Преимущества и недостатки люминесцентных ламп | Центр физики частиц и высоких энергий НИИ ЯП БГУ
соотношении между энергией возбуждающих квантов и энергией квантов, испускаемых люминофором. Не исключена возможность и такого подбора люминофоров и газа, наполняющего трубку, при котором происходил бы «размен» ультрафиолетового кванта на два видимых.
Разумеется, не следует пренебрегать уменьшением и других непроизводительных затрат энергии, например нагреванием электродов и теплом, выделяющимся в катушке самоиндукции.
Состав света. Благодаря большому разнообразию люминофоров можно составлять их смеси с любым желаемым составом света. Кроме света, очень близкого к дневному («лампы дневного света»), можно получать разные оттенки белого света («лампы белого света», «лампы тёпло-белого света») и свет всевозможных цветов.
Возможность получения света любого состава является одним из главных преимуществ люминесцентных ламп по сравнению с лампочками накаливания.
Яркость. Смотреть прямо на нить лампочки накаливания, даже самой слабой, неприятно. Глаз быстро утомляется и теряет чувствительность. Это связано с тем, что свет излучается с очень маленькой поверхности. В светотехнике говорят «яркость источника велика», причём под яркостью подразумевают силу света с каждого квадратного сантиметра источника. Большая яркость неприятна и вредна для зрения.
Чтобы уменьшить яркость лампочек накаливания, приходится применять абажуры и колпаки, снижающие и без того низкую экономичность лампочек.
У люминесцентной лампы поверхностью излучения является вся трубка. Поэтому яркость люминесцентных ламп в сотни раз меньше яркости лампочек накаливания, и применять их можно даже без защитной арматуры.
Срок службы. Средний срок службы лампочки накаливания— 1000 часов. Прогорев этот срок, лампочка погибает, так как к этому времени у неё обычно перегорает нить. Люминесцентные лампы в два-три раза более долговечны.
Кроме того, они обычно выходят из строя не сразу, а постепенно, работая всё хуже и хуже и как бы предупреждая о необходимости замены. Сначала уменьшается поток света, который даёт лампа, затем она начинает труднее зажигаться и, наконец, совсем перестаёт работать. Сроком её службы считается не время горения до полного выхода лампы из строя, а время, в течение которого поток света уменьшается приблизительно на 20%.
Следует заметить, что срок службы лампы зависит от того, как часто она включается. При включении лампы напряжение значительно выше, чем при её горении, а это приводит к распылению электродов. Поэтому люминесцентная лампа тем долговечнее, чем дольше она каждый раз горит непрерывно.
Мелькание света. Мы знаем, что переменный ток, которым мы пользуемся для освещения, сто раз в секунду меняет направление. Лампочка накаливания этих перемен
Световой поток | Светодиодная лампа | Лампа накаливания | Люминесцентная лампа |
люмен | ватт | ватт | ватт |
450 | 4-5 | 40 | 9-13 |
800 | 6-8 | 60 | 13-15 |
1,100 | 9-13 | 75 | 18-25 |
1,600 | 16-20 | 100 | 25-30 |
2,600 | 25-28 | 150 | 30-55 |
Люминесцентные лампы – это какие? Типы люминесцентных ламп
В январе нынешнего года компания General Electric (GE) объявила о прекращении выпуска в США компактных люминесцентных ламп к концу 2016-го. Новая светодиодная технология смела со своего пути успевшую стать привычной люминесцентную, как когда-то она сама свергла “правление” ламп накаливания, изобретённых основателем GE Томасом Эдисоном.
Так что же собой представляет люминесцентная лампа?
Люминесцентные лампы – это ртутные газоразрядные осветительные приборы низкого давления, в которых для излучения видимого света используется флюоресценция. Электрический ток в газе возбуждает пары ртути, которые начинают излучать свет в ультрафиолетовом диапазоне, что вызывает свечение внутреннего фосфорного покрытия.
Различают следующие типы люминесцентных ламп: с холодным катодом, горячего запуска и электролюминесцентные.
Горячий запуск
Наиболее распространёнными являются лампы горячего запуска. Источник света такого типа состоит из стеклянной колбы, наполненной инертным газом (как правило, аргоном) низкого давления. С каждой стороны колбы расположен электрод из вольфрама. Балласт регулирует мощность электродов. В старых лампах для их запуска использовался стартёр. В современных используются электронные пускорегулирующие аппараты.
Они в чём-то напоминают лампы накаливания. Начальное свечение производится разогретой спиралью из вольфрама, но затем электрический разряд в смеси паров ртути и инертных газов вызывает ультрафиолетовое излучение. Особый состав, который покрывает стенки колбы, поглощает ультрафиолет и излучает видимый свет. Называется он люминофором и является смесью соединений на основе фосфора. Благодаря ему таких ламп превосходит мощность излучения ламп накаливания в несколько раз. Нить накаливания продолжает светиться и по окончании розжига, но только для поддержания разряда.
Для создания необходимо высокое напряжение. Чем холоднее колба, тем выше этот параметр. Но, поскольку высокие показатели опасны, были разработаны средства «разогрева» колбы для снижения напряжения.
Один из методов разогрева заключается в использовании стартера. При подаче напряжения зажигается разрядная лампа, нагревающая биметаллические контакты. Контакты замыкаются, шунтируют её, и электрический ток нагревает которые, в свою очередь, нагревают и ионизируют инертный газ. Остыв, биметаллические контакты размыкаются, подавая всё напряжение, а также энергию дросселя на электроды. Если разряда не произойдёт, то процесс повторится снова. После зажигания лампы стартер отключится, так как его сопротивление намного превышает сопротивление плазмы.
В современных системах быстрого старта электроды постоянно подогреваются, а дуга инициируется заземлённым рефлектором или стартовой полосой.
Люминесцентные лампы с холодным катодом
Холоднокатодные люминесцентные лампы – это приборы, температура катода которых не превышает 150 °C по сравнению с 900 °C ламп горячего запуска. Рабочее напряжение – 600-900 В, пусковое — 900-1600 В. Свет излучается ионизированным газом, для создания которого необходимо высокое напряжение. Разряд возникает при пробое пространства между электродами. Газ в лампе в нормальных условиях является диэлектриком, но в электрическом поле ионы и электроны приходят в движение. При подаче высокого напряжения электрическое поле настолько разгоняет заряженные частицы, что они, сталкиваясь с молекулами газа, выбивают из них электроны. Вновь созданные ионы и электроны также задействуются в ионизации: процесс становится лавинообразным.
В лампах горячего пуска разряд является дуговым, а источниках света холодного разряда — тлеющим. Постепенно ртуть переходит из жидкого состояния в газообразное. Электроны, сталкиваясь с атомами ртути, инициируют выделение энергии и интенсивное излучение в ультрафиолетовой области. Свет излучается люминофорным покрытием внутри колбы. Ртуть излучает фотоны, которые возбуждают атомы фосфора, увеличивая энергию его электронов. При возвращении электронов в начальное состояние атомы фосфора излучают световую энергию.
Электролюминесцентные лампы
Излучение света в электролюминесцентных лампах происходит благодаря прохождению электрического тока прямо через фосфоросодержащие материалы с эффектом нетермического преобразования электроэнергии в световую. Данный эффект также используется в светодиодах (LED) и (OLED). Электролюминесцентные лампы отличаются от светодиодов тем, что в последних свет излучается в p-n переходе – месте соединения двух полупроводников, а у первых свет излучается всем слоем-активатором.
Высоковольтный переменный электрический ток проходит через тонкий слой фосфора или полупроводника, что имеет следствием излучение им света. Два слоя твёрдого вещества, один из которых прозрачен, действуют подобно электродам, а порошкообразный фосфор или проводник между ними светится, когда электроны проходят сквозь него.
Аргументы за
- Такие осветительные приборы могут служить в десятки раз дольше ламп накаливания при условии стабильного питания без значительных колебаний напряжения и ограничения количества включений. При включении на электродах выгорает и осыпается специальный состав, предохраняющий вольфрамовую нить от перегрева и обеспечивающий стабильность разряда, что уменьшает срок службы источника света. Концы колбы темнеют, и лампа начинает мерцать.
- Светоотдача люминесцентных ламп на единицу потребляемой мощности примерно в 3-4 раза больше, чем у ламп накаливания.
- Они разнообразны по цвету, их спектр излучения ближе к солнечному.
- Рассеянное свечение со всей поверхности колбы, а не вольфрамовой нити.
Минусы
- Относительно большая стоимость.
- Люминесцентные лампы – это потенциальный источник опасности, так как каждая колба содержит до 5 мг ртути, которая очень токсична и может нанести вред здоровью и окружающей среде.
- чувствительны к пониженным и повышенным температурам.
Могут не работать при температуре воздуха ниже -20 °C и выше +50 °C.
- Чувствительны к влажности.
- Задержка включения, так как требуется время для разогрева лампы.
- Непривычный для зрения световой спектр, следствием чего является искажение цветовосприятия. Мерцание с частотой вдвое выше частоты электросети.
