Содержание

Люминесцентные лампы: преимущества и недостатки

В настоящее время люминесцентные лампы являются вторыми по популярности источниками освещения, уступая только лампам накаливания. В таких приборах используется ртуть, которая при нагревании в парах создает электрический разряд, формирующий ультрафиолетовое излучение. Затем специальное вещество (люминофор) поглощает это излучение, выделяя свет в привычном для человеческого глаза спектре. Длина и поперечное сечение трубки люминесцентной лампы определяют рабочее напряжение и напряжение зажигания, а также ток. Чем изделие толще, тем ниже сопротивление и, соответственно, больше мощность.

Сегодня люминесцентные лампы нашли широкое применение при освещении коммерческих объектов, общественных зданий, торговых и офисных центров, киностудий. Не менее популярны они и для бытового применения.

Положительные стороны люминесцентных ламп

Среди ключевых достоинств люминесцентных ламп следует выделить:

  1. Экономичность.
    Поскольку КПД этих источников освещения значительно выше, чем у ламп накаливания, потребление энергии у них ниже (примерно в 5 раз). В плане экономии с люминесцентными лампами могут конкурировать только светодиоды, но они имеют свою специфику.
  2. Высокую световую отдачу, что позволяет освещать помещения большой площади.
  3. Длительный срок службы. Ресурс эксплуатации источников освещения, работающих с использованием люминофора, составляет несколько десятков тысяч часов при условии отсутствия частых включений-выключений. В отличие от ламп накаливания, они не выходят из строя в результате перегорания нити накаливания.
  4. Минимальный нагрев, что позволяет использовать люминесцентные лампы для светильников с ограниченным уровнем максимально допустимой температуры.
  5. Большая площадь поверхности, за счет чего свет в помещении распределяется намного равномернее.

Эксплуатационные преимущества люминесцентных ламп сопровождаются и эстетическими достоинствами — разнообразие оттенков освещения позволяет подобрать решение для любого интерьера.

Это же касается уровня освещенности, который можно очень легко изменить при помощи замены источников освещения на более мощные.

Недостатки люминесцентных ламп

Существуют и определенные минусы. Главным из них является содержание ртути, поэтому предъявляются повышенные требования к их утилизации. Следует отметить и линейчатый (ненатуральный) спектр света у дешевых люминесцентных ламп с многокомпонентным люминофором. Кроме того, неизбежна деградация вещества при продолжительной эксплуатации — она проявляется снижением теплоотдачи и «дрейфом спектра» (мерцанием, от которого устают глаза). В случае перегорания электродов вся лампа выходит из строя. Чтобы избежать негативных моментов, рекомендуется покупать только качественную и сертифицированную продукцию у проверенных поставщиков.

Немаловажным будет и правильный выбор люминесцентных ламп. При этом следует учитывать не только размер светильника и тип цоколя, но также на цветовую температуру генерируемого света. Цвет, конечно же, следует подбирать под интерьер.

Таким образом, люминесцентные лампы станут отличным источником освещения для больших помещений, где будет наблюдаться наиболее выраженный экономический эффект. Кроме того, за счет длительного эксплуатационного ресурса, они идеально подойдут для установки в труднодоступных местах (менять их придется очень редко).

Выбрав качественную люминесцентную лампу, вы обеспечите себя надежным и долговечным источником освещения, который в прямом смысле слова будет радовать глаз!

плюсы и минусы – Освещение

Ликбез: все о типах лампочек и их преимуществах и недостатках для использования дома

Типы лампочек

Мы каждый день дома пользуемся электрическим светом, порождаемым лампочками. Давайте познакомимся с ними поближе, узнаем каких типов бывают современные лампочки и какие из них лучше всего подойдут вам.

Содержание:

Лампы накаливания

Лампы накаливания — первые лапочки, которые вообще были придуманы для домашнего использования. Внутри стеклянной емкости в вакууме горит спираль, это и является источником света. Свет у ламп накаливания желтый, сильно искажает цвет предметов, но многим он кажется привычным и уютным.

Криптоновые и биспиральные лампы накаливания обладают повешенными характеристиками, но все же лампы накаливания в целом стремительно уходят в прошлое из-за преобладания недостатков над достоинствами.

Плюсы: очень низкая цена лампочки

Минусы: только желтый тон света, недолгий срок работы, хрупкость, нагрев (максимум 30% потребляемой энергии идет на освещение), очень энергозатратны, перегорают при перепадах электроэнергии

Галогенные лампы

«Галогенка» — это усовершенствованная лампа накаливания, внутри колбы инертный газом с примесями йода и брома, это позволяет таким лампам светить ярче и служить дольше. «Галогенки» бывают очень миниатюрных размеров, но в таком случае они работают от напряжения 12 В и требуется установка небольшого трансформатора.

Галогенные лампы часто используются для локальной подсветки за счет своей яркости и естественного тона света. Многие «галогенки» имеют штырьковый цоколь, что требует покупки специальных светильников.

Плюсы: продленный по сравнению с обычными лампочками срок службы, 2 тона света (желтый и белый), повышенная яркость, большое разнообразие форм и концентрации света позволяет достигать различных декоративных эффектов, приемлемая цена

Минусы: очень быстро нагреваются (быстро сгорают в подвесном потолке и замкнутых пространствах), устанавливаются только в перчатках, т.к. не переносят контакта с жиром, высокое энергопотребление, чувствительны к перепадам напряжения

Люминесцентные лампы

Свечение люминесцентных ламп происходит за счет люминофоров. Лампы этого вида дают мягкий, рассеянный свет, но при этом очень яркий. Из потребляемой энергии гораздо большая часть, чем у ламп накаливания, преобразуется в свет, что позволяет беречь энергию.

Эти лампы бывают не только холодного, но теплого тона света, но даже от желтого тона есть ощущение некоторой холодности.

Для домашнего использования подходят не все люминесцентные лампы. Светящиеся трубки, которые можно увидеть в различных учреждениях, тоже относятся к этому типу, но требуют сложной системы подключения, делающей их невыгодными для дома.

Плюсы: умеренная цена, не нагреваются, долговечны, энергосберегающие (тратят в 5 раз меньше энергии, чем лампы накаливания)

Минусы: большие габариты как ограничение, создают вредное для глаз мерцание света, требовательны к стабильности электросети, содержат пары ртути (безопасно для пользователя, но требуют специальной утилизации), включаются с задержкой и долго набирают яркость, быстрее перегорают при частом включении-выключении

Светодиоды

Светодиодные лампочки — торжество высоких технологий. В них используется совершенно иная система: полупроводник, который светится под действием тока.

Это делает светодиоды самыми экологичными и экономичными по энергии среди всех лампочек. Еще они производятся различных размеров и тонов света.

Конечно, за все хорошее приходится платить — сегодня это самые дорогие лампочки. Но технологии не стоят на месте и цена постепенно становится приемлемой, не говоря уже о том, как долго служат светодиоды и сколько дорогой энергии экономят.

Плюсы: не нагреваются, очень долго работают, максимально экономят энергию, экологичные (выброшенная лампочка не нанесет вреда земле и воздуху), прочные, спокойно переносят частое включение-выключение, интенсивность света может регулироваться с помощью диммера, многообразие размеров, форм и цветов света.

Минусы: дорого стоят, свет направленный и не слишком яркий (для достижения равномерной освещенности понадобится несколько светильников)

Фотографии: kabsvet.ru, dachaprosto.com, confidenceandlight.com, hand-build.ru, joyreactor.cc

освещение, лампочки

рассказываем о том, какие бывают лампы

Источники света — один из самых массовых товаров. Ежегодно производят и потребляют миллиарды ламп, значительную долю которых пока составляют лампы накаливания и галогенные лампы.

Стремительно растёт потребление современных ламп — компактных люминесцентных и светодиодных. Происходящие изменения в качестве дают надежду на то, что источники света станут важным инструментом дизайнера, архитектора, проектировщика.

Об освещённости и цветовой температуре света

Ряд параметров ламп определяет насколько они применимы в том или ином проекте.

Световой поток определяет количество света, которое дает лампа (измеряется в люменах). Установленная в люстре лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1200 лм, 35-ватная «галогенка» — 600 лм, а натриевая лампа мощностью 100 Вт — 10 000 лм.

У разных типов ламп разная световая отдача, определяющая эффективность преобразования электрической энергии в свет и, следовательно, разную экономическую эффективность применения. Световую отдачу лампы измеряют в лм/Вт (светотехники говорят «люменов с ватта», имея в виду, что каждый ватт потребляемой электроэнергии «преобразуется» в некоторое количество люменов светового потока).

Переходя от количества к качеству, рассмотрим цветовую температуруцв, единица измерения — градус Кельвина) и 

индекс цветопередачи (Ra). При выборе ламп дизайнер обязательно учитывает цветовую температуру для той или иной установки. Комфортная среда сильно зависит от того, какое освещение в помещении «тёплое» или «холодное» (чем выше цветовая температура, тем «холоднее» свет).

Цветопередача — важный параметр, о котором часто забывают. Чем более сплошной и равномерный спектр у лампы, тем различимее цвета предметов в её свете. У Солнца сплошной спектр излучения и наилучшая цветопередача, при этом Тцв меняется от 6000К в полдень до 1800К в рассветные и закатные часы. Но далеко не все лампы могут сравниться с Солнцем.

Если у искусственных световых источников теплового излучения сплошной спектр и нет проблем с цветопередачей, то разрядные лампы, имеющие в своем спектре полосы и линии, сильно искажают цвета предметов.

Индекс цветопередачи тепловых источников равен 100, для разрядных он колеблется от 20 до 98. Правда, индекс цветопередачи не даёт сделать вывод о характере передачи цветов, а иногда способен запутать дизайнера. Так, у люминесцентных ламп и у белых светодиодов хорошая цветопередача (Ra=80), но при этом они неудовлетворительно передают некоторые цвета.

Другой крайний случай, когда индекс цветопередачи более 90 — в этом случае некоторые цвета воспроизводятся неестественно насыщенными.

Лампы выходят из строя. Кроме того, световой поток лампы уменьшается в процессе работы. Срок службы — основной эксплуатационный параметр источников света.

Проектируя осветительную установку нельзя забывать об обслуживании, т. к. частая замена ламп увеличивает стоимость эксплуатации и вносит дискомфорт.

Лампы накаливания

Вольфрамовая спираль в колбе разогревается под действием электрического тока. Для сокращения скорости распыления вольфрама и соответственно увеличения срока службы лампы колба наполняется инертным газом.

По принципу действия лампа накаливания относится к тепловым источникам света, т. е. значительная доля потребляемой энергии расходуется на тепловое и инфракрасное излучение.

Типичная для ламп накаливания световая отдача 10–15 лм/Вт, а срок службы редко превышает 2000 часов. Достоинства этих ламп: низкая цена и качество света (Тцв=2700, Ra=100). Сплошной спектр качественно воспроизводит цвета окружающих предметов. Лампы накаливания постепенно вытесняются разрядными источниками света и светодиодными лампами.

Галогенные лампы накаливания

Добавление галогенов в колбу лампы накаливания и использование кварцевого стекла позволили сделать серьезный шаг вперёд, получив новый класс источников света — галогенные лампы накаливания. Световая отдача современных ГЛН составляет 30 лм/Вт. Типичное значение цветовой температуры света 3000К и индекс цветопередачи 100. «Точечная» форма источника света с помощью отражателей даёт управлять пучком света.

Получающийся при этом искристый свет определил приоритет таких ламп в интерьерном дизайне, где они заняли лидерство. Ещё одно преимущество в том, что количество и качество света лампы постоянно на протяжении срока службы. Популярны низковольтные «галогенки» мощностью 10–75 Вт с отражателем, который фокусирует луч в угле 10–40°.

Недостатки ГЛН очевидны: малая световая отдача, короткий срок службы (в среднем 2000–4000 часов), необходимость использования (для низковольтных) понижающих трансформаторов. Там, где эстетический компонент важнее экономического, с ними приходится мириться.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, которая наполнена инертным газом и малым количеством ртути. При включении в трубке возникает дуговой разряд, и атомы ртути начинают излучать видимый свет и ультрафиолет. Нанесённый на стенки трубки люминофор под действием ультрафиолетовых лучей излучает видимый свет.

Основа светового потока лампы — излучение люминофора, видимые линии ртути составляют лишь малую часть. Многообразие люминофоров (смесей люминофоров) позволяет получить источники света с различным спектральным составом, который определяет цветовую температуру и индекс цветопередачи.

Люминесцентные лампы дают мягкий, равномерный свет, но его распределением в пространстве трудно управлять из-за большой поверхности излучения. Для работы люминесцентных ламп необходима специальная пускорегулирующая аппаратура. Лампы долговечны — срок службы до 20 000 часов.

Световая отдача и срок службы сделали их самыми распространёнными источниками света в офисном освещении.

Компактные люминесцентные лампы

Развитие люминесцентных ламп привели к созданию компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Это источник света похожий на миниатюрную люминесцентную, иногда с встроенным электронным пускорегулирующим аппаратом и резьбовым цоколем Е27 (для непосредственной замены ламп накаливания), Е14 и др.

Различие заключается в уменьшенном диаметре трубки и использовании другого типа люминофора. Компактная люминесцентная лампа может с успехом заменить лампы накаливания.

Разрядные лампы высокого давления

Последние разработки позволяют использовать для освещения разрядные лампы высокого давления. По ряду показателей подходят металлогалогенные (МГЛ). У этих ламп во внешней колбе размещается горелка с излучающие добавки. В горелке присутствует некоторое количество ртути, галоген (чаще йод) и атомы химических элементов (Tl, In, Th, Na, Li и др.).

Сочетание излучающих добавок достигает интересных параметров: высокая световая отдача (до 100 лм/Вт), отличная цветопередача Rа=80–98, диапазон Тцв от 3000 К до 6000 К, средний срок службы до 15 000 часов. Для работы этих ламп требуется пускорегулирующие аппараты и специальные светильники. Рекомендуется использовать эти источники для освещения помещений с большой площадью, с высокими потолками, просторных залов.

Светодиодные лампы

Светодиоды — полупроводниковые светоизлучающие приборы, называют источниками света будущего. Если говорить о современном состоянии «твердотельной светотехники», можно утверждать, что она вышла из периода младенчества. Достигнутые характеристики светодиодов (световая отдача до 140 лм/Вт, Rа=80–95, срок службы 70 000 часов) уже обеспечили лидерство во многих областях.

Диапазон мощностей светодиодных источников, реализация в лампах разных типов цоколей, управление лампами позволили в короткий срок удовлетворить растущие требования к источникам света. Главными преимуществами светодиодов остаются компактные размеры и управления цветовыми параметрами (цветодинамика).

Читайте также:

Люминесцентные лампы история. Люминесцентные лампы


Лампы люминесцентные – немного истории

Лампы люминесцентные многие считают такой же классикой освещения, как и лампы накаливания. С этим тяжело спорить, учитывая, что первая люминесцентная лампа была выпущена аж в 1938 году. В СССР такие лампы были разработаны в 1951 году. А первая газоразрядная лампа — предок современных люминесцентных ламп — была изобретена в 1956 году.

По сравнению с лампами накаливания линейные люминесцентные лампы дневного света являются более экономичными (примерно в 5 раз) и имеют больший срок службы (в 5-10 раз).

История возникновения

Изобретателем люминесцентной лампы (лампы дневного света) считается Эдмунд Гермер. Он и его команда в 1926 году получили бело-цветной свет от газоразрядной лампы, колба которой внутри была покрыта флуоресцентным порошком. Позже корпорация General Electric купила патент у Гермера и в 1938 году довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования. Свет первых ламп напоминал естественный уличный свет в пасмурный день (примерно 6400К): считается, что именно тогда и появилось название «лампа дневного света».

В Советском Союзе массовое производство люминесцентных ламп началось только в 1948 году. За это в 1951 году разработчики первой советской лампы дневного света стали лауреатами Сталинской премии второй степени.

Советский ГОСТ 6825-64 определял только три типоразмера линейных люминесцентных ламп мощностью 20, 40 и 80 ватт (длиной 600, 1200 и 1500 мм соответственно). Колба имела большой диаметр 38 мм для более легкого зажигания при низких температурах.

Люминесцентные линейные лампы дневного света выпускаются многих видов. Разной мощности, длины, с разными диаметрами колб, разными цоколями и разным светом в зависимости от назначения лампы. Более того, этот ассортимент будет еще больше, если учесть, что энергосберегающие лампы также представляют собой лампы дневного света со встроенными пусковыми устройствами.

elektro-tovars.ru

Люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов.

Различные виды люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Срок службы люминесцентных ламп может до 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу коммутаций, в противном случае быстро выходят из строя. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.

Коридор, освещенный люминесцентными лампами

Область применения

Люминесцентные лампы — наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту.

Применение электронных пускорегулирующих устройств (балластов) вместо традиционных электромагнитных позволяет ещё более улучшить характеристики люминесцентных ламп — избавиться от мерцания и гула, ещё больше увеличить экономичность, повысить компактность.

Главными достоинствами люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются высокая светоотдача (люминесцентная лампа 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания) и более длительный срок службы (2000 – 20000 часов против 1000 часов). В некоторых случаях это позволяет люминесцентным лампам экономить значительные средства, несмотря на более высокую начальную цену.Применение люминесцентных ламп особенно целесообразно в случаях, когда освещение включено продолжительное время, поскольку включение для них является наиболее тяжёлым режимом и частые включения-выключения сильно снижают срок службы.

История

Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида.В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение.В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово – белый свет. Эта лампа имела умеренный успех.В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет синезелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Это было, однако, очень близко к современному дизайну, и имело намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эллинойса.В 1926 году Эдмунд Джермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой в более однородно белоцветной свет. Э.Джермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Джермера, и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году.

Принцип работыПри работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы возникает электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути, и проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.

 Особенности подключения

С точки зрения электротехники, люминесцентная лампа — устройство с отрицательным сопротивлением (чем больший ток через неё проходит — тем больше падает её сопротивление). Поэтому при непосредственном подключении к электрической сети лампа очень быстро выйдет из строя из-за огромного тока, проходящего через неё. Чтобы предотвратить это, лампы подключают через специальное устройство (балласт).В простейшем случае это может быть обычный резистор, однако в таком балласте теряется значительное количество энергии. Чтобы избежать этих потерь при питании ламп от сети переменного тока в качестве балласта может применяться реактивное сопротивление (конденсатор или катушка индуктивности). В настоящее время наибольшее распространение получили два типа балластов — электромагнитный и электронный.

Произведённый в СССР электромагнитный балласт «1УБИ20». Недостатком являлся низкий cosф, так как реактивная мощность балласта зачастую больше мощности лампы.

Электромагнитный балластЭлектромагнитный балласт представляет собой индуктивное сопротивление (дроссель) подключаемое последовательно с лампой. Для запуска лампы с таким типом балласта требуется также стартер.

Преимуществами такого типа балласта является его простота и дешевизна. Недостатки — мерцание ламп с удвоенной частотой сетевого напряжения (частота сетевого напряжения в России = 50 Гц), что повышает утомляемость и может негативно сказываться на зрении, относительно долгий запуск (обычно 1-3 сек, время увеличивается по мере износа лампы), большее потребление энергии по сравнению с электронным балластом.

стартер

Дроссель также может издавать низкочастотный гул.Помимо вышеперечисленных недостатков, можно отметить ещё один.При наблюдении предмета вращающегося или колеблющегося с частотой равной или кратной частоте мерцания люминесцентных ламп с электромагнитным балластом такие предметы будут казаться неподвижными из-за эффекта стробирования.Например этот эффект может затронуть шпиндель токарного или сверлильного станка, циркулярную пилу, мешалку кухонного миксера, блок ножей вибрационной электробритвы.

Во избежание травмирования на производстве запрещено использовать люминесцентные лампы для освещения движущихся частей станков и механизмов без дополнительной подсветки лампами накаливания.

электронный балласт

Электронный балласт

Электронный балласт представляет собой электронную схему, преобразующую сетевое напряжение в высокочастотный (20-60 кГц) переменный ток, который и питает лампу.Преимуществами такого балласта является отсутствие мерцания и гула, более компактные размеры и меньшая масса, по сравнению с электромагнитным балластом.При использовании электронного балласта, можно добиться мгновенного запуска лампы (холодный старт), однако такой режим неблагоприятно сказывается на сроке службы лампы, поэтому применяется и схема с предварительным прогревом электродов в течение 0,5-1 сек (горячий старт). Лампа при этом зажигается с задержкой, однако этот режим позволяет увеличить срок службы лампы.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой миниатюрную газоразрядную лампочку с неоновым наполнением и двумя металлическими электродами.

Один электрод пускателя неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве. В исходном состоянии электроды пускателя разомкнуты.

подключение 58-ваттных ламп классическим способом в рекламном щите

Пускатель включается параллельно лампе. В момент включения к электродам лампы и пускателя прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю.

Электроды лампы холодные и напряжение сети недостаточно для её зажигания. Но в пускателе от приложенного напряжения возникает разряд, в результате которого ток проходит через электроды лампы и пускателя. Ток разряда мал для разогрева электродов лампы, но достаточен для электродов пускателя, отчего биметаллическая пластинка, нагреваясь, изгибается и замыкается с жёстким электродом.

Ток в общей цепи возрастает и разогревает электроды лампы. В следующий момент электроды пускателя остывают и размыкаются. Мгновенный разрыв цепи тока вызывает мгновенный пик напряжения на дросселе, что и вызывает зажигание лампы.

К этому моменту электроды лампы уже достаточно разогреты. Разряд в лампе возникает сначала в среде аргона, а затем, после испарения ртути, приобретает вид ртутного.

 В процессе горения напряжение на лампе и пускателе составляет около половины сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, что устраняет повторное срабатывание пускателя.

В процессе зажигания лампы пускатель иногда срабатывает несколько раз подряд вследствие отклонений во взаимосвязанных между собой характеристиках пускателя и лампы.

 В некоторых случаях при изменении характеристик пускателя или лампы возможно возникновение ситуации, когда стартер начинает срабатывать циклически.

Это вызывает характерный эффект когда лампа периодически вспыхивает и гаснет, при погасании лампы видно свечение катодов накаленных током протекающим через сработавший стартер.

Механизм запуска лампы с электронным балластом

В отличие от электромагнитного балласта для работы электронного балласта зачастую не требуется отдельный специальный стартер т.к. такой балласт в общем случае способен сформировать необходимые последовательности напряжений сам.

Существуют разные технологии запуска люминесцентных ламп электронными балластами. В наиболее типичном случае электронный балласт подогревает катоды ламп и прикладывает к катодам напряжение, достаточное для зажигания лампы, чаще всего – переменное и высокочастотное (что заодно устраняет мерцание лампы характерное для электромагнитных балластов).

В зависимости от конструкции балласта и временных параметров последовательности запуска лампы такие балласты могут обеспечивать, например плавный запуск лампы с постепенным нарастанием яркости до полной за несколько секунд или же мгновенное включение лампы.

 Часто встречаются комбинированные методы запуска когда лампа запускается не только за счет факта подогрева катодов лампы но и за счет того что цепь в которую включена лампа является колебательным контуром. Параметры колебательного контура подбираются так, чтобы при отсутствии разряда в лампе, в контуре возникает явление электрического резонанса, ведущее к значительному повышению напряжения между катодами лампы.

