Лампы люминесцентные – устройство и принцип работы

Люминесцентная лампа – это искусственный газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути вызывает свечение люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность стеклянной трубки лампы. Первую газоразрядную лампу изобрел немецкий ученый Генрих Гейслер в 1856 году.

Люминесцентная лампа, при одинаковой потребляемой мощности светит в несколько раз ярче, чем лампа накаливания. Срок службы люминесцентных ламп составляет до 5 лет и напрямую зависит не от времени ее свечения, а от количества включений.

Люминесцентные лампы выпускаются в двух исполнениях – линейные и компактные. Линейные имеют вид трубки с контактами на торцах. В компактных лампах, для уменьшения габаритных размеров трубка изогнута и вписана в форму цилиндра.

Линейные люминесцентные лампы

Линейные люминесцентные лампы из-за больших размеров в быту применяются редко. Они в основном используются для освещения производственных и складских помещений, залов, офисов, магазинов, общественных мест. Так как срок их службы на порядок больше, чем срок службы ламп накаливания, то существенно снижаются затраты на обслуживание.

На счет экономии электроэнергии могу сказать следующее. Я провел измерения, и оказалось, что мощность, потребляемая 38 ваттной люминесцентной лампой практически равна мощности, потребляемой 80 ваттной лампочкой накаливания. Это связано с тем, что половина мощности теряется на дросселе (электромагнитном балласте). В дополнение дроссель еще издает акустический шум частотой 50 Гц, а перед выходом из строя, лампы начинают мигать, что тоже не приносит радости.

В современных светильниках с линейными люминесцентными лампами электромагнитный балласт заменен электронным, что существенно повысило КПД светильников, исчез шум и мигание. Но главная проблема до сих пор до конца не решена. В каждой лампе находится до 70 мг ртути в жидком виде, а возможность сдать на утилизацию вышедшие из строя лампы в настоящее время во многих селениях отсутствует. Не один раз наблюдал случаи падения ламп из рук электриков при замене. Лампа разбивалась, и мелкие шарики ртути раскатывались по полу. Их как могли, собирали в пакетик и выбрасывали в урну. Иногда, понимая опасность ртути, место падения промывали водным раствором хлорного железа или хлорки.

Правительство России 3 сентября 2010 года выпустило Постановление №681 «Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде», в котором подробно описана вся процедура обращения и утилизации отработанных ламп. Но в конечном итоге все зависит от человека, а наше общество еще не в полной мере осознает опасность для всего живого, которую несет в себе ртуть.

Схема подключения люминесцентной лампы

с электромагнитным балластом

Подключаются люминесцентные лампы с электромагнитным балластом в соответствии с ниже представленной электрической схемой.

При подаче питающего напряжения на схему, в первоначальный момент времени, полное напряжение питающей сети, пройдя через дроссель, нити накала лампы, прикладывается к выводам стартера. Стартер представляет собой неоновую лампочку с двумя контактами, на одном из которых приварена биметаллическая пластина. Напряжение ионизирует неон и через стартер начинает проходить значительный ток, который разогревает газ и биметаллическую пластину. Пластина изгибается и замыкает выводы стартера. По замкнутой цепи начинает проходить электрический ток и разогревает нити накала лампы.

Разогрев способствует возникновению в лампе свечения при более низком напряжении. Когда лампа засветила, напряжение на стартере падает до величины, неспособной ионизировать неон и стартер автоматически отключается, нити накала обесточиваются и больше не участвует в работе лампы до следующего ее включения. Стартер можно заменить обыкновенной кнопкой, например от электрического звонка. Тогда подав на лампу напряжение, достаточно нажать и удерживать кнопку до тех пор, пока она не зажжется.

Для того, чтобы лампа не вышла из строя, (при разряде в лампе, сопротивление газа в ней резко уменьшается) устанавливается дроссель, который ограничивает ток до требуемой, в зависимости от мощности лампы, величины и за счет самоиндукции обеспечивает надежный запуск лампы. Конденсатор (компенсирующий) служит для уменьшения величины cos φ (повышает КПД) и одновременно подавляет помехи, возникающие во время пуска. Внутри стартера тоже устанавливается конденсатор небольшой емкости, выполняющий функцию расширения импульса пробоя неона, подавления помех и искрогашения.

Достоинства и недостатки схемы подключения люминесцентной лампы

с электромагнитным балластом

Светильники с люминесцентными лампами, выполненные по электрической схеме с электромагнитным балластом имеют простую конструкцию, высокую надёжность и низкую стоимость. Но имеют следующие недостатки: — большое потребление электроэнергии, по мере старения дросселя возрастающий низкочастотный гул, большое время запуска, снижение яркости при температуре ниже 10°C, не гарантированный запуск при отрицательных температурах, мерцание с частотой 100 Гц (опасно при работе на оборудовании с вращающимися деталями из-за возникновения стробоскопического эффекта, при совпадении частот кажется, что деталь не вращается), мигание лампы при выработке ресурса, большие габариты и вес.

Подключение люминесцентной лампы через электронный балласт

В современных светильниках с люминесцентными лампами вместо дросселя и стартера используется электронный балласт.

Замена дросселя и стартера электронным балластом (пускорегулирующим устройством) позволила избавиться практически от всех выше перечисленных недостатков. Светильники стали намного меньше потреблять электроэнергии и исчезло мерцание света, срок службы ламп, за счет подачи стабильного питающего напряжения увеличился до 50%. У светильников с пускорегулирующим устройством исключена возможность появление акустического шума в виде низкочастотного гула и мигание ламп при неисправности электрической схемы. В дополнение появилась возможность управлять режимом пуска ламп, холодным пуском (лампа зажигается мгновенно), горячим (лампа загорается в течение 0,5-1 секунды) и плавным пуском (постепенное увеличение яркости свечения в течение заданного интервала времени). При этом цена светильников в целом увеличилась незначительно.

Как очевидно со всех точек зрения, замена светильников с электромагнитным балластом на светильники с электронным пускорегулирующим устройством вполне оправдана. Можно существенно сэкономить, если заменить только дроссель и стартер электронным пускорегулирующим устройством, а арматуру светильника оставить старую. Такая работа по силам электрику любой квалификации.

Замена люминесцентных ламп светодиодными лампами

В настоящее время на смену светильникам с линейными люминесцентными лампами появились светодиодные, которые практически не имеют перечисленных выше недостатков. Они отличаются малым потреблением электроэнергии, длительным сроком службы, и не требуют специальной утилизации. В светодиодных светильниках вместо люминесцентных линейных ламп устанавливают светодиодные. Пока такие светильники достаточно дорогие, но можно снизить стоимость замены, если старый светильник с люминесцентными лампами самостоятельно модернизировать, заменив в них люминесцентные лампы светодиодными.

В продаже есть светодиодные лампы, которые по геометрическим размерам и способу подключения полностью взаимозаменяемые с классическими люминесцентными лампами. Инструкция с примером выполнения подобной замены приведена в статье сайта «Как заменить люминесцентные линейные лампы в светильниках светодиодами».

Компактные люминесцентные лампы

Хотя современные линейные люминесцентные лампы имеют множество достоинств, однако для использования в быту они не подходят, так как имеют большие габариты и ограничивают возможности дизайна в квартире. Благодаря техническому прогрессу, появилась возможность трубки линейных ламп изгибать в любую форму и сделать электронный балласт малогабаритным. Запатентована компактная люминесцентная лапа была в 1984 году. Размер компактной лампочки стал соизмерим с лампочками накаливания, и появилась возможность заменять последние без переделки светильников. Совсем недавно компактные лампочки называли энергосберегающими лампами, но с появлением светодиодных ламп, это название стало не соответствовать действительности.

Принцип работы компактной лампы не отличается от принципа работы линейной люминесцентной лампы. Так же на концах трубки имеются две нити накала, между которыми при приложении напряжения возникает дуговой разряд, излучающий ультрафиолетовые волны, под действием которых люминофор начинает светиться.

Срок службы компактной лампы

Срок службы компактных ламп по данным производителей составляет 8000 часов и существенно сокращается от нестабильности питающего напряжения в сети, частотой включения-выключения лампы, работой в условиях пониженной или повышенной температуры окружающей среды. Как показала практика, чаще всего компактные лампы выходят из строя по причине перегорания нитей накала. Второе место занимает отказ радиоэлементов в схеме электронного балласта.

Конструкция компактной лампы

Конструкция компактной лампы представляет собой две чашки из термостойкой пластмассы, в одной закреплена трубка, а на другой установлен цоколь. Компактные лампы, как и лампы накаливания, выпускаются с цоколями Е14, Е27 и E40, это позволяет вкручивать их в существующие светильники вместо ламп накаливания. В полости чашек находится печатная плата, на которой размещена схема пускорегулирующего устройства. Такая конструкция позволяет разобрать лампу, проверить целостность нитей накала и в случае их исправности отремонтировать электронику. Если нить накала в обрыве, то лампа подлежит утилизации.

Часть потребляемой компактной лампочкой мощности теряется и выделяется в схеме пускорегулирующего устройства в виде тепла. Так как в чашках перфорация для циркуляции воздуха для охлаждения отсутствует, то радиоэлементам приходится работать в области предельной температуры. Эти условия существенно снижают срок службы радиоэлементов, особенно высоковольтного электролитического конденсатора. Таким образом, выход из строя радиоэлементов является одной из причин перегорания нитей накала лампы.

Выше приведена типовая электрическая схема пускорегулирующего устройства. Качественное пускорегулирующее устройство должно зажигать лампу спустя 0,5-1 секунду после ее включения, то есть, когда нити накала уже разогрелись. Такой режим включения существенно продлевает срок службы нитей накала и как следствие, самой лампы.

Цветовая температура компактной лампы

В продаже представлены компактные люминесцентные лампы цветовых температур 2700°K, 3300°K, 4200°K, 5100°K, 6400°K. Чем выше число, тем белее излучаемый свет. Лампа с цветовой температурой 2700°K излучает свет, как лампа накаливания, 4200°K светит теплым белым цветом, а 6400°K холодным белым. Восприятие человеком света зависит от времени суток. В дневное время лучше воспринимается белый свет, а в вечернее и ночное – с желтым оттенком, как светит лампа накаливания. Этот факт надо учитывать при выборе компактной лампы.

В настоящее время компактные лампы, еще не успев вытеснить из эксплуатации лампы накаливания, уже морально устарели. На смену им пришли светодиодные лампы, многократно превосходящие по техническим характеристикам люминесцентные лампы.

Эдуард 20.12.2013

Здравствуйте, Александр Николаевич.

Можно ли восстановить работоспособность энергосберегающей лампы в домашних условиях. Внешне целая, включалась только месяц. Лампа «КОСМОС» Е27 4000К. Заранее спасибо.

