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

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.

Плюсы и минусы светильников дневного света

Еще недавно люминесцентные лампы массово устанавливались в помещениях, где требуется создать максимально комфортные условия для органов зрения. Не то чтобы светильники горят по-особенному ярко, наоборот, от них просто меньше устают глаза при чтении, печатании или мелкой ручной работе.

К преимуществам использования потолочных светильников дневного света можно отнести следующее:

• Спектр излучения максимально близок к естественному солнечному. При разработке специалисты постарались приблизить его характеристики к дневному солнечному свету в условиях облачного неба;
• Люминесцентные колбы дают мягкий распределенный световой поток, чего не скажешь о лампах накаливания, галогенках или точечных светодиодных фонарях, причем без каких-либо дополнительных плафонов, экранов или рассеивателей потока. На потолочный светильник с люминесцентными лампами можно смотреть без особого дискомфорта и риска ослепления;
• Относительная экономичность, если сравнивать люминесцентную колбу с обычной лампой накаливания или галогенкой;
• Неприхотливость в работе, люминесцентные светильники требуют минимальной дополнительной аппаратуры, управления и обслуживания.

Именно последний пункт стал причиной массового распространения ламп дневного света в подавляющем большинстве учебных, торговых, лечебных заведений. Благодаря газоразрядному принципу излучения светильник легко выдерживал перепады напряжения в бытовой сети от 180В до 250В без потери работоспособности.

Стартерную часть светильника можно ремонтировать своими руками

Важно! Почти все, даже современные, модели легко ремонтируются. В старых потолочных конструкциях проблема решалась заменой стартерного блока, на это уходило буквально несколько минут

В современных моделях стартерный блок, как правило, спрятан внутри цоколя, но и в этом случае лампу легко отремонтировать заменой конденсатора или пропайкой контактов. Никакой другой тип светильника, галогеновый или светодиодный, восстановить так же быстро не удается.

Недостатки ламп дневного освещения

Понятно, что люминесцентные светильники имеют определенные недостатки, благодаря которым лампы дневного света серьезно уступили нишу потолочного освещения светодиодам. В первую очередь – проблемы с безопасностью, в стеклянной колбе содержатся соединения ртути, поэтому люминесцентные лампы необходимо не выбрасывать, а утилизировать сдачей в пункты приема.

Второй недостаток связан с наличием мерцания, световой поток меняет свою интенсивность 100 раз в секунду. Заметить мерцающие участки можно на непрогретых или сильно изношенных колбах. Даже новые люминесцентные светильники могут дать стробоскопический эффект, когда движущийся или колеблющийся предмет воспринимаются глазами, как неподвижный.

Совет! Если в домашней мастерской или в гараже установлены длинные потолочные люминесцентные лампы, то при работе на станке или с движущимся приспособлением — механизмом обязательно нужно включать подсветку обычной маломощной лампочкой накаливания. Таким образом удается убрать эффект стробоскопа.

Еще один минус касается снижения светового потока. Старые колбы теряют эмиссию на электродах и люминесцентном слое, из-за чего становятся тусклыми при том же уровне потребления электроэнергии. Если люминесцентный светильник очень старой модели, то его работа может сопровождаться гулом электромагнитного балластного модуля, установленного внутри корпуса.

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.

Двухламповые светильники мощностью 2×36

Наиболее распространёнными в использовании являются накладные светильники 2х36, благодаря возможности их различного крепления в помещениях. Потолочный светильник 2х36 характеризуется тем, что обладает защитой от пыли и влаги, что обуславливает его применение в запыленных помещениях производственного и учебного типа. В бытовых условиях допускается использование двухламповых светильников 2х36, имеющих потолочный или накладной типы и используемые в ванных комнатах при наличии специальной защиты от брызг. Конструкции 2х36 растрового типа монтируются в офисные помещения, обеспечивая в них направленность лучей во все стороны, как от стен, так и от потолка.