Как правило, это ведет и к росту тока подогрева катодов, поскольку при такой схеме запуска спирали накала катодов нередко соединены последовательно через конденсатор, являясь частью колебательного контура. В результате за счет подогрева катодов и относительно высокого напряжения между катодами лампа легко зажигается.

После зажигания лампы параметры колебательного контура изменяются, резонанс прекращается, и напряжение в контуре значительно падает, сокращая ток накала катодов. Существуют вариации данной технологии.

Например, в предельном случае балласт может вообще не подогревать катоды, вместо этого, приложив достаточно высокое напряжение к катодам, что неизбежно приведет к почти мгновенному зажиганию лампы за счет пробоя газа между катодами. По сути, этот метод аналогичен технологиям, применяемым для запуска ламп с холодным катодом (CCFL). Данный метод достаточно популярен у радиолюбителей, поскольку позволяет запускать даже лампы с перегоревшими нитями накала катодов, которые не могут быть запущены обычными методами из-за невозможности подогрева катодов.

В частности этот метод нередко используется радиолюбителями для ремонта компактных энергосберегающих ламп, которые являются обычной люминесцентной лампой с встроенным электронным балластом в компактном корпусе. После небольшой переделки балласта такая лампа может еще долго служить, невзирая на перегорание спиралей подогрева, и ее срок службы будет ограничен только временем до полного распыления электродов.

Причины выхода из строя

Электроды люминесцентной лампы представляют собой вольфрамовые нити, покрытые пастой (активной массой) из щелочноземельных металлов. Эта паста и обеспечивает стабильный тлеющий разряд, если бы ее не было, вольфрамовые нити очень скоро перегрелись бы и сгорели.

Балласт от перегоревшей энергосберегающей лампы подключён к лампе Т5

В процессе работы она постепенно осыпается с электродов, выгорает, испаряется, особенно при частых пусках, когда некоторое время разряд происходит не по всей площади электрода, а на небольшом участке его поверхности, что приводит к перегреву электрода. Отсюда потемнение на концах лампы, часто наблюдаемое ближе к окончанию срока службы.

Когда паста выгорит полностью, ток лампы начинает падать, а напряжение, соответственно, возрастать. Это приводит к тому, что начинает постоянно срабатывать стартер — отсюда всем известное мигание вышедших из строя ламп.

Электроды лампы постоянно разогреваются, и в конце концов, одна из нитей перегорает, это происходит примерно через 2 — 3 дня, в зависимости от производителя лампы.

После этого на минуту-две лампа горит без всяких мерцаний, но это последние минуты в ее жизни. В это время разряд происходит через остатки перегоревшего электрода, на котором уже нет пасты из щелочноземельных металлов, остался только вольфрам.

Эти остатки вольфрамовой нити очень сильно разогреваются, из-за чего частично испаряются, либо осыпаются, после чего разряд начинает происходить за счет траверсы (это проволочка, к которой крепится вольфрамовая нить с активной массой), она частично оплавляется. После этого лампа вновь начинает мерцать. Если ее выключить, повторное зажигание будет невозможным. На этом все и закончится.

Вышесказанное справедливо при использовании электромагнитных ПРА (балластов). Если же применяется электронный балласт, все произойдет несколько иначе.

Постепенно выгорит активная масса электродов, после чего будет происходить все больший их разогрев, рано или поздно одна из нитей перегорит.

Сразу же после этого лампа погаснет без мигания и мерцания за счет предусматривающей автоматическое отключение неисправной лампы конструкции электронного балласта.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Многие люди считают свет, излучаемый люминесцентными лампами грубым и неприятным. Цвет предметов освещенных такими лампами может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за синих и зеленых линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти из-за типа применяемого люминофора.

  

Типичный спектр люминесцентной лампы.

Во многих дешевых лампах применяется галофосфатный люминофор, который излучает в основном жёлтый и синий свет,в то время как красного и зелёного излучается меньше.

Такая смесь цветов глазу кажется белым, однако при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета.Однако такие лампы, как правило, имеют очень высокую световую отдачу.

В более дорогих лампах используется «трехполосный» и «пятиполосный» люминофор. Это позволяет добиться более равномерного распределения излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы, как правило, имеют более низкую световую отдачу.

Также существуют люминесцентные лампы, предназначенные для освещения помещений, в которых содержатся птицы. Спектр этих ламп содержит ближний ультрафиолет, что позволяет создать более комфортное для них освещение, приблизив его к естественному, так как птицы, в отличие от людей, имеют четырехкомпонентное зрение.

Варианты исполнения

По стандартам лампы дневного света разделяются на колбные и компактные.

Советская люминесцентная лампа мощностью 20 Вт( «ЛБ-20» ). Современный европейский аналог этой

лампы — T8 1

Колбные лампы представляют собой лампы в виде стеклянной трубки. Различаются по диаметру и по типу цоколя, имеют следующие обозначения:T5 ((диаметр 5/8 дюйма=1.59 см),T8 (диаметр 8/8 дюйма=2.54 см),T10 (диаметр 10/8 дюйма=3.17 см) и T12 (диаметр 12/8 дюйма=3.80 см)).

Лампы такого типа часто можно увидеть в промышленных помещениях, офисах, магазинах и т. д.

 Компактные лампы представляют собой лампы с согнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на (G23,G24Q1,G24Q2, G24Q3). Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27 и E14, что позволяет использовать их в обычных светильниках вместо ламп накаливания.

Преимуществом компактных ламп являются устойчивость к механическим повреждениям и небольшие размеры. Цокольные гнёзда для таких ламп очень просты для монтажа в обычные светильники, срок службы таких ламп составляет от 6000 до 15000 часов.

 G23

Универсальная лампа Osram для всех типов цоколей G24

У лампы G23 внутри цоколя расположен стартер, для запуска лампы дополнительно необходим только дроссель. Их мощность обычно не превышает 14 Ватт.

Основное применение — настольные лампы, зачастую встречаются в светильниках для душевых и ванных комнат. Цокольные гнезда таких ламп имеют специальные отверстия для монтажа в обычные настенные светильники.

 G24

Лампы G24Q1, G24Q2 и G24Q3 также имеют встроенный стартер, их мощность, как правило, от 13 до 36 Ватт.

Применяются как в промышленных, так и в бытовых светильниках.

Стандартный цоколь G24 можно крепить как шурупами, так и на купол (современные модели светильников).

Утилизация

Все люминесцентные лампы содержат ртуть (в дозах от 40 до 70 мг), ядовитое вещество. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью.

По истечении срока службы в России лампу, как правило, выбрасывают куда попало.

На проблемы утилизации этой продукции в России не обращают внимания ни потребители, ни производители, хотя существует несколько занимающихся ею фирм.

Александр ГореславецКомпания “Додэка Электрик”.

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

eleczon.ru

Люминесцентная лампа – энциклопедия VashTehnik.ru

Люминесцентная лампа – источник света низкого давления, где ультрафиолетовое излучение, как правило, ртутного разряда преобразуется слоем люминофора, нанесённого на стенки колбы прибора, в видимое. Рассмотрим, в чем отличие устройств от галогенных и прочих схожих.

Люминесцентный источник света

История развития люминесцентных ламп

Явления флюоресценции начали изучать в 19 веке. Среди учёных мужей выделим Майкла Фарадея, Джеймса Максвелла и Джорджа Стокса. Самым примечательным изобретением называют колбу Гисслера. Этот учёный попытался откачать воздух при помощи ртутного насоса. Разряжение в колбе достигло высокого уровня – прежде не удавалось создать подобные условия. Одновременно освобождённый объем заполнился парами ртути. Гисслер обнаружил, что, располагая электроды по двум концам длинной колбы и прикладывая к ним напряжение, он лицезреет зелёное свечение.

Это тлеющий разряд, положенный сегодня в основу приборов. При низком давлении внутри образуется электронный луч между катодом и анодом. Местами элементарные частицы сталкиваются с малочисленными ионами газа, отдавая энергию. За счёт переходов электронов на новые уровни образуется свечение, цвет зависит от применяемого химического элемента и прочих условий. Трубки Гисслера с 80-х годов 19 века поставлены в массовое производство. Преимущественно для развлекательных и прочих сопутствующих целей. К примеру, известные неоновые вывески.

Причины флюоресценции различались. Часто эффект провоцировался электромагнитным излучением. Известный предприниматель Томас Эдисон экспериментировал с нитями из кальция, возбуждая их рентгеновскими лучами. Аналогичными работами занимался Никола Тесла.

Разновидности люминесценции

Согласно причинам, порождающим явление, люминесценция делится на классы:

  1. Катодолюминесценция, происходит в трубках Гисслера.
  2. Фотолюминесценция: свечение веществ под действием волн близких к видимому диапазону.
  3. Радиолюминесценция идентична предыдущей, возбуждающие волны сильно пониженной частоты.
  4. Термолюминесценция: свечение образуется за счёт нагрева тела.
  5. Электролюминесценция заметна на примере светодиодов.
  6. Биолюминесценция. Ярким примером класса служит население дна океана.

Биолюминесцентная лампа

Люминесцентная лампа

Люминесцентные лампы относятся к разрядным, обсуждение начнём с процесса ионизации. Иначе окажется неинтересно из-за незнания базиса. До появления светодиодов разрядные лампы обнаруживали высокую светоотдачу. Они до 80% экономнее, нежели приборы с нитями накала. В среде газа, пара или смеси образуется тлеющий разряд. Когда среда уже ионизирована, сложностей нет, но на старте приходится использовать крайне высокие напряжения, достигающие единиц кВ.

Разрядная лампа за малым исключением – в отвёртках-индикаторах – работает в паре со стартером. Иногда эту часть неправильно называют балластом. Это разные вещи:

  1. Стартером (пускорегулирующим аппаратом) называется часть схемы, где формируется высокое напряжение для розжига дуги. В результате резкого скачка толща газа или пара пробивается, ионизируется и проводит ток. Потом необходимость в поддержании на электродах высокого напряжения пропадает. Пускорегулирующий аппарат работает исключительно на старте.
  2. Балластом именуется совокупность приспособлений, призванных скомпенсировать отрицательное сопротивление люминесцентной лампы. Когда ток растёт, проводимость между электродами увеличивается. Этот процесс не принимает лавинообразный характер, исключает выход оборудования из строя благодаря балласту, включённому последовательно в цепь. Он ограничивает рост тока до конкретного уровня.

Балласт и пускорегулирующее устройство сложно разделимы. К примеру, дроссель создаёт резкий скачок напряжения в нужный момент, его импеданс одновременно ограничивает и величину тока.

Устройство лампы

Принцип розжига дуги и конструкция разрядной лампы

Люминесцентная лампа состоит из длинной стеклянной колбы, на концах которой контактные площадки с электродами. Особенность конструкции такова, что параллельно с лампой приходится включать часть балласта. Электрод имеет два выхода наружу, напоминая вольфрамовую подкову. Отличие люминесцентных ламп: на стенки стеклянной колбы нанесено специальное вещество, светящееся под действием ультрафиолетового излучения. Напомним, внутри находятся пары ртути или вещество, способное при относительно низком напряжении старта поддерживать в объёме тлеющий разряд с нужной частотой волны.

Разберёмся, как работает зажигание. Параллельно люминесцентной лампе включается биметаллическое реле. Через него питается напряжением сети небольшой разрядник. Он представляет сильно уменьшенную копию главной лампы и для ионизации хватает 220 В. Тлеющий разрядник постепенно подогревает биметаллическое реле, производящее питание. По мере повышения температуры контакты размыкаются. В результате разрядник гаснет, а биметаллическое реле, спустя некий период, снова замыкается. Циклический процесс по времени занимает 1-2 сек.

Посмотрим, как при помощи описанного приспособления разжечь люминесцентную лампу. Действующего значения напряжения 220 В не хватает, чтобы ионизировать газ в колбе. Конструкторы пошли на оригинальный ход – использовали дроссель. Это катушка индуктивности с двумя обмотками на общем сердечнике. Намотаны так, чтобы при резком пропадании формировать скачок напряжения большой амплитуды. Описание работы в комплексе:

  • Люминесцентная лампа питается через дроссель, они включены последовательно. Стартер включён параллельно колбе через подковообразные электроды.
  • В результате при наличии напряжения в начальный момент времени зажигается разрядник и греет реле. Сопротивление контактов мало, 220 В прикладываются к дросселю. Там начинается процесс запасания реактивной мощности.
  • Когда разрядник сильно нагревает контакты биметаллического реле, оно разрывает цепь. Как следствие, питание на дросселе пропадает, в результате образуется резкий скачок напряжения. Это вызывает ответную реакцию, амплитуда импульса многократно возрастает (до единиц кВ).
  • Разница потенциалов на электродах люминесцентной лампы становится настолько большой, что ионизирует газ в колбе. Стартует процесс тлеющего разряда.
  • В результате напряжение на стартере падает, разрядник более не зажигается.

Так происходит розжиг дуги люминесцентной лампы в стандартном режиме.

Схема люминесцентной лампы

Систему называют предварительным подогревом электродов. Ток по мере нагревания биметаллического реле проходит через вольфрамовые подковы, повышая температуру и облегчая процесс розжига. Если в помещении слишком холодно, с первого раза процесс терпит неудачу. Тогда цикл повторяется, температура вольфрамовых электродов становится чуть выше. Выглядит, как быстрое моргание света при замыкании выключателя.

Как зажечь сгоревшую люминесцентную лампу

Чаще у люминесцентной лампы сгорает вольфрамовый электродов в форме подковы. Тогда через него уже нельзя подать питание на стартер, включённый параллельно колбе. Используется схема, приведённая на рисунке ниже. На электродах лампы постоянно поддерживается высокое напряжение (выше 600 В). Этим обеспечивается тлеющий разряд. Режим работы люминесцентной лампы становится напряжённым, и долго устройство функционировать не сможет.

Схема сгоревшей лампы

Обратите внимание, снаружи оба выхода каждого электрода замыкаются накоротко. Этим обеспечивается работа оставшихся внутри огрызков вольфрамового электрода. Диоды служат для правильной коммутации каждой полуволны питающего напряжения, конденсаторы доводят уровень разницы потенциалов до заданного.

Отличие люминесцентной лампы от разрядной

Главной особенностью рассматриваемых устройств становится наличие люминофора на стенках колбы. Явление люминесценции наблюдалось с древних времён. Наиболее известно указанное свойство у фосфора.

Многие кристаллы под действием ультрафиолета начинают лучиться, но температура не меняется. Напомним закон Вина для абсолютно чёрного тела. Он гласит, что максимум излучения зависит от температуры и увеличивается с её повышением. Чтобы тело стало красным, его поверхность становится горячей, 500 градусов и выше. Прочие цвета по спектру идут выше, значит, и температура поднимается больше.

Но явления люминесценции проявляется при нормальных условиях, даже мороз не помеха. Известно, что при температуре абсолютного нуля непрерывный спектр излучения некоторых тел становится просто дискретным. Вместо хаотичного потока квантов намечается упорядоченность. Явление люминесценции не пропадает. Это объясняется простым образом:

  1. При повышенной температуре электроны переходят между уровнями совершенно хаотичным образом. Каждое тело светится при нагревании в зависимости от конкретной температуры. К примеру, прочные металлы легко доходят до нужной кондиции, а дерево вначале чернеет, активно окисляясь кислородом воздуха.
  2. В основе явления люминесценции лежит принцип поглощения телом волн определённой частоты. Чаще это инфракрасный или ультрафиолетовый диапазоны. Проще всего привести пример с шариковой «ручкой для шпионов». Её чернила характерно светятся при облучении волнами ультрафиолетового диапазона. Хотя прежде бумага выглядит белой.

Аналогичным образом каждое тело демонстрирует спектр поглощения, а излучение происходит на пониженной волне. Это объясняется тем, что часть падающей на материал энергии рассеивается в виде тепла. Говорят, что тело излучает в стоксовой (от имени учёного) области спектра. Встречаются вещества, у которых волна люминесценции выше возбуждающей. Тогда говорят, что тело светится в антистоксовой области спектра. Наконец, встречаются материалы, проявляющие оба вида свойств.

В случае люминесцентных ламп волна возбуждения образуется тлеющим разрядом паров ртути и лежит в ультрафиолетовом диапазоне. Свет, излучаемый люминофором, видимый. И здесь приходим к важной характеристике – цветовой температуре. Если люминофор даёт яркий белый свет, говорят, оттенок холодный. Это хорошо для создания рабочего ритма мозга. А лампы носят название дневного света. Чаще и встречаются на практике.

vashtehnik.ru

История люминесцентной лампы. – 26 Марта 2012 – Консультации

 Ртутная люминесцентная лампа – представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.

 Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида.  В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение.  В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово – белый свет. Эта лампа имела умеренный успех.  В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет синезелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Это было, однако, очень близко к современному дизайну, и имело намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эллинойса.

 

 Особенно важным для истории, которая продолжалась, было изобретение в 1927 году Эдмундом Джермером (Edmund Germer) (1901-1987) и его немецкими коллегами Фридрихом Мейером (Friedrich Meyer) и Гансом Шпаннером (Hans Spanner) ртутной паровой лампы высокого давления.

 

 Некоторые историки называют Э. Джермера изобретателем первой реальной люминесцентной лампы. Первоначальной целью Э. Джермера было сконструировать источник ультрафиолетового света, которым бы можно было управлять без сложной системы регулирования электричеством. Покрыв внутренние стенки лампы люминесцентным материалом, который превращал энергию ультрафиолетового излучения в белый равномерный свет, воспринимаемый человеческим глазом, Э. Джермер понял, что такая лампа могла бы также стать источником света. Э. Джермер также усовершенствовал форму люминесцентной лампы, которая увеличивала давление пара внутри колбы.Был получен немецкий патент, но лампа никогда не была запущена в серийное производство. Компания “General Electric” заплатила 180 000 долларов за приобретение этого патента. К 1934 году фирма “General Electric” в Великобритании (несмотря на название, эта компания не имела прямой связи с “General Electric” в США) провела успешный эксперимент по созданию согласно концепции люминесцентной лампы. Лампа производила зелёный свет и имела значительную световую отдачу – 35 лм/Вт. Ободрённая докладом об успешных экспериментах Артура Комптона (Arthor Compton), известного физика и консультанта компании, и, имея в наличии все ключевые элементы, команда под руководством Джорджа Э. Инмана (George E. Inman) построила прототип люминесцентной лампы в 1934 году в технической лаборатории в штате Огайо. В добавление к талантливым инженерам и техникам наряду с отличным оборудованием для научно-исследовательской и технической работы по флуоресценции “General Electric” контролировал ключевые патенты по люминесцентному освещению, включая патенты, первоначально выданные Купер-Хьюитту, Муру и Кюху.  Важнее, чем эти, был патент по электроду, который не разрушался под давлением газов, применявшихся, в конечном счёте, в люминесцентных лампах. Это изобретение было сделано Альбертом У. Халлом (Albert W. Hull) из исследовательской лаборатории Schenectady компании “General Electric”.

 Несмотря на то, что “General Electric” много лет решала проблему с окончательным получением патентов, мощь, которую компания обрела в производстве и маркетинге, дала ей возможность занять важнейшее положение на появляющемся рынке люминесцентного освещения.

 Продажи люминесцентных ламп начались в 1938 году, когда трубки четырёх разных размеров были представлены на рынок компанией «General Electric».

mir-td.ru

Люминесцентные лампы – это… Что такое Люминесцентные лампы?

Различные виды люминесцентных ламп

Люминесце́нтная лампа — газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов. Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Срок службы люминесцентных ламп может до 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу коммутаций, в противном случае быстро выходят из строя. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.

Область применения

Коридор, освещенный люминесцентными лампами

Люминесцентные лампы — наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту. Применение электронных пускорегулирующих устройств (балластов) вместо традиционных электромагнитных позволяет улучшить характеристики люминесцентных ламп — избавиться от мерцания и гула, ещё больше увеличить экономичность, повысить компактность.

Главными достоинствами люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются высокая светоотдача (люминесцентная лампа 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания) и более длительный срок службы (2000[1]-20000 часов против 1000 часов). В некоторых случаях это позволяет люминесцентным лампам экономить значительные средства, несмотря на более высокую начальную цену.

Применение люминесцентных ламп особенно целесообразно в случаях, когда освещение включено продолжительное время, поскольку включение для них является наиболее тяжёлым режимом и частые включения-выключения сильно снижают срок службы.

История

Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненой газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение. В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет. Эта лампа имела умеренный успех. В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет синего-зелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Это было, однако, очень близко к современному дизайну, и имело намного более высокую эффективность чем лампы Гайсслера и Эдисона. В 1926 году Эдмунд Джермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждёной плазмой в более однородно бело-цветной свет. Э.Джермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Джермера, и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году.

Принцип работы

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами находящимися в противоположных концах лампы возникает тлеющий электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути и проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.

Особенности подключения

С точки зрения электротехники люминесцентная лампа — устройство с отрицательным дифференциальным сопротивлением (чем больший ток через неё проходит — тем меньше её сопротивление, и тем меньше падение напряжения на ней). Поэтому при непосредственном подключении к электрической сети лампа очень быстро выйдет из строя из-за огромного тока, проходящего через неё. Чтобы предотвратить это, лампы подключают через специальное устройство (балласт).

В простейшем случае это может быть обычный резистор, однако в таком балласте теряется значительное количество энергии. Чтобы избежать этих потерь при питании ламп от сети переменного тока в качестве балласта должно применяться реактивное сопротивление (конденсатор или катушка индуктивности).

В настоящее время наибольшее распространение получили два типа балластов — электромагнитный и электронный.

Электромагнитный балласт
Произведёный в СССР электромагнитный балласт «1УБИ20». Недостатком являлся низкий cosф, так как реактивная мощность балласта зачастую больше мощности лампы

Электромагнитный балласт представляет собой индуктивное сопротивление (дроссель) подключаемое последовательно с лампой. Для запуска лампы с таким типом балласта требуется также стартер. Преимуществами такого типа балласта является его простота и дешевизна. Недостатки — мерцание ламп с удвоенной частотой сетевого напряжения (частота сетевого напряжения в России = 50 Гц), что повышает утомляемость и может негативно сказываться на зрении, относительно долгий запуск (обычно 1-3 сек, время увеличивается по мере износа лампы), большее потребление энергии по сравнению с электронным балластом. Дроссель также может издавать низкочастотный гул.

Помимо вышеперечисленных недостатков, можно отметить ещё один. При наблюдении предмета вращающегося или колеблющегося с частотой равной или кратной частоте мерцания люминесцентных ламп с электромагнитным балластом такие предметы будут казаться неподвижными из-за эффекта стробирования. Например этот эффект может затронуть шпиндель токарного или сверлильного станка, циркулярную пилу, мешалку кухонного миксера, блок ножей вибрационной электробритвы.

Во избежание травмирования на производстве запрещено использовать люминесцентные лампы с электромагнитным балластом для освещения движущихся частей станков и механизмов без дополнительной подсветки лампами накаливания.