Александр

Доброго вечера, Эдуард!

Вскройте лампочку, лезвием плоской отвертки можно разъединить части корпуса. Если что-то сгорело (запах гари чувствуется сразу после вскрытия), то в утиль.

Если вздулся электролитический конденсатор (цилиндрической формы, большой на длинных выводах), то замена его вполне может восстановить работоспособность лампочки.

Если внешне все хорошо, то можно прозвонить мультиметром накальные обмотки, их две, провода от них накручены на четырех граненых штырька. Сопротивление должно быть несколько Ом. Если, обрыв в утиль.

Если ничего не обнаружили, то тоже в утиль, так как в данном случае ремонт экономически нецелесообразен.

как выбирать и какие плюсы

Люминесцентные лампы – это газоразрядные источники света. В них создается УФ излучение в процессе прохождения электрического заряда через пары ртути. В уловимое для человеческого глаза излучение оно преобразуется за счет специального покрытия на колбе – люминофора. Мощностью данных ламп меньше, чем накаливания, а световая отдача больше. За счет этого они в разы экономней.

Принцип работы и устройство

Лампочка состоит из таких элементов:

1. Трубка или колба. Этот компонент бывает разным в зависимости от исполнения.
2. Цоколь. Он может быть 1 или 2.
3. Нити накаливания, что расположены внутри.
4. На внутренней поверхности нанесен люминофор – важнейшая деталь.
5. Внутри содержится в вакуумных условиях инертный газ, пары ртути, под стабильным давлением.

Устройство и принцип работы люминесцентной лампы

Когда лампочка включается, между электродами внутри возникает дуговой тлеющий разряд. Газ проводит ток и провоцирует появление УФ излучения. Люминофор поглощает его и воспроизводит заметный для человеческого зрения свет. В подобных источниках применены энергосберегающие технологии. Разряд внутри поддерживает термоэлектронная эмиссия заряженных частиц с поверхностью катода.

Важно! В зависимости от того какой люминофор нанесен могут быть разные оттенки свечения.

к содержанию ↑

Область применения

За счет незначительного энергопотребления такие лампы часто используются для общественных мест. В торговых центрах и офисах на потолках типа Армстронг монтируются именно ЛЛ линейного типа. Когда появились компактные изделия они стали очень востребованы в быту для освещения квартир и домов. ЛЛ заменили собой стандартные лампы накаливания.

Особенно часто их используют в местах, где есть критические требования к цветопередаче. Конкретней:

• Больницы.
• Школы, в том числе для освещения коридоров и классов.
• Стоматологические клиники.
• Ювелирные мастерские.
• Парикмахерские.
• Магазины.
• Музеи.
• Типографии.
• Покрасочные цехи в автомастерских, текстильных цехах, графических студиях.

Люминесцентное освещение в подземном переходе

Их рационально использовать для основного освещения помещений большого размера. Качество освещения улучшается, а энергопотребление снижается на 50% как минимум. Часто используются в подсветке места работы, исторических строений, световой рекламе.

к содержанию ↑

Классификация

Разновидностей люминесцентных лам существует много, ведь они используются не только для освещения помещений, но и для специфических целей. К примеру, лечебных. Они отличаются по вариантам исполнения, что также влияет на сферу применения.

Варианты исполнения

Изначально такие лампы были исключительно линейными, но с развитием технологий появились и компактные. Оба вида имеют одинаковые свойства, негативные и положительные стороны. Данную группу можно назвать общие, так как, по сути, они отличаются формой колбы и в определенной мере конструкцией.

Линейные лампы

Это ртутная лампа прямого, кольцевого или U-образного исполнения. Такие имеют классификацию по:

1. Длине.
2. Диаметру колбы.

При этом чем больше по габаритам лампа, тем она мощнее. Для линейных ламп используется цоколь G13, а диаметр колбы: Т4, Т5, Т8, Т10, Т12. Цифры после «Т» означают диаметр стеклянного элемента, выраженный в дюймах. Указанные выше типоразмеры считаются стандартными.

Линейные лампы разных размеров

Основное отличие подобной конфигурации в том, что она имеет вваренные электроды по краям, которые направлены внутрь изделия. Снаружи установлены цоколи с контактными штырьками для подключения ее в цепь.

Линейные лампы преимущественно используют в офисах, торговых центрах, транспорте, других общественных местах. Все потому что они потребляют не больше 15% электроэнергии, если брать за 100% потребления энергию лампочкой накаливания.

Компактные

Компактные классифицируются по:

• Форме и размеру колбы.
• Размеру и типу цоколя.

В основном колба в них изогнутая, и «сложена» в виде спирали или в другую форму. За счет этого они и компактны. Использование в бытовых условиях очень удобное и практичное. Ведь можно найти изделие со стандартным цоколем (е27) и устанавливать в любой бытовой светильник без какой-либо его переделки. Кроме того, цоколи бывают: g-11, g23 и другие.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Важно! Как только КЛЛ появились, они практически вытеснили использование ламп накаливания в люстрах, бра, светильниках в различных помещениях, в том числе в детской. В первую очередь за счет своей энергоэффективности.

Компактные люминесцентные лампы

Есть ЛЛ с улучшенной светопередачей. Эта их особенность достигается за счет нанесения нескольких слоев люминофора. Как результат, они качественней ретранслируют цвета. Могут быть как линейного, так и компактного исполнения.

Специальные

Основное отличие их от стандартных люминесцентных ламп дневного света – это спектр излучения. Существуют такие специальные:

• Лампы дневного света, отвечающие повышенным требованиям по цветопередаче. Используются для типографий, музеев, картинных галерей.
• Источники света со спектральным излучением близким к солнечному. Часто используются в медицинских целях для проведения светотерапии.
• Для растений (рассады в том числе) и аквариумов, обозначаются fluora. Для них характерен усиленный спектральный диапазон синего и красного. Он оказывает положительное влияние на фотобиологические процессы. Могут использоваться даже в саду или в собственной теплице.

Люминесцентная лампа для подсветки растений

• Аквариумные с преобладанием синего спектра и ультрафиолета. Они помогают создать оптимальные условия для роста кораллов. Отдельные виды способны при таком освещении флуоресцировать.
• Изделия для освещения помещений, в которых содержаться птицы. Их спектр излучения характеризуется присутствием ближнего ультрафиолета. Это способствует созданию оптимальных условий для птиц, очень приближенных к естественным, применять их стараются в домашних условиях в холодное время года, а на фабриках круглогодично.
• Лампы с разной цветностью: зеленые, синие, фиолетовые, красные, желтые и др. Активно используются для создания световых эффектов, к примеру, в ночных клубах и других развлекательных заведениях. Достигается световой эффект за счет окрашивания колбы или покрытия ее специальным составом люминофора изнутри. Подобные цветные лампы розового оттенка активно используются для подсветки мясных витрин в магазинах. Они делают мясо привлекательным для глаз, а значит, покупатель с большей вероятностью его купит.
• Лампы для соляриев. Еще одно направление среди специальных люминесцентных осветительных элементов.
• УФ лампы из черного стекла, переносные. Используются в сфере лабораторных исследований.
• Лампы для стерилизации и озонирования – ртутно-кварцевые и бактерицидные, гигиенические.

Важно! Разные типы ЛЛ специального назначения активно используются в механике, текстильном, пищевом производстве, криминалистике, сельскохозяйственной сфере.

к содержанию ↑

Маркировка

Разбираться в маркировке люминесцентных ламп просто необходимо, чтобы правильно выбирать источник освещения для своих потребностей. На металлических элементах или колбе могут быть нанесены буквы и цифры, что они значат понять несложно.

Маркировка ЛЛ разных производителей

Первое что удастся обнаружить это буква Л – она расшифровывается, что лампа люминесцентная. Далее, проставляется:

• Б – означает белый свет или white.
• Д – дневной.
• У – универсальный.
• ХБ – холодный белый или просто cool.
• ТБ – теплый белый.
• Е – естественно белый.
• К, Ж, З, Г, С – соответственно красный, желтый, зеленый, голубой, синий.
• УФ – ультрафиолетовый.

Следующие обозначение расскажет о диаметре колбы. Считается, что чем он больше, тем дольше будет служить лампа. Чаще всего встречаются изделия с диаметром – 18, 26 и 38 м. Перед цифрой, которая обозначает диаметр, стоит буква «Т».

Следующий важный параметр мощность. Отталкиваясь от этого показателя, удастся определить, какое по размерам помещение удастся осветить. Обозначается W (Ватт), цифра после это мощность. К примеру, 13 W, 18 W, обозначение может быть и таким 9 Вт, 28 Вт.

Следующий параметр в маркировке физическая характеристика цоколя. Варианты обозначения:

1. FS – один.
2. FD – двухцокольная или трубчатая.
3. FB – так подписывается компактная.

Напряжение в сети обозначается в вольтах. Варианты нанесенной маркировки: 127 В или 220 В. И последнее обозначения, которое можно найти на колбе это ее форма. Варианты:

• U – дуга, подковообразная.
• 4U – четырехдуговая.
• S – спиральная.
• C – свеча.
• G – шарообразная.
• R – рефлекторная.
• T – в виде таблетки.

Форма колбы указывается в маркировке

Важно! Последняя маркировка практически не используется для стандартных ламп дневного света.

Располагаться эти обозначения могут и в другом порядке.

к содержанию ↑

Люминофоры и спектр излучаемого света

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

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

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

Люминесцентные лампы с разным люминофором

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

Совет! Чтобы в домашних условиях оценить спектр лампы можно использовать обычные компакт-диски. На источник света следует посмотреть в отражении диска. В дифракционной линии удастся рассмотреть спектральные линии люминофора.

к содержанию ↑

Преимущества и недостатки

Основные достоинства подробно:

1. Высокий КПД и большая светоотдача, если сравнивать с лампами накаливания, что позволяет экономить энергию.
2. Разные цвета и оттенки – существенный плюс в современных условиях.
3. Спектр излучения ближе к солнечному.
4. Рассеивание света, поток идет по всей колбе, а не только по нити накала.
5. Продолжительный срок службы – производитель гарантирует до 20 тыс. часов. Такой показатель удастся достичь только при условии достаточного качества электропитания и соблюдения количества включений/выключений. То есть, сколько она реально прослужит, зависит от правильности использования.
6. Слабый нагрев, то есть они не будут перегревать плафон, то есть она отвечает нормам пожарной безопасности. Светиться при этом лучше лампы накала.
7. Питание от сети 220В.
8. Подходят для стандартных бытовых осветительных приборов, которые используются в спальне, гостиной, кухне. Установка компактных ламп не требует какой-либо переделки.
9. Небольшой вес лампы, то есть и вся люстра не будет много весить.

