы. Также осыпание активной массы приводит к полной неисправности лампы, а на концах трубки появляется темный оттенок.

Отсюда следует, что срок службы ЛЛ зависит еще от качества активной массы и частоты включения лампы. Но даже при этих ограничениях срок службы ЛДС как минимум намного выше (2000 запусков против 1000 у обычных лампочек накаливания).

Типы исполнения

Люминесцентные устройства подразделяются на два типа по варианту исполнения колбы.

Линейные лампы

Эти ЛЛ представлены ртутными лампами низкого давления. Большая часть света этих ламп излучается люминофором. Люминесцентные устройства, крепящиеся на потолок, являются основным представителем линейных ЛЛ. Потолочный светильник дневного света получил огромный спрос во всем мире в помещениях различного назначения.

Среди линейных ламп в России распространены ЛДС с круглой трубкой Т8 (D=26 мм) и цоколем типа G13. Мощность этих ламп взаимосвязана с размером трубки — стандартные ЛДС мощностью 18 W имеют длину трубки 600 мм, а лампы 36 W уже вдвое длиннее, 1200 мм. Также существуют лампы других мощностей, но они получили меньшее распространение либо у них узкий круг применения.

Стоит отметить, в советский период наибольшее применение получили ЛДС с колбой Т12, диаметр которой составлял 38 мм. Эти лампы были более энергозатратными — 20 W короткие и 38 W длинные против 18 W и 36 W соответственно. Также встречались лампы с трубкой Т10 (32 мм), но они не получали широкого спроса по сравнению с T12.

В западных странах в последние годы стали преобладать лампы с трубкой последнего поколения Т5 диаметром 16 мм. Они достаточно тонкие и получили более обширное применение в интерьере.

Если затрагивать технологический прогресс, то буквально недавно китайские разработчики создали устройство с колбой Т4 (12,5 мм). Это только новинка, которая еще не получила обширного применения, и о перспективах таких трубчатых ламп пока рано говорить. ЛДС с еще меньшим диаметром трубки на практике пока не сделали.

Двухцокольная прямолинейная лампа представляет собой стеклянную трубку с вваренными на концах стеклянными ножками, в которые вмонтированы электроды. Герметично запаянная трубка содержит аргоном или неон, обогащенный ртутью, которая при включении лампы переходит в газообразное состояние. Цоколи на концах трубки оснащены контактами для подключения лампы в цепь.

Линейные ЛДС потребляют всего 15% от потребления лампы накаливания, обеспечивая аналогичную освещенность. Эти лампы часто встречаются на производстве, в офисах, транспорте.

Компактные лампы

Представляют собой светильники дневного света с изогнутой трубкой.

Компактные лампы могут иметь свободную (любую) форму колбы и распространены для частного использования. К компактным люминесцентным устройствам также относятся, так называемые, энергосберегающие лампы.

Также распространены компактные лампы под патроны стандарта Е14, Е27, Е40, которые применяются в светильниках.

Варианты применения

В настоящее время люминесцентные устройства получили большое применение, как в освещении промышленных объектов, так и в организации интерьера помещения. Светильники с лампами дневного и белого света применяются во многих целях:

  • Люминесцентные светильники ЛБ 40 низкого давления, предназначенные для освещения всей площади помещения закрытого типа.
  • Люминесцентная лампа для аквариумов и комнатных растений, обеспечивающая локальное освещение.
  • Фитолампы (цветочные светильники) — люминесцентные лампы для цветов и растений.
  • Настольная и настенная лампа дневного света, придающая мягким освещением уютную обстановку при чтении или отдыхе.

Маркировка

Маркировка устроена так, что потребитель без труда сможет выбрать необходимую ЛЛ при покупке. Наиболее распространены следующие обозначения:

  • ЛБ (белый свет);
  • ЛД (дневной свет);
  • ЛХБ (холодно-белый свет);
  • ЛТБ (тёпло-белый свет);
  • ЛЕ (естественный свет);
  • ЛХЕ (холодный естественный свет).

Видимый оттенок напрямую зависим от цветовой температуры. Цветовая температура ЛДС составляет 6400–6500К, что соответствует примерной цветности белого света.

Помимо типа лампы также указываются необходимые технические характеристики лампы: напряжение, форма, размеры и так далее. Маркировка наносится на стеклянную колбу или корпус ЛДС.