Электронный балласт

электронный балласт

Электронный балласт представляет собой электронную схему, преобразующую сетевое напряжение в высокочастотный (20-60 кГц) переменный ток, который и питает лампу. Преимуществами такого балласта является отсутствие мерцания и гула, более компактные размеры и меньшая масса, по сравнению с электромагнитным балластом. При использовании электронного балласта возможно добиться мгновенного запуска лампы (холодный старт), однако такой режим неблагоприятно сказывается на сроке службы лампы, поэтому применяется и схема с предварительным прогревом электродов в течение 0,5-1 сек (горячий старт). Лампа при этом зажигается с задержкой, однако этот режим позволяет увеличить срок службы лампы.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

подключение 58-ваттных ламп классическим способом в рекламном щите

стартер

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой миниатюрную газоразрядную лампочку с неоновым наполнением и двумя металлическими электродами. Один электрод пускателя неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве. В исходном состоянии электроды пускателя разомкнуты. Пускатель включается параллельно лампе.

В момент включения к электродам лампы и пускателя прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Электроды лампы холодные и напряжение сети недостаточно для её зажигания. Но в пускателе от приложенного напряжения возникает разряд, в результате которого ток проходит через электроды лампы и пускателя. Ток разряда мал для разогрева электродов лампы, но достаточен для электродов пускателя, отчего биметаллическая пластинка, нагреваясь, изгибается и замыкается с жёстким электродом. Ток в общей цепи возрастает и разогревает электроды лампы. В следующий момент электроды пускателя остывают и размыкаются. Мгновенный разрыв цепи тока вызывает мгновенный пик напряжения на дросселе что и вызывает зажигание лампы, это явление основано на самоиндукции. Параллельно стартеру подключен миниатюрный конденсатор небольшой емкости, служащий для уменьшения создаваемых радиопомех. Кроме того, он оказывает влияние на характер переходных процессов в стартере так, что способствует зажиганию лампы. Конденсатор вместе с дросселем образует колебательный контур, который контролирует пиковое напряжение и длительность импульса зажигания (при отсутствии конденсатора во время размыкания электродов стартера возникает очень короткий импульс большой амплитуды, генерирующий кратковременный разряд в стартере, на поддержание которого расходуется большая часть энергии, накопленной в индуктивности контура). К моменту размыкания стартера электроды лампы уже достаточно разогреты. Разряд в лампе возникает сначала в среде аргона, а затем, после испарения ртути, приобретает вид ртутного. В процессе горения напряжение на лампе и пускателе составляет около половины сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, что устраняет повторное срабатывание пускателя. В процессе зажигания лампы пускатель иногда срабатывает несколько раз подряд вследствие отклонений во взаимосвязанных между собой характеристиках пускателя и лампы. В некоторых случаях при изменении характеристик пускателя и\или лампы возможно возникновение ситуации когда стартер начинает срабатывать циклически. Это вызывает характерный эффект когда лампа периодически вспыхивает и гаснет, при погасании лампы видно свечение катодов накаленных током протекающим через сработавший стартер.

Механизм запуска лампы с электронным балластом

В отличие от электромагнитного балласта для работы электронного баласта зачастую не требуется отдельный специальный стартер т.к. такой балласт в общем случае способен сформировать необходимые последовательности напряжений сам. Существуют разные технологии запуска люминесцентных ламп электронными балластами. В наиболее типичном случае электронный балласт подогревает катоды ламп и прикладывает к катодам напряжение, достаточное для зажигания лампы, чаще всего – переменное и высокочастотное (что заодно устраняет мерцание лампы характерное для электромагнитных балластов). В зависимости от конструкции балласта и временных параметров последовательности запуска лампы такие балласты могут обеспечивать например плавный запуск лампы с постепенным нарастанием яркости до полной за несколько секунд или же мгновенное включение лампы. Часто встречаются комбинированные методы запуска когда лампа запускается не только за счет факта подогрева катодов лампы но и за счет того что цепь в которую включена лампа является колебательным контуром. Параметры колебательного контура подбираются так, чтобы при отсутствии разряда в лампе в контуре возникает явление электрического резонанса, ведущее к значительному повышению напряжения между катодами лампы. Как правило это ведет и к росту тока подогрева катодов поскольку при такой схеме запуска спирали накала катодов нередко соединены последовательно через конденсатор, являясь частью колебательного контура. В результате за счет подогрева катодов и относительно выского напряжения между катодами лампа легко зажигается. После зажигания лампы параметры колебательного контура изменяются, резонанс прекращается и напряжение в контуре значительно падает, сокращая ток накала катодов. Существуют вариации данной технологии. Например, в предельном случае балласт может вообще не подогревать катоды, вместо этого приложив достаточно высокое напряжение к катодам что неизбежно приведет к почти мгновенному зажиганию лампы за счет пробоя газа между катодами. По сути этот метод аналогичен технологиям применяемым для запуска ламп с холодным катодом (CCFL). Данный метод достаточно популярен у радиолюбителей поскольку позволяет запускать даже лампы с перегоревшими нитями накала катодов которые не могут быть запущены обычными методами из-за невозможности подогрева катодов. В частности этот метод нередко используется радиолюбителями для ремонта компактных энергосберегающих ламп, которые являются обычной люминисцентной лампой с встроенным электронным балластом в компактном корпусе. После небольшой переделки балласта такая лампа может еще долго служить невзирая на перегорание спиралей подогрева и ее срок службы будет ограничен только временем до полного распыления электродов.

Балласт от перегоревшей энергосберегающей лампы подключён к лампе Т5

Причины выхода из строя

Электроды люминесцентной лампы представляют собой вольфрамовые нити, покрытые пастой (активной массой) из щелочноземельных металлов. Эта паста и обеспечивает стабильный тлеющий разряд, если бы ее не было, вольфрамовые нити очень скоро перегрелись бы и сгорели. В процессе работы она постепенно осыпается с электродов, выгорает, испаряется, особенно при частых пусках, когда некоторое время разряд происходит не по всей площади электрода, а на небольшом участке его поверхности, что приводит к перегреву электрода. Отсюда потемнение на концах лампы, часто наблюдаемое ближе к окончанию срока службы. Когда паста выгорит полностью, ток лампы начинает падать, а напряжение, соответственно, возрастать. Это приводит к тому, что начинает постоянно срабатывать стартер — отсюда всем известное мигание вышедших из строя ламп. Электроды лампы постоянно разогреваются и в конце концов одна из нитей перегорает, это происходит примерно через 2 — 3 дня, в зависимости от производителя лампы. После этого минуту-две лампа горит без всяких мерцаний, но это последние минуты в ее жизни. В это время разряд происходит через остатки перегоревшего электрода, на котором уже нет пасты из щелочноземельных металлов, остался только вольфрам. Эти остатки вольфрамовой нити очень сильно разогреваются, из-за чего частично испаряются, либо осыпаются, после чего разряд начинает происходить за счет траверсы (это проволочка, к которой крепится вольфрамовая нить с активной массой), она частично оплавляется. После этого лампа вновь начинает мерцать. Если ее выключить, повторное зажигание будет невозможным. На этом все и закончится. Вышесказанное справедливо при использовании электромагнитных ПРА (балластов). Если же применяется электронный балласт, все произойдет несколько иначе. Постепенно выгорит активная масса электродов, после чего будет происходить все больший их разогрев, рано или поздно одна из нитей перегорит. Сразу же после этого лампа погаснет без мигания и мерцания за счет предусматривающей автоматическое отключение неисправной лампы конструкции электронного балласта.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Типичный спектр люминесцентной лампы.

Многие люди считают свет излучаемый люминесцентными лампами грубым и неприятным. Цвет предметов освещенных такими лампами может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за синих и зеленых линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти из-за типа применяемого люминофора.

Во многих дешевых лампах применяется галофосфатный люминофор, который излучает в основном жёлтый и синий свет, в то время как красного и зелёного излучается меньше. Такая смесь цветов глазу кажется белым, однако при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета. Однако такие лампы как правило имеют очень высокую световую отдачу.

В более дорогих лампах используется «трехполосный» и «пятиполосный» люминофор. Это позволяет добиться более равномерного распределения излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы как правило имеют более низкую световую отдачу.

Также существуют люминисцентные лампы, предназначенные для освещения помещений, в которых содержатся птицы. Спектр этих ламп содержит ближний ультрафиолет, что позволяет создать более комфортное для них освещение, приблизив его к естественному, так как птицы, в отличие от людей, имеют четырехкомпонентное зрение.

Производятся лампы, предназначенные для освещения мясных прилавков в супермаркетах. Свет этих ламп имеет розовый оттенок, в результате такого освещения мясо приобретает более аппетитный вид, что привлекает покупателей[2].

Варианты исполнения

По стандартам лампы дневного света разделяются на колбные и компактные.

Колбные лампы

Советская люминесцентная лампа мощностью 20 Вт(«ЛД-20»). Современный европейский аналог этой лампы — T8 18W

Представляют собой лампы в виде стеклянной трубки. Различаются по диаметру и по типу цоколя, имеют следующие обозначения:

  • T5 (диаметр 5/8 дюйма=1.59 см),
  • T8 (диаметр 8/8 дюйма=2.54 см),
  • T10 (диаметр 10/8 дюйма=3.17 см) и
  • T12 (диаметр 12/8 дюйма=3.80 см).
Применение

Лампы такого типа часто можно увидеть в промышленных помещениях, офисах, магазинах на транспорте и т. д.

Компактные лампы

Универсальная лампа Osram для всех типов цоколей G24

Представляют собой лампы с согнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на:

Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27 и E14, что позволяет использовать их в обычных светильниках вместо ламп накаливания. Премуществом компактных ламп являются устойчивость к механическим повреждениям и небольшие размеры. Цокольные гнёзда для таких ламп очень просты для монтажа в обычные светильники, срок службы таких ламп составляет от 6000 до 15000 часов.

G23

У лампы G23 внутри цоколя расположен стартер, для запуска лампы дополнительно необходим только дроссель. Их мощность обычно не превышает 14 Ватт. Основное применение — настольные лампы, зачастую встречаются в светильниках для душевых и ванных комнат. Цокольные гнезда таких ламп имеют специальные отверстия для монтажа в обычные настенные светильники.

G24

Лампы G24Q1,G24Q2 и G24Q3 также имеют встроенный стартер, их мощность как правило от 11 до 36 Ватт. Применяются как в промышленных, так и в бытовых светильниках. Стандартный цоколь G24 можно крепить как шурупами, так и на купол (современные модели светильников).

Утилизация

Все люминесцентные лампы содержат ртуть (в дозах от 40 до 70 мг), ядовитое вещество. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью. По истечении срока службы лампу, как правило, выбрасывают куда попало. На проблемы утилизации этой продукции в России индивидуальные потребители не обращают внимания, а производители стремятся устраниться от проблемы. Существует несколько фирм по утилизации ламп, и крупные промышленные предприятия обязаны сдавать лампы на переработку.

Источники

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Основы работы люминесцентной лампы

Содержание статьи:

    • 1.Хроника изобретения люминесцентной лампы
    • 2.Строение люминесцентной лампы
    • 3.Работа люминесцентных ламп

Люминесцентная лампа в наше время является незаменимой частью любого офиса и дома. Большинство ее преимуществ, просто вытеснили из продажи лампы накаливания. Одним из достоинств источника неестественного освещения является экономичность люминесцентных ламп.

Хроника изобретения люминесцентной лампы

История создания данных ламп довольно объемна по времени. Для того чтобы лампочки были в таком виде, в каком сегодня они встречаются почти в каждом доме, ученым пришлось изрядно поэкспериментировать. Первым изобретением в 1856 году была стеклянная трубка, внутри нее находился разряженный газ. Создателем этого является немецкий изобретатель Генрих Гейслер. Далее в 1896 Томас Эдисон придумал покрыть колбу вольфраматом кальция с рентгеновским излучением. Однако лампа имела малый срок службы. И первым создателем практически аналога современных люминесцентных ламп является Даниэль Фарлана Мур.

Строение люминесцентной лампы

Состав лампы: разного объема и конфигурации стеклянный сосуд, два временами четыре антикатода, инертный метан, пары меркурия, люминофор, проект старта. Электрод состоит из двух гальванических контактов, к ним присоединяется электрический ток и волокно накала. Для лучшего распространения электронов во время функционирования и длительной производительности лампы волокно накала покрывают специально предназначенным эмиссионным веществом.

Работа люминесцентных ламп

Последовательно разогретые электроны возникают вследствие возникновения тока в электродах. Но данных электронов слишком мало для того чтоб разжечь промежду антикатодами заряд-полчище ионизированных частичек газа.  Поэтому далее работать начинает та доля конфигурации, которая ручается за пуск лампы. Краткосрочный толчок напряжения разжигает инертный газ, а далее и пары меркурия. Совместное действие этих веществ, повергает к происхождению света в ультрафиолетовой части незримого дня нас спектра действия. Люминофор используется для того чтобы изменить ультрафиолетовый свет в видимый. Он наносится на стенки стеклянного сосуда. Таким образом, получается двойное изменение. Антикатоды лампы испускают электроны, которые ионизируют пары меркурия, а ионизированные частички активизируют люминофор. Тем самым вынуждая его испускать видимый нами свет.

 Длинная лампа дневного света работает как схема запуска, которая состоит из: дросселя, конденсатора и стартера. А лапочки экономки содержат другие электрические компоненты: диоды, микросхемы. Дроссель-это электромагнитный пускорегулирующий аппарат (ЭмПРА). Мощность его должна соответствовать общей мощности подключаемого к нему устройства. Стартер-это маленькая лампочка, наполненная неоном с двумя разомкнутыми в нормальном положении электродами. Конденсатор-это электрическая цепь, с постоянными либо переменными значениями проводника и маленькой проводимостью электрического тока. Одним словом, накопитель электрического тока.

В настоящее время производятся различного состава люминофоры. Это делается для того, чтобы менять цвет освещения или его температуру. Поэтому на лампочках делаются маркировки. Желтое (теплое) освещение имеет температуру 2700 К, дневное (белое) около 4100 К, а яркое (холодное) порядка 6000 К.

Таким образом, можно сделать вывод, что люминесцентные лампы довольно экологические и экономные в использовании. Что немаловажно при выборе домашнего, офисного, рабочего, освещения в магазинах, супермаркетах, учебных заведениях, общественных зданиях. Также они являются в 5-7 раз экономичней ламп накаливания и намного дешевле светодиодных.

kotelstroi.com

Люминесцентные лампы – это что такое? Принцип работы :: SYL.ru

Люминесцентные лампы – это газоразрядные источники света. Их световой поток формируется за счет свечения люминофоров, на которые воздействует ультрафиолетовое излучение разряда. Его видимое свечение обычно не превышает 1-2%. Люминесцентные лампы (ЛЛ) получили широкое применение в освещении помещений разного типа. Их световая отдача в разы больше, чем у привычных ламп накаливания. При обеспечении ряда условий (качественное электропитание, использование балласта, соблюдение ограничений по числу коммутаций), такие лампы могут в десятки раз дольше служить, нежели лампы накаливания. Сегодня мы с вами познакомимся с историей люминесцентной лампы и принципом ее работы.

Область использования

Линейные люминесцентные лампы давно зарекомендовали себя как наиболее удобный и экономичный способ освещения общественных помещений: офисов, учебных заведений, магазинов, больниц, предприятий и так далее. С появлением современных технологий, позволяющих создать компактную ЛЛ под обычные патроны марки Е14 или Е27, они быстро завоевали популярность в быту и стали вытеснять лампы накаливания. Чаще всего в обиходе используют экономные люминесцентные лампы на 18 или больше ватт.

Благодаря использованию электронных балластов вместо привычных электромагнитных удается значительно улучшить эксплуатационные характеристики ламп – избавиться от гула и мерцания, повысить экономичность и компактность.

Главными преимуществами люминесцентных ламп по сравнению с привычными всем лампами накаливания являются высокая светоотдача (превышает в несколько раз), и более длительный срок работы (превышает в несколько десятков раз). Их применение особенно актуально в случаях, когда освещение не выключается на протяжении длительного времени, так как именно включение является самым сложным режимом и от количества включений зависит срок работы. Таким образом, несмотря на более высокую стоимость, люминесцентные лампы позволяют значительно сэкономить.

История

Первое подобие светильника с люминесцентной лампой было разработано в далеком 1856 году Генрихом Гайсслером, который добился свечения от стеклянной трубки, заполненной газом и возбужденной с помощью соленоида. В 1893 году на выставке в Чикаго Томас Эдисон впервые продемонстрировал публике люминесцентное свечение. Через год, М.Ф. Моором была создана лампа, наполненная азотом и углекислым газом и испускающая розово-белый свет. Успех этого изобретения был весьма ограниченным. В 1901-м Питер Хьюитт создал ртутную лампу, испускающую сине-зеленый свет. Именно из-за цвета она была непригодна для практического применения. Тем не менее, изобретение Хьитта было близко к современным лампам и имело намного больший потенциал, чем лампы предшественников. В 1926-м Эдмунд Джермер вместе со своими сотрудниками предложил увеличить давление внутри колбы и покрыть ее флуоресцентным порошком, преобразующим ультрафиолетовое цветное излучение в однородное белое. Вскоре компания General Electric купила у изобретателя патент, и под его руководством, к 1938 году вывела ЛЛ на широкий рынок. Таким образом, именно с Джермером часто ассоциируют начало истории люминесцентных ламп.

Принцип работы

Когда люминесцентная лампа подключается к электросети, между двумя электродами, расположенными в ее противоположных концах, возникает электрический разряд. Благодаря прохождению тока через пары ртути, которыми заполнена внутренняя полость лампы, возникает УФ-излучение, которое незаметно для человеческого глаза. С помощью люминофора, нанесенного на стенки, это излучение превращается в видимый свет. Таким образом, люминофор призван поглощать УФ излучение и излучать видимый свет. Меняя его состав можно варьировать оттенок свечения лампы.

Преимущества и недостатки люминесцентных ламп

ЛЛ имеют такие достоинства:

  1. Высокие показатели светоотдачи и КПД.
  2. Разнообразие оттенков свечения.
  3. Рассеянный свет.
  4. Длительный срок службы.

Недостатки люминесцентных ламп:

  1. Химическая опасность. Причина в токсичных парах ртути.
  2. Неравномерный, неприятный для некоторых свет, вызывающих искажение цвета освещенных поверхностей. Лампы, которые лишены этой проблемы, имеют меньшую светоотдачу.
  3. Люминофор со временем “срабатывается”, в результате меняется спектр, уменьшается светоотдача и падает КПД.
  4. В случае удвоенной частоты питающей сети, может возникнуть мерцание некоторых ламп.
  5. Наличие пускорегулирующих аппаратов.
  6. Низкий коэффициент мощности.

Подключение

С электротехнической точки зрения, люминесцентная лампа – это устройство с отрицательным сопротивлением. Это значит, что чем более сильный ток через нее проходит, тем больше падает сопротивление. В этой связи при непосредственном подключении лампы к электросети она быстро выходит из строя из-за чересчур сильного тока. Эта проблема решается путем подключения лампы через так называемый балласт.

В простейшем варианте в качестве балласта выступает простой резистор. Его недостаток состоит в потере значительного количества энергии. Избежать потерь можно путем использования в качестве балласта конденсатора или катушки индуктивности, создающих реактивное сопротивление. Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются электромагнитные и электронные балласты.

Электромагнитный балласт

Балласты люминесцентных ламп – это пускорегулирующие устройства. Устройства данного типа представляют собой дроссель (индуктивное сопротивление) подключаемый последовательно с лампой. Чтобы запустить лампу с таким балластом, потребуется также стартер. Преимуществом такого подключения является его простота и дешевизна. Главный недостаток – мерцание ламп при удвоенной частоте сетевого напряжения. Из-за этого у людей, находящихся в помещении, повышается утомляемость глаз, что может негативно сказаться на их здоровье. Кроме того, лампы с электромагнитным балластом относительно долго запускаются (от одной до нескольких секунд, в зависимости от их срока службы), издают гул, и потребляют больше энергии, чем аналоги с электронным балластом.

Кроме вышеперечисленных недостатков, стоит также отметить эффект стробирования, возникающий из-за мерцания ламп. Его суть состоит в том, что при наблюдении за вращающимся или колеблющимся предметом, частота движения которого равна частоте мерцания люминесцентной лампы, этот предмет может казаться неподвижным. Подобный эффект может возникнуть, к примеру, при наблюдении за шпинделем токарного или сверлильного станка, мешалкой кухонного миксера, циркуляционной пилой и прочими движущимися приборами. Поэтому, во избежание травмирования, на производстве использование люминесцентных ламп для подсвечивания движущихся механизмов разрешается лишь при условии дополнительной установки ламп накаливания.

Электронный балласт

Этот тип балласта представлен электронной схемой, преобразующей сетевое напряжение в высокочастотный переменный ток, питающий лампу. Достоинством этого балласта является отсутствие мерцания и гула. Кроме того, по сравнению с электромагнитным аналогом, он имеет меньшую массу и размеры.

При использовании такого типа подключения можно добиться так называемого холодного старта – мгновенного запуск лампы. Однако из-за того, что этот режим неблагоприятно сказывается на сроке службы ламп, применяется горячий старт, предполагающий предварительный подогрев электродов. Стоит признать, что на подогрев уходит не более одной секунды, поэтому эта особенность подключения не несет каких-либо неудобств.

Запуск электромагнитного балласта

В классической схеме пуска лампы с электромагнитным балластом используется стартер (пускатель), который представляет собой миниатюрную газоразрядную неоновую лампочку с парой металлических электродов. Один из электродов жесткий и неподвижный, а другой – биметаллический, изгибающийся. Следовательно, в исходном состоянии электроды разомкнуты.

Стартер активируется параллельно с лампой. В момент включения, к электродам стартера и лампы поступает полное напряжение. Это связано с тем, что ток через лампу не идет, а падение напряжения на пускателе равно нулю.

Так как электроды лампы холодные, напряжения сети не хватает для ее зажигания. Благодаря возникновению разряда в пускателе через него и лампу проходит ток, которого достаточно для электродов пускателя, но недостаточно для разогрева лампы. В результате ток в общей цепи растет и разогревает электроды лампы. Когда это происходит, электроды пускателя охлаждаются и размыкаются. Благодаря мгновенному разрыву цепи возникает пик напряжения на дросселе, который и стимулирует зажигание лампы. Электроды тем временем уже достаточно разогреты.

Во время горения напряжение в лампе составляет примерно половину от сетевого, так же, как и в пускателе. Причина в том, что проходя через дроссель, оно падает, что позволяет устранить повторное срабатывание пускателя.

При зажигании, пускатель может срабатывать несколько раз. Это связано с отклонениями его характеристик от характеристик лампы. В некоторых случаях стартер начинает работать циклически. Если это происходит, то лампа постоянно гаснет и снова вспыхивает. При погасании можно созерцать свечение накаленных током катодов.

Запуск электронного балласта

При использовании электронного балласта, как правило, нет необходимости в отдельном специальном стартере, так как этот балласт способен самостоятельно сформировать нужные последовательности напряжений.

Запуск люминесцентной лампы электронным балластом может производиться по разным технологиям. В наиболее типичной из них пускорегулирующее устройство подогревает катоды лампы и подает на них напряжение, которого достаточно для зажигания. Как правило, это переменное и высокочастотное напряжение. Такое подключение позволяет устранить мерцание ламп, которое является весомым недостатком электромагнитных балластов.