Люминесцентные лампы очень экономны

Недостатки:

• Необходимость специальной утилизации –главный минус.
• Мигание, от чего устают глаза. Меньше мигать она будет, если используется балласт.
• Необходимость подключения пускорегулирующего оборудования.
• Лампы достаточно хрупкие.
• Люминофор изнашивается, что приводит к изменению спектра.
• Возможность использование при нормальной температуре. Работать она может только в диапазоне от -40 до + 50 градусов.
• Чувствительность к повышенной влажности.
• Задержка включения – необходимо время для разогрева. То есть они не сразу запускаются и дают тот свет, который способны, через пару минут он становиться ярче.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Важно! Одними из самых качественных считаются лампы от торговых брендов Philips (Филипс) и Osram (Осрам). Цены лампочек этих марок вполне доступны.

к содержанию ↑

Безопасность и утилизация

Когда люминесцентная лампа исправна (нет трещин и других повреждений на колбе) ее использование абсолютно безопасно для человека, животных, растений. Но с ними следует обращаться предельно аккуратно, ведь внутри содержатся пары ртути. Даже в тех небольших количествах, они способны принести вред человеку.

Люминесцентные лампы нельзя выбрасывать с обычным бытовым мусором после отработки срока эксплуатации. При попадании в почву способны загрязнять огромные площади. Если пары ртути проникнут в воду она будет медленно отравлять все живое. Функционируют пункты приема таких ламп, в которых бесплатно можно сдать опасный бытовой мусор подобного типа.

Контейнеры для утилизации люминесцентных ламп

Важно! Если лампа, новая или старая, имеет следы повреждения, трещины, пробои использовать ее нельзя ни при каких условиях. При покупке каждую лампу следует проверить не только на работоспособность, но и на целостность.

Обращение с довольно хрупкими лампами должно быть аккуратным. Ремонт их своим силами, в том числе разборка, запрещена. Еще один важный момент, люминофор, что находится внутри колбы, со временем утратит свойства, поэтому меняется спектр. Как раз по этой причине использовать дольше указанного срока на упаковке такую лампочку нежелательно, даже если она еще не перегорела.

Переработка рассматриваемых ламп в заводских условиях проводится при необходимых условиях безопасности. В таком случае они не вредят экологии. При этом применяются разные методы извлечения опасных паров ртути. Остатки ламп отправляются на вторичную переработку.

к содержанию ↑

Видео сравнения люминесцентных ламп и ламп накаливания

В видео можно ознакомиться с детальным описанием люминесцентных ламп их техническими особенностями.

Вывод

Люминесцентные лампы более практичное решение для освещения дома и общественных мест. Правда, с появлением светодиодных источников света их востребованность несколько снизилась.

Предыдущая

ЛюминесцентныеОсобенности контейнеров для хранения люминесцентных ламп

Следующая

ЛюминесцентныеКакую лампу Т8 выбрать: LED или люминесцентная + простая переделка светильника

Спасибо, помогло!Не помогло

Как работает люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа, явившаяся результатом целого ряда открытий и исследований (подробнее об этом в статье история люминесцентной лампы), сегодня стала одним из основных источников искусственного света, как в офисных помещениях, так и в частных домах и квартирах. Ряд выгодных отличий от популярной еще пару десятков лет назад лампы накаливания, позволили люминесцентной лампе достаточно успешно конкурировать с «фаворитными» источниками света, а также привело к созданию ее боле совершенных и компактных модификаций. Но речь в этой статье пойдет не о ее достоинствах или недостатках, а о том, как она работает.

Все виды люминесцентных ламп, будь то популярные сейчас «экономки» или старые длинные лампы дневного света, построены и работают примерно по одному и тому же принципу. Отличие может быть лишь в электронной схеме подключения к источнику питания.

Конструкция люминесцентной лампы

Лампа состоит из стеклянной колбы (может быть самой разнообразной формы и размеров), двух (иногда четырех) электродов, инертного газа, ртути (паров), люминофора и схемы запуска (в экономках она находится внутри корпуса лампы).

Электрод представляет собой два проводящих электрических контакта (обычно из проволоки), к которым подводится электрический ток и нить накала, покрытую специальным эмиссионным веществом для более эффективного испускания электронов в процессе работы и большей продолжительности  службы самой лампы.

Принцип работы люминесцентной лампы

Когда электрическая цепь лампы подает на электроды ток, они начинают постепенно разогреваться и испускать электроны. Но этих электронов недостаточно, чтобы зажечь между электродами, так называемый тлеющий разряд – поток ионизированных частиц газа. Тогда в работу вступает та часть схемы управления, которая отвечает за запуск лампы. Кратковременный импульс напряжения зажигает инертный газ в лампе, а затем и пары ртути. Симбиоз этих веществ, ионизированных электрическим током, приводит к возникновению свечения в невидимой для нас ультрафиолетовой области спектра.

Чтобы преобразовать ультрафиолетовый свет в видимый свет, используется люминофор, нанесенный на стенки стеклянной колбы. Получается двойное преобразование. Сначала электроны, испускаемые электродами лампы, ионизируют газ и пары ртути, а затем ионизированные частицы возбуждают люминофор, заставляя его испускать видимый для нашего глаза свет.

Разница в принципе работы обычной длинной лампы дневного света и «экономки» лишь в том, что в первом случае схема запуска состоит из дросселя (индуктивности), конденсатора и стартера. Во втором же эти функции выполняет более сложная электрическая схема, в состав которой входят другие электронные компоненты.

Сейчас производители используют различный состав люминофора, чтобы менять цвет свечения люминесцентных ламп или как еще говорят – его температуру. Более желтое (теплое) свечение имеет температуру порядка 2700 К, естественное дневное (белое) – порядка 4100 К, я яркое (холодный свет) – примерно 6000 К. Подобную маркировку можно встретить и на самих лампах.

Принцип работы люминесцентных ламп

Скорее всего, нам не придется отмечать 200-летний юбилей обычной бытовой лампы накаливания. Государственные программы многих стран Европы уже ставят жесткие ограничения по использованию этих ламп, а сегодня купить обычную лампу накаливания для применения в быту едва ли удастся, если ее мощность превышает 25 Вт. Вполне возможно, что эта тенденция доберется и до нас. Как альтернатива, в странах Евросоюза уже более 10 лет используются люминесцентные осветительные приборы, которые стоят немного дороже, но и ресурс у них гораздо выше. С их устройством и принципом работы, видами и применением более детально познакомимся сегодня.

Содержание:

1. Что такое лампа люминесцентная
2. Длина излучаемой  волны
3. Мощность и характеристики люминесцентной лампы
4. Светильники для люминесцентных ламп

Что такое лампа люминесцентная

Самая первая промышленная люминисцентнаялампа была представлена публике на всемирной промышленной выставке в Нью-Йорке в 39-м году, но распространялась новинка довольно медленно. В силу привычки, да и по причинам высокой на то время стоимости, люминесцентные лампы практически не использовались в быту, срок их службы был не ахти какой, да и размеры не могли конкурировать с лампой накаливания. Характеристики и продолжительность службы люминесцентных ламп постоянно улучшались, лампа становилась компактнее и доступнее, а уже сегодня свойства и принцип работы люминесцентных ламп позволяют говорить об их явном преимуществе как в плане надежности, так и с точки зрения эффективности излучения светового потока.

В принципе, люминесцентная лампа — это разновидность газоразрядных ламп. Для возбуждения ртутных паров в среде аргона и неона используется электрический ток определенных характеристик. В результате прохождения тока и возбуждения ртутных паров образуется холодное плазменное свечение. Этот разряд способен излучать только коротковолновой ультрафиолетовый свет. Как и любая газоразрядная лампа, люминесцентный источник света имеет катод, в роли которого выступает вольфрамовая спираль со сложным многокомпонентным покрытием, в состав которого входят стронций, барий и двуокись кальция. Когда мы подаем электрический ток на оба конца вольфрамовой спирали, она может нагреваться до температуры, необходимой для излучения электронов. Эти электроны ионизируют газовый коктейль, который находится в колбе и вызывает плазмообразование.

Длина излучаемой  волны

Вот только излучаемый свет с длиной волны, не видимой человеческому глазу, мог так бы и статься предметом изучения для лабораторий, если бы не поверхность колбы, которая имеет особенное внутреннее покрытие. Это покрытие и сделало лампу пригодной к использованию, как источника достаточного количества света. Человеческий глаз способен воспринимать световую волну длиной от 380 нм до 750 нм и без этого покрытия свет плазмы был бы недоступен глазу. Люминофор — флуоресцентное покрытие колбы, преобразует длину волны свечения в диапазоне от 430 до 540 нм и благодаря ему свет становится видимым.

Длина волны, которая излучается лампой, может регулироваться составом люминофора, в который входит масса химических элементов. Благодаря разной процентной доле компонентов удалось достичь и разной длине волны, которая соответствует всем цветам, которые мы различаем. Следовательно, и цвет свечения можно регулировать составом покрытия и составом стекла, из которого выполнена колба лампы. Кроме того, некоторые из элементов предотвращают попадание вредных ультрафиолетовых волн на сетчатку глаза.

Точная регулировка длина волны, которая характерна для дорогих люминесцентных ламп, позволяет передавать цвета практически без искажений, в том диапазоне, к которому глаз привык, а мы сравниваем цветопередачу, как правило с солнечным светом и цвета, воспринимаемые глазом при воздействии этого света, считают базовыми. Таким образом удалось получить довольно широкий диапазон цветовых температур свечения люминесцентных ламп в пределах от 2700К до 6500К и каждая из этих ламп применяется в зависимости от цветовой температуры и интенсивности света.

Мощность и характеристики люминесцентной лампы

Когда мы идем в магазин, чтобы купить обычную лампу, нам достаточно знать только ее мощность, да еще маркировку цоколя на всякий случай, поскольку характеристики ламп накаливания особенным разнообразием не отличаются. С люминесцентной лампой такие шутки не проходят. Здесь необходимо знать не просто мощность, которую эта лампа потребляет, но характеристики цвета, обусловленные составом покрытия колбы. К тому же, если мы поставим в один светильник две лампы с разными характеристиками по цвету, результат может быть самый непредсказуемый, а цвет свечения может получиться не самый приятный для восприятия. Поэтому необходимо быть в курсе маркировки, которую производители наносят на колбу ламп и знать, что она обозначает.

Конструктивно лампа может быть выполнена, как угодно, но самый основной показатель — размещение пуско-регулирующей аппаратуры (ПРА), к которой мы еще вернемся. ПРА может быть установлено как в самой лампе (энергосберегающие лампы под стандартный патрон), так и работать в паре с вынесенным ПРА. Трубчатые линейные люминесцентные лампы могут быть выполнены только для подключению к внешней ПРА, а лампы сложных форм, экономки, нестандартные фасонные светильники, могут иметь пусковую аппаратуру в цоколе. Основные размеры колб трубчатых ламп следующие:

• Т12 соответствует трубе диаметром 38мм;
• Т8 — 26 мм;
• Т5 — 16мм.

Последние, самые компактные лампы, разработаны для использования только с электронными пускорегулирующими устройствами. Мощность лампы всегда указана на колбе, также на ней указана цветовая температура в виде индекса и часто в виде расшифровки, к примеру, холодный белый, или теплый желтый. Поэтому кроме мощности лампы необходимо учитывать и эти параметры тоже.

Светильники для люминесцентных ламп

Для работы обычной люминесцентной лампы необходима специальная пускорегулирующая аппаратура, о которой мы говорили. В зависимости от схемы включения лампы, применяют или электронные ПРА, или электромагнитные, которые включают в себя:

1.  Дроссель для люминесцентной лампы.
2.  Стартер для люминесцентной лампы.
3. Гнезда или патроны для фиксации, в зависимости от конструкции лампы.

Схемы включения ламп с электромагнитной ПРА приведены на рисунке и это самая простая и старая схема включения. Сегодня же в энергосберегающих лампах применяются электронные балласты, которые фактически заменяют устаревшую и громоздкую ПРА. К тому же ПРА электромагнитные сильно шумят и могут терять большое количество энергии в зависимости от качества комплектующих, поэтому уже сегодня их стараются заменять на электронную ПРА. В связи с тем, что в колбе такой лампы находятся инертные газы, после выхода из строя люминисцентная лампа подлежит обязательной утилизации.

Таким образом, вкратце мы знаем, что такое люминесцентная лампа и каковы основные ее характеристики. Поэтому применять ее мы станем обдуманно и эффективно.

Читайте также Какие светильники лучше для натяжного потолка

КЛЛ лампы – устройство, принцип работы и рекомендации при выборе

Ни для кого не секрет, что люминесцентные лампы давно и прочно вошли в нашу жизнь, и это естественно, ведь экономия их, по сравнению с лампами накаливания, составляет до 85%. Единственное, что мешало их внедрению в квартиры повсеместно – это их габариты. Ведь не всегда удобно размещать светильники таких размеров, хотя в домах они и раньше присутствовали, правда, реже, чем в офисных зданиях и производственных цехах.

И вот в конце 80-х годов прошлого столетия на прилавках стали появляться энергосберегающие лампы, которые очень быстро завоевали популярность. И даже несмотря на более высокую цену, чем у ламп накаливания, спрос на них и сейчас довольно высок. Так что же это за энергосберегающие лампы?

Как известно, их настоящее название – КЛЛ, т. е. компактные люминесцентные лампы, а значит, и потребление ими электроэнергии должно быть на уровне ЛДС. Действительно, так и есть. При намного более низких энергозатратах сила светового потока их не теряется, а цветовая гамма температур довольно обширна.

Различные формы трубок КЛЛ

Так что же представляет собой подобная энергосберегающая лампа? Попробуем разобраться.

Устройство КЛЛ

Колба этих световых приборов устроена точно так же, как и у обычных люминесцентных. При прохождении высокого напряжения между электродами происходит воспламенение паров ртути, в результате чего возникает ультрафиолетовое свечение. Т. к. трубка изнутри покрыта специальным веществом – люминофором, то ультрафиолетовые лучи не достигают глаз человека, а преобразовываются в видимое нами свечение. В результате изменения производителем состава люминофора КЛЛ приобретает различную цветовую температуру.

Единственное отличие ЛДС от энергосберегающей – это как раз состав этого вещества, за счет чего и появилась возможность компактного исполнения лампы.

Устройство КЛЛ

Вместо привычного ПРА люминесцентной лампы энергосберегающая получила очень компактный электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА), который и позволил вырабатывать более ровное свечение. По этой же причине у КЛЛ отсутствует и гудение, которое исходило от работающей ЛДС.

Часто возникающие проблемы в работе компактной люминесцентной лампы?

Конечно, хотя энергосберегающие лампы и более высокотехнологичны, но ряд проблем при их использовании все же присутствует:

• Подобные осветительные приборы не очень хорошо себя показали при установке выключателя с встроенной подсветкой. Возможны произвольные включения, что, естественно, сокращает срок службы лампы. Но решается такая проблема очень просто. Достаточно просто выключить подсветку из схемы прерывателя.
• Такие приборы нежелательно подключать через всевозможные датчики и реле, реагирующие на движение, шум или свет, равно как и включающие подобную лампу по времени. Это тоже приведет к сокращению долговечности. Также нельзя с ними использовать и обычные диммеры. Все дело в том, что после выключения ей необходимо не менее 2–3 минут до следующего включения. В противном случае неминуем быстрый выход прибора из строя.
• Не переносят такие лампы и высокую влажность, потому что электронный пускорегулирующий аппарат не имеет никакой защиты от сырости.
• При понижении температуры менее -25 градусов Цельсия ЭПРА просто перестает работать, его мощности не хватает на пробой переохлажденных паров ртути или амальгамы.
• Хотя теплоотдача компактных люминесцентных ламп значительно ниже, чем тот же параметр у ламп накаливания, все-таки необходима хорошая вентиляция в светильнике. Если же плафон «глухой», то неминуем перегрев и выход из строя.
• К тому же проблему составляет и ртуть, находящаяся в колбе подобных приборов. При повреждении трубки она, естественно, попадает в воздух, а далее и в организм человека. Конечно, концентрация ее значительно меньше, чем в обычных люминесцентных лампах, однако вред такое количество также нанесет.
• У более восприимчивых людей возможно развитие различных заболеваний при очень длительном нахождении под излучением подобных ламп.
• Имеется, пусть и небольшая, пульсация свечения КЛЛ. Хотя электронный пускорегулирующий аппарат и снизил ее, полностью эта проблема так и не решилась.

В общем, для окупаемости подобных осветительных приборов подобные негативные факторы по возможности необходимо исключить.

Различия между КЛЛ

Между собой компактные энергосберегающие лампы могут различаться по многим параметрам, таким как:

• цоколь;
• мощность;
• цветовая температура;
• индекс цветопередачи;
• наличие встроенного или внешнего ЭПРА (а иногда и ПРА).

Все эти данные можно найти в маркировке таких световых приборов, и на них стоит остановиться поподробнее.

Различия цоколей компактных люминесцентных ламп

Цоколь

По этому параметру различают очень много подобных световых приборов. Самыми распространенными, конечно же, являются резьбовые. Они маркируются как «E» с цифровым дополнением 14, 27 или 40.

Е40 применяют в основном в промышленном освещении, диаметр резьбы подобного цоколя составляет 40 мм. Такая же резьба применена в лампах ДРЛ и ДНАТ.

Е27 – самый распространенный среди резьбовых. Это лампа под обычный патрон на 27 мм, который установлен в большинстве люстр и светильников.

Ну и самый маленький цоколь Е14 – «миньон». Такие осветительные приборы устанавливаются в небольшие люстры и бра, которые встречаются гораздо реже Е27.

Существуют также и штырьковые цоколи, лампы с которыми чаще всего работают с внешним ЭПРА (либо ПРА). Область применения их в основном в настольных светильниках или потолочных осветительных приборах.

Мощность

По этому параметру различия такие же, как и у ламп накаливания, с той лишь разницей, что показатели его у КЛЛ значительно ниже. Различия по мощности ЛН и энергосберегающих можно увидеть в таблице ниже.

Различия по мощности между КЛЛ и лампой накаливания

Как можно убедиться, потребление электроэнергии компактными люминесцентными лампами значительно ниже, чем лампами накаливания при той же силе светового потока.

Цветовая температура

КЛЛ, в отличие от своего предшественника с нитью накала, может иметь различную температуру цвета, что также является большим преимуществом. Ведь разным людям нравятся различные оттенки освещения.

Температура цвета компактных люминесцентных ламп измеряется в кельвинах и обозначается буквой «К». У КЛЛ она может быть:

• От 2 700 К до 3 300 К – оттенок теплого, мягкого желтого цвета, который наиболее приближен к свечению ЛН. Обычно применяется в кухнях и спальнях.
• От 4 200 К до 5 400 К – обычный белый. Область применения обширна, но наиболее подходит для прихожей.
• От 6 000 К до 6 500 К – холодный белый, с синеватым оттенком. Наиболее подходит для офиса или рабочего кабинета.
•  25 000 К – сиреневый цвет, который подойдет для рекламных вывесок.

Существуют и другие цвета, такие как зеленый или красный, но подобные компактные люминесцентные лампы в быту практически не применяются. Цвет создается путем изменения состава люминофора.

Цветовая температура КЛЛ

Индекс цветопередачи

По этому параметру характеризуется соответствие естественности цвета энергосберегающей лампы с эталоном, максимально приближенным к солнечному. Наибольшее значение – 100 Rа. За наименьшее же принято значение в 0 Rа, что соответствует абсолютно черному. Чем выше данный параметр, тем меньше искажаются цвета предметов, на которые падает свет от лампочки.

У компактных люминесцентных ламп данный показатель в диапазоне 60–98 Ra.

Как можно понять, выбор КЛЛ – дело непростое, и делать его нужно в зависимости от предпочтений, а потому советы здесь не слишком помогут.

Ну а теперь, суммируя всю информацию, необходимо подвести итог по всем достоинствам и недостаткам подобных приборов освещения.

Достоинства и недостатки

Достоинства:

• Высокая сила светового потока. При одинаковом потреблении мощности яркость КЛЛ в 5 раз выше ЛН.
• Экономичность до 80–85%. Это обусловлено более высоким коэффициентом полезного действия компактной люминесцентной лампы. В то время как у приборов с нитью накала до 95% уходит на нагрев, КЛЛ теряет всего 15%.
• Значительно большая долговечность, которая составляет от 6 до 12 тыс. часов при условии соблюдения определенных правил использования.
• Меньшая теплоотдача, а следовательно, возможность монтажа в светильники с ограниченной номинальной температурой.
• Излучение освещения по всей поверхности трубки. Свет, излучаемый компактной люминесцентной лампой, идет более равномерно и мягко.

Недостатки:

• Подобные приборы освещения не переносят кратковременных циклов «включение-выключение». Требуется интервал в 2–3 мин.
• Для розжига нужно около секунды. В энергосберегающих лампах с содержанием амальгамы полное свечение достигается по прошествии 9–14 мин.
• У ламп, люминофор которых содержит редкоземельные составляющие, очень глубокая пульсация, что плохо отражается на самочувствии.
• Заметное мерцание и шум при работе в лампах с внешним ПРА.
• При отсутствии подачи напряжения возможны резкие вспышки, особенно если подключение выключателя неправильное, и он разрывает не фазный, а нулевой провод, либо имеет подсветку.

Несколько советов

1. При приобретении необходимо выбирать проверенный бренд и покупать компактные люминесцентные лампы только в специализированных магазинах электротехники. Не стоит экономить при этом, иначе лампы быстро выйдут из строя, и из этого ничего, кроме убытка, не получится.
2. В разных комнатах должны быть разные световые приборы, т. к. и сила светового потока в отдельных помещениях должна быть различной.
3. При приобретении важно учесть размер, подойдет ли лампа под требуемый светильник.
4. Не нужно разом покупать лампочки на всю квартиру. Лучше взять 2–3 с разной цветовой температурой, а уже после определиться, что наиболее подходит.
5. Во всех комнатах и помещениях энергосберегающие лампы не нужны. К примеру, в кладовой, где освещение зажигается на 10 минут в сутки, никакой экономии от установки подобного светового прибора не получится.
6. Необходимо соблюдать правила эксплуатации, и тогда КЛЛ прослужит свой положенный срок, сэкономив семейный бюджет.

Индукционные лампы освещения: принцип работы, устройство

Помимо привычных ламп накаливания, а также светодиодных и люминесцентных ламп существуют и другие источники освещения.

Индукционные лампы

Устройство индукционной лампы

Индукционные лампы представляют собой колбу, заполненную смесью аргона с парами ртути, и со стенками, покрытыми люминофором. Устройство похоже на люминесцентные лампы. Только в отличии от люминесцентных ламп, индукционные являются безэлектродными. Колба индукционной лампы физически отделена и независима от электрической части, которая представляет собой индукционную катушку. Индукционная катушка закрепляется рядом со стенками колбы и при включении лампы индуцирует (вызывает) высокочастотное магнитное поле в полость колбы, которая становится вторичным витком катушки.

Принцип работы индукционной лампы

Запитывается индукционная катушка от балласта, который представлен генератором высокочастотного тока. При индуцировании магнитного поля в полость колбы происходит ионизация газа, находящегося в колбе, что производит к образованию плазменной дуги. Энергия плазмы поглощается люминофором, нанесенным на стенки колбы, и он начинает излучать видимый глазу свет.
Как видно принцип работы тот же, что и в обычных люминесцентных лампах, но благодаря отсутствию внутри колбы электродов, которые являются слабым звеном системы, значительно повышается срок службы лампы.
Впрочем, существуют индукционные лампы с колбой без покрытия люминофором. В таких лампах видимый свет, исходящий наружу, излучается ионизированным газом, закаченным в колбу. Но такие лампы, относящиеся к газосветным, а не к газоразрядным, обычно используют как декоративные или для световой рекламы, а не как лампы освещения.

Устройство индукционной лампы

Индукционные виды ламп для освещения помещений имеют заявляемый производителями срок службы – 60 000 – 150 000 часов.
В основном индукционные лампы, применяемые именно для освещения помещений, являются разновидностью газоразрядных люминесцентных ламп.
Индукционные лампы, также как и люминесцентные, требуют специальной утилизации из-за находящихся внутри них ядовитых паров ртути.

Принцип работы люминесцентной лампы

Категория: Источники освещения

Применение светильников дневного света позволяет экономить электроэнергию по сравнению с использованием обыкновенных осветительных приборов накаливания. О принципе работы люминесцентной лампы необходимо знать специалистам, занятым работой с электричеством.

Историческая справка

Газоразрядная колба появилась еще в 1856 году и называлась трубкой Гейслера. Использование высоковольтной катушки позволило возбудить в ней свечение газа зеленого цвета. Через несколько лет предложено было покрыть внутреннюю поверхность колбы люминофором.

Изделия более яркого белого спектра появились лишь в 1926 году благодаря исследованиям Эдмунда Гермера. По своему устройству они уже стали похожи на те, которые можно видеть сегодня.

Устройство люминесцентной лампы

Для того чтобы понять принцип работы однолампового светильника, надо познакомиться с его схемой. Светильник состоит из следующих элементов:

• стеклянная цилиндрическая трубка;
• два цоколя с двойными электродами;
• стартер, работающий на начальном этапе поджига;
• электромагнитный дроссель;
• конденсатор, подключенный параллельно питающей сети.

Колба изделия выполнена из кварцевого стекла. На начальном этапе ее изготовления из нее откачан воздух и создана среда, состоящая из смеси инертного газа и паров ртути. Последняя находится в газообразном состоянии за счет избыточного давления, созданного во внутренней полости изделия. Стенки покрыты изнутри фосфоресцирующим составом, он превращает энергию ультрафиолетового излучения в видимый человеческому глазу свет.

К выводам электродов на торцах устройства подводится переменное напряжение сети. Внутренние вольфрамовые нити покрыты металлом, который при разогреве испускает со своей поверхности большое количество свободных электронов. В качестве таких металлов могут применяться цезий, барий, кальций.

Электромагнитный дроссель представляет собой катушку, намотанную для повышения индуктивности на сердечнике из электротехнической стали с большой величиной магнитной проницаемости.

Стартер работает на начальном этапе процесса тлеющего разряда, протекающего в газовой смеси. В его корпусе находятся два электрода, один из которых биметаллический, способный под действием температуры изгибаться и изменять свои размеры. Он выполняет роль замыкателя и размыкателя электрической цепи, в которую включен дроссель.

Принцип работы люминесцентного светильника

Как работает люминесцентная лампа? Сначала образуются свободно движущиеся электроны. Это происходит в момент включения питающего переменного напряжения в областях вокруг вольфрамовых нитей накаливания внутри стеклянного баллона.

Эти нити за счет покрытия их поверхности слоем из легких металлов по мере нагрева создают эмиссию электронов. Внешнего напряжения питания пока недостаточно для создания электронного потока. Во время движения эти свободные частицы выбивают электроны с внешних орбит атомов инертного газа, которым заполнена колба. Они включаются в общее движение.

На следующем этапе в результате совместной работы стартера и электромагнитного дросселя создаются условия для увеличения силы тока и образования тлеющего разряда газа. Теперь наступает время организации светового потока.

Движущиеся частицы обладают достаточной кинетической энергией, необходимой для перевода электронов атомов ртути, входящей в состав лампы в виде небольшой капли металла, на более высокую орбиту. При возвращении электрона на прежнюю орбиту высвобождается энергия в виде света ультрафиолетового спектра. Преобразование в видимый свет происходит в слое люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность колбы.

Для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе

Это устройство работает с момента старта и на протяжении всего процесса свечения. На разных этапах задачи, выполняемые им, различны и могут быть разделены на:

• включение светильника в работу;
• поддержание нормального безопасного режима.

На первом этапе используется свойство катушки индуктивности создавать импульс напряжения большой амплитуды за счет электродвижущей силы (ЭДС) самоиндукции при прекращении протекания переменного тока через ее обмотку. Амплитуда этого импульса напрямую зависит от величины индуктивности. Он, суммируясь с переменным сетевым напряжением, позволяет кратковременно создать между электродами напряжение, достаточное для разряда в лампе.

При созданном постоянном свечении дроссель выполняет роль ограничивающего электромагнитного балласта для цепи дуги с низким сопротивлением. Его цель теперь – стабилизация работы для исключения дугового замыкания. При этом используется высокое индуктивное сопротивление обмотки для переменного тока.

Принцип работы стартера люминесцентной лампы

Устройство предназначено для управления процессом запуска светильника в работу. При первоначальном подключении сетевого напряжения оно полностью прикладывается к двум электродам стартера, между которыми существует небольшой промежуток. Между ними возникает тлеющий разряд, в котором температура увеличивается.

Один из контактов, выполненный из биметалла, имеет возможность под действием температуры изменять свои размеры, изгибаться. В этой паре он выполняет роль подвижного элемента. Возрастание температуры приводит к быстрому замыканию электродов между собой. По цепи начинает протекать ток, это приводит к понижению температуры.

Через небольшой промежуток времени происходит разрыв цепи, что является командой для вступления в работу ЭДС самоиндукции дросселя. Последующий процесс был описан выше. Стартер понадобится только на этапе следующего включения.

Варианты исполнения

Существует большое разнообразие электролюминесцентных ламп, но все они могут иметь различие по:

• форме исполнения;
• виду балласта;
• внутреннему давлению.

Форма исполнения может быть как у обычных люминесцентных ламп – линейная трубка либо трубка в виде латинской буквы U. К ним добавились компактные варианты, выполненные под привычный цоколь с использованием различных спиральных колб.

Балласт является приспособлением, стабилизирующим работу изделия. Электронный и электромагнитный виды являются самыми распространенными схемами включения.

Внутреннее давление определяет область использования изделий. В бытовых целях или общественных местах нашли применение лампы низкого давления или энергосберегающие образцы. В промышленных помещениях или местах с пониженными требованиями к цветопередаче используют экземпляры высокого давления.

Для оценки способности освещения применяют показатель мощности лампы и ее светоотдачи. Можно привести еще много различных параметров классификации и вариантов исполнения, но их количество постоянно увеличивается.

Как работают люминесцентные лампы

Основное средство преобразования электрической энергии в энергию излучения люминесцентной лампы основано на неупругом рассеянии электронов, когда падающий электрон сталкивается с атомом в газе.

Если (падающий) свободный электрон имеет достаточно кинетической энергии, он передает энергию внешнему электрону атома, заставляя этот электрон временно подпрыгивать на более высокий энергетический уровень. Столкновение «неупругое», потому что происходит потеря кинетической энергии.

Это состояние с более высокой энергией нестабильно, и атом излучает ультрафиолетовый фотон, когда электрон атома возвращается на более низкий, более стабильный энергетический уровень.

Большинство фотонов, испускаемых атомами ртути, имеют длины волн в ультрафиолетовой (УФ) области спектра, преимущественно на длинах волн 253,7 и 185 нанометров (нм). Они не видны человеческому глазу, поэтому их необходимо преобразовывать в видимый свет. Это делается с помощью флуоресценции.

Ультрафиолетовые фотоны поглощаются электронами в атомах внутреннего флуоресцентного покрытия лампы, вызывая аналогичный скачок энергии, а затем ее падение 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, выбраны таким образом, 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 .

Когда включается свет, электроэнергия нагревает катод настолько, что он испускает электроны (термоэлектронная эмиссия).Эти электроны сталкиваются и ионизируют атомы благородного газа внутри колбы, окружающей нить, с образованием плазмы в процессе ударной ионизации. В результате лавинной ионизации проводимость ионизированного газа быстро возрастает, позволяя более сильным токам проходить через люминесцентную лампу.