Критерии выбора
1. Форма и размеры. Стеклянные колбы и патроны сильно отличаются по этим параметрам. Обычной формой люминесцентных светильников является прямая трубка. Диаметр ее кратен одной восьмой дюйма. Так, размер лампы диаметром в 1 дюйм – T8. Размер варьируется от T2 до T17. Компактные люминесцентные лампы, как правило, имеют форму U-образную и спиралевидную. Конечно, внешний вид не оказывает влияния на работу лампы, но спиральные модели стоят немного дороже, так как их производство сложнее.
2. Старт. Возможен со стартером, электронным или с электромагнитным балластом.
3. Мощность. Колеблется от 3 до 85 Вт. Световой поток ламп накаливания в 3-4 раза ниже, чем у люминесцентных, поэтому выбирать необходимую мощность следует, исходя из требуемой яркости. Люминесцентные лампы, мощность которых равна 25-30 Вт, заменят обычнгые 100-ваттные электроприборы. Для замены 75-ваттной достаточно энергосберегающего источника света в 9 Вт. А люминесцентные лампы, мощность которых составляет 15 Вт, смогут заменить лампу накаливания мощностью 60 Вт.
Таблица отношения светового потока и потребляемой мощности ламп разных типов поможет разобраться во всех нюансах.
Световой поток | Светодиодная лампа | Лампа накаливания | Люминесцентная лампа |
4.
- байонет B;
- винтовой (эдисоновский) цоколь E;
- односторонние двухконтактные G.
Число после буквы обозначает либо диаметр цоколя типа B или E, либо расстояние между контактами в мм в цоколях типа G.
В основном в люстрах и бра используются компактные люминесцентные лампы с цоколем Е27 диаметром 27 мм и миньоны Е14 диаметром 14 мм.
5. Цветность света. Соответствует температуре чёрного тела, излучающего с определённой хроматичностью. При повышении температуры синяя часть спектра увеличивается, а красная уменьшается. Измеряется в кельвинах. Субъективное ощущение человека, смотрящего на свет определённой цветности, называется цветовым ощущением. Основные цветности света и соответствующее им цветоощущение:
- 2700 К – сверхтёплый белый;
- 3000 К – тёплый белый свет;
- 3500 K – белый свет;
- 4000 К – холодный белый свет;
- 5000 К и больше – дневной свет.
6. Цветопередача. Показывает, насколько естественно выглядят окружающие предметы в свете лампы. Измеряется коэффициентом цветопередачи Ra. Источники света с равной цветностью могут иметь разную цветопередачу по причине разного спектра излучаемого света. Для солнечного света коэффициент равен 100.
Маркировка
Производители светильников отмечают изделия по-разному.
В США люминесцентные лампы обычно маркируются по шаблону FxxTy, где F обозначает тип (англ. fluorescent, люминесцентный), первое число xx – либо мощность в ваттах, либо длину в дюймах, T -форму (англ. tubular, трубчатый) и последнее число y – диаметр в 1/8 дюйма (3.175 мм).
- WW – Warm White, тёплый белый.
- CW – Cool White, холодный белый.
- N – Neutral, нейтральный.
- D – Daylight, дневной свет.
- WWX – Deluxe Warm White, тёплый белый с высокой цветопередачей.
- CWX – Deluxe Cool White, холодный белый с высокой цветопередачей.
- BLB – Blacklight, ультрафиолет.
В самом конце маркировки обозначены особенности устройства:
- RS – Rapid Start, быстрый старт.
- IS – Instant Start, мгновенный старт.
- HO – High Output, высокая эффективность.
Характеристики люминесцентных ламп
Декоративная лампа General Electric Candle T2 мощностью 9 Вт выпускается с цоколями E14 и E27, номинальным световым потоком 405 люмен, тёплой белой и дневной температурой цвета (2700 К и 6500 К), индексом цветопередачи 82 Ra. Применяется в люстрах и других светильниках с видимой колбой в помещениях, коридорах и холлах торговых залов, гостиниц, ресторанов, жилищ.
Продукция Philips
Master TL-D 90 De Luxe – лампа люминесцентная G13, T8, с индексом цветопередачи 93 Ra8, цветовой температурой 65000 К – холодный дневной свет. Выпускается в трёх модификациях:
- 18W/965 1SL – лампы люминесцентные 18 Вт с номинальным световым потоком 1150 люмен и номинальной световой отдачей 63,9 Лм/Вт;
- 58W/965 1SL – 58-ваттные источники света с номинальным световым потоком 4550 люмен и номинальной световой отдачей 77,8 Лм/Вт;
- 36W/965 1SL – лампы люминесцентные 36 Вт с номинальным световым потоком 2800 люмен и номинальной световой отдачей 77,8 Лм/Вт.
Высокий индекс цветопередачи позволяет увидеть богатые, сочные и натуральные цвета, что делает лампу незаменимой в больницах, типографиях, салонах красоты, музеях, кабинетах стоматологии и магазинах. Лампы отличаются люминесцентным покрытием высокого качества с применением трёхполосного фосфора и почти полным отсутствием снижения уровня освещения.
Master TL-D Xtreme 36W/840 1SL – лампа люминесцентная 36-ваттной мощности, двухштыревая, холодного белого цвета с индексом цветопередачи 85 Ra8, номинальным световым потоком 3250 люмен, номинальной светоотдачей 90 Лм/Вт. Её особенностью является повышенный срок службы, достигающий 66 000 часов, что важно для мест, где высока стоимость замены ламп по причине высоты помещения, необходимости прерывания работы, или там, где свет горит постоянно – в тоннелях, буровых установках, в условиях непрерывного производства.
Master PL-C 18W/830/2P 1CT – двухконтактная люминесцентная лампа 18-ваттной мощности с G24d-2-цоколем, тёплого белого цвета 3000 К, с индексом цветопередачи 82 Ra8, номинальным световым потоком 1200 люмен, номинальной светоотдачей 67 Лм/Вт. Предназначена для общего верхнего освещения в заведениях досуга, розничной торговли и офисных зданиях. Лампа люминесцентная Philips Master Pl-C использует оригинальную технология мостового подключения, гарантирующую оптимальную работу, лучшее освещение и высокую эффективнось. Двухконтактная модель имеет извлекаемый цоколь и используется с ЭМПРА.
Энергосберегающие источники света от Osram
Osram выпускает компактные лампы люминесцентные 18 Вт DSST FCY 18 W/825 E27 тёплого цвета 2500 K, с индексом цветопередачи 80, световым потоком 1050 люмен и патроном E27. Прибор способен выдержать очень большое число пусковых циклов – до 1 млн.
Osram Lumilux T9 C – 29-мм кольцеобразный светильник с патроном G10Q, 22 Вт, цветовой температурой 2700 К, индексом цветопередачи 80-89, номинальным световым потоком 1350 люмен и номинальной светоотдачей 61 Лм/Вт. Предназначена для общественных зданий, ресторанов, производств, магазинов, супермаркетов, гостиниц. Его отличают экономичность, хорошее качество света, превосходный световой поток, равномерное освещение без теней. Допускается регулировка яркости.
L 36 W/840-1 – 1-метровые линейные лампы, люминесцентные, 36 Вт, с цоколем G13 base, цветовой температурой 4000 К, номинальным световым потоком 3100 люмен, индексом цветопередачи 80 Ra, номинальной светоотдачей 86 Лм/Вт. Предназначены для освещения общественного транспорта.
Endura 70 W/830 – безэлектродный источник света Osram мощностью 70 Вт, номинальным световым потоком 6200 люмен тёплого белого цвета температурой 3000 К, индексом цветопередачи 80-90 Ra и светоотдачей 80 Лм/Вт. Применяется для производств, улиц, спортивных площадок. Отличается высоким сроком службы (до 100 000 ч.), экономичностью, высоким световым потоком, мгновенным запуском.
Безэлектродные люминесцентные лампы – это устройства, у которых разряд происходит в высокочастотном электромагнитном поле, создаваемом магнитопроводами на колбе. Магнитопроводы играют роль первичной обмотки трансформатора, а газовый разряд – вторичной. Характеристики люминесцентных ламп этого типа сводятся к следющему: приборы отличаются стабильностью, они долго служат благодаря отсутствию разрушающихся электродов.
DSST SENSOR CL A 15 W/827 E27 – люминесцентная лампа мощностью 15 Вт, номинальным световым потоком 870 люмен, тёплым белым светом температурой 2700 К. Отличается повышенной эффективностью благодаря автоматическому отключению в светлое время суток. Предназначена только для наружного применения.
ЛОЛ – что это значит? Каково происхождение этого буквосочетания и устойчивого выражения? Часто в интернете, особенно в чатах и на форумах, можно встретить такие выражения, как «Спасибо, кэп!», «КЕК», «САБЖ» и другие. Особенно часто они встречаются в соц сетях, на форумах, в чатах и блогах. Аббревиатура ЛОЛ используется в интернете при общении, пожалуй, чаще, чем другие подобные слова. Из этой статьи Вы узнаете о происхождении и значении ЛОЛ (LOL).
Аббревиатура LOL образована от английской фраз «Laughing Out Loud» или «Lots of Laughs», что означает «громко смеяться»
Слово ЛОЛ используется часто, потому что оно в некоторых случаях может служить полной заменой смайлику?. Но ЛОЛ имеет более выразительный смысл и означает «громко хохочу», «смешно до коликов», «смеюсь так, что могу упасть со стула».