В зависимости от конструктивных особенностей и временных параметров последовательности пуска лампы, такие пускорегулирующие устройства могут обеспечивать как мгновенное включение света, так и плавное, с постепенным нарастанием яркости.

Часто используются комбинированные методы пуска, когда лампа активируется не только за счет подогрева катодов, но и благодаря тому, что цепь, подпитывающая ее, выступает в качестве колебательного контура. Характеристики колебательного контура подбираются таким образом, чтобы в случае отсутствия разряда в лампе, в нем возникало явление электрического резонанса, которое ведет к значительному повышению напряжениям между катодами лампы. Обычно это приводит также к возрастанию тока подогрева катодов. Причина заключается в том, что при использовании такой схемы пуска спирали накала катодов часто соединяются последовательным образом через конденсатор, и выступают частью колебательного контура. В результате из-за подогрева катодов и высокого напряжения между ними лампа быстро и легко зажигается.

После зажигания параметры колебательного контура меняются, резонанс прекращается, а напряжение в контуре значительно снижается, сокращая тем самым ток накала катодов.

Существуют разные вариации данной технологии. К примеру, в предельных случаях, балласт может не подогревать катоды вовсе, а лишь приложить к ним напряжение, достаточно высокое для зажигания за счет пробоя газа расположенного между катодами. Аналогичная технология используется для пуска ламп с холодным катодом. Она пользуется популярностью среди радиолюбителей, благодаря возможности осуществить запуск даже с перегоревшими нитями накала катодов. Обычными методами их запустить нельзя, так как катоды в таком случае не нагреваются. В частности, радиолюбители используют этот способ для восстановления компактных энергосберегающих ламп, представляющих собой обычные люминесцентные лампы с электронным балластом, встроенным в небольшой корпус. После переделки балласта, такая лампа долго работает, несмотря на перегорание спиралей подогрева. Срок ее службы ограничивается разве что временем полного распыления электродов.

Причина поломок

Электроды люминесцентных ламп – это вольфрамовые нити, покрытые активной массой (пастой) из щелочноземельных металлов. Именно эта паста обеспечивает тлеющий разряд. Без нее вольфрамовые нити перегорали бы гораздо быстрее. В процессе работы лампы паста постепенно осыпается, выгорает и испаряется. Процесс ускоряется в случае частых пусков, когда разряд на протяжении короткого промежутка времени проходит не по всей площади электрода, а на малом участке его поверхности. Это приводит к перегреву электрода и возникновению потемнений на концах лампы, которые обычно свидетельствуют о ее скором выходе из строя.

Когда паста полностью выгорает, ток лампы падает, а напряжение – возрастает. В результате стартер начинает срабатывать постоянно, вызывая мигания, которые также свидетельствуют о том, что дни работы лампы сочтены. Электроды находятся в постоянном разогреве и, в конце концов, один из них перегорает. Происходит это через несколько дней после появления мерцания.

В последние минуты работы лампа горит без мерцаний. В этот момент разряд проходит через остатки электрода, на котором уже не осталось активной массы. Когда остатки вольфрама осыпаются или испаряются, разряд поступает на траверсы (крепления вольфрамовых нитей, выполненные из проволоки). После перегорания траверсов лампа вновь начинает мерцать. Если выключить ее и заново включить, она уже не будет светить.

Описанный выше механизм перегорания лампы справедлив для тех моделей, в которых используются электромагнитные балласты. В случае применения электронных балластов, все происходит несколько иначе. Так же, как и в предыдущем случае, все начинается с выгорания активной массы электродов, после которой следует их перегрев и перегорание одной из нитей. Отличие состоит в том, что сразу после перегорания, лампа гаснет без каких-либо мерцаний и миганий. Этим она обязана конструкции электронного балласта, которая предусматривает автоматическое отключение лампы в случае ее неисправности.

Люминофоры и спектр излучения

Многие пользователи считают, что свет люминесцентных ламп грубый и неприятный. Кроме того, цвет предметов, которые освещаются такими лампами, может искажаться. Виной тому синие и зеленые линии в спектре излучения разряда и тип применяемого люминофора.

В дешевых светильниках с люминесцентными лампами используют галофосфатный люминофор, излучающий главным образом желтый и синий свет, и в меньшей мере зеленый и красный свет. Глазу такая смесь цветов кажется белым светом, однако если свет отражается от предметов, его спектр меняется и возникает эффект искажения. Достоинством таких ламп является высокая световая отдача.

В более дорогих моделях применяет трех- или пятиполосный люминофор. Благодаря этому удается получить более равномерное распределение излучения по видимому спектру. Так свет воспроизводится более натурально. Недостатком этих ламп является не такая высокая светоотдача, как в предыдущем случае.

Существуют также специальные люминесцентные лампы, используемые в освещении помещений, в которых живут птицы. Их спектр содержит ближний ультрафиолет, позволяющий питомцам практически не чувствовать разницу между естественным и искусственным освещением. Необходимость применения таких технологий обусловлена тем, что в отличие от людей, птицы имеют четырехкомпонентное зрение.

Варианты исполнения

По стандарту, люминесцентные лампы подразделяют на колбные и компактные. Оба типа используются довольно широко.

Колбные лампы имеют в качестве оболочки стеклянную трубку. Они могут отличаться по типу и диметру цоколя. Такие лампы часто используются в крупных помещениях: магазины, офисы, цеха, склады и так далее.

Компактные люминесцентные лампы имеют оболочку в виде более тонкой (по сравнению с колбными) изогнутой трубки. Их различают по типу цоколя и размерам. Эти лампы производятся под стандартный патрон Е27 и Е14, поэтому их можно использовать вместо ламп накаливания в обычных светильниках. Их мощность, как правило, колеблется в пределах 16-36 Вт. Люминесцентная лампа такого типа имеет небольшие габариты и устойчивость к механическим воздействиям (умеренным, разумеется).

Кроме типа цоколя, на коробке из-под лампы указываются такие данные:

  1. Цвет излучения: Д – дневной, Б – белый, ХБ – холодно-белый и т. д.
  2. Мощность в ватах: 16W, 18W и т. д.
  3. Длина корпуса (если это колбный вариант люминесцентной лампы): 765, 450 и т. д. Подразумевается длина в миллиметрах.

Возвращаясь к типу цоколей, стоит отметить, что они бывают резьбовыми (например, Е27) и штырьковыми (например, G13). Люминесцентная лампа может иметь и другие типы цоколей, но они слабо распространены.

Утилизация люминесцентных ламп

Все лампы такого типа содержат ртуть, которая, как известно, является ядовитым веществом. В разных моделях ламп ее доза может колебаться от 40 до 70 мг. Но даже небольшого количества ртути, находящегося в люминесцентной лампе на 18 Вт, достаточно, чтобы причинить вред здоровью. Ртуть представлена в виде пара, поэтому, если лампа разбилась, нужно сразу же проветрить помещение.

Когда срок службы ламп истекает, их обычно выбрасывают вместе с простым мусором, что совсем неправильно. Существуют фирмы, утилизирующие такие лампы, но к ним обращаются лишь крупные предприятия. Справедливости ради стоит отметить, что количество попадающей в воздух ртути из залежей на свалках не так велико, как количество этого вещества, выбрасываемое при выработке электроэнергии. А так как ЛЛ являются экономными, их использование даже положительно сказывается на экологическом состоянии планеты. Тем не менее утилизация люминесцентных ламп является открытой проблемой.

www.syl.ru

Светоизлучающие диоды | Новости компании Блик

В настоящее время наметилась устойчивая тенденция к замене  традиционных систем освещения с использованием люминесцентных ламп и обычных ламп накаливания на системы  с применением более высокоэффективных источников света, каковыми являются светоизлучающие диоды (light emitting diode или LED).

Преимущества и недостатки осветительных приборов с использованием светоизлучающих диодов.

Преимущества:

  • длительный срок службы – до 80 тысяч часов (8-10 лет работы), что почти в 80 раз больше чем у лампы накаливания и в 10 раз больше, чем у люминесцентной лампы;
  • сверхминиатюрность – возможность изготовления компактных осветительных приборов;
  • не требуется обслуживание;
  • низкое электропотребление;
  • большой допустимый диапазон питающего напряжения;
  • широкий диапазон эксплуатации- от минус 50 до плюс 60ºС;
  • высокая светоотдача, например, лампа накаливания, обеспечивает 10 Лм/Вт у светоизлучающих диодов этот показатель превышает 100 Лм/Вт. В ближайшее время мировые лидеры в производстве светоизлучающих диодов обещают поднять этот показатель до 140 Лм/Вт;
  • безынерционность – делает светодиоды незаменимыми, когда требуется высокое быстродействие;
  • высокий уровень безопасности – низкое напряжение питания и ударопрочность позволяет использовать светоизлучающие диоды во влажной, запылённой и загазованной среде;
  • стойкость к механическим воздействиям – отсутствие стеклянных деталей, нитей накала делает светоизлучающие диоды устойчивыми к механическим воздействиям, ударам и вибрации;
  • экологическая и пожарная безопасность – эти источники света не содержат вредных веществ, побочного ультрафиолетового или инфракрасного излучения и имеют малую степень нагрева;
  • универсальность – светоизлучающие диоды способны заменить все существующие источники света (лампы накаливания, газоразрядные и люминесцентные лампы) без ухудшения светотехнических характеристик;
  • низкие затраты – совокупные затраты на приобретение и эксплуатацию светодиодных изделий, в конечном итоге оказываются значительно ниже затрат на традиционные светильники.

Недостатки:

  • высокая цена светоизлучающего элемента;
  • низкая стойкость к радиоактивному излучению.

Технологии света – Деньги – Коммерсантъ

“Лампочка Ильича” (это прозвище закрепилось у нас за лампой накаливания после претворения в жизнь ленинского плана ГОЭЛРО) появилась в 1878 году. В первых лампах, производство которых наладил Томас Эдисон, в роли светящейся нити накаливания выступала обугленная стружка японского бамбука, потом ей на смену пришла угольная нить. Вольфрамовые нити впервые появились в 1905 году в изделиях фирмы Osram. Как правило, лампа накаливания горит около 1000 часов, но есть и исключение — в одном из пожарных отделений города Ливермор (США, штат Калифорния) есть 4-ваттная лампа ручной работы. Она практически постоянно горит уже более ста лет — с 1901 года. Очевидно, тому причина — толстая нить накаливания, маленькая мощность и работа в режиме слабого накала. Однако лампы накаливания, освещающие наши дома, на такие рекорды не способны. Кроме того, они нагреваются, сжигают много энергии, а избыточное потребление электричества ведет к дополнительному выбросу в атмосферу парниковых газов, перегрузке сетей, пожароопасности.

Есть усовершенствованный вариант “лампочки Ильича” — галогенные (галогеновые) лампы. Внутри лампа заполнена так называемым галогенным газом, содержащим йод или бром. Нить накаливания сделана из того же материала, что и в обычных лампах, но в галогенной лампе испаряющийся вольфрам не осаждается на относительно холодных стенках колбы, а образует летучее соединение с галогеном. Оно циркулирует по объему колбы и, достигая раскаленной вольфрамовой нити, разлагается на исходные компоненты: галоген возвращается в цикл, а вольфрам частично оседает на нить. Повышенная концентрация паров вольфрама в непосредственной близости от нити резко замедляет его испарение — подобно тому, как влажная атмосфера не дает сохнуть мокрому белью. В результате нить не истончается, а стекло остается прозрачным. Колба такой лампы, в отличие от лампы накаливания, сделана из жаропрочного кварца. Это позволило увеличить до 30% световую отдачу и в полтора-два раза срок службы ламп, поэтому такие лампы позволяют экономить до 30% электроэнергии по сравнению с обычными лампами накаливания. Различные виды галогенных ламп применяют там, где требуются небольшие габариты, для внутреннего и наружного экспозиционного освещения, для акцентированного освещения (в музеях, витринах магазинов, ресторанах и жилых помещениях).

В семействе источников искусственного освещения есть также газоразрядные лампы — например, ртутные и натриевые. В такую лампу впаяны два электрода, между которыми в парах ртути (или натрия) происходит разряд. В конце 1980-х на рынке появились первые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), которые также являются газоразрядными. Принцип действия у них тот же: при работе лампы между двумя электродами возникает электрический разряд. Лампа заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий ток приводит к появлению УФ-излучения, которое поглощается люминофором, покрывающим внутренние стенки лампы. Далее вещество излучает видимый свет.

У люминесцентных ламп есть свои недостатки. Например, они содержат ртуть, не сразу выходят на полную яркость и не предназначены для частого включения-выключения.

“Мало кто знает, что ртуть в КЛЛ содержится в очень маленьких количествах”,— уточняет Мария Выдренкова из компании “Топсервис”. Для сравнения: содержание ртути в градуснике — около грамма, а в современных КЛЛ — не более 4 мг (то есть в 250 раз меньше). И все-таки для отслуживших свой век КЛЛ в Европе существует специальная сеть по утилизации. В России повсеместно подобной сети нет.

Во многих лампах вместо ртути используют амальгаму — ртуть в сплаве с другим металлом. Вред от нее такой же, и выходит она на полную яркость только через минуту. Но есть плюс — лампа работает лучше при высоких и низких температурах, чем стандартная ртутная. Кроме того, заявляют производители, появились лампы, которые включаются быстрее. Проблема износостойкости к частому включению-выключению КЛЛ тоже решаемая — правда, за счет некоторого удорожания ламп.

Но главное, КЛЛ позволяют экономить до 80% электроэнергии по сравнению с лампами накаливания, а значит, сокращается выброс СО2 в атмосферу и опасность возгораний.

Те же преимущества имеют и светодиоды. Принцип их работы основан на способности некоторых полупроводников производить видимое излучение при прохождении электрического тока. Первым об излучении света твердотельным диодом заявил британец Генри Раунд в 1907 году. Следующий шаг в изучении светодиодов сделал русский ученый В. Лосев, получивший в 1927 году авторское свидетельство на “световое реле”. Также среди соотечественников, известных в этой области, Жорес Алферов, удостоенный в 2000 году Нобелевской премии за развитие полупроводниковых гетероструктур для высокоскоростной оптоэлектроники.

Светодиоды используются в бытовом, уличном и промышленном освещении, для передачи сигнала по оптоволокну, в подсветке ЖК-экранов (мобильные телефоны, мониторы, телевизоры) и т. д. Минусы светодиодов белого света, используемых в освещении,— малая мощность и высокая цена. Но достижение приемлемых параметров лишь вопрос времени.

Как экономить электроэнергию? – Советы на все случаи жизни – Каталог статей

В недавние советские времена призывы экономить электроэнергию большинством населения воспринимались со скептической ухмылкой: стоит ли экономить «на спичках». Такая точка зрения была, в общем-то, обоснованной. В структуре потребления электроэнергии в стране бытовые траты занимали едва ли шестую часть. Добавьте к этому бросовую цену, по которой энергия отпускалась населению. Действительно, экономия получалась мизерной, как для собственного кармана, так и для государственного бюджета.

 
Со временем положение изменилось. Сегодня население потребляет уже не шестую часть, а, по некоторым оценкам, более двух третей производимой электроэнергии. Подросли и цены, что вполне объяснимо. Например, чтобы обеспечить горение сороковатной осветительной лампочки в течение суток, через турбины гидроэлектростанции должно пройти не менее тонны воды. Себестоимость энергии на тепловых электростанциях еще выше.

 
Экономить электричество стало выгодно всем – и потребителям, и государству. На чем же можно экономить? При условии нормальных поставок тепла и горячей воды в квартиры, а также использования для приготовления пищи газовых плит основные траты электроэнергии в быту распределяются примерно поровну между освещением и бытовыми электроприборами. 

 
Различные источники приводят разные цифры исследований. Но тенденция повсеместно одна и та же: самый простой метод экономии электроэнергии в быту – совершенствование освещения помещений, прежде всего – использование экономичных осветительных приборов.

 
Эффективность первой электрической лампочки накаливания Эдисона составляла менее двух люмен светового потока на ватт потребляемой мощности. Современные лампы накаливания значительно эффективнее, их показатель до 16 люмен на ватт. Но и это достижение совсем не кажется выдающимся, если сравнивать с параметрами более экономичных люминесцентных ламп, способных создавать световой поток до 60-80 люмен на каждый ватт мощности. Светодиодные технологии, уже сегодня присутствующие на рынке, впечатляют еще больше. Теоретический предел эффективности светодиодных осветительных приборов – свыше 300 люмен на ватт.

 
Наиболее распространенные современные лампы, независимо от их типа оборудованы стандартным цоколем, обеспечивающим электропитание и крепление в патроне осветительного прибора. Конструкцию цоколей предложил еще изобретатель первой лампочки Томас Эдисон. В его честь все они маркируются буквой Е c цифрой, соответствующей диаметру резьбы в миллиметрах. Выпускаются лампы с тремя видами цоколей Е14, Е27 и Е40.

 
Сегодня в продаже можно встретить следующие виды осветительных ламп:
Традиционные лампы накаливания, отличающиеся размерами колбы, видом инертного газа ее наполняющего и конструкцией нити. Среди ламп накаливания выделяются галогенные лампы, срок службы которых и коэффициент полезного действия значительно выше, чем у ламп, изготовленных по традиционной технологии.

Люминесцентные лампы способны значительно сократить потребление электрической энергии в быту и на производстве. Но в последние годы значительное развитие получили светодиодные технологии, позволяющие экономить энергию еще более эффективно.

 
Светодиод – электронный полупроводниковый прибор, излучающий свет под действием электрического тока. Прибор известен давно, но применялся до последнего времени исключительно для индикации. Основная причина – отсутствие светодиодов, излучающих белый свет.

 
Положение изменилось совсем недавно. В 1997 году началось промышленное производство светодиодов синего света, что позволило разработать приборы, излучающие белый свет. Основных технологий три. Белый свет можно получить смешением красного, зеленого и голубого, излучаемого светодиодами разного типа, размещенными на одной матрице. Такой принцип используется в телевидении при передаче цветного сигнала.

 
Второй способ похож на реализуемый в люминесцентных лампах, когда свет излучает белый люминофор под воздействием ультрафиолетового излучения. Источником УФ излучения может быть светодиод. По третьей технологии светодиод голубого света покрывают смесью зеленого и красного люминофора. В результате сложения излучения диода и люминофоров получается белый свет.

 
В 2007 году группа ученых распространила сообщение, что им удалось создать органический светодиод белого свечения. Возможно, работа станет перспективной технологией, упрощающей и удешевляющей производство полупроводниковых источников света.

 
О полной замене ламп накаливания и люминесцентных ламп светодиодами, наверное, говорить пока рано. Но характеристики полупроводниковых приборов говорят сами за себя.
Среди их преимуществ: 


1. Высокая яркость свечения и светоотдача. На рынке присутствуют светодиодные лампы, с эффективностью 80 люмен на Ватт. Это значение максимально возможно для современных люминесцентных источников света, в то время как ученые полагают, что теоретический предел эффективности светодиодов около 300 лм/Вт.

 
2. Большой срок службы, до 100 тысяч часов против тысячи у ламп накаливания и 5-15 тысяч у люминесцентных.

 
3. Отсутствие побочных излучений, инфракрасного, как у ламп накаливания и ультрафиолетового, как у люминесцентных.

 
4. Низкая потребляемая мощность и высокий к.п.д. При однотипных световых характеристиках современная светодиодная лампа потребляет энергии в 7-8 раз меньше, чем лампа накаливания.

 
5. Низкие эксплуатационные расходы, что связано с отсутствием необходимости частой замены приборов, вышедших из строя.

 
6. Экологическая безопасность, отсутствие вредных компонентов, что не требует специальных мер по утилизации, как в случае с люминесцентными лампами.

 
Среди недостатков светодиодных ламп следующие:

 
1. Высокая стоимость. Светодиодная лампа, потребляющая мощность 5 Вт, способная заменить обычную сороковатную лампочку, стоит около $25.

 
2. Снижение яркости и характеристик цвета свечения со временем. К концу срока службы яркость светодиодной лампы снижается до 50%.

 
Пока, ввиду высокой стоимости, применение полупроводников оправдано в местах, где дорого обходится периодическое обслуживание, жесткие ограничения по энергопотреблению и высокие стандарты экологической безопасности. Но со временем технология вполне способна стать массовой. Посмотрим…

Как экономить электроэнергию? Недостатки люминесцентных ламп

Энергетическая эффективность люминесцентных ламп оценивается в Европе по классам энергопотребления, значение ее указывается на упаковке. Самые экономичные лампы относятся к классу А, они экономят до 80% электроэнергии, при грубых расчетах можно считать соотношение мощности ламп этого класса и ламп накаливания как 1 к 6. Наименее экономичный класс G. В продаже, как правило, встречаются лампы только класса А или В. Практическое соотношение между потребляемой мощностью компактной люминесцентной лампы и ламп накаливания производители часто указывают на упаковке.

 
Срок службы компактных люминесцентных ламп зависит от их конструкции и бренда. При грубых расчетах он обычно принимается равным 6000 тысячам часов работы. На деле разные производители указывают для различных моделей сроки службы от 4000 до 15000 часов.

 
К недостаткам компактных люминесцентных ламп относятся:

 
1. Высокая стоимость компактных люминесцентных ламп в сравнении с обычными лампами накаливания.

 
2. Необходимость утилизации изделий, отслуживших свой срок ввиду того, что они заполнены парами ртути.

 
3. Максимальное значение светового потока достигается не сразу, а спустя несколько минут после включения.

 
4. Чувствительность к частым включениям и выключениям. Не рекомендуется включать лампу, прежде чем после выключения не пройдет несколько минут.

 
5. Чувствительность к температуре окружающей среды.
Производители постоянно улучшают качество и ассортимент компактных люминесцентных ламп. Разработаны лампы с низким содержанием ртути. Применение специальных электронных схем позволяет снизить чувствительность к частым включениям и выключениям, уменьшить инерционность. Лампы «2 в 1» имеют два режима эксплуатации, обычный и режим ночника с потреблением энергии менее 1 Вт. Встроенные датчики позволят включать и выключать лампы, предназначенные для уличного освещения в зависимости от уровня освещенности.

 
Выбирая и эксплуатируя компактные люминесцентные лампы, обратите внимание на следующее:

 
1. Принимая решение о покупке, с карандашом в руках просчитайте, сколько денег вы потратите на покупку и на оплату электроэнергии за усредненное время службы. Сравните полученный результат со стоимостью ламп накаливания и энергии необходимой для них за аналогичный период. При грубых расчетах ориентируйтесь на срок службы энегросберегающей лампы 6000 часов, обычной – 1000, соотношение потребляемой мощности как 1 к 5. Обычно расчеты дают результат в пользу люминесцентных приборов. Но возможно, с учетом специфики региональных цен покупка окажется невыгодной.

 
2. Обратите внимание на размеры лампы и тип цоколя. Возможно, понравившаяся модель не подойдет к вашему светильнику.

 
3. Непривычный холодный свет с примесью синевы может быть отрицательно воспринят членами семьи. Проконсультируйтесь с ними перед покупкой, при необходимости остановите выбор на изделии с более низким значением цветовой температуры.

 
4. Учитывайте инерционность лампы после включения.

 
5. Использование люминесцентных ламп в помещениях, где необходимо часто включать и выключать свет может существенно сократить их срок службы.