Заполняющий газ помогает определить рабочие электрические характеристики лампы, но сам по себе не излучает свет. Заполняющий газ эффективно увеличивает расстояние, которое электроны проходят через трубку, что дает электрону больше шансов на взаимодействие с атомом ртути.

Атомы аргона, возбужденные до метастабильного состояния под действием электрона, могут передавать эту энергию нейтральному атому ртути и ионизировать его, что описывается как эффект Пеннинга .

Это позволяет снизить пробивное и рабочее напряжение люминесцентной лампы по сравнению с другими возможными наполняющими газами, такими как криптон.

Принцип работы стартера люминесцентного света

Состав стартера

По составу пускатель можно разделить на: стеклянная колба, заполненная неоновым газом, статический контактный элемент и подвижный контактный элемент.Контактная деталь биметаллическая.

Принцип работы стартера

Принцип работы: при включении переключателя напряжение питания сразу же добавляется на два полюса стартера через балласт и нить накала лампы. Напряжение 220 В немедленно ионизирует инертный газ стартера и дает тлеющий разряд.

Тепло этого процесса заставляет биметаллическую деталь расширяться. Поскольку степень расширения подвижной и статической контактных деталей разная, U-образная подвижная контактная деталь расширяется и удлиняется и контактирует со статической контактной деталью для соединения цепи, так что два полюса балласта контактируют.Ток проходит через балласт, контакт стартера и два конца нити накала, образуя путь. В это время, поскольку два полюса стартера замкнуты и напряжение между двумя полюсами равно нулю, неоновый газ в стартере перестает проводить ток, и тлеющий разряд исчезает, что приводит к падению температуры в трубке, U-образной форме. подвижный контакт охлаждается и сжимается, два контакта разъединяются, и цепь автоматически отключается.

В момент, когда два полюса отключены, ток в цепи внезапно обрывается, и балласт генерирует большую самоиндуцированную электродвижущую силу, которая действует на оба конца трубки после наложения напряжения источника питания.Когда нить нагревается, испускается большое количество электронов. Под действием высокого напряжения на обоих концах лампы они перемещаются от конца с низким потенциалом к ​​концу с высоким потенциалом с большой скоростью. В процессе ускорения молекулы аргона в трубке сталкиваются и быстро ионизируются. Аргон ионизируется для выделения тепла, в результате чего ртуть выделяет пар, а затем пары ртути ионизируются и излучают интенсивный ультрафиолетовый свет.

При возбуждении ультрафиолетовым светом люминофор внутри стенки трубки излучает почти белый видимый свет.После люминесцентная лампа библиотеки загорится нормально. Поскольку переменный ток непрерывно проходит через катушку балласта, в катушке создается самоиндуцированная электродвижущая сила, а самоиндуцированная электродвижущая сила препятствует изменению тока в катушке. В это время балласт играет роль снижения напряжения и ограничения тока, так что ток остается стабильным в диапазоне номинального тока лампы, а напряжение на обоих концах лампы также стабильно в диапазоне номинального рабочего напряжения.

Поскольку это напряжение ниже, чем напряжение ионизации пускателя, пускатель, подключенный параллельно с обоих концов, больше не будет работать. Также в стартере есть конденсатор, который находится параллельно неоновому пузырю. Его функция заключается в поглощении гармоник, генерируемых тлеющим разрядом, чтобы не влиять на нормальную работу телевизора, радио, аудио, мобильного телефона и другого оборудования. Это также может привести к тому, что подвижные и статические контакты не будут производить искры, когда они разделены, чтобы избежать ожога контактов.Без конденсатора стартер тоже может работать.

Лампы люминесцентные прочие

Трубка

Нить накала, трубка, заполненная аргоном и тонкими парами ртути, стенка трубки с люминофором, в зависимости от газового люминофора, излучают разные цвета света.

Балласт

Балласт

Катушка с железным сердечником имеет большую самоиндукцию. Чтобы газ в трубке стал проводящим, требуется напряжение намного выше 220 В. Следовательно, люминесцентной лампе требуется намного более высокое мгновенное напряжение, чем напряжение источника питания при освещении.Когда люминесцентная лампа светится нормально, сопротивление лампы становится очень маленьким, и пропускается только небольшой ток. Если ток будет слишком сильным, трубка перегорит, а напряжение, приложенное к трубке, должно быть ниже, чем напряжение источника питания. Эти два требования выполняются с помощью пускорегулирующих устройств, соединенных последовательно с лампой.

Зачем стартеру в люминесцентной лампе параллельный конденсатор

(1) Функция конденсатора в пускателе: мгновенно увеличивать напряжение, чтобы ток мог разрушить неоновый газ в трубке и образовать путь для трубки.Конденсатор используется для зарядки и разрядки.

(2) Принцип работы конденсатора стартера: заряжать, когда он включен, разряжать, когда стартер выключен, и разрушать неоновый газ в трубке. Если вынуть стартер при включенной лампе, лампа не погаснет, потому что лампа Неоновый газ в трубке разрушился и образовал путь.

Детали: При включении переключателя напряжение питания сразу же подается на два полюса стартера через балласт и нить накала лампы.Напряжение 220 вольт немедленно ионизирует инертный газ стартера, образуя тлеющий разряд. Тепло тлеющего разряда заставляет биметаллический лист нагреваться и расширяться, и два полюса соприкасаются. Ток проходит через балласт, контакт стартера и нити на обоих концах, образуя путь. Нить накала быстро нагревается током и испускает много электронов. В это время, поскольку два полюса пускателя замкнуты, напряжение между двумя полюсами равно нулю, тлеющий разряд исчезает и температура в трубке снижается; биметаллическая пластина автоматически сбрасывается, и два полюса разъединяются.В момент, когда два полюса отключены, ток в цепи внезапно отключается, и балласт генерирует большую самоиндуцированную электродвижущую силу, которая действует на оба конца трубки после наложения напряжения источника питания. Большое количество электронов, испускаемых при нагревании нити накала, перемещается от конца с низким потенциалом к ​​концу с высоким потенциалом с большой скоростью под действием высокого напряжения на обоих концах трубки лампы. В процессе ускорения он сталкивается с молекулами аргона в трубке, вызывая их быструю ионизацию.Ионизация аргона приводит к выделению тепла, которое вызывает образование пара ртути, а затем пары ртути также ионизируются и испускают сильные ультрафиолетовые лучи. При возбуждении ультрафиолетовыми лучами люминофор в стенке трубки излучает почти белый видимый свет.

После нормального свечения люминесцентной лампы. Поскольку переменный ток непрерывно проходит через катушку балласта, в катушке создается самоиндуцированная электродвижущая сила, а самоиндуцированная электродвижущая сила препятствует изменению тока в катушке.В это время балласт действует как понижающая и ограничивающая ток функция для стабилизации тока в пределах номинального диапазона тока лампы. Напряжение на трубке лампы также стабильно в пределах номинального рабочего диапазона напряжения. Поскольку это напряжение ниже, чем напряжение ионизации пускателя, пускатели, соединенные параллельно с обоих концов, больше не работают.

Что такое газовая лампа

Газовая лампа закрывает процесс разряда между электродами в колбе, поэтому ее также называют герметичным источником света дугового разряда.Он обладает характеристиками стабильного излучения, высокой мощности и высокой светоотдачи. Следовательно, он играет важную роль в освещении, фотометрии и спектроскопии. Есть много видов газовых ламп. Лампы могут быть заполнены различными газами или парами металлов, такими как аргон, неон, водород, гелий, ксенон и другие газы, а также ртутью, натрием, галогенидами металлов и т. Д., Тем самым образуя множество источников ламп с различными разрядными средами.

Принцип работы газовой лампы

В трубке лампы всегда есть заряженные частицы, которые движутся и ускоряются к соответствующему электроду под действием электрического поля.Ускоренные частицы ударяются о молекулы газа в трубке, ионизируя их, тем самым увеличивая свободный заряд в трубке. Некоторые из них достигают электрода и ударяются о нем, выбрасывая вторичные электроны, достаточные для возбуждения газа и испускания света от электрода; в то время как другая часть взаимодействует с молекулами газа во время их движения. Они сталкиваются, ионизируют их или возбуждают излучение света, образуя тлеющий разряд.

Типы газовых ламп

При заполнении одним и тем же материалом можно создать множество газовых ламп из-за разной конструкции.Например, ртутные лампы можно разделить на: ртутные лампы низкого давления, давление в трубке менее 0,8 Па, их можно разделить на тип тлеющего разряда с холодным катодом и тип дугового разряда с горячим катодом двух типов. Ртутная лампа высокого давления, давление в трубке от 1 до 5 атмосфер, светоотдача лампы может достигать 40-50 лм / Вт. Ртутная лампа сверхвысокого давления, давление в трубке может достигать от 10 до 200 атмосфер. Другой пример — длинная дуга и короткая дуга в неоновых лампах.Все они имеют свою светоотдачу, силу света, спектральные характеристики, схему запуска и особую структуру.

Какие недостатки люминесцентных ламп

Недостаток 1: большой объем, можно использовать только для основного освещения

Люминесцентные лампы должны иметь определенный диаметр трубки из-за их светоизлучающего принципа. Поэтому объем корпуса лампы относительно велик, а конструкция лампы затруднена. Как правило, его можно использовать только для основного освещения и нельзя использовать для акцентного освещения.

Недостаток 2: общая цветопередача

Индекс отображения люминесцентных ламп хороший или плохой, а цветопередача зависит от типа люминофора. Если люминофор в лампе представляет собой пятицветный люминофор, индекс отображения может достигать 90+ (но цена будет относительно дороже).

Недостаток 3: Сложнее регулировать яркость

Люминесцентные лампы можно затемнять, но технология управления намного сложнее, чем у ламп накаливания, и требует специальных приводных устройств.

Недостаток 4: Строб

Это наиболее опасная точка люминесцентных ламп-стробоскопов. Конечно, пока у газоразрядной лампы есть стробоскопическое явление, это вызвано периодическим изменением тока.

Недостаток 5: электромагнитные помехи

Из-за наличия в газоразрядной лампе электроприборов могут возникать более или менее электромагнитные помехи. В некоторых случаях, когда требуется использование продуктов, не создающих электромагнитных помех, например, в студиях звукозаписи, операционных и т. Д., люминесцентные лампы не подходят для использования.

В чем преимущества люминесцентных ламп

Преимущество 1: Высокая световая отдача

Светоотдача люминесцентных ламп очень высока, до 104 люмен на ватт. Если вам нужна более высокая окружающая освещенность, вы можете выбрать этот источник света с более высокой эффективностью.

Преимущество 2: высокий световой поток, слабое затухание света

Если предположить, что срок службы люминесцентных ламп достиг 8000 часов, некоторые высококачественные люминесцентные лампы все еще могут поддерживать более 90% выходного светового потока; даже если качество немного хуже, они могут достигать 80% выходного светового потока.Ни лампы накаливания, ни галогенные лампы этого сделать не могут.