Все без исключения ЛДС содержат газы, насыщенные парами ртути. При происшествиях, в результате которых лампа разбилась, пары ртути проникают в воздух.

В дальнейшем ртуть может оказаться в организме человека и нанести вред здоровью. Поэтому стоит бережно обращаться с люминесцентными лампами.

Видео по теме

Принцип работы и схемы балласта для люминесцентных ламп

Что это такое

Люминесцентная лампа – это газоразрядный источник света низкого давления (от 0,1 до 25 кПа). Разряд в парах ртути и инертного газа вызывает ультрафиолетовое свечение, которое люминесцирующее вещество преобразует в видимые лучи.

Технические характеристики: цоколи, вес и цветовая температура

Цоколь служит для крепления лампы к патрону светильника и для подачи питания к нему. Основные виды цоколей:

  • Резьбовые — обозначаются (Е). Колба вкручивается в патрон по резьбе. Применяются диаметры по ГОСТу 5 мм (Е5), 10 мм (Е10), 12 мм (Е12), 14 мм (Е14), 17 мм (Е17), 26 мм (Е26), 27 мм (Е27), 40 мм (Е40).
  • Штырьковые — обозначаются (G). В конструкцию входят штырьки. В выражение типа цоколя входит расстояние между ними. G4 – расстояние между штырьками 4 мм.
  • Штифтовые — обозначаются (В). Цоколь соединяется с патроном двумя штифтами, расположенными по внешнему диаметру. Маркировка зависит от расположения штифтов:
  • ВА — симметричное;
  • ВАZ — смещение одного по радиусу и высоте;
  • ВАY— смещение по радиусу.

Следующая за буквами цифра указывает диаметр цоколя в мм.

Для правильной утилизации необходима информация о весе люминесцентной лампы. Запрещено выбрасывать использованные источники света в ёмкости для бытового мусора. Они сдаются для уничтожения в специальные организации. Отработанный материал принимают у населения по весу. Средний вес лампы – 170 г.

На лампе указывают цветовую температуру, единицей измерения служит градус Кельвина (К). Характеристика показывает близость свечения лампы к источникам естественного света. Она делится на три диапазона:

  1. Тёплый белый 2700К – 3200 К — лампы с такой характеристикой излучают белый и мягкий свет, подходят для жилых помещений.
  2. Холодный белый 4000К – 4200 К — подходят для рабочих помещений, общественных зданий.
  3. Дневной белый 6200К – 6500 К — излучают белый свет холодных тонов, подходят для нежилых помещений, для улиц.
Читайте также:  Стабилизатор тока на LM317: технические характеристики и схема подключения

Температура света влияет на цвет окружающих предметов. Цветовая температура люминесцентных ламп зависит от толщины люминофора. Чем больше толщина, тем ниже цветовая температура лампы в Кельвинах.

Световой поток

Световой поток определяет количество света, которое даёт источник, измеряется в Люменах. Характеризует эффективность освещения. Зависит от мощности лампы. Величина указана на упаковке, по ней косвенно судят о параметрах энергосбережения.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Люминофор превращает ультрафиолетовые лучи в видимый свет. У дешёвых моделей однослойное люминесцирующее вещество на внутренней поверхности трубки. У ламп жёлтое или голубоватое свечение с цветовым искажением.

У дорогих видов покрытие люминофора состоит из трёх или пяти слоёв. Это позволяет равномерно распределяться излучению и добиваться подобие естественного освещения. В специальных типах ламп используют ультрафиолетовые лучи. Они применяются для птицеферм и для обеззараживания помещений в больницах.

В зависимости от состава спектрального излучения лампы бывают:

  • Стандартные. Поверхность покрыта однослойным люминофором. Свечение имеет различные оттенки белого цвета. Источники света применяют для освещения общественных зданий.
  • Улучшенной цветопередачи. Применяют трёх и пятислойный люминофор. Световой поток повышается на 12%, по сравнению со стандартными лампами. Более точная передача цвета создаёт лучшие условия для восприятия. Лампы применяют в местах, где требуется точная информация об освещаемых предметах: в витринах, мебельных салонах, музеях, выставках.
  • Специальные. Применяют напыление с добавками или особый тип. В спектре выделяются полосы заданной частоты, зависящие от назначения лампы. Примером служат бактерицидные лампы, обеззараживающие воздух, помещения, воду.