 
6. Люминесцентные лампы плохо переносит высокую температуру окружающей среды, и совсем неработоспособны при отрицательных температурах. При необходимости использования их вне помещения следует поискать специальные модели, но и среди них, скорее всего, не найдется ламп, способных работать уже при десятиградусном морозе.

 
Люминесцентные лампы позволяют снизить расходы на освещение помещений. Но сегодня существуют и более экономичные электроосветительные приборы.

Как экономить электроэнергию? Конструкция и преимущества люминисцентных ламп

 
Все люминесцентные лампы в своей работе используют принцип вторичного излучения. Электрический ток вызывает разряд в парах ртути, находящихся в стеклянной колбе. Результат разряда – ультрафиолетовое излучение. Стенки колбы покрыты слоем люминофора, преобразующего УФ излучение в видимый свет. Для запуска и ограничения тока разряда применяют пускорегулирующие устройства.

 
Первые люминесцентные лампы появились еще в тридцатых годах прошлого века, но долгое время оставались недоступны ввиду их сложности и дороговизны. Лампы, продававшиеся до 80-х годов, не имели встроенного пускового устройства и конструктивно представляли собой длинную стеклянную трубку с электродами на концах.

 
Первая компактная люминесцентная лампа была разработана в 1980 году. Колбы компактных ламп представляют собой все ту же трубку, но для уменьшения габаритов сложенную в несколько раз или свернутую в спираль. В декоративных целях трубка может быть спрятана во внешней колбе белого цвета, по форме напоминающей обычную лампу накаливания. В цоколь встроен миниатюрный регулирующий блок. Появление компактных люминесцентных ламп со стандартным цоколем серии Е по приемлемым ценам позволяет вывести из эксплуатации затратные лампы накаливания.

 
Долгое время считалось, что применение люминесцентных ламп отрицательно влияет на зрение человека. Действительно, при использовании дроссельных пускорегулирующих устройств проявлялся стробоскопический эффект (мигание) с частотой 50 герц. Для его устранения применяли специальные парные схемы включения ламп в противофазе. Появление электронных устройств позволило полностью избавиться от эффекта.

 
К неоспоримым преимуществам люминесцентных ламп относится низкое потребление электрической энергии и продолжительный срок службы. Традиционно считается, что они потребляют электроэнергии в пять раз меньше, чем лампы накаливания, одинаково освещая помещение.

 
На деле, ввиду того, что глаз человека по-разному воспринимает излучение разного цвета, соотношение зависит от цветовой температуры лампы и ее конструкции. Лампы накаливания излучают так называемый тёпло-белый свет с цветовой температурой около 2700 градусов Кельвина. Цветовая температура люминесцентных ламп может быть разной, обычно от 2700К до 5000К. Субъективно высокая температура воспринимается как более «холодный» и яркий свет.

 
На упаковке лампы может быть указано непосредственное значение цветовой температуры. Но можно встретить маркировку, начинающуюся с цифр 8 или 9. Так обозначается индекс цветопередачи, влияющий на восприятие цвета окружающих предметов в сравнении с обычным дневным светом. Девятка означает, что значение индекса лежит в пределах 90-100, свет такой лампы обеспечивает очень хорошую цветопередачу, почти как солнечный. Восьмерка – цветопередача хорошая, значения индекса в пределах 80-89. Две цифры за индексом указывают цветовую температуру в сотнях К.

 
Сегодня люминесцентные лампы считаются самой оптимальной заменой для ламп накаливания исходя из существующего соотношения цен.

Как экономить электроэнергию? Галогенные лампы


Конструкция галогенной лампы принципиально не отличается от обычной лампы накаливания. Та же вольфрамовая спираль, раскаляющаяся до свечения под действием электротока. Но некоторые особенности позволили получить осветительный прибор, обладающий значительно лучшими эксплуатационными характеристиками.

 
Теоретический предел к.п.д. ламп накаливания примерно 15%, реальные значения – не более 2-5%. Технически его можно увеличить, повысив напряжение накала и, как следствие, температуру нити. Но в этом случае значительно сокращается срок службы электроприбора. Рост напряжения питания примерно на 20% увеличивает яркость свечения в два раза, но и уменьшает срок службы дампы примерно в те же два раза.

 
Высокое давление внутри колбы и наличие в ней паров галогенов брома и йода позволяет повысить температуру накала без уменьшения срока службы лампы. Такие лампы называют галогенными.

 
Колбы галогенных ламп значительно меньше по размеру, чем у обычных ламп накаливания. Уменьшение размеров стало возможно ввиду отсутствия эффекта осаждения паров вольфрама на стекле колбы. Колбы галогенных IRC ламп дополнительно покрыты веществом, отражающим инфракрасное излучение и пропускающим видимое, что позволяет экономить около 45% энергии, необходимой для разогрева нити.

 
К эксплуатационным особенностям галогенных ламп относится следующее.


1. За счет высокой степени разогрева нити накала световое излучение галогенных ламп по своим параметрам ближе к солнечному свету. Свет ламп практически не искажает восприятие цвета. Значение коэффициента цветопередачи галогенных ламп 99-100 единиц по стобальной шкале, где солнечному излучению соответствует максимальный коэффициент.

 
2. Эффективность галогенных ламп на 20 – 50% выше обычных ламп накаливания, соответственно на эти же значения уменьшается потребление электроэнергии при одинаковой освещенности помещений.

 
3. Ресурс галогенных ламп (расчетное время службы в часах работы) в несколько раз (3-5) выше, чем у обычных, но ниже, чем у люминесцентных ламп. На протяжении всего срока эксплуатации «галогенки» сохраняют стабильный световой поток, у лучших моделей он снижается всего на 1-2%.

 
4. Уменьшенный размер колбы и использование для ее изготовления толстостенного стекла позволяет эксплуатировать лампу без использования стандартных цоколей, на которые рассчитано большинство электросветильников. По этой причине замена обычных ламп накаливания на галогенные обычно невозможна.

 
5. Галогенные лампы выпускаются на напряжение 220 или 12 вольт и одинаково хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. Низковольтные лампы эксплуатируются в специальных светильниках, оборудованных понижающим трансформатором или электронным инвертором. Возможна установка одного понижающего устройства на группу светильников. В этом случае низковольтную сеть монтируют проводом большего сечения, чем для обычной проводки 220 вольт, рассчитанной на аналогичную потребляемую мощность.

 
6. Некоторые модели светильников и понижающих устройств допускают возможность регулировки яркости (диммирование) изменением питающего напряжения. Пользоваться регулировкой не рекомендуется: увеличение питающего напряжения выше номинала всего на 5-6% вдвое уменьшает ресурс лампы. Уменьшение напряжения приводит к снижению рабочей температуры и вызывает оседание вольфрама на стекле колбы, утончение нити накала и, так же как и в предыдущем случае, сокращает срок службы.

 
7. Стекло колб галогенных ламп разогревается свыше 250 градусов Цельсия. При таких температурах малейшие загрязнения стекла, например, отпечатки пальцев, обгорают. Продукты сгорания вызывают почернение стекла и способствуют повышенному местному разогреву загрязненного участка, что может вызвать разрушение лампы.

 
Большинство галогенных ламп выпускается без стандартного цоколя. Заменить такими лампами обычные никак не получится, разве только сами светильники поменять. Но в новостройках, особенно в случаях, когда из соображений безопасности предпочтительно использовать низкое напряжение, галогенки вполне способны обеспечить качественный свет и существенную экономию энергии. Пробуйте и убедитесь сами.


Преимущества и недостатки люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы – это газоразрядные электрические лампы, в которых для получения света используются пары ртути и люминофор низкого давления или другой люминесцентный материал. Они работают, вводя электрический ток в пары ртути, которые создают ультрафиолетовое (УФ) излучение, заставляя флуоресцентный материал светиться.

Раньше люминесцентные лампы использовались только в коммерческих и промышленных помещениях. В 1990-х годах технический прогресс привел к созданию компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), подходящих для домашнего использования.С тех пор они стали почти повсеместными. Те, кто все еще использует лампы накаливания, могут прочитать дальше, чтобы узнать о преимуществах и недостатках перехода на КЛЛ.

Преимущество № 1: более длительный срок службы

Срок службы обычной лампы накаливания в 10-20 раз превышает срок службы традиционной лампы накаливания. Срок службы у них составляет до 15 000 часов, в то время как лампы накаливания служат всего около 1 000 часов, прежде чем их нужно будет менять. Этот увеличенный срок эксплуатации означает, что домовладельцы могут сэкономить деньги, переключившись на люминесцентные лампы, сократить время обслуживания и помочь окружающей среде за счет снижения производственных требований.

Недостаток № 1: проблемы со здоровьем

Некоторые люминесцентные лампы, особенно с магнитными балластами, мерцают. Это мерцание в сочетании с использованием УФ-света люминесцентными лампами может быть проблематичным для людей со светочувствительностью. Если один или несколько жителей дома или частые обитатели коммерческого здания страдают аутизмом, эпилепсией, волчанкой, головокружением или хроническими головными болями, это не означает, что люминесцентные лампы не используются. Владельцы недвижимости могут найти продукты, доступные в Make Great Light, такие как люминесцентные лампы, которые помогают облегчить головную боль, утомление глаз и зрительное утомление.

Преимущество № 2: Повышенная энергоэффективность

КЛЛ

намного более энергоэффективны, чем лампы накаливания. Они производят от 50 до 1000 люмен на ватт, в то время как лампы накаливания производят всего 16 люмен на ватт. Повышение энергоэффективности приводит к снижению потребления электроэнергии, что является хорошей новостью как для финансов владельцев недвижимости, так и для планеты, полагающейся на все более ограниченные ресурсы.

Недостаток 2: более высокие авансовые расходы

Люминесцентные лампы дешевле в эксплуатации в долгосрочной перспективе, но они требуют более высоких предварительных вложений.Это потому, что их сложнее производить. КЛЛ по-прежнему дешевле светодиодных ламп, но они дороже, чем менее эффективные альтернативы, такие как лампы накаливания. Тем не менее, те, кто может позволить себе купить эти более эффективные фонари, сэкономят деньги в долгосрочной перспективе, поэтому большинство считает, что установка переключателя стоит затраченных средств.

Преимущество № 3: Лучшее распределение света

Лампы накаливания излучают нерассеянный свет, поэтому те, кто полагается на них, сталкиваются с такими проблемами, как блики и неравномерное освещение.И люминесцентные люминесцентные лампы, и люминесцентные лампы легко рассеивают свет и, что еще больше усложняет сделку, также излучают больше света. Это помогает равномерно освещать комнаты и снижает потребность в дополнительном освещении.

Недостаток 3: проблема с диммерами

Невозможно подключить люминесцентные светильники к диммерным переключателям, предназначенным для ламп накаливания. Между двумя типами огней просто слишком много рабочих различий. Это означает, что для оснащения КЛЛ или люминесцентных ламп этой функцией потребуется установить специальные диммирующие балласты или переключатели.

Преимущество № 4: более низкое тепловыделение

Лампы накаливания потребляют больше энергии, чем необходимо для генерации света, и эта энергия выделяется в виде тепла. Более высокая энергоэффективность КЛЛ означает, что они также имеют более низкую тепловую мощность. Типичные КЛЛ используют 22% энергии, которую они потребляют, для генерации света, в то время как лампы накаливания используют только 5% этой энергии. Учитывая, что оставшаяся часть этой энергии будет отводиться в виде тепла, это может иметь огромное значение, когда дело доходит до комфорта и потребностей в управлении микроклиматом в помещении.

Недостаток № 4: подверженность повреждениям

Хотя люминесцентные лампы обычно имеют более длительный срок службы, есть несколько условий, которые могут сделать их более подверженными деградации. Лампы, которые необходимо часто включать и выключать, будут стареть быстрее из-за эрозии катодных поверхностей, излучающих электроны, что может создавать неприемлемые ограничения в некоторых приложениях.

Низкие температуры также могут вывести свет из строя, поскольку более низкая тепловая мощность люминесцентных ламп означает, что они не могут растапливать снег и лед.Поскольку они также чувствительны к влаге, КЛЛ не подходят для использования в холодильниках, плитах, ванных комнатах и ​​других чрезмерно влажных средах.

Преимущество № 5: Легче изменить

КЛЛ

легче заменить, чем лампы накаливания. Поскольку они не так сильно нагреваются, с ними легко обращаться даже сразу после выключения прибора. Кроме того, их более продолжительный срок службы означает, что домовладельцам не придется беспокоиться о частой замене лампочек.

Недостаток 5: сломанные луковицы могут представлять опасность для здоровья

Поскольку люминесцентные лампы содержат ртуть, сломанные лампы могут представлять опасность для здоровья. Если лампочка сломается, домовладельцам придется надеть резиновые перчатки, чтобы предотвратить случайный контакт с ртутью. Им также следует как можно быстрее утилизировать сломанную лампочку и вынести мусор, когда они закончат. EPA предлагает подробную информацию о том, что делать, если лампочка сломалась, и домовладельцы могут избежать проблем, внимательно следя за этим.

Преимущество № 6: универсальность

Помимо нескольких ограничений приложений, описанных выше, КЛЛ очень универсальны. Их можно использовать практически везде, где используются лампы накаливания, включая настольные лампы, трековые светильники, потолочные светильники и встраиваемые светильники. Их рассеянный свет означает, что КЛЛ лучше всего использовать для окружающего освещения.

Недостаток 6: не лучшая альтернатива светодиодам

Хотя КЛЛ обычно считаются более энергоэффективной и долговечной альтернативой лампам накаливания, в них нет светодиодов.Светодиоды имеют более длительный срок службы и более низкие требования к мощности, чем люминесцентные лампы, но они все же намного дороже. До тех пор, пока цена на светодиоды не снизится, люминесцентные лампы по-прежнему являются отличным компромиссом, когда речь идет о краткосрочных и долгосрочных затратах.

Итог

Есть причина, по которой домовладельцы переходят на КЛЛ в течение десятилетий. Эти фонари могут потребовать немного больших первоначальных вложений, но они обеспечивают отличную окупаемость инвестиций, поскольку они более энергоэффективны и намного долговечнее, чем лампы накаливания, которые все еще используются во многих современных домах.Любому домовладельцу, который ищет способы снизить потребление энергии и сэкономить на ежемесячных счетах за электроэнергию, следует подумать о люминесцентных лампах, несмотря на их незначительные недостатки и ограничения, а тем, кто обеспокоен яркостью, следует установить специальные диммерные переключатели и световые крышки для максимального комфорта.

CFL – Компактные люминесцентные лампы

CFL – Компактные люминесцентные лампы – Преимущества и проблемы, от экономии энергии до токсичной ртути

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), малогабаритные бытовые. люминесцентные лампы размером с лампу.Обычно они предназначены для замены лампы накаливания. Они стали очень популярными в основном благодаря своим меньшее потребление энергии (примерно на четверть – 25%) за ту же сумму светоотдачи по сравнению с лампами накаливания. Как результат, они воспринимаются как «зеленые». Но, как и все рукотворные устройства, есть преимущества и недостатки, плюсы и минусы их использования. Мы представим их ниже вместе со ссылками на заслуживающие доверия авторитетные источники и некоторые выводы, которые помогут вам решить, когда КЛЛ подходят для ты.

Как работают КЛЛ / Чем они отличаются от Лампы накаливания?

КЛЛ – это люминесцентные лампы. Это означает, что пропускают электричество через газ, который заряжается и излучает свет. Лампы накаливания нагревают провод (называемый нитью накала) в вакууме до тех пор, пока проволока светится и излучает свет … и тепло. Тепло – это потраченная впустую энергия.

В КЛЛ электрический ток проходит через трубку, содержащую газообразный аргон и небольшое количество пары ртути.Это создает невидимые ультрафиолетовое излучение. Но этот ультрафиолетовый свет возбуждает (заряжает энергией) флуоресцентное покрытие (называемое люминофор) на внутренней стороне трубки, которая затем испускает видимый свет, который вы видите.

Детали конструкции CFL
КЛЛ

состоят из двух основных компонентов: газонаполненной трубки (также называемой колбой или горелка) и магнитный или электронный балласт. Электронные балласты содержат небольшая печатная плата с выпрямители, фильтр конденсатор и обычно два переключения транзисторы, подключенные в виде высокочастотного резонансного ряда постоянного тока в переменный. инвертор.В результате получается высокая частота около 40 кГц или выше. наносится на ламповую трубку. Поскольку резонансный преобразователь стремится к стабилизации ток лампы (и производимый свет) в диапазоне входных напряжений, стандарт КЛЛ плохо реагируют на диммирование, а специальные лампы требуется для диммирования.

Стандартные формы трубы CFL: однооборотная, двойная спираль, двухвитковая, трехоборотный, четырехоборотный, круговой и баттерфляй.

Почему балласты?
КЛЛ

требуется немного больше энергии при первом включении, но один раз электричество начинает двигаться, но потребляет примерно на 75 процентов меньше энергии, чем лампы накаливания.Балласт КЛЛ помогает “запустить” КЛЛ, а затем один раз регулирует ток. электричество начинает течь.

Самым важным техническим достижением стала замена электромагнитный балласты с электронными балластами; это удалило большую часть мерцание и медленный запуск, традиционно ассоциируемые с типичными люминесцентное освещение. В старых КЛЛ использовались большие и тяжелые магнитные балласты, которые вызвали жужжание в некоторых лампах. Большинство КЛЛ сегодня (включая все ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КЛЛ, отвечающие требованиям STAR) используют новые электронные балласты, которые не гудят и не гудят.

Люмен, эффективность и долговечность

Свет измеряется в люменах. Традиционный 75-ваттный лампа накаливания излучает 1170 люмен света и служит в среднем 750 часов. Но КЛЛ с яркостью 1170 люмен использует только 20-21 люмен. ватт электроэнергии. КЛЛ использует от 1/4 до 1/3 количества энергии для излучают такой же свет, как и лампа накаливания. Долгосрочная экономия улучшаются дальше, потому что ожидается, что CFLS прослужит от шести до в одиннадцать раз длиннее, чем их лампы накаливания.скорость выгорания. Статья в Wall Street Journal 20 января 2011 г. заявил, что PG&E предположила срок службы каждой лампы составит 9,4 года, но с опытом, он сократил смету до 6,3 года, полевые испытания также показали более высокое выгорание ставки в определенных местах, например, в ванных комнатах (влажных) и в утопленных освещение (удерживаемое тепло). Их частое включение и выключение также кажется уменьшить долголетие.

УФ-излучение

Исследование, опубликованное в июле 2012 г., показывает, что большинство КЛЛ лампы испускают вредное количество УФ (ультрафиолетового) излучения.См. Эту страницу для получения дополнительной информации.

Меркурий

Хотя некоторым компаниям нравится Сильвании удалось сделать небольшие КЛЛ, содержащие всего 1,5 миллиграмма ртуть, Агентство по охране окружающей среды заявляет, что в среднем CFL содержит 4 миллиграмма ртути Вот некоторые из Другие заявления EPA о ртути в CFL :

  • Ртуть является неотъемлемой частью КЛЛ; это позволяет лампочке быть эффективный источник света.
  • В среднем КЛЛ содержат около четырех миллиграммов ртути в закрытом состоянии. внутри стеклянной трубки.Для сравнения, более старые термометры содержат около 500 миллиграммов ртути – количество, равное ртути в более чем 100 КЛЛ.
  • Производители люминесцентных осветительных приборов работают над сокращением количество ртути в КЛЛ.
  • Нет меня Ртуть не выделяется, когда лампы не повреждены (т. Е. Не сломаны). или используются, но при разрыве КЛЛ выделяют пары ртути.

Широко известно, что ртуть представляет опасность для здоровья при вдыхании или проглатывании, особенно у маленьких детей, и всегда было одним из недостатков КЛЛ.Ртуть – мощный нейротоксин, особенно опасный для дети и плод. Ртуть подвергается наибольшему воздействию ртути при употреблении в пищу рыбы. загрязнены ртутью, использование ртути в КЛЛ было проблемой нескольких групп защиты прав потребителей, и EPA имеет руководство по обращению с сломанными КЛЛ , который может выделять небольшое количество ртути, если его трубки сломаны. Некоторые производители даже сделали Лампа CFL, которая может содержать ртуть даже в случае трубки поломка.

Очистка после поломки лампы КЛЛ

Вот несколько полезных руководств, которые вы можете скачать и распечатать:
  1. Перед очисткой
    • Попросите людей и домашних животных покинуть комнату.
    • Проветрите комнату в течение 5-10 минут, открыв окно или дверь, чтобы внешняя среда.
    • Выключить центральное принудительное отопление / кондиционирование воздуха (H&AC) система, если она у вас есть.
    • Соберите материалы, необходимые для очистки разбитой лампы.
  1. Во время очистки
    • Тщательно собирайте битое стекло и видимый порошок.
    • Поместите очищающие материалы в герметичный контейнер.
  1. После очистки
    • Незамедлительно поместите весь мусор лампы и материалы для очистки вне помещения в контейнер для мусора или защищенное место до утилизации материалов правильно. Не оставляйте осколки лампы или чистящие средства. в помещении.
    • В течение нескольких часов продолжайте проветривать комнату, в которой горит лампочка. был сломан, и оставьте систему H&AC отключенной.

EPA предлагает на epa.gov/mercury контрольный список, в котором предлагается не использовать пылесос, так как это только распространит проблему. Они предлагают, чтобы в следующий раз, когда вы будете пылесосить это место, немедленно выбросите пылесос.

Переработка

В некоторых штатах и ​​местных юрисдикциях действуют более строгие правила. чем У.S. EPA делает и может потребовать, чтобы вы утилизировали КЛЛ и другие ртутьсодержащие лампочки. Калифорния, Мэн, Нью-Гемпшир, Миннесота, Вермонт и, например, все запрещают использование ртутьсодержащих ламп выбрасывается на свалки. Визит Earth911.com, epa.gov/ng, или lamprecycle.org, чтобы связаться с местным агентство по сбору отходов, которое может сообщить вам, существует ли такое требование в ваш штат или местность. Некоторые розничные торговцы например, IKEA, сдавайте использованные КЛЛ на переработку. См. Следующий абзац для подробнее:
Как и где я могу утилизировать КЛЛ?