Преимущество 3: доступны различные цветовые температуры

Люминесцентные лампы обычно имеют 4 основных белых цвета: теплый белый (3000k), белый (3500k), холодный белый (4000k) и дневной свет (6500k). Эти разные цветовые температуры зависят от разных цветов люминофоров на стенках трубки.

Как работает люминесцентный стартер?

Флуоресцентный свет не имеет обычной светящейся нити накаливания, но вместо этого содержит пары ртути , которые при ионизации испускают ультрафиолетовый свет.Ультрафиолетовый свет заставляет частицы, которые покрывают внутреннюю часть трубки, светиться или флуоресцировать (подробнее см. Как работают люминесцентные лампы).

Флуоресцентные стартеры используются в нескольких типах люминесцентных ламп. Стартер помогает лампе зажигать. Когда на люминесцентную лампу подается напряжение, происходит следующее:

1. Стартер (который представляет собой просто таймер) позволяет току течь через нити на концах лампы.
2. Ток вызывает нагрев и размыкание контактов пускателя, тем самым прерывая прохождение тока. Трубка загорается.
3. Поскольку люминесцентная лампа с подсветкой имеет низкое сопротивление, балласт теперь служит ограничителем тока.

При включении люминесцентной лампы стартер замыкает выключатель . Нити на концах трубки нагреваются электричеством, и они создают облако электронов внутри трубки. Флуоресцентный стартер представляет собой выключатель с выдержкой времени , который размыкается через секунду или две.Когда он открывается, напряжение на трубке позволяет потоку электронов течь по трубке и ионизировать пары ртути.

Без стартера между двумя нитями нити никогда не будет постоянного потока электронов, и лампа будет мерцать. Без балласта дуга представляет собой короткое замыкание между нитями накала, и это короткое замыкание содержит большой ток. Ток либо испаряет нити, либо вызывает взрыв лампы.

Согласно Sam’s F-Lamp FAQ:

Самый распространенный люминесцентный стартер называется «стартер с тлеющей трубкой» (или просто стартер) и содержит небольшой газ (неон и т. Д.).) заполненная трубка и дополнительный конденсатор подавления радиочастотных помех (RFI) в цилиндрическом алюминиевом корпусе с 2-контактным основанием. Хотя все стартеры физически взаимозаменяемы, номинальная мощность стартера должна соответствовать номинальной мощности люминесцентных ламп для надежной работы и длительного срока службы.

В лампе накаливания есть нормально разомкнутый переключатель. При подаче питания возникает тлеющий разряд, который нагревает биметаллический контакт. Примерно через секунду контакты замыкаются и подают ток на флуоресцентные нити.Поскольку свечение гаснет, нагрев биметалла больше не происходит и контакты размыкаются. Индуктивный толчок, возникающий в момент открытия, вызывает основной разряд в люминесцентной лампе. Если контакты размыкаются в неподходящий момент, индуктивного удара не хватает, и процесс повторяется.

Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.

Что такое люминесцентная лампа? Принцип работы CFL

Что такое люминесцентная лампа | Люминесцентная лампа состоит из стеклянной трубки диаметром 25 мм и диаметром 0 мм.6 метров, 1,2 метра и 1,5 метра в длину. Трубка содержит газообразный аргон при низком давлении 2,5 мт и одну или две капли ртути, а внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем флуоресцентного материала в виде порошка.

Используемый материал покрытия зависит от желаемого цветового эффекта и может состоять из силиката цинка, силиката кадмия или вольфрама кальция. Эти органические химические вещества, известные как фосфор, преобразуют коротковолновое невидимое излучение в видимый свет. Вначале ток проходит через нити, которые нагреваются и испускают электроны.Это достигается применением дроссельной заслонки со стартером. Дроссель соединен последовательно с трубкой, которая действует как балласт в рабочих условиях и обеспечивает импульс или скачок высокого напряжения для запуска. Когда переключатель приводится в действие, включается стартер, электроды нагреваются и начинают испускать достаточное количество электронов. Выключатели или пускатели бывают двух типов: а) пускатель теплового типа б) пускатель накаливания Биметаллические полоски пускателя нормально разомкнуты. При включении питания на биметаллических планках стартера имеется полное напряжение.Этот разряд нагревает биметаллические полоски стартера, заставляя их изгибаться и соприкасаться. Теперь нити трубки нагреваются и из-за протекания тока излучают электроны внутри трубки. Теперь напряжение на полосках стартера снижается до нуля. В результате биметаллические полоски остывают и контакты размыкаются. Из-за изменения тока в дросселе индуцируется высокое напряжение e = L di / dt. Высокое напряжение вызывает дугу между нитями трубки. Следовательно, ртуть в трубке разряжается, и трубка излучает свет.После установления света в трубке напряжение поддержания света снижается до 110В. Поскольку ток трубки протекает через дроссель, в дросселе происходит существенное падение напряжения. Таким образом, на трубку может подаваться только необходимое напряжение. Также дроссель ограничивает ток в цепи лампы. Из-за дросселя коэффициент мощности схемы низкий. Следовательно, для повышения коэффициента мощности к источнику питания подключается конденсатор.

Преимущества

• Эффективность и срок службы в нормальных условиях в три раза выше, чем у лампы накаливания.
• Качество получаемого света намного лучше.

Поскольку присутствует стробоскопический эффект, они подходят для полупрямого освещения, домашнего, промышленного, коммерческого, дорог и холлов и т. Д.

Что такое компактная люминесцентная лампа?

CFL — люминесцентная лампа, предназначенная для замены лампы накаливания. Компактную люминесцентную лампу также называют компактной люминесцентной лампой, энергосберегающей лампой и компактной люминесцентной лампой. Некоторые типы КЛЛ подходят для осветительных приборов, предназначенных для ламп накаливания.Компактный люминесцентный свет использует трубку, которая изогнута или сложена, чтобы поместиться в пространство лампы накаливания. Компактный электронный балласт в основании КЛЛ.

Принцип работы компактной люминесцентной лампы

Электроны, связанные с атомами ртути, возбуждаются до состояния, в котором они будут излучать ультрафиолетовый свет, возвращаясь на более низкий энергетический уровень. Этот излучаемый ультрафиолетовый свет преобразуется в видимый свет, когда он попадает на флуоресцентное покрытие, а также в тепло при поглощении другими материалами.

Два основных компонента компактной люминесцентной лампы

балласт и газонаполненная трубка, в которой балласты содержат небольшую печатную плату с мостовым выпрямителем, a конденсатор фильтра и обычно два переключающих транзистора, которые часто представляют собой биполярные транзисторы с изолированным затвором. Входящий переменный ток сначала выпрямляется в постоянный, а затем преобразуется в высокочастотный переменный ток транзисторами, подключенными как резонансный последовательный преобразователь постоянного тока в переменный.Результирующая высокая частота подается на трубку CFL. Поскольку резонансный преобразователь стремится стабилизировать ток лампы в диапазоне входных напряжений. Лампы излучают свет из смеси люминофоров, каждая из которых излучает одну цветовую полосу, а некоторые полосы все еще находятся в ультрафиолетовом диапазоне, как это видно на световом спектре. Это причина, по которой требуется дополнительная УФ-фильтрация, чтобы уменьшить повреждение сетчатки. Выход компактной люминесцентной лампы примерно пропорционален площади поверхности люминофора. Типичные формы световых трубок CFL — это спираль с одним или несколькими витками, несколько параллельных трубок, дуга окружности или бабочка.В лампах используется три или четыре люминофора для достижения чистого белого света с индексом цветопередачи около 80, где максимум 100 представляет появление цветов при дневном свете или других источниках излучения черного тела, таких как лампа накаливания.

Типы компактных люминесцентных ламп

Интегрированные CFL

Тип лампы объединяет балласт и лампу в одном блоке. Встроенные лампы позволяют людям легко заменять лампы накаливания на КЛЛ.Этот тип КЛЛ подходит для любых стандартов. Лампы накаливания, снижающие стоимость преобразования в люминесцентные. Легко доступны диммируемые модели с трехходовыми лампами со стандартными цоколями.

Неинтегрированный CFL

В светильниках постоянно установлен балласт. Этот тип корпусов КЛЛ может быть как более дорогим, так и сложным. В неинтегрированных КЛЛ доступны два типа трубок: 1. Двухштырьковая трубка, предназначенная для обычного балласта, 2.Четырехштырьковая трубка, предназначенная для электронного балласта или обычного балласта с внешним пускателем.

Сравнение компактной люминесцентной лампы с лампой накаливания

При замене ламп накаливания на КЛЛ тепло, выделяемое из-за освещения, значительно уменьшается. В офисах или зданиях, где часто требуется кондиционер (кондиционер), КЛЛ снижают нагрузку на систему охлаждения по сравнению с использованием ламп накаливания, что приводит к экономии электроэнергии в дополнение к экономии энергии самих ламп.

Ограничения компактной люминесцентной лампы

• Лампы, как и все люминесцентные лампы, содержат ртуть в виде пара внутри стеклянной трубки.
• КЛЛ содержат токсичную ртуть, что затрудняет их утилизацию. Во многих странах правительства запретили утилизацию КЛЛ вместе с обычным мусором.
• Большинство КЛЛ содержат 3–5 мг на лампочку, а лампы с надписью «Экологичный» содержат всего 1 мг.
• Поскольку ртуть ядовита, даже эти небольшие количества представляют собой проблему для свалок и мусоросжигательных заводов, где ртуть из ламп может выделяться и вносить свой вклад в загрязнение воздуха и воды.
• Забота о ртути, связанная с охраной здоровья и окружающей среды, побудила многие юрисдикции потребовать, чтобы отработанные лампы подлежали надлежащей утилизации или переработке, а не включались в общий поток отходов, отправляемых на свалки.

Заключительное слово

Надеюсь, вы понимаете эту статью о люминесцентной лампе и CFL . В случае сомнений прокомментируйте ниже. Следите за обновлениями на нашем веб-сайте. Спасибо, что посетили наш сайт @ Electrical2z.

Люминесцентная лампа — обзор

III Квантоворасщепляющие люминофоры (QSP) и безртутные люминесцентные лампы

Обычные люминесцентные лампы, которые обеспечивают энергоэффективное освещение общего назначения в коммерческих и жилых помещениях, используют ртуть в качестве активного вещества для генерации УФ-излучения.Однако растет озабоченность по поводу выщелачивания растворимой ртути из отработанных ламп на свалках твердых отходов, попадающих в запасы грунтовых вод. Люминесцентная лампа, в которой разряд ксенона низкого давления возбуждает подходящие люминофоры для генерации белого света, может рассматриваться как безртутная замена существующим люминесцентным лампам. Недавно эффективность разряда ксенонового газа составила почти 65% при оптимальных условиях эксплуатации. Однако проблемы с эффективностью лампы не позволяют нам рассматривать обычные люминофоры как материалы, генерирующие белый свет в такой люминесцентной лампе.