Использование слова начало набирать обороты в интернете с 2003-го года и достигло пика в 2008-м.
Это слово используется при общении в чатах, форумах, блогах, а также геймерами, чтобы показать, что в данный момент весело и ОЧЕНЬ смешно . Некоторые ЛОЛ используют для выражения сарказма, насмешка, иронии.
Кто не правильно использует слово ЛОЛ?
Некоторые слово ЛОЛ используют НЕ ПРАВИЛЬНО — в качестве оскорбления. Это происходит из-за незнания того, что означает ЛОЛ. И так как ЛОЛ ассоциируется у этих людей с ЛОХ, то и используется в этом значении.
Варианты написания и употребления слова ЛОЛ
- Вариант ЛОЛ или LOL. Аббревиатура от «Laughing Out Loud»;
- Вариант LOOOL. Количество букв «O» в слове часто увеличивают, чтобы подчеркнуть силу смеха;
- Вариант Ы. Возник из-за сходства lol на букву Ы
- Вариант lulz.
Это видоизмененный вариант lol. Означает хохму, прикол.
- Вариант ОЛОЛО. Призван выражать сарказм и иронию.
Правильно писать слово LOL (ЛОЛ) заглавными буквами, как любую аббревиатуру. Но соблюдается это редко, потому что само слово призвано выражать эмоции, одобрение шутки и любые правила могут испортить это главное предназначение слова.
Как Вы знаете, смех может восприниматься разными людьми по-разному. Некоторые могут обижаться даже из-за безобидного смеха. Особенно, если люди страдают комплексами заниженной или завышенной самооценки. Поэтому следует быть всегда осторожным, даже с употреблением этого безобидного и позитивного слова.
Поэтому, я предпочитаю при общении в интернете для выражения эмоции смеха использовать безобидный смайлик или классическое двоеточие и закрывающую скобку «:)».
Ну и конечно никогда не следует опускаться до уровня тех, кто использует слово ЛОЛ в качестве сарказма и оскорбления. Это уж совсем дурной тон.
КЕК — что это значит?
Чтобы поставить точку в теме мемов смеха, нужно еще упомянуть о слове КЕК. Оно также часто используется в соц сетях, на форумах и блогах. КЕК — это, можно сказать, аналог выражения ЛОЛ. Это тоже смех, только с некоторой издевкой. Это ехидный смех: «Кекеке!»
Всем желаю умных, интересных собеседников. Почаще смеяться и радоваться!
В этой статье представлено описание и маркировка основных типов люминесцентных сламп присутствующих на рынке. Приводится детальное описание ламп основных производителей – OSRAM, PHILIPS и GENERAL ELECTRIC. По схеме зажигания лампы бывают нескольких видов – требующие стартера (pre-heat start) и не требующие стартера (rapid start и instant start). Подробнее об этом в описании балластов для ламп.
По диаметру колбы лампы делятся на несколько видов (диаметр измеряется в 8-х дюйма), буква T обозначает tubular форму колбы:
T-5 – пока не являются широко используемыми, поэтому дорогие. У этих ламп светоотдача доходит до 100-110 люмен/ватт. Компактные лампы (power compact) также имеют трубки T5. Сейчас компании, производители ламп, стали выпускать достаточно много ламп этого типа.
T-8 – новые лампы. Они постепенно вытесняют стандартные лампы T-12, имея практически такой же световой поток. Пока данные лампы более дорогие. Помните, что их нельзя ставить в схему питания для лампы T-12 (эти лампы рассчитаны на ток 0.260A, большинство T-12 – 0.430A)
T-10 – неудавшаяся попытка замены T-12.
T-12 – включает в себя большинство стандартных ламп,
Лампы с колбой в виде буквы U, имеют в своем обозначении букву U
Про обозначение компактных ламп (power compact) – ниже.
Про обозначение ламп российского производства написано в отдельном разделе.
По мощности лампы делятся на несколько видов:
Стандартные (T-12 – ток 430A)
High Output (HO) – с током 0.8A. У них мощность больше, соответственно больше и световой поток. Хотя светоотдача при этом меньше, чем у стандартной лампы
Very High Output (VHO) – с током 1.5A
“Экономичные” лампы с пониженной мощностью (Philips – Econ-o-Watt, Osram/Sylvania – SuperSaver) – например, лампа стандартного размера 48″ и обозначенная F40/SS или F40/EW потребляет 34 ватт вместо 40. Света такая лампа дает около 2800 Лм вместо 3200 Лм.
При этом такие лампы бывают всех диаметров и видов. Надо смотреть, чтобы голова кругом не пошла.
По длине лампы тоже бывают любые. Обозначаются лампы обычно:
F15T12/Color/EW – здесь:
15 – номинальная мощность в ваттах. Реальная может быть другой (обращайте внимание на экономичные лампы). К тому же световой поток от лампы зависит от используемого балласта.
T12 – диаметер трубки
Color – цвет (например CW, WW, 850 и т.д.). Таблица с цветами приведена ниже
EW (или SS) – для экономичных ламп
HO – для high output ламп
HF – для ламп, которые используются совместно с высокочастотным электронным балластом.
RS добавляется в обозначении для ламп, которые могут быть включены в схему без стартера (rapid start)
Начальный световой поток измеряется через 100 часов, средний – через 2000 часов. Световой поток имеет свойство ослабевать с течением времени, поэтому лампы лучше заменять чаще.
НОМЕНКЛАТУРА
Стандартные люминесцентные лампы (диаметр трубки – 26 мм).
|
Люминесцентные лампы улучшенной цветопередачи (диаметр трубки – 26 мм).
Лампы с трехслойным люминофором.
|
Лампы с пятислойным люминофором.
|
Специальные люминесцентные лампы (диаметр трубки – 26 мм).
|
Размеры люминесцентных ламп (диаметр трубки – 26 мм).
МАРКИРОВКА
Маркировка люминесцентных ламп различных фирм-производителей различная и содержит в себе основные параметры: тип лампы, ее мощность и цветовые характеристики. Ниже приводится расшифровка маркировки люминесцентных ламп основных производителей – OSRAM, PHILIPS и GENERAL ELECTRIC.
Светотехнические изделия занимают самую многочисленную группу электроприборов в каждом помещении. Лампы являются наиважнейшим элементом быта и в условиях труда человека. Для общего освещения в жилых и не жилых помещениях не рекомендуется сочитать различные разновидности ламп, так как это очень вредно для зрения. Не следует применять одновременно люминесцентные лампы дневного света и лампы накаливания.
К светотехническим характеристикам источников света относится цветовая температура или температура цвета. Это условная величина, описывающая цвет, излучаемый самой лампой, в сравнении с цветом абсолютно “черного тела”, являющимся постоянной величиной. Измеряется эта характеристика в градусах Кельвина (сокращенно К). У ламп накаливания этот показатель близок к температуре накаливаемого тела. Зрение человека воспринимает свет ламп с разными цветовыми температурами по-разному, чем выше температура цвета, тем холоднее воспринимается излучаемый свет.
для стандартных ламп накаливания с мощностью от 40 до 100 Ватт, цветовая температура составляет 2700 – 2900К,
для галогенных ламп накаливания цветовая температура составляет 2900 – 3100К.
для люминесцентных ламп тепло-белый цвет при цветовой температуре 2700 – 3300К, белый нейтральный свет при температуре 3500 – 4500К, а холодно-белый (дневной) свет при 5000 – 6500К.
Постепенно нагреваемый идеальный излучатель (черное тело) испускает свет различной цветовой окраски в зависимости от температур. Цветовой температурой лампы является температура, до которой необходимо нагреть черное тело, чтобы тон испускаемого им света был примерно того же спектрального состава и цветовой окраски, что и свет заданного источника.
Все люминесцентные лампы можно разделить на две большие группы: линейные и компактные. Небольшой ассортимент кольцевых и U-образных ламп можно отнести к линейным, так как они делаются в колбах таких же диаметров и имеют близкие параметры.
Линейные лампы массового применения выпускаются в колбах диаметром 38, 26 и 16 мм (иностранное обозначение – Т12, Т8 и Т5, то есть 12/8, 8/8 и 5/8 дюйма). Немецкая фирма Osram делает еще лампы Т2 диаметром около 7 мм, но эти лампы применяются пока только в сканерах и другой репрографической аппаратуре, а не для общего освещения. В последние годы за рубежом выпуск ламп в колбах диаметром 38 мм практически прекращен. Стандартный ряд мощностей линейных ламп не велик: 4, 6, 8, 13, 15, 18, 20, 30, 36, 40, 58, 65 и 80 Вт. В абсолютном большинстве современных светильников используются лампы только трех номиналов мощности: 18, 36 и 58 Вт. В России еще продолжается выпуск ламп мощностью 20, 40, 65 и 80 Вт в колбах диаметром 38 мм.
Как уже было сказано, лампы разной мощности различаются длиной колб – от 136 до 1514 мм (с цоколями).
В отличие от ламп накаливания, на люминесцентных лампах никогда не указывается напряжение, на которое они должны включаться, так как в зависимости от применяемой схемы включения одна и та же лампа может работать при самых разных напряжениях – как по величине (от нескольких вольт до сотен вольт), так и по роду тока (переменный или постоянный).
Лампы каждой мощности выпускаются с различной цветностью излучения. В России по ГОСТ 6825 установлено пять цветностей белого света: тепло-белый, белый, естественный, холодно-белый и дневной, обозначаемые буквами ТБ, Б, Е, ХБ и Д. Кроме белых ламп разной цветности, производятся цветные люминесцентные лампы – красные, желтые, зеленые, голубые и синие (К, Ж,З,Ги С).
Цветность излучения ламп приблизительно может быть охарактеризована цветовой температурой Гцв. Тепло-белой цветности соответствует 7Цв = 2700 – 3000 К; белой – 7Цв = 3500 К; холодно-белой – 7Цв = 4200 К; естественной – 7Цв = 5000 К; дневной – 7Цв = 6000 – 6500 К.
В маркировке ламп зарубежного производства какого-либо единства нет, каждая фирма маркирует по-своему. Так, Philips все линейные лампы обозначает TL-D, Osram – Lumilux, General Electric – F. После этих букв указывается мощность ламп (18W, 36W, 58W).
По ГОСТ 6825 в маркировке ламп не предусмотрено указание индекса цветопередачи. В отличие от этого, в маркировке всех зарубежных ламп с хорошей и отличной цветопередачей после мощности (через дробь) ставится цифра, характеризующая общий индекс цветопередачи Ra. Если Ra = 90, то пишется цифра 9, при 80
Ведущие зарубежные фирмы часто используют в названиях ламп слова, носящие явно рекламный характер: De Lux, Super, Super de Lux и т.п.
Учитывая большой разнобой в обозначении ламп , часто вводящий потребителей в заблуждение, Международная комиссия по освещению (МКО) разработала и рекомендовала всем странам для использования единую универсальную систему обозначений источников света ILCOS. В соответствии с этой системой все линейные люминесцентные лампы, в том числе и серии Т5, обозначаются буквами FD, кольцевые – FC, далее указывается мощность ламп, общий индекс цветопередачи и цветовая температура.
Серия ламп Т5 с диаметром колбы 16 мм выпускается в двух вариантах – «лампы с максимальной световой отдачей» (фирменное обозначение у Osram – FH , у Philips – HE) и «лампы с максимальным световым потоком» (соответственно FQ и HO). Оба варианта содержат по четыре номинала мощности: первый – 14, 21, 28 и 35 Вт, второй – 24, 39, 54 и 80 Вт. В лампах мощностью 28 и 35 Вт достигнута рекордная для люминесцентных ламп световая отдача – 104 лм/Вт. Все лампы серии Т5 могут работать только с электронными аппаратами. Лампы в колбах диаметром 26 и 38 мм (Т8 и Т12) снабжены цоколями G13, диаметром 16 мм – G5.
Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), в свою очередь, делятся также на две группы: с внешним аппаратом включения и со встроенным («интегрированным») аппаратом включения.
Лампы первой группы делаются мощностью от 5 до 55 Вт. Цилиндрическая колба ламп может быть изогнута один, два, три и даже четыре раза. В литературе такие лампы обычно называются «двух-, четырех-, шести- и восьмиканальными», что в принципе неверно, так как у всех таких ламп разрядный канал только один. Цоколи у всех ламп этой группы – специальные с двумя или четырьмя внешними штырьками. В двухштырьковые цоколи встроены стартеры, и для включения ламп с такими цоколями нужен только дроссель соответствующего типа. С электронными аппаратами такие лампы работать не могут, так как встроенные стартеры и помехоподавляющие конденсаторы мешают работе электронных схем. Лампы с четырехштырьковыми цоколями могут включаться как с обычными дросселями и внешними стартерами, так и с электронными аппаратами (некоторые типы ламп большой мощности могут работать только с электронными аппаратами). Насчитывается около 20 типов цоколей (рис. 1 а, б).
Рис. 1 а.
Рис. 1 б.
В России компактные лампы обозначаются буквами КЛ (компактная люминесцентная) или КЛУ (компактная люминесцентная универсальная, то есть способная работать как с обычными дросселями, так и с электронными аппаратами). Далее в обозначении указывается мощность лампы и цветность излучения.
Все компактные лампы делаются с использованием узкополосных редкоземельных люминофоров, обеспечивающих хорошую цветопередачу, поэтому в маркировке российских ламп присутствует буква Ц. Например, КЛ11/ТБЦ – компактная люминесцентная лампа со встроенным стартером, мощностью 11 Вт, тепло- белой цветности, с улучшенной цветопередачей, допускающая включение только с внешним дросселем; КЛУ9/БЦ – компактная лампа с четырехштырьковым цоколем мощностью 9 Вт, белой цветности, с улучшенной цветопередачей, допускающая включение как с дросселем и стартером, так и с электронным высокочастотным аппаратом.
В России выпускаются КЛЛ только с «единожды» изогнутой трубкой (два линейных светящихся участка) мощностью от 5 до 36 Вт с двухштырьковыми цоколями G23 со встроенным стартером или с четырехштырьковыми цоколями 2G7 (мощностью 5, 7, 9 и 11 Вт) или 2G11 (18, 24 и 36 Вт). В последние годы Опытный завод ВНИИИС в г. Саранске начал делать лампы со встроенным электронным аппаратом включения и цоколем Е27 с четырьмя и шестью линейными участками.
Ассортимент ламп зарубежного производства гораздо шире. Ведущие европейские (Osram, Philips), американские (General Electric, Sylvania) и китайские фирмы делают лампы с дважды-, трижды- и четырежды изогнутыми трубками (4, 6 и 8 светящихся участков), плоские типа 2D, спиральные и др. Фактически каждый типономинал ламп имеет свой особый цоколь, исключающий возможность включения ламп какой-либо одной мощности в арматуру, предназначенную для ламп другой мощности.
Как и для линейных, для компактных ламп каждая фирма имеет свою систему обозначений, затрудняющую ориентировку в ламповом мире и часто ставящую потребителей в тупик при решении вопроса о взаимозаменяемости ламп разных фирм. Например, лампы с цоколем G23 Philips называет PL-S, Osram – Dulux S, Sylvania – Lynx-S, General Electric – F…X. После буквенных обозначений, также как и у линейных ламп, указываются мощность, общий индекс цветопередачи и цветовая температура.
Компактные лампы второй группы (со встроенным аппаратом включения) появились на мировом рынке в 1981 году как прямая альтернатива стандартным лампам накаливания. Эти лампы, как сказано выше, были очень тяжелыми – около 400 граммов – и широкого применения не нашли. Положение коренным образом изменилось в 1986 году, когда Philips, Osram, General Electric одновременно начали промышленный выпуск КЛЛ со встроенными электронными аппаратами включения и цоколями Е14 и Е27. Лампы имеют массу не более 100 граммов; размерами, а часто и формой напоминают привычные лампы накаливания; цветность излучения, как правило, тепло-белая, что также близко к лампам накаливания. Началась широкая рекламная кампания, для чего в Германии фирма Osram какое-то время даже раздавала лампы бесплатно.
Рекламные акции сделали свое дело, и спрос на КЛЛ с цоколями Е27 и Е14 повсеместно начал расти, что привело к соответствующему росту их производства. Сейчас в мире делается уже более 200 миллионов таких ламп в год, из них около 100 миллионов – в Китае. К сожалению, в нашей стране производится не более 10 тысяч таких ламп в год.
Компактные люминесцентные лампы с цоколями Е27 или Е14 обладают целым рядом преимуществ перед лампами накаливания и «неинтегрированными» КЛЛ: их световая отдача примерно в 5 раз выше, срок службы в 8-10 раз больше, лампы просто вкручиваются в патроны, не гудят, не мигают при включении, горят непульсирующим светом. Недостаток у них фактически один – высокая цена. Иностранные экономисты подсчитали, что при существующих в Европе и США ценах на электроэнергию срок окупаемости КЛЛ составляет 2 – 3 года при работе ламп около 3-х часов в сутки.
Лампы с интегрированным аппаратом включения классифицируются по мощности и цветности излучения. Как и у ламп первой группы, какого-либо единства в обозначении интегрированных КЛЛ нет – каждая фирма обозначает по-своему. По международной системе ILCOS все КЛЛ со встроенным аппаратом включения должны называться FSQ.
В России такж минала КЛЛ со вст ратом включения трубкой (рис. 2). Такие лампы типа «Аладин» или СКЛЭН мощностью 11, 13 и 15 Вт в небольших количествах делает Московский электроламповый завод.
Рис. 2. Спиральные люминесцентные лампы типа «Алалин»
В таблицах 1, 2, 3 и 4 приводятся параметры некоторых типов люминесцентных ламп отечественного и импортного производства.
Таблица 1
|
Таблица 2
“Срок службы ламп – 18000 часов при среднем спаде светового потока 10 %. Таблица 3 Параметры КЛЛ со встроенными аппаратами включения |
Мощность, | Световой | Габариты, мм | ||||
поток, лм | ||||||
С двумя линейными |
Подключение люминесцентной лампы без дросселя и стартера: схемы
Люминесцентные трубчатые лампы долгое время были популярны в освещении помещений любой площади. Они долго работают и не перегорают, а значит их нужно значительно реже обслуживать. Основная проблема — это не перегорание самой лампочки (выгорание спирали и люминофора), а выход из строя пускорегулирующей аппаратуры. В этой статье мы расскажем, как выполнить подключение люминесцентной лампы без дросселя и стартера, а также запитать от низковольтного источника постоянного тока.
Классическая схема включения люминесцентных ламп
Несмотря на технический прогресс и все преимущества электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА), и по сей день часто встречается схема включения с дросселем и стартером. Напомним, как она выглядит:
Люминесцентная лампа — это колба, которая конструктивно выполняется как прямая и закрученная трубка, наполненная парами ртути. На её концах расположены электроды, например, спирали или иглы (для изделий с холодным катодом, которые используются в подсветке мониторов). Спирали имеют два вывода, к которым подается питание, а стенки колбы покрыты слоями люминофора.
Принцип работы стандартной схемы подключения люминесцентной трубки с дросселем и стартером довольно прост. В первый момент времени, когда контакты стартера холодны и разомкнуты – между ними возникает тлеющий разряд, он нагревает контакты и они замыкаются, после чего ток течет по такой цепи:
Фаза-дроссель-спираль-стартер-вторая спираль-ноль.
В этот момент под воздействием протекающего тока разогреваются спирали, при этом остывают контакты стартера. В определенный момент времени контакты от нагрева изгибаются и цепь разрывается. После чего, за счет энергии, накопленной в дросселе, происходит всплеск напряжения и в лампе возникает тлеющий разряд.
Такой источник света не может работать напрямую от сети 220В, потому что для ее работы нужно создать условия с «правильным» питанием. Рассмотрим несколько вариантов.
Питание от 220В без дросселя и стартера
Дело в том, что стартеры периодически выходят из строя, а дроссели перегорают. Всё это стоит не дешево, поэтому есть несколько схем для подключения светильника без этих элементов. Одну из них вы видите на рисунке ниже.
Диоды можно выбирать любые с обратным напряжением не менее 1000В и током не меньше чем потребляет светильник (от 0,5 А). Конденсаторы выбирайте с таким же напряжением в 1000В и ёмкостью 1-2 мкФ. Обратите внимание, что в этой схеме включения выводы лампы замкнуты между собой. Это значит, что спирали в процессе зажигания не участвуют и можно использовать схему для розжига ламп, где они перегорели.
Такую схему можно использовать для освещения подсобных помещений и коридоров. В гараже можно применять, если в нём вы не работаете на станках. Светоотдача может быть ниже, чем при классическом подключении, а световой поток будет мерцать, хоть это и не всегда заметно для человеческого глаза. Но такое освещение может вызвать стробоскопический эффект — когда вращающиеся части могут казаться неподвижными. Соответственно это может привести к несчастным случаям.
Примечание: во время экспериментов учтите, что запуск люминесцентных источников света в холодное время года всегда осложнен.
На видео ниже наглядно показано, как запустить люминесцентную лампу, используя диоды и конденсаторы:
Есть еще одна схема подключения люминесцентной лампы без стартера и дросселя. В качестве балласта при этом используется лампочка накаливания.
Лампу накаливания использовать на 40-60 Вт, как показано на фото:
Альтернативой описанным способам является использование платы от энергосберегающих ламп. Фактически это тот же ЭПРА, что используется с трубчатыми аналогами, но в миниатюрном формате.
На видео ниже наглядно показано, как подключить люминесцентную лампу через плату энергосберегающей лампы:
Питание ламп от 12В
Но любители самоделок часто задаются вопросом «Как зажечь люминесцентную лампу от низкого напряжения?», мы нашли один из вариантов ответа на этот вопрос. Для подключения люминесцентной трубки к низковольтному источнику постоянного тока, например, аккумулятору на 12В, нужно собрать повышающий преобразователь. Простейшим вариантом является схема автогенераторного преобразователя на 1 транзисторе. Кроме транзистора нам понадобится намотать трёхобмоточный трансформатор на ферритовом кольце или стержне.
Такую схему можно использовать для подключения люминесцентных ламп к бортовой сети автомобиля. Для её работы также не нужен дроссель и стартер. Более того она будет работать даже если её спирали перегорели. Возможно вам понравится одна из вариаций рассмотренной схемы.
Запуск люминесцентной лампы без дросселя и стартера можно осуществить по нескольким рассмотренным схемам. Это не идеальное решение, а скорее выход из ситуации. Светильник с такой схемой подключения не следует использовать в качестве основного освещения рабочих мест, но допустимо для освещения помещений, где человек не приводит много времени — коридоры, кладовые и прочее.
Наверняка вы не знаете:
Люминесцентные лампы. История и принцип работы люминесцентных ламп
Люминесцентные лампы. История и принцип работы люминесцентных ламп.
Люминесцентные лампы.
Люминесцентная лампа – это устройство, в котором электрический разряд в проходя через пары ртути создаёт ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью люминофора – например, смеси галофосфата кальция с другими элементами.
Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности.
Раньше люминесцентные лампы называли так же лампами дневного света. Но теперь есть уже и другие лампы которые по спектру свечения близки к дневному свету.
История.
История ламп дневного света (люминесцентных ламп) начиналась с газоразрядных ламп.
Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар.
Считается, что первая газоразрядная лампа была изобретена в 1856 году Генрихом Гейслером. Гейслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, газ в трубке возбуждался при помощи соленоида.
23 июня 1891 года Никола Тесла запатентовал систему электрического освещения газоразрядными лампами (патент № 454,622), которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп, запатентованных им ранее (патент № 335,787 от 9 февраля 1886 года). Аргоновые лампы используются и в настоящее время.
В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон продемонстрировал публике люминесцентное свечение.
В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет.
В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет сине-зелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Однако, её конструкция была очень близка к современной, и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гейслера и Эдисона.
В 1926 году Эдмунд Гермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой, в более однородный бело-цветной свет, близкий по спектру к дневному.
Эдмунд Гермер считается изобретателем люминесцентной лампы дневного света.
Компания General Electric выкупила у Гермера патент и, к 1938 году, довела лампы дневного света до широкого массового использования.
В СССР после Великой Отечественной Войны тоже начали активные работы по разработке собственных люминесцентных ламп. В 1951 году за разработку люминесцентных ламп коллектив советских ученых В. А. Фабрикант, С. И. Вавилов, В. Л. Лёвшин, Ф. А. Бутаева, М. А. Константинова-Шлезингер, В. И. Долгополов. был удостоен званий лауреатов Сталинской премии второй степени.
Принцип работы люминесцентных ламп.
При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, горит дуговой разряд. Стеклянная колба лампы заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий через газ электрический ток приводит к появлению УФ-излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки стеклянной колбы покрыты специальным веществом – люминофором, которое поглощает УФ-излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора, можно менять оттенок свечения лампы. В качестве люминофора используют в основном галофосфаты кальция и ортофосфаты кальция-цинка.
Дуговой разряд в лампе поддерживается за счёт термоэлектронной эмиссии заряженных частиц (электронов) с поверхности катода. Для запуска лампы катоды разогреваются либо пропусканием через них тока, либо ионной бомбардировкой в тлеющем разряде высокого напряжения («лампы с холодным катодом»).
Светильники дневного света.
Любая газоразрядная лампа (в том числе газоразрядная люминесцентная лампа низкого давления), в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две:
– в «холодном» состоянии люминесцентная лампа обладает высоким сопротивлением и для зажигания в ней разряда требуется импульс высокого напряжения;
– люминесцентная лампа после возникновения в ней разряда имеет отрицательное дифференциальное сопротивление, поэтому, если в цепь не будет включено сопротивление, то возникнет короткое замыкание и лампа выйдет из строя, либо возникнут проблемы с источником электрического тока.
Для решения этих проблем в светильниках, использующих люминесцентные лампы, применяют специальные устройства – балласты и пуско-регулирующие устройства.
Механизм запуска люминесцентной лампы с электромагнитным балластом и стартером.
В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания люминесцентной лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой небольшую неоновую лампу с подключённым параллельно ей конденсатором, заключённую в корпус. Один внутренний электрод неоновой лампы стартера неподвижный жёсткий, другой – биметаллический, изгибающийся при нагреве (есть также стартеры и с двумя гибкими электродами (симметричные)).
Рис. Схема включения люминесцентной лампы.
В исходном состоянии электроды стартера разомкнуты. Стартер подключается параллельно лампе так, чтобы при замыкании его электродов ток проходил через спирали лампы.
В момент включения к электродам люминесцентной лампы и стартера прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Спирали лампы холодные. Разряд в люминесцентной лампе отсутствует и не возникает, так как напряжения сети недостаточно для её зажигания. Но в лампе стартера от приложенного напряжения возникает тлеющий разряд, и ток проходит через спирали лампы и электроды стартера. Ток разряда мал для разогрева спиралей люминесцентной лампы, но достаточен для разогрева электродов стартера, отчего биметаллический электрод изгибается и замыкается с жёстким электродом. Так как напряжение сети может изменяться относительно номинальной величины, напряжение зажигания в лампе стартера подбирается таким, чтобы разряд в нём зажигался при самом низком напряжении сети. Ток, ограничиваемый индуктивным сопротивлением дросселя, течёт через спирали лампы и разогревает их. Когда замкнутые электроды стартера остывают (в замкнутом состоянии теплота на них не выделяется из-за малого сопротивления), цепь размыкается, и благодаря самоиндукции происходит бросок напряжения на дросселе, достаточный для зажигания разряда в люминесцентной лампе.
Параллельно неоновой лампе в стартере подключён конденсатор небольшой ёмкости, служащий для формирования резонансного контура совместно с индуктивностью дросселя. Контур формирует импульс достаточно большой длительности чтобы зажечь люминесцентную лампу (при отсутствии конденсатора этот импульс будет слишком коротким, а амплитуда слишком большой, и энергия, накопленная в дросселе, израсходуется на разряд в стартере). К моменту размыкания стартера спирали люминесцентной лампы уже достаточно разогреты, и если бросок напряжения, возникающий за счёт самоиндукции дросселя достаточен для пробоя, то происходит зажигание разряда в лампе. Рабочее напряжение лампы ниже сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, поэтому напряжение погасания разряда в лампе стартера задают несколько больше, чем напряжение на люминесцентной лампе, поэтому повторного срабатывания стартера не происходит. В процессе зажигания люминесцентной лампы стартер иногда срабатывает несколько раз подряд, если он размыкается в момент, когда мгновенное значение тока дросселя равно нулю, либо электроды лампы ещё недостаточно разогреты.
По мере работы люминесцентной лампы её рабочее напряжение незначительно возрастает, и в конце срока службы, когда на одной из спиралей лампы израсходуется активирующая паста, напряжение на ней возрастает до величины большей, чем напряжение погасания разряда в лампе стартера. Это вызывает знакомое многим характерное непрерывное мигание вышедшей из строя люминесцентной лампы.
Люминесцентные лампы. История и принцип работы.
Женский сайт: Я-самая-красивая.рф (www.i-kiss.ru)
Вниз по трубам – Как работают люминесцентные лампы
Центральным элементом люминесцентной лампы является герметичная стеклянная трубка . Трубка содержит небольшое количество ртути и инертный газ, обычно аргон , находящийся под очень низким давлением. Трубка также содержит порошок люминофора , нанесенный на внутреннюю часть стекла. Трубка имеет два электрода , по одному на каждом конце, которые подключены к электрической цепи. Электрическая цепь, которую мы рассмотрим позже, подключена к сети переменного тока.
Когда вы включаете лампу, ток течет по электрической цепи к электродам. На электродах имеется значительное напряжение, поэтому электроны будут мигрировать через газ от одного конца трубки к другому. Эта энергия превращает часть ртути в трубке из жидкости в газ. Когда электроны и заряженные атомы движутся по трубке, некоторые из них будут сталкиваться с газообразными атомами ртути. Эти столкновения возбуждают атомы, поднимая электроны на более высокие энергетические уровни.Когда электроны возвращаются на свой первоначальный энергетический уровень, они испускают световые фотоны.
Как мы видели в предыдущем разделе, длина волны фотона определяется особым расположением электронов в атоме. Электроны в атомах ртути устроены таким образом, что испускают в основном световые фотоны в ультрафиолетовом диапазоне длин волн. Наши глаза не регистрируют ультрафиолетовые фотоны, поэтому этот вид света необходимо преобразовать в видимый свет, чтобы осветить лампу.
Здесь в дело вступает люминофорное порошковое покрытие трубки. Люминофоры — это вещества, излучающие свет при воздействии на них света. Когда фотон попадает на атом люминофора, один из электронов люминофора перескакивает на более высокий энергетический уровень, и атом нагревается. Когда электрон возвращается к своему нормальному уровню, он высвобождает энергию в виде другого фотона. Этот фотон имеет меньше энергии, чем первоначальный фотон, потому что часть энергии была потеряна в виде тепла. В люминесцентной лампе излучаемый свет находится в видимом спектре — люминофор испускает белых света, мы видим.Производители могут варьировать цвет света, используя различные комбинации люминофоров.
Обычные лампы накаливания также излучают значительное количество ультрафиолетового света, но они не преобразуют его в видимый свет. Следовательно, много энергии, используемой для питания лампы накаливания, тратится впустую. Люминесцентная лампа приводит в действие этот невидимый свет, поэтому эффективнее . Лампы накаливания также теряют больше энергии за счет тепловыделения, чем люминесцентные лампы.В целом, типичная люминесцентная лампа в четыре-шесть раз эффективнее лампы накаливания. Однако люди обычно используют лампы накаливания дома, поскольку они излучают «более теплый» свет — свет с большим количеством красного и меньшим количеством синего.
Как мы видели, вся система люминесцентных ламп зависит от электрического тока, протекающего через газ в стеклянной трубке. В следующем разделе мы увидим, что должна делать люминесцентная лампа, чтобы установить этот ток.
Утилизация отработавших люминесцентных ламп — New Pig
Многие предприятия не знают, что выбрасывать люминесцентные лампы в мусорный бак или мусорный бак — незаконно.Другие компании знают об этом, но им сложно разобраться в сложных экологических нормах, чтобы определить, что им нужно делать.
Любое люминесцентное освещение, даже если оно позиционируется как экологически чистый продукт, содержит ртуть, которая может проникать в грунтовые воды и вызывать неврологические проблемы у детей и взрослых. Чтобы помочь компаниям управлять этим потоком опасных отходов, Агентство по охране окружающей среды (EPA) разработало Универсальные правила обращения с отходами, которые упрощают требования к управлению флуоресцентным освещением, подлежащим переработке.
У учреждений есть выбор, когда дело доходит до обращения с отходами люминесцентного света. Они могут обращаться с ними как с универсальными отходами и перерабатывать лампы, или они могут утилизировать свои лампы как опасные отходы, полностью регулируемые Законом о сохранении ресурсов (RCRA). Один из недопустимых вариантов — выбросить светильник в мусорный бак. Агентство по охране окружающей среды может взимать штраф в размере до 93 500 долларов за лампу, если они обнаруживают ее в мусорном баке или мусорном баке.
Обращение с флуоресцентным освещением как с опасными отходами означает, что вес отходов будет учитываться при определении статуса вашего генератора RCRA.Это также означает, что если ваш объект является производителем небольшого или большого количества отходов, отходы должны поставляться с манифестом, и их обычно необходимо вывозить за пределы объекта в течение 90 или 180 дней.
В отличие от этого, обращение с флуоресцентным освещением как с универсальными отходами означает, что лампы можно хранить на месте до одного года. Лампы и лампы накаливания должны быть неповрежденными и должны быть отправлены на предприятие, которое будет перерабатывать использованные лампы.
Предоплаченные программы утилизации ламп помогают компаниям реализовать программы утилизации люминесцентных ламп.Коробки, в которых содержится в среднем 72 лампы (размер Т-8), стоят около 120 долларов США и включают в себя предоплаченную транспортную этикетку, переработку (переработку) ламп и сертификат утилизации для целей учета.
Утилизация люминесцентных ламп позволяет направлять отходы на свалки, а современные методы переработки позволяют перерабатывать всю колбу — стекло, металл и ртуть — в новые лампы. Это также помогает малым и средним компаниям избежать расходов на обращение с люминесцентными лампами и обращение с ними как с опасными отходами или штрафов, связанных с несоблюдением требований.
Чтобы узнать больше о передовых методах универсального управления отходами, посетите сайт www.newpig.com, позвоните по телефону 1-855-493-HOGS (493-4647) или напишите нам по адресу hothogs@newpig.com.
New Pig Corporation
1 Pork Avenue, PO Box 304, Tipton, PA 16684-0304
1-855-493-HOGS (493-4647)
Почему ртуть необходима для люминесцентных ламп? – Веб-сайт группы OSRAM
Ответ на этот вопрос кроется в принципе работы флюоресцентные лампы. Люминесцентная лампа состоит из стеклянной трубки, газовой начинка, электроды и слой люминофора (см. рисунок ниже).
После необходимое рабочее напряжение подается на два электрода лампы устанавливается газовый разряд между электродами. Электроны, движущиеся в поле, создаваемом электродами, сталкиваются с атомы газа. Эти столкновения возбуждают атомы на более высокий уровень энергии. В дальнейшем атомы возвращаются на исходный уровень и дают от этой разницы в энергии – в основном в виде ультрафиолетового света. Как это свет не виден, слой люминофора на стеклянной трубке преобразует его в видимый свет.
Оба процесса, генерация УФ-света газовым разрядом с использованием электрической энергии и преобразование УФ-излучения в видимый свет, не могут быть реализованы без потерь энергии. Эффективность этой формы генерации света в решающей степени зависит от комбинации газового наполнения и соответствующего слоя люминофора на стеклянной стенке.
Эксперименты показали, что наилучшим выбором для газового наполнения является не обычный газ или газовая смесь, а пары ртути.Причина этого основана на корреляции между светом, излучаемым ртутным разрядом, и доступными люминофорами. Физические свойства ртути в этом отношении уникальны, потому что этот металлический элемент превращается в пар при рабочей температуре лампы.
Попытка заменить ртуть
Компания OSRAM предприняла одну из самых последних и амбициозных попыток заменить ртуть в люминесцентных лампах.После более чем 50 лет исследований и разработок, а также различных попыток заменить ртуть менее токсичными веществами, все специалисты пришли к единому мнению о том, что наиболее эффективная система для разряда и последующего УФ-преобразования основана на ртути.
Компактный флуоресцентный | Типы лампочек
Какие они?
Компактная люминесцентная лампа или лампа представляет собой тип люминесцентной лампы, обычно предназначенной для замены ламп накаливания или галогенных ламп. Существует два основных типа компактных люминесцентных ламп: ввинчиваемые и вставные.
Ввинчиваемые лампы имеют собственный балласт и, как правило, могут быть помещены в существующий винтовой цоколь без какого-либо дополнительного оборудования, для вставных ламп требуется балласт и цоколь, соответствующие конкретной конфигурации цоколя. Их также иногда называют интегрированными (винтовое основание) и неинтегрированными (вставное основание).
Оба выпускаются с широким диапазоном мощностей, размеров, цветовых температур и базовых типов, и они известны прежде всего своей эффективностью, долгим сроком службы, низкой стоимостью и простотой модернизации.
Откуда они взялись?
Хотя компактные люминесцентные лампы считаются относительно новой технологией, на самом деле этот тип ламп создавался более 100 лет. Круглые и U-образные луковицы были созданы, чтобы уменьшить общая длина люминесцентных ламп и были предшественниками компактных люминесцентных ламп, известных сегодня.
Современные КЛЛ были изобретены Эдвардом Хаммером, инженером General Electric, но в то время не производились из-за высоких производственных затрат.В 1980 году Philips стала первым производителем, начавшим массовое производство компактных люминесцентных ламп с ввинчивающимся цоколем.
За последние 30 лет технология продолжала совершенствоваться. Сегодняшние компактные люминесцентные лампы меньше, производят больше света на ватт, быстрее нагреваются, имеют лучшее качество света и намного дешевле, чем те, что были в прошлые годы.
Как они работают?
Компактные люминесцентные лампы функционально идентичны линейным люминесцентным лампам.
Обе газоразрядные лампы используют электричество, испускаемое катодами, для возбуждения паров ртути, содержащихся внутри стеклянной оболочки, с помощью процесса, известного как неупругое рассеяние.
Люминофоры и инертные газы, такие как аргон, также содержатся внутри стеклянной оболочки.
Атомы ртути излучают ультрафиолетовый (УФ) свет, который, в свою очередь, заставляет люминофоры в лампе флуоресцировать или светиться, излучая видимый свет.
Где они используются?
Компактные люминесцентные лампы постоянно совершенствуются и являются идеальной заменой в постоянно растущем числе применений, как коммерческих, так и жилых. В частности, ввинчиваемые компактные люминесцентные лампы являются идеальной заменой из-за простоты модернизации.Можно просто снять старую лампу и вкрутить КЛЛ. Для подключаемых КЛЛ требуется как специальная розетка, так и балласт, поэтому их сложнее модернизировать.
На этом этапе легче обсудить, в чем КЛЛ не идеальны: они, как правило, плохо подходят для использования с устройствами управления, такими как диммеры, таймеры или фотодатчики (например, детекторы движения или датчики дневного света). Они могут работать в этих приложениях, но номинальный срок службы, вероятно, будет сокращен, и поэтому этот тип использования обычно не рекомендуется и не покрывается гарантией производителя.Некоторые компактные люминесцентные лампы можно использовать с диммерами без ущерба для номинального срока службы, но только в том случае, если они специально разработаны для этой функции и указаны как лампы с регулируемой яркостью.
Другие полезные ресурсы
Люминесцентные лампы – MDEQ
Люминесцентные лампы
Как правильно перерабатывать/утилизировать люминесцентные лампы и ртуть?
Будьте предельно осторожны при обращении как с люминесцентными лампами (они содержат небольшое количество ртути), так и с ртутью.
Люминесцентные лампы и газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID) в штате Миссисипи подпадают под действие Универсальных правил обращения с отходами Закона о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA).Лампы, произведенные владельцами жилых домов, не подпадают под действие закона, и лампы можно утилизировать вместе с бытовым мусором. Компании, которые производят менее 220 фунтов опасных отходов в месяц, включая лампы, условно освобождаются от действия закона и могут утилизировать лампы как обычные твердые отходы. Производители малых и больших объемов опасных отходов (от 220 до 2200 фунтов в месяц — это небольшие объемы и более 2200 фунтов в месяц — крупные объемы) должны обращаться с люминесцентными и газоразрядными лампами как с опасными отходами. Требуется приблизительно 340 четырехфутовых ламп или около 183 восьмифутовых ламп, чтобы получить общий вес в 220 фунтов.
По возможности старайтесь перерабатывать люминесцентные лампы и ртуть, чтобы предотвратить их попадание на свалку. Программа переработки и сокращения твердых отходов ведет Справочник по переработке люминесцентных ламп и ртути, чтобы помочь предприятиям и отраслям, а также широкой общественности найти места для переработки люминесцентных ламп и ртути.
Ртуть чрезвычайно ядовита.Кратковременное или длительное воздействие ртути может привести к серьезным проблемам со здоровьем, включая смерть. Воздействие ртути на человека происходит в основном при вдыхании загрязненного воздуха. Ртуть также легко всасывается через желудочно-кишечный тракт и через кожу. Несмотря на то, что симптомы не проявляются, организму человека может быть нанесен серьезный ущерб. Воздействие ртути на организм носит кумулятивный и необратимый характер. Никогда не используйте пылесос для уборки пролитой ртути. Дети и беременные женщины не должны подвергаться воздействию ртути.В случае крупного разлива ртути все люди, находящиеся в помещении, должны быть эвакуированы.
Ртуть часто можно найти дома и на работе в термометрах, термостатах и люминесцентных лампах. В случае случайного выброса ртути существуют безопасные методы, которые можно использовать при обращении с небольшими количествами (менее 1 чайной ложки) жидкой ртути и их утилизации. В случае крупного разлива ртути потребуется профессиональная помощь для очистки материала. Крупные разливы ртути могут быть опасными для жизни, и профессионалы должны как можно быстрее устранять их, чтобы ограничить воздействие.
Обращение с ртутью
Если ртуть попала в окружающую среду, необходимо предпринять несколько действий, чтобы обеспечить безопасность и надлежащую очистку. Снимите все украшения, особенно золотые, потому что ртуть легко соединяется с золотом . Обращайтесь с ртутью осторожно. Наденьте резиновые перчатки и наберите ртуть на лист бумаги или высосите ее пипеткой. Поместите ртуть в пузырек с лекарством или аналогичный герметичный контейнер. Совок, бумагу или пипетку также следует упаковать в пакет и утилизировать надлежащим образом.Проветрите комнату снаружи и закройте остальную часть дома или здания. Используйте вентиляторы как минимум на один час, чтобы ускорить вентиляцию. Не выбрасывайте ртуть. За информацией о надлежащей утилизации ртути обращайтесь в Департамент качества окружающей среды штата Миссисипи по телефону (601) 961-5171.
Храните предметы, содержащие ртуть, в недоступном для детей месте. Детей, играющих с жидкой ртутью или разбитыми люминесцентными лампами, следует немедленно направить к врачу или в токсикологический центр.Золотые украшения, загрязненные ртутью, необходимо отнести к ювелиру для профессиональной чистки. При работе с ртутью или любым другим опасным веществом всегда следует надевать защитные перчатки. Если ртуть попала на кожу, немедленно тщательно промойте пораженный участок теплой водой с мылом. Следует немедленно связаться с врачом или в токсикологический центр, если предполагается, что ртуть проникла через кожу или произошло вдыхание паров ртути.
Для получения дополнительной информации об универсальных правилах обращения с отходами нажмите здесь на EPA — Универсальные правила обращения с отходами или обратитесь в отдел по обращению с опасными отходами в MDEQ по телефону (601) 961-5171.
Флуоресцентный свет | Encyclopedia.com
Конструкция и эксплуатация
Запуск и эксплуатация разряда
Работа от переменного тока
Люминофоры и цвет
Срок службы
Ресурсы
Флуоресцентный свет является наиболее распространенным типом электрического освещения в Соединенных Штатах; он используется практически для всего коммерческого освещения, то есть офисов, фабрик, магазинов и школ, и, по оценкам, по всей стране используется 1,5 миллиарда люминесцентных ламп.Флуоресцентное освещение популярно из-за его высокой эффективности — оно дает в три-пять раз больше света, чем лампа накаливания, потребляющая ту же электрическую мощность. Основная причина этого заключается в том, что в люминесцентной лампе используется люминофор, который преобразует невидимый свет, излучаемый лампой, в видимый свет, в то время как большая часть выходного сигнала лампы накаливания представляет собой инфракрасный свет, который уходит в виде тепла.
Хотя люминесцентная лампа была впервые продемонстрирована Антуаном Беккерелем (1852–1908), в конце 1800-х годов она не была коммерчески доступна до 1938 года, когда были введены люминофоры, способные выдерживать суровые условия эксплуатации в течение разумного периода времени.С тех пор были усовершенствованы все аспекты лампы: электроды, люминофоры, газовые смеси и схемы управления. Эти усовершенствования особенно важны просто потому, что используется так много люминесцентных ламп. В течение своего срока службы стандартная люминесцентная лампа потребляет столько же электроэнергии, сколько вырабатывается баррелем нефти: важность даже небольшого увеличения эффективности становится очевидной, если учесть, что даже увеличение на 10% приведет к экономии примерно 40 миллионов баррелей в год. год только в США.