Отходы коллекторские агентства | Местные розничные торговцы | Услуги по обратной почте

  1. Свяжитесь с местным агентство по сбору мусора, посетив Earth911.comEarth 911. Многие в округах и городах есть пункты приема опасных бытовых отходов и / или обочины и другие специальные программы сбора. Чтобы найти места где можно сбросить луковицы, а когда и где может быть собрана коллекция проводимых в вашем районе, обратитесь напрямую в местное агентство по сбору мусора. посетив Earth911.com . Обратите внимание, что агентства по сбору мусора:
    • предоставляют услуги, которые обычно бесплатны, хотя некоторые могут взимать небольшая плата.
    • иногда собирают опасные бытовые отходы только один или два раза в год, поэтому жителям придется держать свои лампочки до тех пор, пока сбор имеет место.Другие коллекторские агентства предоставляют коллекторские услуги в течение года.
    • может также собирать краски, пестициды, чистящие средства или батареи.
    • обычно принимают отходы только от жителей, хотя некоторые программы сбора включают также малый бизнес.
  2. Посетите местный Розничная торговля . Ace Hardware, Home Depot, IKEA, Lowe’s, Фруктовый сад Поставки и другие розничные торговцы предлагают переработку в магазине. Визит Earth911.com найти магазины в вашем районе. Проверьте напрямую с хранить перед уходом; не все магазины региональных или общенациональных сетей могут быть оборудованным для вторичной переработки. EPA работает с розничными торговцами, чтобы расширить возможности рециркуляции и утилизации.
  3. Узнать об обратной почте Сервисы. Некоторые производители ламп и другие организации продают предварительно промаркированные комплекты для утилизации, которые позволяют отправлять использованные лампы по почте центры утилизации. Стоимость каждого комплекта включает стоимость доставки до центр переработки.Вы заполняете комплект старыми лампами, запечатываете его и приносите его в почтовое отделение или оставьте для вашего почтового перевозчика. Сайты, которые предоставить дополнительную информацию об услугах обратной связи . Обратите внимание, что:
    • EHSO не одобряет, не рекомендует, не сертифицирует, не разрешает и не одобрять любую из этих услуг;
    • могут быть другие подобные услуги, о которых нам не известно; и
    • мы предоставляем эти ссылки только для удобства в нашем Интернете посетители.

Утилизация

В некоторых штатах, городах и округах запрещена установка ламп CFL в мусор, но в большинстве штатов такая практика является законной.По состоянию на январь 2011 г. Калифорния, Миннесота, Огайо, Иллинойс, Индиана, Мичиган и Висконсин являются единственными штатами, которые запрещают утилизацию люминесцентных ламп в качестве общего домашние отходы.

Изменения в законодательстве

Федеральный закон, вступающий в силу в январе 2012 г., требует 28% повышение эффективности освещения обычных лампочек в стандартной комплектации. мощности. Фактически это означает, что компактные люминесцентные лампы заменят традиционные лампы накаливания, так как по закону лампы накаливания луковицы не будут продаваться после 2014 года.Калифорния начала поэтапно от продаж ламп накаливания в январе 2011 г., на год раньше остальных нации.

Преимущества / Профи

  • КЛЛ, соответствующие требованиям Energy Star, потребляют как минимум на две трети энергии меньше, чем стандартные лампы накаливания
  • CFLS может прослужить примерно в 6 раз дольше (средний срок службы КЛЛ от пяти до шести лет).
  • КЛЛ
  • экономят 30 долларов и более на энергии в течение срока службы каждой лампы.
  • КЛЛ
  • выделяют на 70 процентов меньше тепла, что делает их более безопасными в эксплуатации.

Недостатки

  • Риск рака кожи из-за утечки УФ-излучения является концерн, который обнаружился (так сказать) только в июле 2012 года. См. Отчет об исследовании здесь .
  • Как и все люминесцентные лампы, КЛЛ содержат ртуть, что усложняет их утилизация, и если лампочки сломаны в помещении, действительно представляет риск для здоровья, особенно для маленьких детей.

  • Светодиодные лампы, хотя обычно дороже, чем КЛЛ, могут быть предпочтительнее, так как служат дольше, не содержат ртути, не излучают УФ излучения и потребляют меньше энергии на каждый просвет.
  • Чтобы добиться максимальной экономии энергии, заменяйте лампы там, где горит свет. большинство, таких как семейные и гостиные, кухня, столовая и веранда.
  • Чтобы свести к минимуму риск поломки, особенно в присутствии детей, установите их в труднодоступные приспособления, такие как потолочные вентиляторы, потолочные фары и пр.
  • Убедитесь, что CFL соответствует правильному приспособлению, прочитав все ограничения. на упаковке. Некоторые КЛЛ работают с диммерами, другие специально созданы для встраиваемые или закрытые светильники.
  • Чтобы продлить свою жизнь, не выключайте светлый сын и не выключайте его. часто (оставляйте их как минимум на 2 минуты за раз) и избегайте участки с повышенной влажностью.
  • Для максимальной экономии энергии замените лампы накаливания на КЛЛ там, где больше всего света, например, в семейных и жилых комнатах, кухня, столовая и веранда.

Новости CFL

Другие ссылки:

Как это работает, объяснение схемы, преимущества и недостатки

Мы все были свидетелями эпохи, когда лампочки были заменены более совершенной альтернативой, известной как компактная люминесцентная лампа (КЛЛ).КЛЛ работает энергоэффективно. В этом посте будет рассказано о том, что такое КЛЛ, как это работает, объяснение схемы по фазе, преимущества и недостатки

Что такое компактная люминесцентная лампа (КЛЛ)

Термин «КЛЛ» обозначает компактную люминесцентную лампу. Он также известен как компактный люминесцентный свет, энергосберегающий свет и компактная люминесцентная лампа.

Изначально КЛЛ была разработана для замены лампы накаливания с точки зрения ее компактности и энергоэффективности.Основная конструкция КЛЛ состоит из трубки, которая изогнута / закручена по спирали, чтобы поместиться в пространство лампы накаливания, и компактного электронного балласта в основании лампы.

Как работает компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) – принцип работы

КЛЛ использует вакуумную трубку, которая в принципе аналогична ленточным лампам (широко известным как ламповый свет). Трубка имеет два электрода на обоих концах, обработанных барием. Катод имеет температуру около 900º C и генерирует пучок электронов, который дополнительно ускоряется разностью потенциалов между электродами.

Эти ускоренные электроны ударяются о атомы ртути и аргона, что, в свою очередь, приводит к образованию низкотемпературной плазмы. Этот процесс инициирует излучение ртути в ультрафиолетовой форме. Внутренняя поверхность трубки содержит «люминофор», функция которого заключается в преобразовании ультрафиолетового света в видимый свет.

Эта трубка питается от источника переменного тока, что облегчает изменение функциональности анода и катода. CFL также состоит из преобразователя с переключением режимов. Он работает на очень высокой частоте и заменяет балласт (дроссель) и стартер.

Описание схем CFL

Печатная плата CFL довольно компактна и помещается в основание держателя. Несмотря на свою компактность, он эффективно выполняет требования как дроссель. Схема CFL объясняется в следующих параграфах.

Ключевые компоненты печатной платы CFL

На печатной плате CFL содержатся следующие ключевые компоненты:

  • Мостовой выпрямитель, состоящий из диода 1N-4007
  • Подавитель помех
  • Конденсатор фильтра
  • Точка плавкого предохранителя
  • Питание точка

Фазовая схема Описание CFL

Работу CFL можно разделить на две основные фазы: –

  • Стартовая фаза
  • Нормальная фаза
Стартовая фаза

Стартовый сегмент состоит из Diac, C2, D1 и R6.Компоненты D3, R3, D2 и R1 работают как цепь защиты, а остальные как цепь нормальной работы. Следует помнить о следующей терминологии:

  • D обозначает диод
  • R обозначает резистор
  • C обозначает конденсатор и
  • Q обозначает транзистор

Diac, C2 и R6 отправляют сигнал импульс напряжения на базу транзистора Q2, который заставляет его получить свое пороговое значение, и он начинает работать. Как только начинается работа, диод D1 перекрывает всю секцию.Конденсатор C2 также разряжается (после полной зарядки) каждый раз, когда транзистор Q2 работает.

Таким образом, после первого запуска осталось недостаточно энергии для повторного открытия Diac. Далее транзисторы возбуждаются с помощью трансформатора TR1. Когда напряжение повышается из резонансного контура (L1, TR1, C3 и C6), трубка загорается, как только резонансное напряжение задается конденсатором C3 (который питает нити). На данный момент напряжение C3 превышает 600 В.

Нормальная фаза

Сразу после ионизации газа, присутствующего в вакуумной трубе, выполняется практическое закорачивание конденсатора C3.Это приводит к понижению напряжения. После этого C6 начинает привод сменщика. Этот преобразователь вырабатывает очень небольшое напряжение, но его достаточно для работы лампы в состоянии «ВКЛ».

В нормальных условиях работы, если транзистор переходит в состояние ОТКРЫТО, ток, подаваемый на TR1, продолжает увеличиваться до тех пор, пока сердечник трансформатора не насыщается, и, таким образом, питание базы падает, что приводит к закрытию транзистора.

Сразу после этого процесса второй транзистор возбуждается обратной обмоткой TR1, и процесс продолжается.

Преимущества компактных люминесцентных ламп (CFL)

Преимущества CFL следующие: –

  • Это энергоэффективность
  • У них более высокий срок службы (почти в пять-пятнадцать раз) по сравнению со старыми лампами накаливания.
  • У них меньшая мощность (почти 80 процентов) по сравнению со старыми лампами накаливания.
  • Низкая стоимость жизненного цикла. Хотя она имеет более высокую закупочную цену, чем лампа накаливания, она позволяет сэкономить более чем в пять раз на затратах на электроэнергию в течение срока службы лампы.

Недостатки компактной люминесцентной лампы (КЛЛ)

  • Для запуска требуется больше времени
  • Первоначальная стоимость покупки высока.
  • Не бывает и темных оттенков.
  • Как и все другие люминесцентные лампы, КЛЛ содержат ртуть, что затрудняет их утилизацию.

    Все больше и больше канадцев заменяют обычные лампы накаливания более энергоэффективными продуктами, такими как компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).

    На этой странице:

    О компактных люминесцентных лампах

    Флуоресцентные лампы существуют уже давно, а люминесцентные люминесцентные лампы представляют собой последнюю вариацию традиционных ламповых люминесцентных ламп. КЛЛ подходят к стандартному патрону для лампочки. Как и люминесцентные лампы старого образца, они используют другой метод получения света, что делает их энергоэффективными. Это ртутные лампы низкого давления, излучающие невидимые ультрафиолетовые (УФ) лучи. Когда лампа включается, ртуть испаряется внутри лампы и «возбуждается» электричеством высокого напряжения.Затем УФ-излучение «возбуждает» люминофорное покрытие внутри лампы, которое излучает свет, который вы видите.

    Излучение КЛЛ

    Поскольку все больше канадцев используют КЛЛ, некоторые начали сомневаться в их безопасности, включая уровень УФ-излучения, создаваемые ими электрические и магнитные поля (ЭМП) и наличие ртути в лампах.

    Ультрафиолетовое излучение

    Канадцы могут подвергаться воздействию ультрафиолетового (УФ) излучения от различных естественных и искусственных источников, включая солнце, сварочное оборудование, лазеры, оборудование для загара и люминесцентные лампы.Лампы накаливания, которые использовались канадцами, также излучают ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолет может быть полезным: его можно использовать для уничтожения микробов и лечения различных кожных заболеваний, а также он необходим для образования витамина D в нашем организме. В то же время существуют риски, связанные со всеми формами радиации, а чрезмерное воздействие ультрафиолета было связано с солнечными ожогами, преждевременным старением кожи, раком кожи, проблемами с глазами и ослаблением иммунной системы.

    Как отмечалось выше, люминесцентные лампы излучают УФ, когда пары ртути «возбуждаются» электрическим током.Однако количество вырабатываемого ультрафиолета настолько мало, что не считается опасным для вашего здоровья. Результаты исследования Health Canada показали, что при использовании КЛЛ или обычных ламп накаливания на расстоянии 30 см или более УФ-излучение не представляет опасности для здоровья населения в целом. Министерство здравоохранения Канады рекомендует людям сохранять это минимальное расстояние между собой и любым источником света. При ежедневном использовании КЛЛ или обычных лампочек на расстоянии 30 см воздействие не должно превышать 3 часов подряд.

    Хотя количество УФ-излучения, излучаемого КЛЛ, не представляет проблемы для обычного человека, некоторые люди чрезвычайно чувствительны к УФ-излучению и могут зависеть от количества УФ-излучения, производимого КЛЛ. Те, у кого есть волчанка или другое аутоиммунное заболевание и определенные кожные заболевания, могут быть чувствительны к ультрафиолетовому излучению от КЛЛ, точно так же, как они были бы чувствительны к солнечному свету и другим лампочкам, излучающим ультрафиолет. Если вы считаете, что страдаете от симптомов, связанных с УФ-излучением, вам следует проконсультироваться с врачом.

    Электрические и магнитные поля

    Электрические и магнитные поля (ЭМП) окружают все электрическое оборудование, от электроприборов до шнуров питания и внешних линий электропередач. Вы не можете их увидеть или почувствовать. Электрическое поле образуется всякий раз, когда вы подключаете лампу или прибор к розетке, даже если они не включены. Чем выше напряжение, тем сильнее электрическое поле.

    Магнитное поле образуется, когда ток течет через провод или прибор. Чем больше ток, тем сильнее магнитное поле.Электрические и магнитные поля могут возникать по отдельности или вместе. Например, когда вы подключаете лампу, она создает электрическое поле. Когда вы включаете лампу, ток создает магнитное поле в дополнение к электрическому полю.

    Как и другие бытовые электроприборы, КЛЛ излучают ЭМП. Министерство здравоохранения Канады провело измерения ЭМП на расстоянии 20 сантиметров от ламп, и по сравнению с ведомственными и международными научными рекомендациями уровни выбросов намного ниже максимальных уровней воздействия.Министерство здравоохранения Канады не считает ЭМП от КЛЛ опасными для здоровья. Этот вывод согласуется с современным международным научным мнением.

    Ртуть в КЛЛ

    Ртуть – единственный существующий элемент, излучающий длины волн УФ-излучения, необходимые для работы КЛЛ. Хотя ртуть является высокотоксичным веществом, в КЛЛ используется очень небольшое количество – примерно столько, сколько покрывает кончик шариковой ручки. Когда лампы не горят, опасности для вашего здоровья нет. Даже если КЛЛ сломан, риск для вашего здоровья очень низок, если вы не используете его неправильно или не храните небрежно.

    Риски для здоровья

    В прошлом некоторые люди жаловались на головную боль или напряжение глаз при использовании флуоресцентного освещения. Некоторые могли видеть мерцание освещения, вызванное более низкими частотами и магнитными балластами. В более новых КЛЛ используются более высокие частоты и электронные балласты, что означает, что человеческий глаз не может обнаружить никаких изменений в частоте света. В новых фарах также меньше «гула». «Гул» старых фонарей мог вызывать головные боли.

    Были отдельные сообщения о таких последствиях для здоровья, как головные боли и депрессия от использования КЛЛ.Возможно, небольшое количество людей более чувствительно к CFL, как указано выше; большинство людей нет. Министерство здравоохранения Канады будет продолжать анализировать научные данные по мере их поступления и принимать меры в случае обнаружения любого потенциального риска.

    Минимизируйте риск

    Хотя КЛЛ считаются безопасными в использовании, вот несколько шагов, которые вы можете предпринять для дальнейшей защиты себя и своей семьи:

    • Всегда осторожно обращайтесь с КЛЛ при их установке и снятии.
    • Узнайте в муниципалитете, можно ли перерабатывать КЛЛ в вашем районе.Их переработка означает, что небольшое количество содержащейся в них ртути не попадет в окружающую среду.
    • Если у вас чувствительность кожи к ультрафиолету, волчанка или другое аутоиммунное заболевание, которое делает вас чувствительным к ультрафиолету, вы можете предпринять следующие шаги:
      • Купите КЛЛ с низкой УФ-маркировкой.
      • Купите КЛЛ с уже добавленной стеклянной крышкой, которая поможет дополнительно отфильтровать УФ-излучение.
      • Используйте в осветительных приборах дополнительное стекло или пластик, которые действуют как УФ-фильтры.
      • Увеличьте расстояние до КЛЛ, так как это снизит уровень УФ-излучения.

    Безопасное обращение с КЛЛ

    • Снимите и установите КЛЛ, держась только за основание лампы, чтобы избежать ненужного давления на стекло, которое может привести к его разрушению.
    • При замене КЛЛ рекомендуется использовать ветошь, чтобы свести к минимуму вероятность поломки лампы при падении или для защиты пола и помощи в уборке, если лампа упадет и сломается.
    • Храните люминесцентные лампы в контейнерах, предохраняющих их от поломки, например, в оригинальной упаковке.
    • Не используйте КЛЛ в местах, где лампы могут легко сломаться.

    Как безопасно почистить сломанный КЛЛ

    Если вы сломали КЛЛ, следуйте этим инструкциям по очистке:

    Выйти из комнаты

    • Уберите людей и домашних животных из комнаты и не подпускайте их в комнату во время уборки.
    • Не наступайте на битое стекло.

    Вентиляция

    • Проветрите комнату не менее 15 минут перед началом уборки, открыв окна и двери на улицу. Это обеспечит снижение уровня паров ртути перед началом очистки.

    Указания по очистке твердых поверхностей и ковровых покрытий

    • Не используйте пылесос для очистки первоначальной поломки, так как это приведет к распространению паров ртути и пыли по всей площади и может привести к загрязнению пылесоса.
    • Надевайте одноразовые перчатки, если таковые имеются, чтобы избежать прямого контакта с ртутью и порезов.
    • Зачерпните или подметите обломки и мусор двумя кусками плотной бумаги или картона. Не используйте веник.
    • Используйте липкую ленту, например изоленту или малярную ленту, чтобы собрать оставшееся мелкое стекло или порошок.
    • Протрите это место влажным бумажным полотенцем, тканью или одноразовой влажной салфеткой, чтобы удалить все остаточные частицы.
    • Поместите битое стекло и материалы для очистки в стеклянный контейнер с плотно закрывающейся крышкой, чтобы еще больше минимизировать выброс паров ртути.

    Ковровое покрытие – действия после первоначальной очистки

    • Если коврик съемный, выньте его на улицу, встряхните и проветрите так долго, насколько это возможно.
    • В первый раз, когда вы пылесосите установленный ковер после уборки, закройте дверь в комнату или максимально закройте зону и проветрите комнату, в которой разбита лампа, открыв окна и двери наружу. Когда пылесос будет завершен, снимите пакет, протрите пылесос влажным бумажным полотенцем, тканью или одноразовой влажной салфеткой, а затем поместите пылесос и бумажное полотенце в герметичный пластиковый пакет снаружи.В случае использования баллонного пылесоса протрите баллон влажным бумажным полотенцем и утилизируйте его, как описано выше. По окончании вакуумирования продолжайте проветривать комнату в течение 15 минут.

    Утилизация

    • Немедленно размещайте отходы вне здания в защищенном месте, недоступном для детей.
    • Утилизируйте отходы как можно скорее на месте размещения опасных бытовых отходов. Узнайте у местных, провинциальных или территориальных властей о требованиях к переработке и о местонахождении складов или вывоза бытовых опасных отходов.
    • Не выбрасывайте отходы вместе с бытовым мусором.
    • Для получения дополнительной информации об утилизации обращайтесь в Канаду по вопросам окружающей среды и изменения климата.
    • Вымойте руки после хранения и утилизации отходов.

    Роль правительства Канады

    Министерство здравоохранения Канады изучило уровни излучения УФ-излучения и ЭМП от компактных люминесцентных ламп. Исследование показало, что КЛЛ, если они используются по назначению, в настоящее время не представляют опасности для здоровья населения в результате УФ-излучения и уровней эмиссии ЭМП.

    Министерство здравоохранения Канады разработало руководящий документ, широко известный как Кодекс безопасности 6, который определяет пределы безопасного воздействия на человека радиочастотных ЭМП. Пределы воздействия, указанные в этом документе, основаны на текущем обзоре опубликованных научных исследований. Используя данные этих исследований, Министерство здравоохранения Канады устанавливает пределы воздействия на население в 50 раз ниже, чем пороговое значение для неблагоприятного воздействия на здоровье.

    Дополнительная информация

    Люминесцентная лампа – Энциклопедия Нового Света

    Ассорти из люминесцентных ламп .Сверху две компактные люминесцентные лампы, внизу две штатные лампы. Спичка показана для шкалы.

    Люминесцентная лампа – это газоразрядная лампа, в которой для возбуждения паров ртути в аргоне или неоне используется электричество, в результате чего образуется плазма, излучающая коротковолновый ультрафиолетовый свет. Затем этот свет заставляет люминофор флуоресцировать, производя видимый свет.

    В отличие от ламп накаливания, люминесцентные лампы всегда требуют пускорегулирующего устройства для регулирования потока энергии через лампу. В обычных трубных приспособлениях – обычно 4 фута (120 сантиметров) или 8 футов (240 сантиметров) – балласт заключен в приспособление.Компактные люминесцентные лампы могут иметь обычный балласт, расположенный в светильнике, или они могут иметь балласты, встроенные в лампы, что позволяет использовать их в патронах, обычно используемых для ламп накаливания.

    Поскольку люминесцентные лампы потребляют значительно меньше энергии, чем лампы накаливания, правительства и промышленность поощряют замену традиционных ламп накаливания люминесцентными лампами в рамках разумной экологической и энергетической политики.

    История

    Самым ранним предком люминесцентной лампы, вероятно, является устройство Генриха Гейслера, который в 1856 году получил голубоватое свечение от газа, который был запечатан в трубке и возбужден индукционной катушкой.

    На Всемирной выставке 1893 года на Всемирной колумбийской выставке в Чикаго, штат Иллинойс, были представлены люминесцентные лампы Николы Теслы.

    В 1894 году Д. Макфарлейн Мур создал лампу Мура, коммерческую газоразрядную лампу, предназначенную для конкуренции с лампой накаливания его бывшего начальника Томаса Эдисона. Используемые газы представляли собой азот и диоксид углерода, излучающие соответственно розовый и белый свет, и имели умеренный успех.

    В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, которая излучала свет сине-зеленого цвета и, таким образом, была непригодна для большинства практических целей.Однако он был очень близок к современному дизайну и имел гораздо более высокий КПД, чем лампы накаливания.

    В 1926 году Эдмунд Гермер и его коллеги предложили увеличить рабочее давление внутри трубки и покрыть трубку флуоресцентным порошком, который преобразует ультрафиолетовый свет, излучаемый возбужденной плазмой, в более однородный белый свет. Сегодня Гермер известен как изобретатель люминесцентной лампы.

    General Electric позже купила патент Гермера и под руководством Джорджа Э.К 1938 году Инман ввел люминесцентную лампу в широкое коммерческое использование.

    Принципы работы

    Основной принцип работы люминесцентной лампы основан на неупругом рассеянии электронов. Падающий электрон (испускаемый из катушек проволоки, образующей катодный электрод) сталкивается с атомом газа (например, ртути, аргона или криптона), используемого в качестве излучателя ультрафиолета. Это заставляет электрон в атоме временно подпрыгивать на более высокий энергетический уровень, чтобы поглотить часть или всю кинетическую энергию, доставленную сталкивающимся электроном.Вот почему столкновение называется «неупругим», так как часть энергии поглощается. Это более высокое энергетическое состояние нестабильно, и атом излучает ультрафиолетовый фотон, когда электрон атома возвращается на более низкий, более стабильный энергетический уровень. Фотоны, которые испускаются из выбранных газовых смесей, обычно имеют длину волны в ультрафиолетовой части спектра. Человеческий глаз не видит его, поэтому его необходимо преобразовать в видимый свет. Это делается с помощью флуоресценции. Это флуоресцентное преобразование происходит в люминофорном покрытии на внутренней поверхности люминесцентной лампы, где ультрафиолетовые фотоны поглощаются электронами в атомах люминофора, вызывая аналогичный скачок энергии, а затем снижается с испусканием следующего фотона.Фотон, испускаемый в результате этого второго взаимодействия, имеет меньшую энергию, чем тот, который его вызвал. Химические вещества, входящие в состав люминофора, специально подобраны так, чтобы эти испускаемые фотоны имели длину волны, видимую человеческим глазом. Разница в энергии между поглощенным ультрафиолетовым фотоном и испускаемым фотоном видимого света идет на нагрев покрытия люминофора.