Устройство, строение и состав лампы дневного света

Лампа дневного света состоит из стеклянной трубки, запаянной с двух сторон. На внутреннюю поверхность стекла нанесён слой люминофора. Внутри создан вакуум и добавлен инертный газ с парами ртути. С двух противоположных концов трубки расположены электроды, между которыми при прохождении тока появляется электрический тлеющий разряд.

Принцип действия

Принцип действия заключается в возникновении разряда между электродами при подключении источника питания. Разряд взаимодействует с парами ртути и газа, вызывая невидимое для глаз ультрафиолетовое излучение. Для преобразования его в видимый свет, служит люминофор. Состав люминофора влияет на оттенки свечения лампы.

При использовании лампы необходимы дроссель или балласт, обеспечивающий запуск лампы, устранение мерцания. Применяют типы балластов:

  • электромагнитные — имеют механический принцип действия, сокращают срок службы лампы;
  • электронные — работают без звука, обеспечивают мгновенное включение ламп.

Люминесцентные лампы. Устройство, параметры, технические характеристики ламп.

5.1. Устройство и принцип работы. Достоинства и недостатки

Люминесцентная лампа (ртутная лампа низкого давления; далее по тексту — ЛЛ) является газоразрядным источником света (рис. 5.1 и 5.2). Конструктивно она представляет собой стеклянную трубку с нанесенным на внутреннюю поверхность слоем люминофора. В торцы трубки введены вольфрамовые спиральные электроды. Для повышения эмиссионной способности на электроды наносится оксидная суспензия, изготовляемая из карбонатов или перекисей щелочноземельных металлов.

Внутри лампы находятся разреженные пары ртути и инертный газ (аргон). Давление ртутных паров в ЛЛ зависит от температуры стенок лампы и составляет при нормальной рабочей температуре 40 °С примерно 0,13–1,3 Н/м2 (10–2–10–3 мм рт. ст.).

Рис. 5.1. Линейные люминесцентные лампы

Такое низкое давление обеспечивает интенсивное излучение разряда в ультрафиолетовой области спектра (преимущественно с длиной волны 184,9 и 253,7 нм). Под действием электрического

напряжения (поля), приложенного к электродам, в лампе возникает газовый разряд.

При этом проходящий через пары ртути ток вызывает ультрафиолетовое излучение. На внутреннюю поверхность лампы нанесен слой особого вещества (люминофор). Наиболее распространенным люминофором является галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем.

Изменяя соотношение активаторов, можно получить люминофоры разных марок и изготавливать лампы разной цветности.

Рис. 5.2. Строение линейной люминесцентной лампы

Ультрафиолетовое излучение, воздействуя на люминофор, заставляет его светиться, т. е. люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение газового разряда в видимый свет. Стекло, из которого выполнена ЛЛ, препятствует выходу ультрафиолетового излучения из лампы, тем самым предохраняя наши глаза от вредного для них излучения.

Исключением являются бактерицидные и ультрафиолетовые лампы; при их изготовлении применяется увиолевое или кварцевое стекло, пропускающее ультрафиолет.

Широкое распространение на сегодня получают ЛЛ с амальгамами In, Cd и других элементов. Более низкое давление паров ртути над амальгамой дает возможность расширить температурный диапазон оптимальных световых отдач до 60 °С вместо 18–25 °С для чистой ртути.

При повышении температуры окружающей среды сверх допустимой нормы (25 °С для чистой ртути и 60 °С для амальгам) возрастают температура стенок и давление паров ртути, а световой поток снижается.

Еще более заметное уменьшение светового потока наблюдается при понижении температуры, а, значит, и давления паров ртути. При этом резко ухудшается и зажигание ламп, что делает невозможным их использование при температурах ниже –10 °С без утепляю- щих приспособлений.

В связи с этим представляют интерес безртутные ЛЛ с разрядом низкого давления в инертных газах. В этом случае люминофор возбуждается излучением с длиной волны от 58,4 до 147 нм. Поскольку давление газа в безртутных ЛЛ практически не зависит от окружающей температуры, неизменными остаются и их световые характеристики.

На сегодняшний день проблема работы ЛЛ при низких температурах решена:

– использованием ЛЛ нового поколения ламп Т5 (с диаметром трубки 16 мм);

– применением компактных люминесцентных ламп;

– питанием ЛЛ от высокочастотных электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА).

Световая отдача ЛЛ повышается при увеличении размеров (длины) за счет снижения доли анодно-катодных потерь в общем световом потоке. Поэтому рациональнее использовать одну лампу на 36 Вт, чем две по 18 Вт.

Срок службы ЛЛ ограничен дезактивацией и распылением (истощением) катодов. Отрицательно сказываются на сроке службы также колебания напряжения питающей сети и частые включения и выключения ламп. При использовании ЭПРА эти факторы сведены к минимуму.

Достоинства люминисцентных ламп

Широкое использование ЛЛ связано с тем, что они имеют ряд значительных преимуществ перед классическими лампами накаливания:

во-первых, это высокая эффективность, КПД составляет 20–25 % (у ламп накаливания около 7 %), а светоотдача (т. е. количество излучаемых люменов на единицу потребляемой мощности) лежит в пределах 70–105 лм/Вт (у ламп накаливания 7–12 лм/Вт).

во-вторых, длительный срок службы — до 20000 ч (у ламп накаливания — 1000 ч и сильно зависит от напряжения питания).

Известно, что оптическое излучение (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное) оказывает на человека (его эндокринную, вегетативную, нервную системы и весь организм в целом) значительное физиологическое и психологическое воздействие, в основном благотворное.

Дневной свет — самый полезный. Он влияет на многие жизненные процессы, обмен веществ в организме, физическое развитие и здоровье. Но активная деятельность человека продолжается и тогда, когда солнце скрывается за горизонтом. На смену дневному свету приходит искусственное освещение.

Долгие годы для искусственного освещения жилья использовались (и используются) только лампы накаливания — тепловой источник света, спектр которого отличается от дневного преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета.

Кроме того, лампы накаливания, как уже упоминалось, неэффективны, их коэффициент полезного действия 6–8 %, а срок службы очень мал — не более 1000 ч. Высокий технический уровень освещения с этими лампами невозможен. Вот почему вполне закономерным оказалось появление ЛЛ — разрядного источника света, имеющего в 5–10 раз большую световую отдачу, чем лампы накаливания, и в 8–15 раз больший срок службы.

Преодолев различные технические трудности, ученые и инженеры создали специальные ЛЛ для жилья — компактные, практически полностью копирующие привычный внешний вид и размеры ламп накаливания и сочетающие при этом ее достоинства (компактность, комфортную цветопередачу, простоту обслуживания) с экономичностью стандартных ЛЛ.

На рис. 5.3 представлено сравнение компактной ЛЛ с лампой накаливания. Как видно из термографического рисунка, лампа накаливания (слева) 92–94 % электроэнергии преобразует в тепло и лишь 6–8 % — в свет, тогда как компактная люминесцентная лампа (справа), давая такой же световой поток, расходует на 80 % меньше электроэнергии.

Рис. 5.3. Сравнение теплого поля компактной люминесцентной лампы (справа) и лампы накаливания

В силу своих физических особенностей ЛЛ имеют еще одно очень важное преимущество перед лампами накаливания: возможность создавать свет различ-

ного спектрального состава — теплый, естественный, белый, дневной, что может существенно обогатить цветовую палитру домашней обстановки.

Не случайно существуют специальные рекомендации по выбору типа ЛЛ (цветности света) для различных областей применения (они будут приведены ниже).

Наличие контролируемого ультрафиолета в специальных осветительно-облучательных ЛЛ позволяет решить проблему профилактики «светового голодания» для городских жителей, проводящих до 80 % времени в закрытых помещениях.

Выпускаемые фирмой OSRAM ЛЛ типа BIOLUX, спектр излучения которых приближен к солнечному и насыщен строго дозированным ближним ультрафиолетом, успешно используются одновременно и для освещения, и для облучения жилых, административных, школьных помещений, особенно при недостаточности естественного света.

А специальные загарные ЛЛ типа CLEO (фирмы PHILIPS) предназна- чены для принятия «солнечных» ванн в помещении и для других косме- тических целей.

При использовании этих ламп следует помнить, что для обеспечения безопасности необходимо строго соблюдать инструкции изготовителя облучательного оборудования.

Таким образом, ЛЛ, обеспечивающие достаточно много света в квартире, сохраняют тем самым зрение, снижают утомляемость, повышают работоспособность и поднимают настроение; кроме того, спектральный состав их излучения легко варьируется по цвету. Все это делает такие лампы исключительно привлекательными для потребителя.

Недостатки люминисцентных ламп

Имеют ЛЛ и некоторые недостатки. Как правило, все разрядные лампы для нормальной работы требуют включения в сеть совместно с балластом.

Балласт, он же пускорегулирующий аппарат (ПРА), — электро- техническое устройство, обеспечивающее режимы зажигания (но не всегда само зажигание) и нормальную работу ЛЛ.

Сильна зависимость устойчивой работы и зажигания лампы от температуры окружающей среды (допустимый диапазон 5–55 °С, оптимальной считается 20 °С). Хотя этот диапазон постоянно расширяется с появлением ламп нового поколения и использованием электронных балластов (ЭПРА).

Об ультрафиолете. Природа газового разряда такова, что любые ЛЛ имеют в спектре небольшую долю ближнего ультрафиолета. Известно, что при передозировке даже естественного солнечного света могут возникнуть неприятные явления. В частности, избыточное ультрафиолетовое облучение может привести к заболеваниям кожи, повреждению глаз.

Но было доказано, что работа в течение года (240 рабочих дней по 8 часов в день) при искусственном освещении ЛЛ холодно-белого света с очень высоким уровнем освещенности в 1000 лк (это в 5 раз превышает оптимальный уровень освещенности в жилье) соответствует пребыванию на открытом воздухе в г. Давос (Швейцария) в течение 12 дней летом по одному часу в день в полдень.

Следует заметить, что реальные условия в жилых помещениях бывают в десятки раз более щадящими, чем в приведенном примере. Следовательно, о вреде обычного люминесцентного освещения говорить не приходится.

Важен вопрос ограничения пульсации светового потока. Дело в том, что устаревшие линейные трубчатые ЛЛ, подключенные к сети с помощью электромагнитного пускорегулирующего аппарата (чаще всего применяемого в светильниках), создают свет не постоянный во времени, а «микропульсирующий». При имеющейся в сети частоте переменного тока 50 Гц пульсация светового потока лампы происходит 100 раз в секунду. И хотя эта частота выше критической для глаза и, следовательно, мелькание яркости освещаемых объектов глазом не улавливается, пульсация освещения при длительном воздействии может отрицательно влиять на человека, вызывая повышенную утомляемость, снижение работоспособности.

В светильниках с электронным высокочастотным ПРА указанная особенность работы ЛЛ полностью устранена. Поэтому для традиционного освещения жилья люстрами, настенными, напольными, настольными светильниками целесообразно применять упомянутые выше компактные люминесцентные лампы.

О ртути. В лампу для ее работы вводится капля ртути — 30–40 мг (в компактных люминесцентных лампах — 2–3 мг, а в некоторых типах амальгамных компактных люминесцентных ламп ртути в чистом виде практически нет — она находится в связанном состоянии).

В термометре, имеющемся в каждой семье, содержится 2 г (т. е. в 100 раз больше, чем в ЛЛ) ртути.

Разумеется, если лампа разобьется, поступить следует так же, как мы поступаем, когда разбиваем термометр, — тщательно собрать и удалить ртуть, однако содержание в лампе столь ничтожного количества ртути не представляется поводом для серьезного беспокойства.

ЛЛ в доме — это не только более экономичный, чем лампа накаливания, источник света. Грамотное освещение люминесцентными лампами имеет множество преимуществ перед традиционным: экономичность, обилие и красочность света, равномерность распределения светового потока, особенно в случаях высвечивания протяженных объектов линейными лампами, меньшая яркость ламп и значительно меньшее выделение тепла.

Классификация лл ведущих производителей

На сегодняшний день наиболее качественную продукцию и широкий ассортимент на нашем рынке представляют не отечественные производители, а мировые светотехнические брэнды:

– германская фирма OSRAM ;

– голландская фирма PHILIPS ;

– американская фирма GE Lighting (General Electric) .

Они предлагают широчайший выбор высококачественных ЛЛ на любой вкус и цвет. Свои люминесцентные лампы производители разделяют на две большие категории:

категория 1 — люминесцентные лампы ЛЛ (FL — Fluorescent Lamps);

категория 2 — компактные люминесцентные лампы КЛЛ (CFL — Compact Fluorescent Lamps).

ЛЛ делятся на три группы:

а) по спектральному составу излучения:

• с улучшенной цветопередачей;

б) по электрической мощности:

• слабомощные — до 18 Вт;

• средней мощности — 18–58 Вт;

• мощные — свыше 58 Вт;

в) по диаметру трубки:

г) по форме и длине трубки:

д) по светораспределению:

• с ненаправленным светоизлучением;

• с направленным светоизлучением (рефлекторные, щелевые, панельные и др.).

Характеристики и параметрами люминесцентных ламп

Основными характеристиками и параметрами люминесцентных ламп, которые указывают фирмы-производители в своих технических каталогах и которые необходимы потребителю для правильного выбора той или иной лампы, являются:

– мощность лампы (Вт);

– световой поток (лм);

– цветовая температура или CCT — Correlated Color Temperature (К);

– индекс цветопередачи, Ra или CRI — Color Rendering Index;

– габаритные размеры и исполнение.

5.2. Стандартные люминесцентные лампы

Особенности ламп, которые нужно учитывать

Встандартных лампах используется широкополосный дешевый люминофор — галофосфаткальцияимагния, активированныйсурьмойимарганцем (ГФК). Недостаток этих ламп — низкий индекс цветопередачи Ra = 50–70, что приводит к искаженной цветопередаче освещаемых предметов.

Достоинство — дешевизна (в 2–4 раза дешевле ламп с высокой цветопередачей). Именно этими ЛЛ известны отечественные производители:

– ОАО «СВЕТ» (Смоленский электроламповый завод),

– ОАО «ЛИСМА», г. Саранск,

Лампы этого типа рекомендуется использовать там, где не требу- ется точное определение цветовых оттенков: для освещения подва- лов, гаражей, складских помещений, наружного освещения.

Нередки случаи, когда потребитель, узнав о экономичности использования ЛЛ, решил заменить у себя лампы накаливания и приобрел ЛЛ с низким индексом цветопередачи и цветовой температурой 6000 К голубоватого оттенка. У ламп накаливания индекс цветопередачи Ra = 95 и цветовая температура 2700 К — теплый цвет. В итоге при свете такой ЛЛ привычные окружающие предметы поменяли свой цветовой оттенок. В результате этого возникает дискомфорт и появляется раздражение от неудачного эксперимента.

Читайте также:  Термостойкий провод: до 400 градусов, одножильный и с жаропрочной изоляцией

Это в полной мере касается и компактных ЛЛ (КЛЛ) китайско-польскотурецкого производства с ненормированным индексом цветопередачи.

Пример маркировки стандартных зарубежных ЛЛ показан на рис. 5.4.

Маркировка отечественных ЛЛ обычно состоит из 2–3 букв и цифр.

Первая буква Л означает люминесцентная. Следующие буквы означают цвет излучения: Д — дневной;

К, Ж, З, Г, С — соответственно: красный, желтый, зеленый, голубой, синий;

У ламп с улучшенным качеством цветопередачи после букв, обозначающих цвет, стоит буква Ц, а при цветопередаче особо высокого качества — буквы ЦЦ.

Рис. 5.4. Маркировка стандартных зарубежных люминесцентных ламп

В конце ставят буквы, характеризующие конструктивные особенности:

Б — быстрого пуска.

Цифры обозначают мощность в ваттах.

ЛБ 40 — люминесцентная лампа белого цвета излучения мощностью 40 Вт.

ЛДЦ 40-2 — люминесцентная лампа дневного цвета излучения, улучшенной цветопередачи мощностью 40 Вт, двойка после мощности показывает, что лампа модернизированная, у нее уменьшен диаметр колбы с 38 мм до 32 мм при сохранении световых характеристик.

Расшифровка и соответствие кодов цветности различных фирм приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1 Расшифровка и соответствие кодов цветности различных фирм

Люминесцентные лампы: параметры, устройство, схема, плюсы и минусы по сравнению с другими

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.

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.

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».

С наружной части электродные элементы подпаяны к металлическим штырькам металлического цоколя, 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 дроссель или балластник. Он отвечает за создание высокоуровневого импульсного напряжения, необходимого для корректной активации лампы.

Помимо этой детали, ЭмПРА комплектуется стартером. 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.

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.

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.

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 в этой статье.

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.

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 в следующей статье.

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.

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.

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 балласт;
  • 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.

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

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 ЭПРА 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.

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.

Когда модуль выходит из строя, его ни в коем случае нельзя разбивать или отправлять в обыкновенную урну. Его необходимо утилизировать соответственно нормам 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.

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.

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 мы писали здесь.

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.

Ссылка на основную публикацию