Люминесцентная лампа изготовлена из герметичной полой стеклянной трубки, которая является прямой, хотя могут использоваться и другие формы. Трубка содержит смесь благородного газа и паров ртути низкого давления, через которую проходит электрический разряд переменного тока, имеет электроды, расположенные на обоих концах, и имеет покрытие из неорганического люминофора на внутренней поверхности. Каждый электрод действует как катод и анод в течение одного полного периода разряда переменного тока и покрыт материалом с низкой работой выхода, таким как оксид бария, который при нагревании действует как источник электронов для питания электрического разряда.Другие электроны создаются в разряде за счет ударной ионизации газовой смеси. Газовая смесь использует благородный газ, обычно криптон, в качестве буфера в разряде. При возбуждении электронами в разряде атомы ртути излучают свет преимущественно с длиной волны 254 нанометра (нм), что находится в глубоком ультрафиолете (УФ). Этот ультрафиолетовый свет достигает люминофорного покрытия на стенках трубки, где он поглощается и переизлучается с большей длиной волны в видимом диапазоне. Видимый свет, выходящий из стеклянной оболочки, используется для освещения.Цвет излучаемого света определяется люминофором и является особенно важной характеристикой лампы.
В отличие от электрической схемы лампы накаливания, которая содержит только выключатель, схема управления люминесцентной лампой должна выполнять две функции. Сначала он должен обеспечить всплеск высокого напряжения для запуска разряда, а затем он должен контролировать ток и напряжение, как только разряд станет стабильным. Последнее важно, потому что сам разряд нестабилен и прекратится, если ток не будет контролироваться извне.
Существует несколько типов пусковых цепей, каждая из которых выполняет две функции. Они подают большой ток на электроды для производства электронов посредством термоэмиссии (электроны «выкипают» при нагревании электродов) и подают высокое напряжение для зажигания разряда. Типичными их примерами являются пуск от выключателя, мгновенный пуск и быстрый пуск. Преимущество пуска переключателем заключается в том, что он активно контролируется и, следовательно, позволяет избежать пропусков зажигания, которые могут иметь пагубный эффект удаления покрытия на электродах и, таким образом, сокращения срока службы трубки.
Выключатель изначально замкнут, что приводит к короткому замыканию электродов и протеканию большого тока, который нагревает электроды до рабочей температуры. Через короткое время (от 1 до 2 секунд) выключатель размыкается. Большой всплеск напряжения, создаваемый внезапным уменьшением тока через балласт (катушку индуктивности), затем поражает разряд, и лампа загорается. Конденсатор уменьшает реактивное сопротивление индуктивного балласта.
Раньше переключатель представлял собой аргоновую лампу накаливания с биметаллическим электродом, но в последние годы эта функция была заменена твердотельной схемой, которой можно активно управлять.
Люминесцентные лампы обычно работают с разрядом переменного тока, частота которого задается источником питания – 60 герц (Гц) в США. Однако было обнаружено, что лампа имеет более высокую эффективность, если она работает на высокой частоте, например 20-30 кГц. Причина такого увеличения мощности заключается в том, что между реверсами поля для столкновений ионов с электродами меньше времени, и поэтому скорость потери энергии при столкновении с электродами снижается. Для работы на высокой частоте требуется транзисторный балласт, который имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что лампу можно регулировать, в отличие от низкочастотных ламп, где ток и напряжение на лампе фиксированы, а лампу нельзя регулировать.
Люминофор преобразует УФ-излучение ртутного разряда в видимый свет посредством флуоресценции. Сочетание испускаемого цвета зависит от химических соединений, используемых в люминофоре. Многие соединения производят то, что воспринимается как белый свет, который действительно может быть широким излучением с центром около 590 нм, как в случае так называемых холодного белого и теплого белого галофосфатов (теплый содержит больше красного, чем холодный). Однако недавние разработки люминофоров для телевизионных трубок привели к появлению «трифосфора», представляющего собой смесь трех различных компонентов люминофора, излучающих синий, зеленый и красный цвета.Свет от трилюминофорной трубки искажает воспринимаемый цвет объекта меньше, чем от галофосфатной трубки, а изменение сочетания трех компонентов позволяет инженеру по освещению адаптировать выходную мощность лампы для определенных целей, например, чтобы лучше соответствовать свету. освещения внутри здания на деятельность его обитателей.
Срок службы люминесцентной лампы ограничивается в первую очередь материалом электродов, излучающим электроны, и люминофором. При использовании трубки электроэмиссионный материал расходуется несколькими способами.Во-первых, «темное пространство», область сильного электрического поля, расположенная рядом с катодом, ускоряет ионы по направлению к электроду, и возникающая в результате бомбардировка удаляет материал. Этот эффект можно смягчить, работая на высоких частотах, поскольку бомбардировка уменьшается, как объяснялось выше. Катод особой формы также можно использовать для уменьшения электрического поля в темном пространстве и, таким образом, уменьшения ударной эрозии при нормальной работе. Во-вторых, электроэмиссионный материал подвергается избыточной эрозии при попадании разряда из-за кратковременных сильных электрических полей.Современная электронная схема управления может предотвратить пропуск зажигания и возникновение разряда, когда электроды холодные, и, таким образом, уменьшить эту эрозию. Использование электронных стартеров может удвоить срок службы лампы. Индукционная лампа, коммерческая версия которой была представлена компанией GE в 1994 г., не содержит электродов, а разрядный ток индуцируется радиочастотным разрядом. Поскольку нет проблемы эрозии, индукционная лампа может работать до 60 000 часов, что во много раз дольше, чем у стандартных люминесцентных ламп.
Люминофор в люминесцентных лампах имеет ограниченный срок службы. Более старые галофосфаты, которые широко использовались до появления трифосфоров, демонстрируют падение флуоресцентного светоотдачи на 30-50% в течение 8000 часов. Трифосфор, однако, демонстрирует падение только на 10-20% в течение 8000 часов, что продлевает срок службы лампы.
См. также Электрическая цепь; Лампа накаливания.
КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ
Эффективность —Отношение светового потока лампы к электрической мощности, питающей лампу.
Люминофор — Неорганическое соединение, излучающее видимый свет при освещении ультрафиолетовым светом.
Термоэлектронная эмиссия — Эмиссия электронов с поверхности материала при повышении температуры материала.
КНИГИ
Кейлз, М.А. и А.М. Мартин. Лампы и освещение . Лондон: Эдвин Арнольд, 1983.
ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ИЗДАНИЯ
Уайт, Джулиан. «Зеленые огни». Мир физики (октябрь 1994 г.).
Иэн А. Макинтайр
Люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы используются в промышленном машинном зрении для освещения больших площадей. Таким образом можно освещать даже целые зоны цеха, станции наполнения и укладки на поддоны, узлы машин и т. д. Однако для обработки изображений их всегда следует использовать в сочетании с электронным балластом, чтобы избежать эффектов мерцания в результирующем изображении с камеры. На самом деле они используются только в форме стержня, трубки круглой формы встречаются довольно редко.
Видео: мерцание флуоресцентного освещения с частотой 50 Гц в замедленной съемке
Типичные свойства, используемые в промышленном машинном зрении
Принцип действия люминесцентной лампы
Люминесцентные лампы также обычно называют «неоновым светом» или люминесцентным светом. Люминесцентная лампа основана на принципе газоразрядной лампы низкого давления. Благородный газ (неон/аргон) вместе с парами ртути ионизируется с помощью напряжения зажигания.Таким образом, смесь становится электропроводной, генерируется высокоэнергетическая плазма низкого давления.
Эта возможность генерировать свет основана на электронных переходах внутри атомных структур газовой смеси. Возбужденные электроны переходят с более высоких энергетических уровней на более низкие и при этом излучают в основном ультрафиолетовый свет. Из-за очень дискретных атомных переходов для газоразрядных ламп характерны довольно узкополосные спектры излучения.
Для получения видимого дневного света трубка изнутри покрыта флуоресцентным веществом (= люминесцентным материалом).
Эти покрытия поглощают нежелательный ультрафиолетовый свет и излучают разные цвета в зависимости от газового наполнения трубки и покрытия. Трубки доступны в продаже в различных оттенках белого (например, теплый белый, нейтральный белый, дневной белый и т. д.). Цветной свет также возможен, но не очень часто используется для промышленной обработки изображений.
Важно для промышленного машинного зрения
- Неоновый свет никогда не генерирует непрерывный спектр излучения, а состоит из различных отдельных диапазонов длин волн.
- Несмотря на кажущийся долгий срок службы в несколько тысяч часов, через несколько месяцев непрерывной работы приходится мириться со значительными потерями яркости. Эту проблему можно решить циклической заменой трубок. Так как одна лампа часто содержит несколько трубок, их заменяют со смещением во времени. Если прибл. Установлено 4 трубки, одна из трубок заменяется каждые четыре-шесть недель. В среднем трубы таким образом остаются в эксплуатации от 4 до 6 месяцев. Возраст, яркость, цветовая температура и т. д.всегда представляют собой смесь нескольких трубок.
- Для использования люминесцентных ламп строго требуется электронный балласт.