    Механизм светового производства

    Крупный план катодов и анодов бактерицидной лампы (по существу аналогичная конструкция, в которой не используется люминофор, что позволяет видеть электроды) Нефильтрованное ультрафиолетовое свечение бактерицидной лампы создается разрядом паров ртути низкого давления (идентичным таковому в люминесцентной лампе) в оболочке из плавленого кварца без покрытия.

    Люминесцентная лампа наполнена газом, содержащим пары ртути низкого давления и аргон (или ксенон), реже аргон-неон, а иногда даже криптон.Внутренняя поверхность колбы покрыта флуоресцентным (и часто слегка фосфоресцирующим) покрытием, состоящим из различных смесей солей фосфора металлов и редкоземельных элементов. Катод колбы обычно изготавливается из спирального вольфрама, покрытого смесью оксидов бария, стронция и кальция (выбранной для того, чтобы иметь относительно низкую температуру термоэлектронной эмиссии). Когда включается свет, электроэнергия нагревает катод настолько, что он испускает электроны. Эти электроны сталкиваются и ионизируют атомы благородного газа в колбе, окружающей нить, с образованием плазмы в процессе ударной ионизации.В результате лавинной ионизации проводимость ионизированного газа быстро возрастает, позволяя протекать через лампу более высоким токам. Ртуть, которая существует в точке стабильного равновесного давления пара около одной части на тысячу внутри трубки (с давлением благородного газа обычно составляет около 0,3 процента от стандартного атмосферного давления), затем также ионизируется, вызывая ее выделение. свет в ультрафиолетовой (УФ) области спектра преимущественно на длинах волн 253.7 нанометров и 185 нанометров. Эффективность флуоресцентного освещения во многом обязана тому факту, что ртутные разряды низкого давления излучают около 65 процентов своего общего света на линии 254 нм (также около 10-20 процентов света, излучаемого в УФ, приходится на линию 185 нм). УФ-свет поглощается флуоресцентным покрытием лампы, которое повторно излучает энергию на более низких частотах (более длинные волны: две интенсивные линии с длинами волн 440 и 546 нм появляются на коммерческих люминесцентных трубках) (см. Стоксов сдвиг) для излучения видимого света.Смесь люминофоров контролирует цвет света и вместе со стеклом колбы предотвращает утечку вредного ультрафиолетового света.

    Электрические аспекты эксплуатации

    Люминесцентные лампы представляют собой устройства с отрицательным сопротивлением, поэтому, когда через них протекает больше тока (больше ионизированного газа), электрическое сопротивление люминесцентной лампы падает, позволяя протекать еще большему току. Люминесцентная лампа, подключенная непосредственно к сети постоянного напряжения, может быстро самоуничтожиться из-за неограниченного протекания тока.Чтобы предотвратить это, люминесцентные лампы должны использовать вспомогательное устройство, обычно называемое балластом, для регулирования тока, протекающего через лампу.

    Хотя балласт может быть (а иногда и бывает) таким же простым, как резистор, значительная мощность тратится впустую в резистивном балласте, поэтому балласты обычно используют вместо него реактивное сопротивление (катушка индуктивности или конденсатор). Для работы от сети переменного тока обычно используется простой индуктор (так называемый «магнитный балласт»). В странах, где используется сеть переменного тока на 120 В, сетевого напряжения недостаточно для освещения больших люминесцентных ламп, поэтому балласт для этих больших люминесцентных ламп часто представляет собой повышающий автотрансформатор со значительной индуктивностью рассеяния (чтобы ограничить ток).Любая форма индуктивного балласта может также включать конденсатор для коррекции коэффициента мощности.

    В прошлом люминесцентные лампы иногда работали напрямую от источника постоянного тока с напряжением, достаточным для зажигания дуги. В этом случае не было сомнений в том, что балласт должен быть резистивным, а не реактивным, что приводит к потерям мощности в балластном резисторе. Кроме того, при непосредственном питании от постоянного тока полярность питания лампы должна быть изменена каждый раз при запуске лампы; в противном случае ртуть скапливается на одном конце трубки.В настоящее время люминесцентные лампы практически никогда не работают напрямую от постоянного тока; вместо этого инвертор преобразует постоянный ток в переменный и обеспечивает функцию ограничения тока, как описано ниже для электронных балластов.

    Более сложные балласты могут использовать транзисторы или другие полупроводниковые компоненты для преобразования сетевого напряжения в высокочастотный переменный ток, а также для регулирования тока в лампе. Их называют «электронными балластами».

    Люминесцентные лампы, которые работают непосредственно от сети переменного тока, будут мигать с удвоенной частотой сети, поскольку мощность, подаваемая на лампу, падает до нуля дважды за цикл.Это означает, что свет мерцает со скоростью 120 раз в секунду (Гц) в странах, которые используют переменный ток с частотой 60 циклов в секунду (60 Гц), и 100 раз в секунду в странах с частотой 50 Гц. Этот же принцип может также вызывать гудение от люминесцентных ламп, фактически от их балласта. И раздражающий гул, и мерцание устраняются в лампах, в которых используется высокочастотный электронный балласт, например, во все более популярной компактной люминесцентной лампе.

    Хотя большинство людей не могут непосредственно увидеть мерцание 120 Гц, некоторые люди [1] сообщают, что мерцание 120 Гц вызывает напряжение глаз и головную боль.Доктор Дж. Вейч обнаружил, что люди лучше читают, используя высокочастотные (20-60 кГц) электронные балласты, чем магнитные балласты (120 Гц). [2]

    В некоторых случаях люминесцентные лампы, работающие на частоте сети, могут также вызывать мерцание на самой частоте сети (50 или 60 Гц), что заметно для большего количества людей. Это может произойти в последние несколько часов срока службы лампы, когда катодное эмиссионное покрытие на одном конце почти закончилось, и этот катод начинает испытывать трудности с испусканием достаточного количества электронов в газовый наполнитель, что приводит к небольшому выпрямлению и, следовательно, к неравномерному световому выходу в положительных и отрицательные рабочие циклы сети.Мерцание частоты сети также иногда может исходить от самых концов трубок, поскольку каждый трубчатый электрод поочередно работает как анод и катод в течение каждой половины цикла сети и создает немного отличающуюся диаграмму светового потока в анодном или катодном режиме (это было более серьезная проблема с трубками, возникшая более 40 лет назад, и в результате многие фитинги той эпохи закрывали концы трубок из поля зрения). Мерцание на сетевой частоте более заметно периферическим зрением, чем в центре взгляда.

    Способ “зажигания” люминесцентной лампы

    Схема предварительного нагрева люминесцентной лампы с помощью автоматического пускового выключателя А подогрев люминесцентная лампа “стартер” (автоматический пусковой выключатель)

    Атомы ртути в люминесцентной лампе должны быть ионизированы до того, как дуга сможет «загореться» внутри лампы. Для небольших ламп для зажигания дуги не требуется большого напряжения, и запуск лампы не представляет проблемы, но для больших ламп требуется значительное напряжение (в диапазоне от тысячи вольт).

    В некоторых случаях это происходит именно так: мгновенный запуск люминесцентные лампы просто используют достаточно высокое напряжение, чтобы разрушить столб газа и ртути и тем самым запустить дугу. Эти трубки можно идентифицировать по тому факту, что

    1. Они имеют по одному штифту на каждом конце трубки
    2. Патроны, в которые они вставляются, имеют “разъединяющую” розетку на низковольтном конце, чтобы обеспечить автоматическое отключение сетевого тока, чтобы лицо, заменяющее лампу, не могло получить удар электрическим током высокого напряжения.

    В других случаях, должно быть предусмотрено отдельное средство помощи при запуске.Некоторые люминесцентные конструкции (лампы предварительного нагрева) используют комбинацию нити накала / катода на каждом конце лампы в сочетании с механическим или автоматическим переключателем (см. Фото), который первоначально соединяет нити накала последовательно с балластом и, таким образом, предварительно нагревает нити перед включением. зажигая дугу.

    Эти системы являются стандартным оборудованием в странах с напряжением питания 240 В и обычно используют пускатель накаливания. Раньше также использовались 4-контактные термовыключатели и ручные выключатели. Электронные пускатели также иногда используются с этими электромагнитными балластными устройствами.

    Во время предварительного нагрева нити испускают электроны в газовый столб за счет термоэлектронной эмиссии, создавая тлеющий разряд вокруг нитей. Затем, когда пусковой переключатель размыкается, индуктивный балласт и небольшой конденсатор на пусковом переключателе создают высокое напряжение, которое зажигает дугу. Удар трубки надежен в этих системах, но стартеры накаливания часто переключаются несколько раз, прежде чем оставить лампу зажженной, что вызывает нежелательное мигание во время запуска. Старые устройства термического пуска в этом отношении показали себя лучше.

    После удара по трубке падающий основной разряд сохраняет нить накала / катод горячим, позволяя продолжать излучение.

    Если трубка не ударяется или ударяется, затем гаснет, последовательность запуска повторяется. При использовании автоматических пускателей, таких как стартеры накаливания, неисправная лампа, таким образом, будет бесконечно работать, мигая снова и снова, поскольку стартер многократно запускает изношенную лампу, а затем лампа быстро гаснет, поскольку эмиссии недостаточно для поддержания нагрева катодов, и лампа ток слишком низкий, чтобы держать пускатель тлеющего разомкнутым.Это вызывает визуально неприятное частое яркое мигание и запускает балласт при температуре выше расчетной. При повороте стартера на четверть оборота против часовой стрелки он отключается, размыкая цепь.

    У некоторых более продвинутых пускателей в этой ситуации истекает время ожидания, и они не пытаются повторять пуски до тех пор, пока не будет сброшено питание. В некоторых старых системах для обнаружения повторных попыток пуска использовалось тепловое отключение сверхтока. Это требует ручного сброса.

    Более новые конструкции балласта с быстрым запуском предусматривают накаливание силовых обмоток внутри балласта; они быстро и непрерывно нагревают нити / катоды, используя низковольтный переменный ток.При запуске не возникает индуктивных всплесков напряжения, поэтому лампы обычно следует устанавливать рядом с заземленным (заземленным) отражателем, чтобы тлеющий разряд мог распространяться по трубке и инициировать дуговый разряд.

    Электронные балласты часто возвращаются к стилю между стилями предварительного нагрева и быстрого запуска: конденсатор (или иногда автоматически отключающая цепь) может замкнуть цепь между двумя нитями накала, обеспечивая предварительный нагрев нити. Когда трубка загорается, напряжение и частота на лампе и конденсаторе обычно падают, таким образом, ток конденсатора падает до низкого, но ненулевого значения.Обычно этот конденсатор и катушка индуктивности, которая обеспечивает ограничение тока при нормальной работе, образуют резонансный контур, увеличивая напряжение на лампе, так что она может легко запуститься.

    Некоторые электронные балласты используют запрограммированный пуск. Выходная частота переменного тока начинается выше резонансной частоты выходного контура балласта, и после того, как нити нагреваются, частота быстро уменьшается. Если частота приближается к резонансной частоте балласта, выходное напряжение возрастет настолько, что лампа загорится.Если лампа не загорается, электронная схема прекращает работу балласта.

    Механизмы выхода из строя лампы по окончании срока службы

    Режим отказа по окончании срока службы люминесцентных ламп зависит от того, как вы их используете, и от типа их ПРА. В настоящее время существует три основных режима отказа и четвертый, который начинает проявляться:

    Кончилась смесь выбросов
    Крупный план нити накала ртутной газоразрядной лампы низкого давления показывает белое покрытие из смеси термоэлектронной эмиссии на центральной части катушки.Покрытие, которое обычно состоит из смеси оксидов бария, стронция и кальция, при нормальном использовании разбрызгивается, что часто в конечном итоге приводит к выходу лампы из строя.

    «Эмиссионная смесь» на нитях / катодах трубки необходима для того, чтобы электроны могли проходить в газ посредством термоэлектронной эмиссии при используемых рабочих напряжениях трубки. Смесь медленно распыляется путем бомбардировки электронами и ионами ртути во время работы, но большее количество разбрызгивается каждый раз, когда лампа запускается с холодными катодами (метод запуска лампы и, следовательно, тип механизма управления оказывает значительное влияние на это).Лампы, работающие обычно менее трех часов при каждом включении, обычно исчерпывают эмиссионную смесь до того, как выйдут из строя другие части лампы. Распыленная эмиссионная смесь образует темные пятна на концах трубок, которые можно увидеть в старых трубках. Когда вся эмиссионная смесь исчезнет, ​​катод не может пропустить достаточно электронов в газовую заливку, чтобы поддерживать разряд при расчетном рабочем напряжении трубки. В идеале управляющий механизм должен отключать трубку, когда это происходит. Однако некоторые устройства управления будут обеспечивать достаточно повышенное напряжение для продолжения работы лампы в режиме с холодным катодом, что приведет к перегреву конца трубки и быстрому разрушению электродов и их поддерживающих проводов до тех пор, пока они не исчезнут полностью или стекло не потрескается, разрушив Заполнение газом низкого давления и прекращение выпуска газа.

    Отказ электроники встроенного балласта

    Относится только к компактным люминесцентным лампам со встроенными электрическими балластами. Отказ балластной электроники – это несколько случайный процесс, который следует стандартному профилю отказов для любых электронных устройств. Сначала наблюдается небольшой пик ранних отказов, за которым следует спад и неуклонное увеличение срока службы лампы. Срок службы электроники сильно зависит от рабочей температуры – обычно он сокращается вдвое на каждые 10 ° C повышения температуры.Указанный средний срок службы обычно соответствует температуре окружающей среды 25 ° C (это может варьироваться в зависимости от страны). В некоторых фитингах температура окружающей среды может быть намного выше этой, и в этом случае отказ электроники может стать преобладающим механизмом отказа. Аналогичным образом, использование компактного цоколя люминесцентных ламп приведет к более горячей электронике и сокращению среднего срока службы (особенно для ламп с более высокой номинальной мощностью). Электронные балласты должны быть спроектированы так, чтобы отключать лампу, когда заканчивается смесь выбросов, как описано выше.В случае интегральных электронных балластов, поскольку они никогда не должны снова работать, это иногда достигается путем преднамеренного сгорания какого-либо компонента для окончательного прекращения работы.

    Отказ люминофора

    Эффективность люминофора падает во время использования. Приблизительно к 25 000 часов работы это обычно будет вдвое меньше яркости новой лампы (хотя некоторые производители заявляют, что период полураспада у своих ламп намного больше). Лампы, в которых отсутствуют отказы системы эмиссии или встроенной балластной электроники, в конечном итоге разовьются в этом режиме отказа.Они все еще работают, но стали тусклыми и неэффективными. Процесс идет медленно и часто становится очевидным только тогда, когда новая лампа работает рядом со старой.

    В трубке заканчивается ртуть

    Ртуть теряется из-за газового наполнения в течение всего срока службы лампы, так как она медленно поглощается стеклом, люминофором и электродами трубки, где больше не может работать. Исторически это не было проблемой, потому что в трубках содержится избыток ртути. Тем не менее, экологические проблемы в настоящее время приводят к созданию трубок с низким содержанием ртути, которые гораздо более точно дозируются с достаточным количеством ртути, достаточным для обеспечения ожидаемого срока службы лампы.Это означает, что потеря ртути возьмет верх из-за выхода из строя люминофора в некоторых лампах. Симптомы отказа аналогичны, за исключением того, что потеря ртути сначала вызывает увеличенное время разгона (время для достижения полного светового потока) и, наконец, заставляет лампу светиться тускло-розовым светом, когда ртуть заканчивается, а основной газ аргон вступает во владение. первичный разряд.

    Люминофоры и спектр излучаемого света

    Многие люди считают цветовую гамму, создаваемую некоторыми люминесцентными лампами, резкой и неприятной.Иногда при флуоресцентном освещении у здорового человека может выглядеть болезненно размытый оттенок кожи. Это связано с двумя вещами.

    Первой причиной является использование трубок плохого качества с низким индексом цветопередачи и высокой цветовой температурой, например «холодный белый». Они имеют плохое качество света, из-за чего доля красного света ниже идеальной, поэтому кожа имеет менее розовую окраску, чем при лучшем освещении.

    Вторая причина связана с особенностями типа глаза и трубки.Естественный дневной свет с высокой цветовой температурой выглядит естественным при уровнях дневного освещения, но по мере снижения уровня освещения он становится для глаза все более холодным. При более низких уровнях освещенности человеческий глаз воспринимает более низкие цветовые температуры как нормальные и естественные. Цветовая температура большинства люминесцентных ламп выше, чем у ламп накаливания 2700 К, а более холодные лампы не выглядят естественными для глаз при гораздо меньшем дневном освещении. Этот эффект зависит от люминофора лампы и применяется только к лампам с более высокой CCT при значительно меньших уровнях естественного дневного света.

    Многие пигменты выглядят немного иначе при просмотре под люминесцентными лампами по сравнению с лампами накаливания. Это связано с различием в двух свойствах: CCT и CRI.

    CCT, цветовая температура, для освещения GLS с нитью составляет 2700 K, а для галогенного освещения – 3000 K, тогда как люминесцентные лампы обычно доступны в диапазоне от 2700 K до 6800 K, что представляет собой значительную вариацию с точки зрения восприятия.

    CRI, индекс цветопередачи, является мерой того, насколько хорошо сбалансированы различные цветовые компоненты белого света.Спектр лампы с такими же пропорциями R, G, B, что и у излучателя абсолютно черного тела, имеет индекс цветопередачи 100 процентов, но люминесцентные лампы достигают значений индекса цветопередачи от 50 до 99 процентов. Лампы с более низким индексом цветопередачи имеют несбалансированный цветовой спектр визуально низкого качества, что приводит к некоторому изменению воспринимаемого цвета. Например, пробирка с галогенфосфатом с низким CRI 6800 K, которая выглядит так же неприятно, как и они, заставит красный цвет казаться тускло-красным или коричневым.

    Один из наименее приятных источников света исходит от трубок, содержащих старые люминофоры галофосфатного типа (химическая формула Ca 5 (PO 4 ) 3 (F, Cl): Sb 3+ , Mn 2+ ), обычно обозначаемый как «холодный белый».«Плохая цветопередача связана с тем, что этот люминофор в основном излучает желтый и синий свет и относительно мало зеленого и красного. На взгляд эта смесь кажется белой, но свет имеет неполный спектр. В люминесцентных лампах лучшего качества используются либо галофосфатное покрытие с более высоким индексом цветопередачи или смесь трифосфоров на основе ионов европия и тербия, у которых полосы излучения более равномерно распределены по спектру видимого света. Галофосфатные и трифосфорные трубки с высоким индексом цветопередачи обеспечивают более естественную цветопередачу. человеческий глаз.

    Спектры люминесцентных ламп
    Типовая люминесцентная лампа с “редкоземельным” люминофором Типичная “холодно-белая” люминесцентная лампа, в которой используются два люминофора с добавками редкоземельных элементов: Tb 3+ , Ce 3+ : LaPO 4 для зеленого и синего излучения и Eu: Y 2 O 3 для красного . Для объяснения происхождения отдельных пиков щелкните изображение. Обратите внимание, что некоторые спектральные пики генерируются непосредственно ртутной дугой.Это, вероятно, наиболее распространенный тип люминесцентных ламп, используемых сегодня.
    Галофосфатно-люминесцентная лампа старого образца Галофосфатный люминофор в этих лампах обычно состоит из трехвалентной сурьмы и галофосфата кальция, допированного двухвалентным марганцем (Ca 5 (PO 4 ) 3 (Cl, F): Sb 3+ , Mn 2+ ). Цвет выходящего света можно регулировать, изменяя соотношение излучающей синий легирующий элемент сурьмы и излучающий оранжевый легирующий элемент марганец.Цветопередача этих ламп более старого стиля довольно низкая. Галофосфатные люминофоры были изобретены A.H. McKeag et al. в 1942 г.
    Люминесцентный светильник “Естественное солнце” Объяснение происхождения пиков находится на странице изображения.
    Желтые люминесцентные лампы Спектр почти идентичен спектру нормальной люминесцентной лампы, за исключением почти полного отсутствия света ниже 500 нанометров. Этот эффект может быть достигнут либо за счет использования специального люминофора, либо, чаще, за счет использования простого желтого светофильтра.Эти лампы обычно используются в качестве освещения для фотолитографических работ в чистых помещениях и в качестве «отпугивающего насекомых» наружного освещения (эффективность которого сомнительна).
    Спектр “черного света” лампы Обычно в лампе черного света присутствует только один люминофор, обычно состоящий из фторбората стронция, легированного европием, который содержится в оболочке из стекла Вуда.

    Использование

    Люминесцентные лампы бывают разных форм и размеров.Все более популярными становятся компактные люминесцентные лампы (CF). Во многих компактных люминесцентных лампах вспомогательная электроника встроена в цоколь лампы, что позволяет им вставляться в обычный патрон для лампочки.

    В США уровень использования люминесцентного освещения в жилых помещениях остается низким (обычно ограничивается кухнями, подвалами, коридорами и другими помещениями), но школы и предприятия находят значительную экономию затрат на люминесцентные лампы и лишь изредка используют лампы накаливания.

    В осветительных приборах часто используются люминесцентные лампы разных оттенков белого.В большинстве случаев это происходит из-за непонимания разницы или важности различных типов трубок. Смешивание типов трубок внутри фитингов также делается для улучшения цветопередачи трубок низкого качества.

    В других странах использование люминесцентного освещения в жилых помещениях варьируется в зависимости от стоимости энергии, финансовых и экологических проблем местного населения, а также приемлемой светоотдачи.

    В феврале 2007 года Австралия приняла закон, запрещающий к 2010 году большинство продаж ламп накаливания. [3] [4] Хотя закон не определяет, какие альтернативы следует использовать австралийцам, компактные флуоресцентные лампы, вероятно, станут основной заменой.

    Токсичность ртутью

    Поскольку люминесцентные лампы содержат ртуть, токсичный тяжелый металл, правительственные постановления во многих областях требуют специальной утилизации люминесцентных ламп отдельно от общих и бытовых отходов. Ртуть представляет наибольшую опасность для беременных женщин, младенцев и детей.

    Свалки часто отказываются от люминесцентных ламп из-за высокого содержания в них ртути.Бытовые и коммерческие источники отходов часто обрабатываются по-разному.

    Количество ртути в стандартной лампе может сильно различаться – от 3 до 46 мг. [5] Типичная четырехфутовая (120-сантиметровая) люминесцентная лампа Т-12 (а именно, F32T12) эпохи 2006 года содержит около 12 миллиграммов ртути. [6] Новые лампы содержат меньше ртути, а версии на 3-4 миллиграмма (например, F32T8) продаются как лампы с низким содержанием ртути.