Общая эффективность преобразования люминесцентной лампы может быть схематически записана как η _лампа ∼ η _uv [ε _vis / ε _uv ] Q _p , где η _uv — эффективность разряда для преобразования электроэнергии в УФ-энергию, Q _p — квантовая эффективность люминофора, ε _vis — средневзвешенная энергия спектра видимых фотонов, излучаемых люминофором (это фиксируется с помощью спектральная чувствительность человеческого глаза, которая достигает максимума около 555 нм), и ε _uv — это энергия фотона, испускаемого разрядом и поглощаемого люминофором.

Для обычных люминесцентных ламп на основе ртути эффективность составляет (очень приблизительно): 0,25 ∼ 0,65 [254 нм / 555 нм] 0,85. Обратите внимание, что эффективность разряда составляет около двух третей, и люминофор преобразует почти каждый падающий фотон в УФ-излучение. Если эффективность разряда составляет 65%, а люминофор почти идеален, чем объясняется относительно низкая общая эффективность преобразования, составляющая 25%? Ответ заключается в стоксовом сдвиге, обозначенном здесь отношением [ _к / ε _uv ], которое учитывает тот факт, что каждый УФ-фотон, падающий на люминофор, несет энергию около 5 эВ, в то время как каждый фотон, излучаемый люминофор несет чуть более 2 эВ.На этот единственный процесс приходится 55% потерь энергии в обычной люминесцентной лампе.

Если мы хотим воспроизвести эффективность преобразования энергии обычных люминесцентных ламп, но с разрядом Xe, который излучает на длине волны 147 нм, более высокие потери стоксова сдвига могут быть компенсированы более высокой квантовой эффективностью люминофора. Были некоторые демонстрации люминофоров, которые в избытке производят более одного видимого фотона на каждый падающий УФ-фотон. Мы называем такие материалы «квантово-расщепляющими люминофорами» (QSP).Например, люминофор YF ₃ : Pr ³⁺ дает квантовую эффективность 1,40 ± 0,15 при комнатной температуре при возбуждении излучением 185 нм. Если этот люминофор также дает такую ​​же квантовую эффективность при возбуждении 147 нм, тогда требование преобразования энергии становится более разумным: 0,25 ∼ 0,65 [147 нм / 555 нм] 1,40. Можно сразу увидеть преимущества люминофора YF ₃ : Pr ³⁺ в устройствах, в которых в качестве основного источника возбуждения используется вакуумное ультрафиолетовое излучение (ВУФ) разряда инертных газов.

Процесс квантового расщепления в люминофорах, активированных Pr ³⁺ , показан на рис. 11A. Падающие фотоны ВУФ-излучения поглощаются через разрешенный оптический переход Pr ³⁺ 4 f → 5 d . Возбуждение спадает до уровня ¹ S ₀ . Тогда вероятность перехода такова, что уровень ₁ S ₀ радиационно распадается до уровня ¹ I ₆ , что приводит к генерации первого фотона.Второй переход, который соединяет верхний уровень ³ P с несколькими уровнями основного состояния, дает второй фотон.

РИСУНОК 11. Схематическое изображение квантового расщепления в (A) материалах, активированных Pr ³⁺ и (B) материалах, активированных Gd ³⁺ , Eu ³⁺ ; –- & gt; указывает на безызлучательные переходы.

К сожалению, практическое использование люминофора YF ₃ : Pr ³⁺ непросто по нескольким причинам.Во-первых, люминофор нестабилен в присутствии разряда инертных газов / ртути, который используется в обычных люминесцентных лампах. Неизвестно, возникает ли эта нестабильность из-за химического, фотохимического, плазменного или другого механизма. Во-вторых, крупномасштабное производство фторированных материалов затруднено. В-третьих, излучение Pr ³⁺ , которое происходит в основном в темно-синем (около 405 нм), по существу теряется, потому что человеческий глаз практически нечувствителен к этой длине волны.

Вышеупомянутые проблемы с практической реализацией фторированных материалов побудили Шриваставу и его коллег продолжить разработку оптимизированных решеток-хозяев оксидов в качестве QSP.Были обнаружены три оксидных материала, в которых наблюдается квантовое расщепление Pr ³⁺ : SrAl ₁₂ O ₁₉ , LaMgB ₅ O ₁₀ и LaB ₃ O ₆ . Однако ни один из оксидных материалов не показал квантовую эффективность, превышающую единицу, и проблема темно-синего излучения все еще оставалась.

Недавно в литературе были описаны попытки создания QSP, основанные на трехвалентном ионе гадолиния. Падающие фотоны ВУФ-излучения поглощаются через оптический переход Gd ^{3 + 8} S _7/2 → ⁶ G _J (рис.11Б). Процесс кросс-релаксации вызывает излучение намеренно добавленного активатора Eu ³⁺ (этап 1 на фиг. 11B). Во время этого процесса перекрестной релаксации ион Gd ³⁺ релаксирует в нижнее состояние ⁶ P _J . Энергия, мигрирующая по уровням ⁶ P _J , захватывается вторым ионом Eu ³⁺ (этап 2 на фиг. 11B). Следовательно, два красных фотона могут быть произведены на один падающий фотон ВУФ-излучения. Действительно, внутренняя квантовая эффективность приближается почти к двум в Li (Y, Gd) F ₄ : Eu ³⁺ .

Вышеупомянутое обсуждение показывает, что люминофор, который появился как слабое звено в цепи преобразования энергии, может быть улучшен путем разработки QSP. Ни один такой материал не был превращен в коммерчески жизнеспособный люминофор, хотя значительные усилия продолжаются в разработке таких люминофоров.

Принцип работы Tubelight, используемые материалы, преимущества, Demrits

Привет, ребята, добро пожаловать в мой блог. В этой статье я расскажу, что такое люминесцентный ламповый свет, принцип работы лампового света, материалы, используемые в ламповом свете, преимущества лампового света и недостатки лампового света.

Если вам нужна статья по другим темам, оставьте комментарий ниже в поле для комментариев. Вы также можете поймать меня в Instagram — Четан Шидлинг.

Также читайте — Программирование на C для начинающих.

Принцип работы Tubelight, используемые материалы, преимущества и недостатки

«Как видно из названия, люминесцентная лампа в форме трубки называется ламповой».

Он работает по принципу явления разряда паров ртути при низком давлении, который преобразует УФ-лучи в видимые лучи с помощью люминофорного покрытия внутри трубки.

Материалы, используемые для изготовления лампового освещения

Принципиальная схема лампового света

1. Катушки нитей (в качестве электродов)
2. Стеклянная трубка с люминофорным покрытием.
3. Капля ртути.
4. Газообразный аргон (инертный газ).
5. Электродный экран.
6. Заглушка.
7. Стеклянный стержень.

Ламповый светильник не работает напрямую от источника питания. Для работы нужны дополнительные компоненты. Это;

• Балласт: Это может быть электромагнитный или электронный балласт.
• Стартер: Это маленькая неоновая лампа. Он содержит неподвижный контакт, биметаллическую полосу, малый конденсатор.

Принцип работы лампового света

При включении предохранителя все напряжение поступает на лампу света с помощью балласта и стартера. Первоначально разряда не происходит, то есть лампочка не светится.

При полном напряжении в пускателе установится тлеющий разряд. Это происходит потому, что зазор между электродами в неоновой лампе стартера намного меньше, чем в люминесцентной лампе.

Из-за этого полного напряжения газ, который будет в стартере, ионизируется. Затем нагревает биметаллическую полосу, которая будет лучше всего подключаться к неподвижному контакту. Теперь ток начинает течь с помощью стартера. В любом случае потенциал ионизации неона будет немного больше, чем у аргона. Но все же из-за небольшого межэлектродного зазора в неоновой лампочке появится градиент высокого напряжения и в стартере сразу же запустится тлеющий разряд.

Из-за тока напряжение снижается и вызывает падение напряжения на катушке индуктивности.И полоска остывает и отламывается от неподвижного контакта. В этот момент на катушке индуктивности появляется большой выброс L di / dt.

Теперь большая ценная волна придет к электродам лампы накаливания, и они попадут в смесь для пера. Процесс разряда газа будет продолжен, и ток будет проходить через трубку легкого газа из-за низкого сопротивления по сравнению с сопротивлением стартера.

Когда происходит разряд ртути, он производит УФ-излучение, которое возбуждает порошковое покрытие люминофора, чтобы излучать видимый свет.Затем во время работы лампового света стартер становится неактивным.

Преимущества использования лампового света

1. Энергосберегающий.
2. Более длительный срок службы трубок.
3. Рассеянный свет.
4. Тепловыделение будет меньше.

Недостатки использования лампового света

1. Содержит токсичные материалы.
2. Всенаправленный свет.
3. Излучает вредные для здоровья ультрафиолетовые лучи.
4. Потребляет больше энергии по сравнению со светодиодной лампой.

Надеюсь, эта статья может вам всем очень помочь. Спасибо за чтение. Думаю, теперь вы поняли принцип работы tubelight.

Также читайте:

Я энтузиаст обучения, блоггер, YouTube, специалист по цифровому маркетингу, фрилансер и создатель контента. Мне всегда нравится делиться своими знаниями через блоги, Instagram и YouTube.

Газоразряд низкого давления для люминесцентных и компактных люминесцентных ламп

Люминесцентные и компактные люминесцентные лампы работают по принципу газового разряда низкого давления.Стеклянная трубка газоразрядных ламп низкого давления заполнена благородным газом низкого давления и небольшим количеством ртути. Стеклянная стена покрыта люминесцентным покрытием. Внутри корпуса между двумя электродами возникает электрическое поле и возникает газовый разряд. В процессе разряда пары ртути испускают УФ-лучи. Видимый свет излучается, как только УФ-излучение контактирует с люминесцентным. Создаваемый цвет света можно изменять с помощью соответствующей флуоресцентной смеси.Таким образом, можно создавать люминесцентные лампы для любого применения. Принцип работы газоразрядных ламп высокого давления существенно отличается от обычных ламп накаливания. Свет создается газовым разрядом, который возникает в дуговой трубке между двумя электродами после зажигания. Электропроводность обеспечивается ионизированными компонентами наполнителя. Электроды подаются в полностью герметичный разрядный сосуд.

Во время газового разряда добавки (галогениды металлов) и ртуть возбуждаются током и излучают энергию возбуждения в виде своего характеристического излучения.