Общий принцип работы элемента

Внутри ламп дневного света находится электропроводная газовая среда, обладающая отрицательным сопротивлением. Это проявляется в том, что при повышении тока между электродами существенно снижается напряжение.

Компенсирует этот момент и обеспечивает корректную работу осветительного прибора, подключающийся в систему управления балластник.

Когда большая по величине сила тока поступает на любой люминесцентный прибор, он может выйти из строя. Чтобы этого не случилось, в конструкцию лампы включается балласт, исполняющий функции преобразователя

Он же на краткий период повышает общее напряжение и помогает люминесцентам зажечься, когда в центральной сети для этого не хватает ресурса. Дополнительные функции модуля варьируются в зависимости от его конструкционных особенностей и типа исполнения.

Виды

Специалисты все люминесцентные лампы по характеристикам делят на две категории:

• Общего назначения. Это приборы мощностью в пределах 15-80 ватт.
• Специальные: до 15 ватт – это приборы, которые считаются маломощными, и свыше 80 ватт – это сверхмощные.

Основная характеристика ламп общего назначения – это имитация естественного света. То есть практически полное соответствие его цветовым и спектральным характеристикам.

Люминесцентные лампы делятся по нескольким техническим показателям.

• По световому разряду на тлеющие и дуговые.
• По типу излучения: естественный свет, ультрафиолетовый и цветные.
• По форме стеклянной трубки на трубчатые и фигурные.
• По распределению светового потока: ненаправленные и направленные. Кстати, к направленным относятся люминесцентные источники света щелевого типа, панельного, рефлекторного и так далее.

Теперь что касается энергосбережения. Когда разговор заходит о лампе мощностью 36 Вт, необходимо сказать, что это аналог точно такого же прибора только мощностью 40 Вт. Почему? Современные технологии позволяют изменить конструктивные особенности световых приборов за счет использования более качественных и современных материалов, плюс измененные технологические процессы. Так вот в люминесцентных лампах из категории энергосберегающих используется более качественный люминофорный слой и новейшая конструкция (более эффективная) электродного блока. Это привело к тому, что на рынке появились лампы люминесцентные с меньшей мощностью, но с более эффективным световым потоком. И как большое эффективное добавление – это уменьшение диаметра самой стеклянной трубки в 1,6 раза.

Теперь чтобы разобраться в маркировке люминесцентных ламп, необходимо рассмотреть рисунок ниже. На нем четко показано, что обозначают буквенные и цифровые показатели маркировки.

Маркировка

Так как нас интересуют технические характеристики люминесцентной лампы 36 Вт, то для примера разберем маркировку ЛБ-36. Буква «Л» обозначает, что это люминесцентная лампа, буква «Б», что она белого цвета, и соответственно 36 – это ее мощность.

Что касается других видов, то можно отметить:

• ЛТБ с теплым белым цветом. Такие источники света имеют слегка розовый оттенок.
• ЛД – приближенный к дневному свету. Соответственно ЛДЦ – это цветные аналоги данного типа.
• ЛХБ (холодно-белый) – это промежуточный вариант между ЛБ и ЛД.

И еще некоторые технические характеристики:

• Яркость (средняя) – 6-11 Кд/м².
• Такие лампы излучают переменный световой поток (имеется в виду во времени) при их подключении к сети с переменным напряжением.
• Коэффициент пульсации у ЛБ 23%, у ЛДЦ – 43%.
• Если увеличить номинальное напряжение сети, то яркость свуечения самой лампы также увеличивается. Конечно, то же самое относится и к мощности.
• Если световой поток люминесцентной лампы после 70% времени ее эксплуатации составляет 70% от номинала, то эта лампа качественная.
• Срок службы лампы 36 Вт: минимальный – 4800 часов, средний – 12000 часа.

Кстати, европейская маркировка сильно отличается от российской. Здесь степень излучения света маркируется числами. Но самое интересное, что у каждого производителя маркировка отличается. К примеру, у 765 обозначает холодный цвет, 640 – теплый. У : 54 – это холодный, 33 – это теплый.

Достоинства и недостатки

К достоинствам люминесцентных ламп можно отнести:

• Приличный коэффициент полезного действия.
• Спектр свечения расширенный.
• Приличный срок эксплуатации.
• Наличие цветных аналогов, специальных (ультрафиолетовых, бактерицидных).

Недостатки:

• В конструкции прибора используются вредные для организма человека вещества.
• Утилизировать их можно только в специально отведенных местах, что очень неудобно.

Для запуска необходим специальный дроссель. А это усложняет и удорожает конструкцию.

Люминесцентная лампа: принцип действия, достоинства и недостатки

— Принцип действия люминесцентных ламп

— Достоинства и недостатки люминесцентных ламп

Принцип действия Принцип действия люминесцентной лампы низкого давления основан на дуговом разряде в парах ртути низкого давления. Получающееся при этом ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимое в слое люминофора, покрывающего внутренние стенки лампы. Лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие по два электрода, между которыми находится катод в виде спирали. В трубку лампы введены пары ртути и инертный газ, главным образом аргон. Назначением инертных газов является обеспечение надежного загорания лампы и уменьшение распыления катодов. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой люминофора. Если к электродам, вставленным в концы стеклянной трубки, которая заполнена разряженным инертным газом или парами металла, приложить напряжение из расчета не менее 500. 2000 В на 1 м длины трубки, то свободные электроны в полости трубки начинают лететь в сторону электрода с положительным зарядом. Когда к электродам приложено переменное напряжение, направление движения электронов изменяется с частотой приложенного напряжения.В своем движении электроны встречаются с нейтральными атомами газа — заполнителя полости трубки — и ионизируют их, выбивая электроны с верхней орбиты в пространство. Возбужденные таким образом атомы, вновь сталкиваясь с электронами, снова превращаются в нейтральные атомы. Это обратное превращение сопровождается излучением кванта световой энергии. Каждому инертному газу и парам металла соответствует свой спектральный состав излучаемого света: . трубки с гелием светятся светло-желтым или бледно-розовым светом; • трубки с неоном — красным светом; трубки с аргоном — голубым светом. Смешивая инертные газы или нанося люминофоры на поверхность разрядной трубки, получают различные оттенки свечения. Люминесцентные лампы дневного и белого света выполняют в виде прямой или дугообразной трубки из обычного стекла, не пропускающего короткие ультрафиолетовые лучи. Электроды изготавливают из вольфрамовой проволоки. Трубку заполняют смесью аргона и паров ртути. Внутри поверхность трубки покрыта люминофором — специальным составом, который светится под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в парах ртути. Аргон способствует надежному горению разряда в трубке.

Достоинства люминесцентных ламп. Основным преимуществом люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются: . более высокий коэффициент полезного действия (15. 20%), высокая световая отдача и в несколько раз больший срок службы. Таким образом, при затрате той же мощности достигается значительно большая освещенность по сравнению с лампами накаливания; . правильный выбор ламп по цветности может создать освещение, близкое к естественному; о благоприятные спектры излучения, обеспечивающие высокое качество цветопередачи; . люминесцентные лампы значительно менее чувствительны к повышениям напряжения, поэтому их экономично применять на лестничных клетках и в помещениях, освещаемых ночью, когда в сети напряжение повышено. Лампы накаливания (очень чувствительные к повышениям напряжения) быстро перегорают; . малая себестоимость; . низкая яркость поверхности и ее низкая температура (до 50 °С) Недостатки люминесцентных ламп Основным недостатками люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются: « сложность схемы включения; • ограниченная единичная мощность (до 150 Вт); • зависимость от температуры окружающей среды (при снижении температуры лампы могут гаснуть или не зажигаться); » значительное снижение светового потока к концу срока службы; • вредные для зрения пульсации светового потока; » акустические помехи и повышенная шумность работы; в при снижении напряжения сети более чем на 10% от номинального значения лампа не зажигается; » дополнительные потери энергии в пускорегулирующеи аппаратуре, достигающие 25. 35% мощности ламп; • наличие радиопомех; • лампы содержат вредные для здоровья вещества, поэтому вышедшие из строя газоразрядные лампы требуют тщательной утилизации.

Что такое люминесцентная лампа

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

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

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

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.

Подключение с применением электромагнитного балласта или ЭПРА

Особенности строения  не позволяют подключить ЛДС непосредственно в сеть 220 В – работа от такого уровня напряжения невозможна. Для запуска требуется напряжение не ниже 600В.

С помощью электронных схем необходимо последовательно друг за другом обеспечить нужные режимы работы, каждый из которых требует определенного уровня напряжений.

Режимы работы:

• розжиг;
• свечение.

Запуск заключается в подаче импульсов высокого напряжения (до 1 кВ) на электроды, в результате чего между ними возникает разряд.

Отдельные виды пускорегулирующей аппаратуры, перед тем как произвести пуск, нагревают спираль электродов. Накаливание помогает легче запустить разряд, нить при этом меньше перегревается и дольше служит.

После того как светильник загорелся, питание производится переменным напряжением, включается энергосберегающий режим.

В устройствах, выпускаемых промышленностью, используются два вида пускорегулирующей аппаратуры (ПРА):

• электромагнитный пускорегулирующий аппарат ЭмПРА;
• электронный пускорегулирующий аппарат – ЭПРА.

Схемы предусматривают различное подключение, оно представлено ниже.

Схема с ЭмПРА

В состав электрической схемы светильника с электромагнитной пускорегулирующей аппаратурой (ЭмПРА) входят элементы:

• дроссель;
• стартер;
• компенсирующий конденсатор;
• люминесцентная лампа.

В момент подачи питания через цепь: дроссель – электроды ЛДС, на контактах стартера появляется напряжения.

Биметаллические контакты стартера, находящиеся в газовой среде, нагреваясь, замыкаются. Из-за этого в цепи светильника создается замкнутый контур: контакт 220 В – дроссель – электроды стартера – электроды лампы – контакт 220 В.

Нити электродов, разогреваясь, испускают электроны, которые создают тлеющий разряд. Часть тока начинает течь по цепи: 220В – дроссель – 1-й электрод – 2-й электрод – 220 В. Ток в стартере падает, биметаллические контакты размыкаются. По законам физики в этот момент возникает ЭДС самоиндукции на контактах дросселя, что приводит к возникновению высоковольтного импульса на электродах. Происходит пробой газовой среды, возникает электрическая дуга между противоположными электродами. ЛДС начинает светиться ровным светом.

В дальнейшем подсоединенный в линию дроссель обеспечивает низкий уровень силы тока, протекающего через электроды.

Дроссель, подключенный в цепь переменного тока, работает как индуктивное сопротивление, снижая до 30 % коэффициент полезного действия светильника.

Внимание! С целью уменьшения потерь энергии в схему включают компенсирующий конденсатор, без него светильник будет работать, но электропотребление увеличится

Схема с ЭПРА

Внимание! В рознице ЭПРА часто встречаются под наименованием электронный балласт. Название драйвер продавцы применяют для обозначения блоков питания для светодиодных лент

Внешний вид и устройство электронного балласта, предназначенного для включения двух ламп, мощностью 36 ватт каждая.

В схемах с ЭПРА физические процессы остаются прежними. В некоторых моделях предусмотрено предварительное нагревание электродов, что увеличивает срок службы лампы.

На рисунке показан внешний вид ЭПРА для различных по мощности устройств.

Размеры позволяют разместить ЭПРА даже в цоколе Е27.

Компактные ЭСЛ – один из видов люминесцентных могут иметь цоколь g23.

На рисунке представлена упрощенная функциональная схема ЭПРА.

Технические характеристики

Занимаясь поиском ответа на вопрос, какие осветительные приборы лучше прочих подходят для освещения стеллажей с растениями, следует обратить внимание на люминесцентные исполнения. Но предварительно необходимо изучить понравившуюся модель по ее характеристикам, а также оценить степень их соответствия условиям будущей работы

Основные параметры:

1. Напряжение источника питания. Практически все фитолампы данного вида подключаются к электросети 220 В.
2. Мощность. Приборы для освещения растений представлены стандартным рядом исполнений, отличных по мощности: 15, 18, 30, 36, 58 Вт. Принято считать, что величина данного параметра определяет интенсивность свечения лампы. Но если рассматривать люминесцентные источники света, в данном случае наблюдается прямая зависимость между мощностью и габаритами. Например, исполнение с длиной колбы 450 мм характеризуется мощностью 15 Вт, а вариант 1 500 мм – 58 Вт.
3. Тип цоколя. Разные виды лампочек оснащаются разнотипными конструкциями держателей. Например, в линейном источнике света предусмотрен цоколь G13. Более широкий ассортимент моделей у компактных люминесцентных ламп. Так, наиболее распространенный вариант: конструкции с цоколем типа Е27 и Е14. Но встречаются модели, в которых используется штырьковый держатель: G2, G24 (G24Q1, G24Q2, G24Q3), G53, G23, G
4. Срок службы таких ламп заметно варьируется, на что в первую очередь оказывает влияние качество охлаждения. В среднем указывается продолжительность работы до 10 000 часов. При идеальных условиях эксплуатации люминесцентные лампы смогут проработать и до 20 000 часов. На практике же нередко источники света выходят из строя уже после 7 500 часов работы, что обусловлено их перегревом.
5. Степень защиты. Если планируется устанавливать осветительный прибор для освещения аквариума, лучше выбирать влагозащитные исполнения.

С учетом данных параметров можно подобрать самый подходящий вариант для освещения растений. Но следует учесть и еще одну особенность – тип балласта (пускорегулирующий элемент) для полноценного функционирования источника света. Встречаются электромагнитные и электронные исполнения. Но лучше выбрать последний из названных вариантов, так как он обеспечит более надежную работу осветительного прибора, но стоит дороже.

Как загорается люминесцентная лампа?

Как работает люминесцентная лампа? Функционирование люминесцентного осветительного прибора обеспечивается следующими поэтапными действиями:

• на электроды, расположенные на цокольных штырях, подаётся напряжение;
• высокое сопротивление газовой среды в лампе провоцирует поступление тока через стартер с образованием тлеющего разряда;
• ток, проходящий через электродные спирали, в достаточной степени прогревает их, а разогретые стартерные биметаллические контакты замыкаются, что прекращает разряд;
• после остывания стартерных контактов происходит их полное размыкание;
• самоиндукция вызывает возникновение импульсного напряжения дросселя, достаточного для включения освещения;
• проходящий через газовую среду ток уменьшается, а полное отключение стартера обуславливается недостаточностью напряжения.

Лампы спецназначения

Основным назначением устанавливаемых конденсаторов является эффективное снижение помех

Входные конденсаторы обеспечивают существенное понижение реактивной нагрузки, что важно при необходимости получить качественное освещение и продлить срок службы прибора

Блок 1

Люминесцентные лампы. Виды и работа. Применение и маркировка

Свою историю люминесцентные лампы начинают с газоразрядных приборов, изобретенных в XIX веке. По светоотдаче и экономичности они значительно превосходят лампы накаливания. Применяются для освещения жилых помещений, учреждений, больниц, спортивных сооружений, цехов производственных предприятий.

Принцип работы и основные свойства

Чтобы произошел разряд, к колбе с противоположных сторон подсоединены электроды. Напрямую подключать газоразрядные лампы к сети нельзя. Обязательно используется пусковые регулирующие устройства – балласты.

Если число включений не превышает 5 раз в день, то люминесцентный источник гарантированно прослужит 5 лет. Это почти в 20 раз больше, чем для ламп накаливания.

Среди недостатков люминесцентных ламп выделяют:

• Нестабильную работу при низкой температуре.
• Необходимость в правильной утилизации из-за паров ртути.
• Присутствие мерцания, для борьбы с которым требуется усложнять схему.
• Сравнительно большие размеры.

Однако люминесцентные лампы чрезвычайно экономичны, поскольку потребляют мало энергии, дают больше света и дольше работают. Не удивительно, что они заменили обычные лампочки почти во всех учреждениях и на предприятиях.

Разновидности люминесцентных ламп

Лампы бывают низкого и высокого давления. Трубки низкого давления устанавливают в помещениях, высокого давления – на улицах и в мощных осветительных приборах.

Ассортимент люминесцентных осветительных приборов довольно широк. Они отличаются размером и формой трубки, типом цоколя, мощностью, цветовой температурой, светоотдачей и другими характеристиками.

В зависимости от формы трубки люминесцентные лампы бывают:

• Трубчатыми (прямыми), обозначаются буквой Т или t, имеют прямую форму.
• U-образными.
• Кольцевыми.
• Компактными, применяются для светильников.

Прямые, U-образные и кольцевые типы объединят в один вид линейных ламп. Наиболее часто встречаются осветительные приборы в форме трубок. После буквы T или t стоит число. Оно указывает на диаметр трубки, выраженный в восьмой части дюйма. Т8 означает, что диаметр составляет 1 дюйм или 25,4 мм, Т4 – 0,5 дюйма или 12,7 мм, Т12 – 1,5 дюйма или 38,1 мм.

Чтобы сделать лампу более компактной, ее колбу изгибают. Для запуска таких ламп используют встроенный электронный дроссель. Цоколь делают либо под стандартные лампы, либо под специальные светильники.

Цоколь люминесцентной лампы может быть типа G (штырьковый с двумя контактами) или типа E (винтовой). Последний тип применяется в компактных моделях. Цифры после буквы G указывают на расстояние между контактами, а после буквы E – диаметр в миллиметрах.

Как определить яркость лампы — уровень освещенности

Краткий ликбез: люмены (Лм) — величина светового потока, показывает, сколько света Вы получите от лампочки, а люксы (Лк) — отношение светового потока к единице площади (1Лк = 1Лм/1 м.кв.). Как узнать, сколько света дает лампочка? Зная ее мощность в ваттах, это легко определить, что:

• привычная ЛОН дает около 11 Лм на 1 Вт,
• люминесцентная около 35-50 Лм на 1 Вт,
• а LED — 80-100 Лм на 1 Вт мощности.

Официальные рекомендации и санитарные нормы

При определении норм освещения в Украине по сей день опираются на пункты СНиП 11-4-79 «Естественное и искусственное освещение» (жилых, общественных и вспомогательных зданий).

Вот несколько официальных рекомендаций:

1. Освещенность при выполнении работы высокой точности (например, кройки, шитья или вышивания):

• при общем освещении от 200 Лк (при условиях светлого/среднего фона и среднего/высокого контраста с объектом различения) до 500 Лк (темный фон, малый контраст с объектом различения);
• коэффициент пульсации освещенности: не более 15%;
• цветопередача Ra — от 85.

2. Уровень искусственного освещения учебных помещений школ при использовании люминесцентных ламп 300 Лк (при коэффициенте пульсации 10% для детских дошкольных и общеобразовательных учреждений).

А вот современные европейские стандарты по освещению рабочих мест рекомендуют для письма, печатания и чтения уровень освещенности 500 Лк и цветопередачу Ra = 80, коэффициент пульсации 10%.

Как измерить люксы — уровень освещенности?

Количество люксов (поток освещенности на единицу площади) равняется количеству люмен только в непосредственной близости от лампочки. Чем дальше, тем меньше остается люксов.

Так, люминесцентная лампочка Delux Full-spiral T2 6400К мощностью 15 Вт дает световой поток 800 Лм. Это значит, что на расстоянии 10-15 см от нее освещенность составит около 800 Лк на 1 кв. м. А вот ближе к полу, на расстоянии 2 м от лампочки, освещенность всего 200 Лк. Поэтому светильников должно быть достаточно, и они должны быть распределены равномерно по комнате.

Чтобы измерить освещенность по всему помещению, можно использовать портативный люксометр. Его стоимость относительно невысокая: около 20-30$. И так Вы точно узнаете реальное количество света на поверхности рабочего стола, у зеркала или возле ночника.

Принцип действия

Люминесцентный источник света — это газоразрядный прибор. В середине устройства создан вакуум и помещён редкий газ с малым содержанием ртути. В торцы осветительного прибора припаиваются выводы, электроды. На них впоследствии подаётся электрический ток. Под его действием происходит ионизация газа и ультрафиолетовое свечение. Люминофор, нанесённый по всему основанию стекла, поглощает это свечение и создаёт видимый свет.

С изменением содержания люминофора меняется окрас свечения лампы. В качестве люминофора применяют такие вещества, как галофосфаты кальция и ортофосфаты кальция-цинка. Чтобы устройство включилось, ему перед этим необходимо разогреть свой катод. Для этого применяют пропускание тока или ионную бомбардировку в тлеющем разряде высокой разности потенциалов. Поэтому используется приспособление, включающее в свой состав стартер и дроссель.

При подаче напряжения на катод происходит эмиссия свободных электронов. Затем стартер разрывает цепь прогрева, в то же время дроссель обеспечивает импульс напряжения. Этого импульса хватает для пробоя газа в лампе. Дросселем также ограничивается ток разряда.

Люминесцентные лампы классифицируют по следующим показателям:

• Тип разряда: тлеющий и дуговой.
• Температура излучения: естественная, тёплая, холодная.
• По виду стеклянной трубки: трубчатая и фигурная.
• По направлению светового потока: ненаправленные и направленные.
• Степени энергосбережения.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Существует мнение, что излучаемый рассматриваемыми лампами свет неприятен для глаз, а предметы имеют искаженный цвет. Это происходит по нескольким причинам:

• Синие и зеленые линии в спектре.
• Неправильно подобранного типа ламп, в нем использован не тот, что требуется в конкретных условиях люминофор.

В ЛЛ, которые относятся к недорогим, используется галофосфатный люминофор, его спектр излучения преимущественно желтый и синий, красного и зеленого значительно меньше. Для глаза свет воспринимается как белый, но при отражении от предметов их цвет выглядит искаженным. Но у таких источников света существенное преимущество – они обеспечивают наивысшую светоотдачу.

Люминесцентные лампы с разным люминофором

В более дорогих лампах наноситься трехполосный и пятиполосный люминофор. Он обеспечивает более равномерное распределение излучения в части видимого спектра. Как результат, предметы, от которых он отбивается, выглядят более естественными.

Проверка работоспособности системы

После подключения люминесцентной лампы следует убедиться в ее работоспособности и в исправности пускорегулирующих устройств. Для проведения испытаний понадобится тестер, с помощью которого проверяют катодные нити накала. Допустимый уровень сопротивления — 10 Ом.

Если тестер определил сопротивление как бесконечное, необязательно выбрасывать лампочку. Данный источник света еще сохраняет функциональность, но использовать его нужно в режиме холодного запуска. В обычном состоянии контакты стартера разомкнуты, а его конденсатор не пропускает постоянный ток. Иными словами, прозвон должен показывать очень высокое сопротивление, которое иной раз достигает сотен Ом.

После прикосновения щупами омметра дроссельных выводов сопротивление постепенно снижается до постоянной величины, присущей обмотке (несколько десятков Ом).

Достоверно определить межвитковое замыкание в дроссельной обмотке, используя обычный омметр, не получится. Однако если в приборе есть функция замера индуктивности и данные по ЭмПРА, несоответствие значений укажет на наличие проблемы.