    Очистка от разбитых люминесцентных ламп

    Сломанная люминесцентная лампа опаснее сломанной обычной лампы накаливания из-за содержания ртути.Из-за этого безопасная очистка разбитых люминесцентных ламп отличается от очистки обычных разбитых стекол или ламп накаливания. Девяносто девять процентов ртути обычно содержится в люминофоре, особенно в лампах, срок службы которых близок. [7] Таким образом, типичная безопасная очистка обычно включает в себя тщательную утилизацию любого битого стекла, а также любого рыхлого белого порошка (флуоресцентное покрытие стекла) в соответствии с местными законами об опасных отходах. Влажное полотенце обычно используется вместо пылесоса для очистки стекла и порошка, в основном для уменьшения распространения порошка по воздуху.

    Преимущества перед лампами накаливания

    Люминесцентные лампы более эффективны, чем лампы накаливания аналогичной яркости. Это связано с тем, что большая часть потребляемой энергии преобразуется в полезный свет и меньше преобразуется в тепло, что позволяет люминесцентным лампам работать холоднее. Лампа накаливания может преобразовывать только 10 процентов потребляемой мощности в видимый свет. Люминесцентной лампе, производящей столько же полезной энергии видимого света, может потребоваться от одной трети до одной четвертой количества потребляемой электроэнергии.Обычно люминесцентная лампа служит в 10-20 раз дольше, чем эквивалентная лампа накаливания. Если освещение используется в помещениях с кондиционированием воздуха, все потери лампы также должны быть устранены оборудованием для кондиционирования воздуха, что приводит к двойному штрафу за потери из-за освещения.

    Более высокая начальная стоимость люминесцентной лампы более чем компенсируется более низким потреблением энергии в течение срока ее службы. Более длительный срок службы может также снизить затраты на замену лампы, обеспечивая дополнительную экономию, особенно там, где труд является дорогостоящим.Поэтому он широко используется предприятиями по всему миру, но не домашними хозяйствами.

    Ртуть, выбрасываемая в воздух при утилизации от 5 до 45 процентов люминесцентных ламп, [8] компенсируется тем фактом, что многие угольные генераторы выделяют ртуть в воздух. Повышенный КПД люминесцентных ламп помогает снизить выбросы электростанции.

    Недостатки

    Проблема “эффекта удара”, возникающая при съемке фотографий или пленки при стандартном флуоресцентном освещении.

    Люминесцентным лампам требуется балласт для стабилизации лампы и обеспечения начального напряжения зажигания, необходимого для начала дугового разряда; это увеличивает стоимость люминесцентных светильников, хотя часто один балласт используется двумя или более лампами.Некоторые типы балластов издают слышимое гудение или жужжание.

    Обычные балласты для ламп не работают от постоянного тока. Если доступен источник постоянного тока с достаточно высоким напряжением для зажигания дуги, можно использовать резистор для балласта лампы, но это приводит к низкой эффективности из-за потери мощности в резисторе. Кроме того, ртуть имеет тенденцию перемещаться к одному концу трубки, приводя только к одному концу лампы, производящему большую часть света. Из-за этого эффекта лампы (или полярность тока) необходимо регулярно менять.

    Люминесцентные лампы лучше всего работают при комнатной температуре (скажем, 68 градусов по Фаренгейту или 20 градусов по Цельсию). При значительно более низких или более высоких температурах эффективность снижается, а при низких температурах (ниже нуля) стандартные лампы могут не запускаться. Для надежной работы на открытом воздухе в холодную погоду могут потребоваться специальные лампы. Электрическая схема «холодного пуска» также была разработана в середине 1970-х годов.

    Поскольку дуга довольно длинная по сравнению с газоразрядными лампами с более высоким давлением, количество света, излучаемого на единицу поверхности ламп, невелико, поэтому лампы большие по сравнению с источниками накаливания.Это сказывается на конструкции светильников, поскольку свет должен направляться из длинных трубок, а не из компактного источника. Однако во многих случаях полезна низкая сила света излучающей поверхности, поскольку она уменьшает блики.

    Люминесцентные лампы не излучают ровный свет; вместо этого они мерцают (колеблются по интенсивности) со скоростью, которая зависит от частоты управляющего напряжения. Хотя это не так легко различить человеческим глазом, это может вызвать стробоскопический эффект, представляющий угрозу безопасности, например, в мастерской, где что-то, вращающееся с правильной скоростью, может казаться неподвижным, если освещено только люминесцентной лампой.Это также вызывает проблемы при записи видео, так как между периодическими показаниями сенсора камеры и колебаниями интенсивности люминесцентной лампы может быть «эффект биения». Частота наиболее заметна на компьютерных мониторах с ЭЛТ, настроенных на частоту обновления, аналогичную частоте лампочек, которые будут мерцать из-за эффекта биений. Чтобы устранить это мерцание, можно изменить частоту обновления монитора.

    Лампы накаливания из-за тепловой инерции их элемента меньше меняют яркость, хотя эффект можно измерить с помощью инструментов.Это также меньшая проблема с компактными флуоресцентными лампами, поскольку они умножают частоту линии до невидимых уровней. Установки могут уменьшить эффект стробоскопа, используя пускорегулирующие балласты или управляя лампами на разных фазах многофазного источника питания.

    Проблемы с точностью цветопередачи обсуждались выше.

    Если специально не разработаны и не утверждены для регулирования затемнения, большинство люминесцентных осветительных приборов нельзя подключать к стандартному диммерному переключателю, используемому для ламп накаливания.За это ответственны два эффекта: форма волны напряжения, излучаемого стандартным диммером с фазовым управлением, плохо взаимодействует со многими балластами, и становится трудно поддерживать дугу в люминесцентной лампе при низких уровнях мощности. Многие установки требуют 4-контактных люминесцентных ламп и совместимых контроллеров для успешного затемнения люминесцентных ламп; Эти системы стремятся поддерживать полностью нагретые катоды люминесцентной лампы даже при уменьшении тока дуги, способствуя легкой термоэлектронной эмиссии электронов в поток дуги.

    Утилизация люминофора и небольшого количества ртути в трубках также представляет собой экологическую проблему по сравнению с утилизацией ламп накаливания. Для крупных коммерческих или промышленных пользователей люминесцентных ламп начинают становиться доступными услуги по переработке.

    Обозначение труб

    Примечание: информация в этом разделе может быть неприменима за пределами Северной Америки.

    Лампы обычно обозначаются кодом, например F ## T ##, где F означает люминесцентные лампы, первое число указывает мощность в ваттах (или, как ни странно, длину в дюймах в очень длинных лампах), буква T указывает, что форма Луковица трубчатая, а последнее число – диаметр в восьмых дюйма.Типичные диаметры: T12 (1½ дюйма или 38 миллиметров) для бытовых ламп со старыми магнитными балластами, T8 (1 дюйм или 25 миллиметров) для коммерческих энергосберегающих ламп с электронными балластами и T5 ( 5 8 дюймов или 16 миллиметров) для очень маленьких ламп, которые могут работать даже от устройства с батарейным питанием.

    Лампы Slimline работают от пускового балласта с мгновенным запуском и узнаваемы по их одножильным цоколям.

    Лампы высокой мощности ярче и потребляют больше электрического тока, имеют разные концы на выводах, поэтому их нельзя использовать в неправильном приспособлении, и они имеют маркировку F ## T12HO или F ## T12VHO для очень высокой мощности.Примерно с начала и до середины 1950-х годов и по сегодняшний день компания General Electric разработала и улучшила лампу Power Groove с маркировкой F ## PG17. Эти лампы можно отличить по трубкам большого диаметра с рифлением.

    U-образные трубки FB ## T ##, где B означает «изогнутые». Чаще всего они имеют то же обозначение, что и линейные трубы. Круглые лампы – это FC ## T #, с диаметром окружности (, а не окружности или ватт), первое число, а второе число, как правило, 9 (29 мм) для стандартных светильников.

    Цвет обычно обозначается WW для теплого белого, EW для усиленного (нейтрального) белого, CW для холодного белого (наиболее распространенного) и DW для голубоватого дневного белого. BL часто используется для черного света (обычно используется в средствах защиты от насекомых), а BLB – для обычных темно-голубых лампочек, которые имеют темно-фиолетовый цвет. Другие нестандартные обозначения применяются для огней для растений или огней для выращивания растений.

    Philips использует числовые цветовые коды для цветов:

    • Низкая цветопередача
      • 33 вездесущий холодный белый (4000 Кельвинов)
      • 32 теплый белый (3000 К)
      • 27 гостиная теплый белый (2700 K)
    • Высокая цветопередача
      • 9xy «Graphica Pro» / «De Luxe Pro» (xy00 K; например, «965» = 6500 K)
      • 8xy (xy00 K; например, «865» = 6500 K)
      • 840 холодный белый (4000 К)
      • 830 теплый белый (3000 К)
      • 827 теплый белый (2700 K)
    • Другое
      • 09 Лампы для загара
      • 08 Черный свет
      • 05 Жесткое УФ-излучение (люминофоры вообще не используются, используется конверт из плавленого кварца)

    Нечетные длины обычно добавляются после цвета.Одним из примеров является F25T12 / CW / 33, что означает 25 Вт, диаметр 1,5 дюйма, холодный белый цвет, длина 33 дюйма или 84 сантиметра. Без 33-го можно было бы предположить, что F25T12 является более распространенным 30-дюймовым.

    Компактные люминесцентные лампы не имеют такой системы обозначений.

    Лампы люминесцентные прочие

    Подсветка
    Blacklight – это подмножество люминесцентных ламп, которые используются для получения длинноволнового ультрафиолетового света (с длиной волны около 360 нанометров). Они построены так же, как и обычные люминесцентные лампы, но стеклянная трубка покрыта люминофором, который преобразует коротковолновое УФ-излучение внутри трубки в длинноволновое УФ-излучение, а не в видимый свет.Они используются для возбуждения флуоресценции (для создания драматических эффектов с помощью краски для черного света и для обнаружения таких материалов, как моча и некоторые красители, которые были бы невидимы в видимом свете), а также для привлечения насекомых к насекомым.
    Так называемые лампы blacklite blue также изготавливаются из более дорогого темно-фиолетового стекла, известного как стекло Вуда, а не из прозрачного стекла. Темно-пурпурное стекло отфильтровывает большинство видимых цветов света, непосредственно испускаемого разрядом паров ртути, производя пропорционально меньше видимого света по сравнению с УФ-светом.Это позволяет легче увидеть УФ-индуцированную флуоресценцию (таким образом, плакатов с черным светом выглядят гораздо более драматично).
    Солнечные лампы
    Солнечные лампы содержат другой люминофор, который сильнее излучает в средневолновом УФ-диапазоне, вызывая реакцию загара на большей части кожи человека.
    Лампы для выращивания
    Лампы для выращивания содержат смесь люминофора, которая способствует фотосинтезу растений; для человеческого глаза они обычно кажутся розоватыми.
    Бактерицидные лампы
    Бактерицидные лампы вообще не содержат люминофор (технически это газоразрядные лампы, а не люминесцентные), а их трубки изготовлены из плавленого кварца, прозрачного для коротковолнового УФ-излучения, непосредственно испускаемого ртутным разрядом.УФ-излучение, излучаемое этими трубками, убивает микробы, ионизирует кислород до озона и вызывает повреждение глаз и кожи. Помимо того, что они используются для уничтожения микробов и создания озона, они иногда используются геологами для идентификации определенных видов минералов по цвету их флуоресценции. При таком использовании они снабжены фильтрами так же, как и черно-голубые лампы; фильтр пропускает коротковолновое УФ-излучение и блокирует видимый свет, создаваемый ртутным разрядом. Они также используются в стиральных машинах EPROM.
    Индукционные безэлектродные лампы
    Безэлектродные индукционные лампы – это люминесцентные лампы без внутренних электродов. Они были коммерчески доступны с 1990 года. В столб газа индуцируется ток с помощью электромагнитной индукции. Поскольку электроды обычно являются элементом, ограничивающим срок службы люминесцентных ламп, такие безэлектродные лампы могут иметь очень долгий срок службы, хотя и имеют более высокую закупочную цену.
    Люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL)
    Люминесцентные лампы с холодным катодом используются в качестве подсветки жидкокристаллических дисплеев персональных компьютеров и телевизионных мониторов.

    Использование фильмов и видео

    Специальные люминесцентные лампы часто используются в кино / видео. Торговая марка Kino Flos используется для создания более мягкого заполняющего света и менее горяча, чем традиционные галогенные источники света. Эти люминесцентные лампы разработаны со специальными высокочастотными балластами для предотвращения мерцания видео и лампами с высоким индексом цветопередачи для приблизительной цветовой температуры дневного света.

    Противоречие Агапито Флореса

    Многие считают, что изобретателем люминесцентного света был филиппинец по имени Агапито Флорес.Сообщается, что он получил французский патент на свое изобретение и продал его компании General Electric, которая заработала на его идее миллионы долларов. Однако Флорес представил свой патент General Electric после того, как компания уже представила публике люминесцентный свет, и намного позже того, как он был первоначально изобретен. [9]

    См. Также

    Банкноты

    1. ↑ Lightsearch.com. Световод: люминесцентные балласты. Взято из Руководства по расширенному освещению , первоначально опубликованного Комиссией по энергетике Калифорнии в 1993 году.Проверено 31 мая 2007 года.
    2. ↑ Национальный исследовательский совет Канады, Мерцание люминесцентных ламп. Проверено 31 мая 2007 года.
    3. ↑ Тодд Вуди, «Австралия запрещает использование традиционных лампочек для борьбы с глобальным потеплением». Зеленый вомбат. 20 февраля 2007 г. Проверено 31 мая 2007 г.
    4. ↑ «Впервые в мире! Австралия сокращает выбросы парниковых газов из-за неэффективного освещения ». Канцелярия министра окружающей среды и водных ресурсов Австралии. Пресс-релиз (20 февраля 2007 г.). Проверено 31 мая 2007 года.
    5. ↑ Программа ООН по окружающей среде, «Набор инструментов для идентификации и количественной оценки выбросов ртути». п. 183. Проверено 31 мая 2007 года.
    6. ↑ Лаборатория светового дизайна, Ртуть в люминесцентных лампах. Проверено 31 мая 2007 года.
    7. ↑ Floyd et al. (2002). Цитируется в Программе Организации Объединенных Наций по окружающей среде, «Инструментарий для идентификации и количественной оценки выбросов ртути», стр. 184. Проверено 10 февраля 2012 г.
    8. ↑ Программа ООН по окружающей среде. «Набор инструментов для идентификации и количественной оценки выбросов ртути.” п. 184. Проверено 31 мая 2007 г.
    9. ↑ Агапито Флорес: изобретатели About.com. Проверено 31 мая 2007 года.

    Список литературы

    • Аткинсон, Скотт. Идеи для отличного домашнего освещения . Сансет Паблишинг, 2003. ISBN 037601315X
    • Дерри Т. К. и Тревор Уильямс. Краткая история технологий . Mineola, NY: Dover Publications, 1993. ISBN 0486274721
    • Хьюз, Томас П. Американский генезис: век изобретений и технологического энтузиазма 1870-1970 гг. 2-е издание.Чикаго, Иллинойс: University of Chicago Press, 2004. ISBN 0226359271

    Внешние ссылки

    Все ссылки получены 14 апреля 2017 г.

    Источники света / освещения:

    Естественные / доисторические источники света:

    Биолюминесценция | Небесные объекты | Молния

    Источники света горения:

    Ацетиленовые / карбидные лампы | Свечи | Лампы Дэви | Огонь | Газовое освещение | Керосиновые лампы | Фонари | Limelights | Масляные лампы | Светильники

    Ядерные / прямые химические источники света:

    Betalights / Trasers | Хемолюминесценция (световые палочки)

    Источники электрического света:

    Дуговые лампы | Лампы накаливания | Люминесцентные лампы

    Разрядные источники света высокой интенсивности:

    Керамические разрядные металлогалогенные лампы | Лампы HMI | Лампы ртутно-паровые | Металлогалогенные лампы | Натриевые лампы | Ксеноновые дуговые лампы

    Другие источники электрического света:

    Электролюминесцентные (EL) лампы | Глобар | Индуктивное освещение | Дискретные светодиоды / твердотельное освещение (светодиоды) | Неоновые и аргоновые лампы | Лампа Нернста | Серная лампа | Ксеноновые лампы-вспышки | Свечи Яблочкова

    Кредиты

    Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

    История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедию Нового Света :

    Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

    Подробная информация о светодиодах и флуоресцентных лампах: энергия и частицы: Science World Report

    Первое сообщение: 12 марта 2021 г., 15:12 EST


    (Фото: pixabay)

    В мире освещения есть поразительно разнообразные решения. Хотя на рынке есть разные варианты, это не значит, что все они равны. Выбор лампы зависит не только от мощности, как это было раньше, когда были только лампы накаливания.

    История светодиодных ламп началась несколько лет назад, когда ученый Ник Холон Як пытался создать лазер. Он и не подозревал, что она заменит обычные лампы накаливания. Поэтому светодиод стал одним из случайных изобретений, изменивших нашу жизнь. С другой стороны, путь к люминесцентным лампам начался, когда Томас Эдисон попытался использовать прототип. Опытный образец оказался удачным, но для кратковременного освещения был непригоден.

    Вам интересно, в чем разница между светодиодными и люминесцентными лампами? Вот подробное сравнение между ними.

    Светодиодные лампы

    LED – это аббревиатура от LED. Диоды – это электронные устройства с анодом и катодом, через которые протекает электрический ток. Диод сделан из полупроводниковых материалов, таких как селен и кремний.

    Когда электрический ток проходит через полупроводники, устройство немедленно излучает свет. Эта технология противоположна фотоэлектрическим элементам, в которых устройство преобразует свет в электрический ток.

    Каковы основные преимущества использования светодиодных фонарей?

    Прочность

    Светодиодные светильники

    имеют относительно более длительный срок службы по сравнению с другими технологиями освещения (включая люминесцентные лампы).Новые светодиодные лампы могут прослужить в среднем от 50 000 до 100 000 часов и более. Обычный срок службы люминесцентной лампы в лучшем случае составляет примерно 10 000 часов.

    Энергоэффективность

    Светодиодное освещение

    – это самая энергоэффективная осветительная техника, доступная на рынке. Это потому, что светодиоды тратят минимум энергии на инфракрасное излучение, которое отличается от обычных источников света. Светодиоды также излучают свет направленно, что означает минимальные потери из-за необходимости отражать или перенаправлять свет.

    Светодиодные фонари

    отличаются очень высоким качеством и низкими затратами на обслуживание.

    Какие недостатки у светодиодных фонарей?

    Принимая во внимание перечисленные выше преимущества, можно подумать, что светодиодные лампы – это простое дело. Хотя это так или иначе, есть еще несколько недостатков.

    В частности, фары вообще дорогие. Первоначальная стоимость светодиодной лампы обычно выше, чем у других альтернатив. Пожалуй, это единственный недостаток, который необходимо устранить.К другим недостаткам можно отнести:

    • Возможное изменение цвета в течение срока службы лампы.

    • Отсутствие оптимизированной стандартизации производительности.

    • Перегрев.

    • Это приводит к сокращению срока службы лампы и совместимости с переносом.

    Люминесцентные лампы

    В люминесцентных лампах используется особый тип газоразрядного света, называемый разрядом высокой интенсивности.Флуоресцентный свет также называют CFL, что является аббревиатурой от компактного люминесцентного света. Обычные люминесцентные лампы выпускаются в трубках длиной 48-84 дюйма.

    Светильники, которые мы разработали для замены ламп накаливания, поскольку они относительно долговечны и более эффективны. Флуоресцентные лампы излучают свет, преобразуя ультрафиолетовые лучи с флуоресцентным покрытием, находящимся на внутренней стороне трубки. Ультрафиолетовое излучение генерируется электрическим зарядом, который проходит через инертное стекло из ртути внутри колбы.Газ возбуждает ультрафиолетовое излучение, и как следствие.

    Лампы требуют зажигания, которое иногда обеспечивается третьим электродом, внутренне соединенным с лампой. Раньше люминесцентным лампам требовался период прогрева, чтобы газ превратился в плазму. Однако в настоящее время существуют технологии мгновенного зажигания света.

    Преимущества использования люминесцентных ламп

    Эта технология существует уже более 100 лет и популярна для получения высокоэффективного света на огромных площадях.Фонари также более долговечны и эффективны, чем лампы накаливания.

    Основные недостатки люминесцентных ламп

    Содержат токсичную ртуть

    Ртуть и люминофор в лампах являются опасными материалами, которые создают проблему утилизации отходов в течение срока службы ламп. Как только люминесцентная лампа разбивается, ядовитая ртуть испаряется, а остальная часть остается в стекле.

    Более короткий срок службы при частом выключении и включении

    Типичный срок службы люминесцентной лампы составляет около 10 000 часов.Однако он может ухудшиться в результате постоянного переключения. Срок службы лампы увеличивается, если она остается включенной в течение длительного времени. Об этом стоит подумать, особенно если вы используете фары вместе с датчиками движения.

    Всенаправленное освещение

    Лампы излучают свет на 360 градусов. Система неэффективна, поскольку по крайней мере половина света нуждается в отражении или перенаправлении в освещенную область. Это также означает, что вам нужно больше аксессуаров, чтобы сосредоточиться на выходе лампы.

    Заключительные мысли

    Решение о выборе светодиодной или люминесцентной лампы зависит от конечного потребителя. Если вы беспокоитесь о своем здоровье, светодиодные лампы станут для вас отличным вариантом. Люминесцентные лампы идеально подходят для потребителей, заботящихся о своих финансах.

    Преимущества и недостатки индукционного освещения

    3. Анализ недостатков индукционной лампы

    1) В общем, мы должны признать, что все в мире состоит из положительного и отрицательного.Как и в случае с индукционной лампой, мы признаем недостатки, однако, если мы сможем найти хорошие решения для их устранения, недостатки иногда будут переходить в преимущества.

    2) Во-первых, поговорим о громоздкой конструкции лампочки, которая широко оспаривается людьми.

    С одной стороны, громоздкая конструкция определенно существует из-за особенности источника света, а также основной теории индукционной лампы. Если с меньшим и тонким дизайном, но с такой же яркостью, это будет означать, что поверхность устройства должна излучать больше света с гораздо более высокой рабочей температурой, в то время как более высокая температура повлияет на сам световой поток и другие характеристики лампы и магнитных катушек.Более того, если мы продолжим делать размер как можно меньше, выходной просвет приведет лампу к точечному источнику света, и она потеряет свойства индукционных ламп.

    С другой стороны, в некоторых приложениях, особенно таких как стадион или спортивный центр, завод или склад, очень нужны большие, но широкие и мягкие светильники от нового источника света. Это означает, что громоздкая конструкция, с другой стороны, является одним из преимуществ для некоторых приложений, которые могут обеспечить наиболее подходящие решения по освещению.

    Что мы делаем положительно, так это вносим небольшие изменения в текущую арматуру или конструкцию и предлагаем новую арматуру, подходящую для индукционных ламп. Это очень важно, и мы делаем это.

    3) Когда мы говорим о высоких начальных инвестициях, люди также найдут интересный опрос. Когда индукционные лампы сравнивают с традиционными лампами, такими как лампы HID или HPS, индукционные лампы на самом деле не дорогие, если принимать во внимание факторы сверхдлительного срока службы и технического обслуживания, более того, с более длительным обзором это сэкономит много денег на электроэнергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *