Наиболее распространены газоразрядные лампы высокого и низкого давления.
Газоразрядная ртутная лампа низкого давления (ГРЛНД) - представляет собой стеклянную трубку с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора, заполненную аргоном под давлением 400 Па и (или амальгамой).
Популярность люминесцентных ламп обусловлена их преимуществами (над лампами накаливания):
К недостаткам относят:
Первым предком лампы дневного света были газоразрядные лампы. Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар. Считается что первая газоразрядная лампа изобретена в 1856 году. Генрих Гайсслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. 23 июня 1891 года Никола Тесла запатентовал систему электрического освещения газоразрядными лампами (патент № 454,622), которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп запатентованных им ранее (патент № 335,787 от 9 февраля 1886 г. выдан United States Patent Office). Аргоновые лампы используются и в настоящее время. 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 сине-зелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Однако, её конструкция была очень близка к современной, и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эдисона. В 1926 году Эдмунд Гермер (Edmund Germer) 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 бело-цветной свет. Э.Гермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Гермера, и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году. В СССР первые люминесцентные лампы были разработаны под руководством академика С. И. Вавилова В. А. Фабрикантом , Ф. А. Бутаевой и др .
При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, возникает тлеющий разряд . Лампа заполнена инертным газом и парами ртути, 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. В качестве люминофора используют в основном галофосфаты кальция и ортофосфаты кальция-цинка.
Трёхцифровой код на упаковке лампы содержит как правило информацию относительно качества света (индекс цветопередачи и цветовой температуры).
Первая цифра - индекс цветопередачи в 1х10 Ra (компактные люминесцентные лампы имеют 60-98 Ra, таким образом чем выше индекс, тем достоверней цветопередача)
Вторая и третья цифры - указывают на цветовую температуру лампы.
Таким образом маркировка «827» указывает на индекс цветопередачи в 80 Ra, и цветовую температуру в 2700 (что соответствует цветовой температуре лампы накаливания)
Кроме того, индекс цветопередачи может обозначаться в соответствии с DIN 5035, где диапазон цветопередачи 20-100 Ra поделён на 6 частей- от 4 до 1А. (нем.)
Цветовосприятие человека сильно изменяется в зависимости от яркости. При небольшой яркости мы лучше видим синий и хуже красный. Поэтому цветовая температура дневного света (5000-6500K) в условия низкой освещённости будет казаться чрезмерно синей. Средняя освещённость жилых помещений - 75 люкс, в то время как в офисах и других рабочих помещениях - 400 люкс. При небольшой яркости (50-75 люкс) наиболее естественным выглядит свет с температурой 3000K. При яркости в 400 люкс такой свет уже кажется жёлтым, а наиболее естественным кажется свет с температурой 4000-6000K.
| Код | Определение | Особенности | Применение |
|---|---|---|---|
| 530 | Basic warmweiß / warm white | Свет тёплых тонов с плохой цветопередачей. Объекты кажутся коричневатыми и малоконтрастными. Посредственная светоотдача. | Гаражи, кухни. В последнее время встречается всё реже. |
| 640/740 | Basic neutralweiß / cool white | «Прохладный» свет с посредственной цветопередачей и светоотдачей | Весьма распространён, должен быть заменён на 840 |
| 765 | Basic Tageslicht / daylight | Голубоватый «дневной» свет с посредственной цветопередачей и светоотдачей | Встречается в офисных помещениях и для подсветки рекламных конструкций (ситилайтов) |
| 827 | Lumilux interna | Похожий на свет лампы накаливания с хорошей цветопередачей и светоотдачей | Жильё |
| 830 | Lumilux warmweiß / warm white | Похожий на свет галогеновой лампы с хорошей цветопередачей и светоотдачей | Жильё |
| 840 | Lumilux neutralweiß / cool white | Белый свет для рабочих поверхностей с очень хорошей цветопередачей и светоотдачей | Общественные места, офисы, ванные комнаты, кухни. Внешнее освещение |
| 865 | Lumilux Tageslicht / daylight | «Дневной» свет с хорошей цветопередачей и посредственной светоотдачей | Общественные места, офисы. Внешнее освещение |
| 880 | Lumilux skywhite | «Дневной» свет с хорошей цветопередачей | Внешнее освещение |
| 930 | Lumilux Deluxe warmweiß / warm white | «Тёплый» свет с отличной цветопередачей и плохой светоотдачей | Жильё |
| 940 | Lumilux Deluxe neutralweiß / cool white | «Холодный» свет с отличной цветопередачей и посредственной светоотдачей. | Музеи, выставочные залы |
| 954, 965 | Lumilux Deluxe Tageslicht / daylight | «Дневной» свет с непрерывным спектром цветопередачи и посредственной светоотдачей | Выставочные залы, освещение аквариумов |
Люминесцентная лампа производства СССР мощностью 20 Вт(«ЛД-20»). Зарубежный аналог этой лампы - TLD 20W
В соответствии с ГОСТ 6825-91* (МЭК 81-84) «Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения», действующий, лампы люминесцентные линейные общего назначения маркируются, как:
Добавление буквы Ц в конце означает применение люминофора «де-люкс» с улучшенной цветопередачей, а ЦЦ - люминофора «супер де-люкс» с высококачественной цветопередачей.
Лампы специального назначения маркируются, как:
Параметры выпускавшихся в СССР ламп по цветопередаче приведены в таблице:
| Аббревиатура | Расшифровка | Оттенок | Цветовая т-ра, К | Назначение | Цветопередача | Примерный эквивалент по международной маркировке |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Лампы дневного света | ||||||
| ЛДЦ, ЛДЦЦ | Лампы дневного света, с улучшенной цветопередачей; ЛДЦ - де-люкс, ЛДЦЦ - супер-де-люкс | Белый с лёгким голубоватым оттенком и относительно низкой светоотдачей | 6500 | Для музеев , выставок , в фотографии , в производственных и административных помещениях с повышенными требованиями к цветопередаче, образовательных учреждениях , жилых помещениях | Хорошая (ЛДЦ), отличная (ЛДЦЦ) | 865 (ЛДЦ), 965 (ЛДЦЦ) |
| ЛД | Лампы дневного света | Белый с лёгким голубоватым оттенком и высокой светоотдачей | 6500 | В производственных и административных помещениях без высоких требований к цветопередаче | Приемлемая | 765 |
| Лампы естественного света | ||||||
| ЛЕЦ, ЛЕЦЦ | Лампы естественного света, с улучшенной цветопередачей; ЛЕЦ - де-люкс, ЛЕЦЦ - супер-де-люкс | Солнечно-белый с относительно низкой светоотдачей | 4000 | Для музеев, выставок, в фотографии, в образовательных учреждениях, жилых помещениях | Приемлемая (ЛЕЦ), хорошая (ЛЕЦЦ) | 754 (ЛЕЦ), 854 (ЛЕЦЦ) |
| ЛЕ | Лампы естественного света | Белый без оттенка и высокой светоотдачей | 4000 | Неудовлетворительная | 640 | |
| Другие осветительные лампы | ||||||
| ЛБ | Лампы белого света | Белый с лиловатым оттенком, плохой цветопередачей и высокой светоотдачей | 3500 | В помещениях, где нужен яркий свет и не требуется цветопередача: производственных и административных помещениях, в метрополитене | Неудовлетворительная | 635 |
| ЛХБ | Лампы холодно-белого света | Белый с заметным голубым оттенком | 4850 | Неудовлетворительная | 685 | |
| ЛТБ | Лампы тёпло-белого света | Белый с «тёплым» розовым оттенком, для освещения помещений, богатых бело-розовыми тонами | 2700 | В продовольственных магазинах , предприятиях общественного питания | Относительно приемлемая для тёплых тонов, неудовлетворительная для холодных | 530, 630 |
| ЛТБЦ | Лампы тёпло-белого света с улучшенной цветопередачей | Белый с «тёплым» розовым оттенком | 2700 | Такое же, как и для ЛТБ, а также для жилых помещений. | Приемлемая для тёплых тонов, менее удовлетворительная для холодных | 730 |
| Лампы специального назначения | ||||||
| ЛГ, ЛК, ЛЗ, ЛЖ, ЛР, ЛГР | Лампы с цветным люминофором | ЛГ - голубой, ЛК - красный, ЛЗ - зелёный, ЛЖ - жёлтый, ЛР - розовый, ЛГР - лиловый |
- | Для светового дизайна , художественной подсветки зданий, вывесок, витрин | - | ЛГ: 67, 18, BLUE ЛК: 60, 15, RED ЛЗ: 66, 17, GREEN ЛЖ: 62, 16, YELLOW |
| ЛСР | Лампы синие рефлекторные | Лампы ярко-синего света | - | В электрофотографических копировально-множительных аппаратах | - | - |
| ЛУФ | Ультрафиолетовые лампы | Лампы тёмно-синего света с выраженной ультрафиолетовой компонентой | - | Для ночной подсветки и дезинфекции в медицинских учреждениях , казармах и т. д., а также в качестве «чёрного света» для светового дизайна в ночных клубах , на дискотеках и т. п. | - | 08 |
Дешёвый вариант электронного подключения
Люминесцентная лампа, в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две:
Для решения этих проблем применяют специальные устройства - балласты. Наиболее распространённые на сегодняшний день схемы: электромагнитный балласт с неоновым стартером и различные разновидности электронных балластов.
Электромагнитный балласт «1УБИ20» серии 110 завода ВАТРА, СССР.
Современный Электромагнитный балласт «L36A-T» завода Helvar, Финляндия.
Электромагнитный балласт представляет собой электромагнитный дроссель , подключаемый последовательно с лампой. Последовательно нитям лампы подключается стартер, представляющий собой неоновую лампу с биметаллическими электродами и конденсатор. Дроссель формирует за счёт самоиндукции запускающий импульс, а также ограничивает ток через лампу. В настоящее время преимуществами электромагнитного балласта являются простота конструкции, надёжность и низкая стоимость. Недостатков же такой схемы достаточно много:
Электронный балласт подаёт на электроды лампы напряжение не с частотой сети, а высокочастотное (25-133 кГц), в результате чего заметное для глаз мигание ламп исключено. Однако высокочастотные колебания, проходя через лампу, как антенну, создают электромагнитные помехи в широком спектре, поэтому радиодиапазон ДВ - длинные волны, начинающийся с 150 кГц, стал не пригоден для использования, но аргументировали это тем, что невыгодно строить антенны большого размера и перешли на диапазон УКВ, волны которого распространяются только в пределах прямой видимости и нужны повторители-репитеры.
Может использоваться один из двух вариантов запуска ламп:
Потребление электроэнергии люминесцентными светильниками при использовании электронного балласта обычно на 20-25 % ниже. Материальные затраты (медь, железо) на изготовление и утилизацию меньше в несколько раз. Использование централизованных систем освещения с автоматической регулировкой позволяет сэкономить до 85 % электроэнергии. Существуют электронные балласты с возможностью диммирования (регулировки яркости) путём изменения скважности тока питания лампы.
В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой миниатюрную газоразрядную лампу, обычно неоновую. Один электрод стартера неподвижный жёсткий, другой - биметаллический, изгибающийся при нагреве. Есть также стартеры и с двумя гибкими электродами (симметричные). В исходном состоянии электроды стартера разомкнуты. Стартер подключен параллельно лампе так, чтобы при замыкании его электродов ток проходил через спирали лампы.
В момент включения к электродам лампы и стартера прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Электроды лампы холодные, разряд отсутствует, и напряжения сети недостаточно для её зажигания. Но в стартере от приложенного напряжения возникает тлеющий разряд, и ток проходит через электроды лампы и стартера. Ток разряда мал для разогрева электродов лампы, но достаточен для разогрева электродов стартера, отчего биметаллическая пластинка, изгибается и замыкается с жёстким электродом. Ток течет через электроды лампы и разогревает их. Когда электроды стартера остывают, цепь размыкается, и благодаря самоиндукции происходит бросок напряжения на дросселе, необходимый для зажигания разряда. Параллельно стартеру подключен миниатюрный конденсатор небольшой емкости, служащий для обеспечения условия возникновения резонанса тока совместно с индуктивностью дросселя и, вследствие, зажигания лампы. При отсутствии конденсатора этот импульс будет слишком коротким, а амплитуда слишком большой, и энергия, накопленная в дросселе, израсходуется на разряд в стартере. К моменту размыкания стартера электроды лампы уже достаточно разогреты, но в лампе ещё не вся ртуть испарилась и разряд проходит в атмосфере аргона , из-за чего разряд в лампе неустойчивый и процесс запуска может повториться неоднократно. Как только вся ртуть в колбе лампы испаряется в достаточном количестве, лампа выходит на рабочий режим.
Рабочее напряжение лампы ниже сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, поэтому повторного срабатывания стартера не происходит. В процессе зажигания лампы стартер иногда срабатывает несколько раз подряд, если он размыкается в момент, когда мгновенное значение тока дросселя равно нулю, либо электроды лампы ещё недостаточно разогреты. По мере износа рабочее напряжение растёт, количество циклов срабатывания стартера увеличивается, и в конце концов лампа уже не может выйти на рабочий режим. Это вызывает характерное мигание вышедшей из строя лампы. Когда лампа гаснет, можно видеть свечение катодов, разогретых током, протекающим через стартер.
В отличие от электромагнитного балласта для работы электронного балласта обычно не требуется отдельный специальный стартер, так как такой балласт в общем случае способен сформировать необходимые последовательности напряжений сам. Существуют различные способы запуска люминесцентных ламп. Чаще всего электронный балласт подогревает катоды ламп и прикладывает к катодам напряжение, достаточное для зажигания лампы, обычно - переменное и более высокой частоты, чем сетевое (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, что 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, добротность уменьшается и ток в контуре значительно падает, уменьшая нагрев 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 обычными люминесцентными лампами со встроенным электронным балластом в компактном корпусе. После небольшой переделки балласта такая лампа может ещё долго служить невзирая на перегорание спиралей подогрева, и её срок службы будет ограничен только временем до полного распыления электродов.
Проверка электродов одной стороны на целостность. Сопротивление 9,9Ω говорит о том, что нить электрода на этой стороне цела.
Проверка электродов одной стороны на целостность. Бесконечно большое сопротивление говорит о том, что нить электродов разорвана. Вторым признаком является потемнение вблизи электрода.
Электроды люминесцентной лампы представляют собой вольфрамовые нити, покрытые пастой (активной массой) из щелочноземельных металлов. Эта паста и обеспечивает стабильный разряд и предохраняет вольфрамовые нити от перегрева. В процессе работы она постепенно осыпается с электродов, выгорает и испаряется. Особенно интенсивно она осыпается во время запуска, когда некоторое время разряд происходит не по всей площади электрода, а на небольшом участке его поверхности, что приводит к локальным перепадам температур. Поэтому люминесцентные лампы всё же имеют конечный срок службы (он зависит главным образом от качества изготовления электродов, скорости зажигания), хотя он и больший, чем у обычных ламп накаливания, у которых спираль с постоянной скоростью испаряется. Отсюда потемнение на концах лампы, которое усиливается ближе к окончанию срока службы. Когда паста выгорит полностью, ток лампы начинает падать, а напряжение, соответственно, возрастать.
Повышение напряжения на лампе в процессе её старения приводит к тому, что начинает постоянно срабатывать стартер - отсюда всем известное мигание вышедших из строя ламп. При этом электроды лампы постоянно разогреваются, и в конце концов (примерно через 2 - 3 дня мигания) одна из нитей перегорает. Затем минуту-две лампа горит без мерцания, разряд исходит от остатков 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 этого разряд переходит на траверсу (проволоку, к которой крепится вольфрамовая нить с активной массой), она частично оплавляется и лампа вновь начинает мерцать. Если её выключить, она больше не загорится. При этом из-за длительной работы в непрерывном режиме часто выходит из строя и стартер, так что при замене лампы приходится менять и его тоже. При выходе из строя стартера из-за плохого качества (замыкание биметаллических контактов или пробой конденсатора) электроды лампы разогреваются и через несколько дней перегорают. При пробое дросселя лампа сгорает мгновенно.
В процессе старения лампы постепенно выгорает активная масса электродов, после чего нити разогреваются и перегорают. В качественных балластах предусмотрена схема автоматического отключения перегоревшей лампы. В некачественных ЭПРА подобная защита отсутствует, и после повышения напряжения лампа погаснет, а в цепи наступит резонанс, приводящий к значительному возрастанию тока и перегоранию транзисторов балласта.
Также нередко в балласты низкого качества (обычно на компактных люминесцентных лампах со встроенным балластом) на выходе устанавливается конденсатор , рассчитанный на напряжение, близкое к рабочему напряжению новой лампы. По мере старения лампы напряжение повышается и в конденсаторе возникает пробой, также выводящий из строя транзисторы балласта .
При выходе из строя лампы с электронным балластом мерцание, как в случае с электромагнитным балластом, отсутствует, лампа гаснет сразу. Установить причину выхода из строя можно, проверив целостность нитей лампы любым омметром , мультиметром или специализированным прибором для проверки ламп. Если нити лампы имеют низкое сопротивление (порядка 10 Ом, то есть не перегорели), то причина выхода из строя в низком качестве балласта, если одна либо обе из нитей имеют высокое (бесконечное) сопротивление, то лампа перегорела от старости либо от перенапряжения. В последнем случае имеет смысл попробовать заменить саму лампу, однако, если новая лампа также не светится и питание схемы балласта присутствует, то это также говорит о низком качестве балласта (при этом есть риск испортить и новую лампу).
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 зелёных линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти - из-за типа применяемого люминофора, отчасти от неправильно выбранной лампы, предназначенной для складов и нежилых помещений.
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, но при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета. Однако такие лампы, как правило, имеют очень высокую световую отдачу.
Если учесть, что в человеческом глазе три типа цветовых рецепторов, и восприятие сплошного спектра - лишь результат работы мозга, то стремиться воссоздавать сплошной солнечный спектр нет необходимости, достаточно воссоздать такое же воздействие на эти три рецептора. Этот принцип давно используется в цветном телевидении и цветной фотографии. Поэтому в более дорогих лампах используется «трёхполосный» 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 меньшую световую отдачу.
Колбы специальных ламп изготавливаются из увиолевого стекла, пропускающего лучи в ультрафиолетовом диапазоне волн.
В домашних условиях оценить спектр лампы можно с помощью компакт-диска. Для этого нужно посмотреть на отражение света лампы от рабочей поверхности диска - в дифракционной картине будут видны спектральные линии люминофора. Если лампа расположена близко, между лампой и диском лучше поместить экран с маленьким отверстием.
Также существуют специальные люминесцентные лампы с различными спектральными характеристиками:
Светильники из ламп «чёрного» света
Люминесцентные лампы - газоразрядные лампы низкого давления - разделяются на линейные и компактные.
Линейная люминесцентная лампа - ртутная лампа низкого давления прямой, кольцевой или U-образной формы, в которой большая часть света излучается люминесцентным покрытием, возбуждаемым ультрафиолетовым излучением разряда. Часто такие лампы совершенно неправильно называют - колбчатыми или трубчатыми, такое определение является устаревшим, хотя не противоречит ГОСТ 6825-91 , в котором принято обозначение «трубчатые».
Двухцокольная прямолинейная люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку, по концам которой вварены стеклянные ножки с укрепленными на них электродами (спиральными нитями подогрева). На внутреннюю поверхность трубки наносится тонкий слой кристаллического порошка - люминофора. Трубка заполнена инертным газом или смесью инертных газов (Ar, Ne, Kr) и герметически запаяна. Внутрь вводится дозированное количество ртути, которая при работе лампы переходит в парообразное состояние. На концах лампы имеются цоколи с контактными штырьками для подключения лампы в цепь.
Линейные лампы различаются по:
| Обозначение | Диаметр в дюймах | Диаметр в мм |
|---|---|---|
| T4 | 4/8 | 12,7 |
| T5 | 5/8 | 15,9 |
| T8 | 8/8 | 25,4 |
| T10 | 10/8 | 31,7 |
| T12 | 12/8 | 38,0 |
Лампы такого типа часто можно увидеть в производственных помещениях, офисах , магазинах , на транспорте и т. д.
В практике производителей светодиодных светильников и ламп часто также встречается обозначение ламп типа «Т8» или «Т10», а также цоколя «G13». Светодиодные лампы могут быть установлены в стандартный светильник (после его незначительной доработки) для люминесцентных ламп. Но принцип действия отличается и кроме внешнего сходства они ничего общего с люминесцентными лампами не имеют.
Компактные люминесцентные лампы
Представляют собой лампы с изогнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на:
Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27, E14 и Е40 что позволяет использовать их во многих светильниках вместо ламп накаливания.
Все люминесцентные лампы содержат (в дозах от 1 до 70 мг), ядовитое вещество 1-го класса опасности. 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 отстраниться от проблемы.
Добавить сайт в закладки
Имеют ЛЛ и некоторые недостатки:
Остановимся подробнее на достоинствах и недостатках ЛЛ. Известно, что оптическое излучение (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное) оказывает на человека (его эндокринную, вегетативную, нервную системы и весь организм в целом) значительное физиологическое и психологическое воздействие, в основном благотворное.
Дневной свет -- самый полезный. Он влияет на многие жизненные процессы, обмен веществ в организме, физическое развитие и здоровье. Но активная деятельность человека продолжается и тогда, когда солнце скрывается за горизонты. На смену дневному свету приходит искусственное освещение. Долгие годы для искусственного освещения жилья использовались (и используются) только лампы накаливания – теплый источник света, спектр которого отличается от дневного преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета.
Кроме того, лампы накаливания, как уже упоминалось, неэффективны, их коэффициет полезного действия - 6-8%, а срок службы очень мал – не более 1000 ч. Высокий технический уровень освещения с этими лампами невозможен.
Вот почему вполне закономерным оказалось появление ЛЛ – разрядного источника света, имеющего 5-10 раз большую световую отдачу, чем лампы накаливания, и в 8-15 раз больший срок службы. Преодолев различные технические трудности, ученые и инженеры создали специальные ЛЛ для жилья – компактные, практически полностью копирующие привычный внешний вид и размеры ламп накаливания и сочетающие при этом ее достоинства (комфортную цветопередачу, простоту обслуживания) с экономичностью стандартных ЛЛ.
В силу своих физических особенностей ЛЛ имеют еще одно очень важное преимущество перед лампами накаливания: возможность создавать свет различного спектрального состава – теплый, естественный, белый, дневной, что может существенно обогатить цветовую палитру домашней обстановки. Не случайно существуют специальные рекомендации по выбору типа ЛЛ (цветности света) для различных областей применения. Наличие контролируемого ультрафиолета в специальных осветительно-облучательных ЛЛ позволяет решить проблему профилактики «светового голодания» для городских жителей, проводящих до 80% времени в закрытых помещениях.
Так, лампы, выпускаемые фирмой OSRAM ЛЛ типа BIOLUX, спектр излучения которых приближен к солнечному и насыщен строго дозированным ближним ультрафиолетом, успешно используются одновременно и для освещения, и для облучения жилых, административных, школьных помещений, особенно при недостаточности естественного света.
Выпускаются также специальные агарные ЛЛ типа CLEO (PHILIPS), предназначенные для принятия «солнечных» ванн в помещении и для других косметических целей. При использовании этих ламп следует помнить, что для обеспечения безопасности необходимо строго соблюдать инструкции изготовителя облучательного оборудования. А теперь остановимся на недостатках люминесцентного освещения, к которым многие причисляют его пресловутую «вредность для здоровья».
Природа газового разряда такова, что, как уже было сказано выше, любые ЛЛ имеют в спектре небольшую долю ближнего ультрафиолета. Известно, что при передозировке даже естественного солнечного света могут возникнуть неприятные явления, в часности избыточное ультрафиолетовое облучение может привести к заболеваниям кожи, повреждению глаз. Однако, сравнив воздействие на человека в течение жизни естественного солнечного и искусственного люминесцентного излучения, становится понятно, насколько необоснованно предположение о вреде излучения ЛЛ.
Было доказано, что работа в течение года (240 рабочих дней) при искусственном освещении ЛЛ холодно-белого света с очень высоким уровнем освещенности в 1000 лк (это в 5 раз превышает оптимальный уровень освещенности в жилье) соответствует пребыванию на открытом воздухе в г. Давос (Швейцария) в течении 12 дней по 1 часу в день (в полдень). Следует заметить, что реальные условия в жилых помещениях бывают в десятки раз более щадящими, чем в приведенном примере.
Следовательно, о вреде обычного люминесцентного освещения говорить не приходится. К аналогичным выводам пришли медики, гигиенисты и светотехники, принявшие участие в проводившейся в Мюнхене развернутой научной дискуссии на тему «Влияние освещения ЛЛ на здоровье человека». Все участники дискуссии были единодушны: строгое соблюдение правил грамотного устройства освещения, которые включают ограничение прямой и отраженной блескости, ограничение пульсации светового потока, обеспечение благоприятного распределения яркости и правильной светопередачи, полностью устранит существующие жалобы на люминесцентное освещение.
В приведенном выше перечне важное место занимает вопрос ограничения пульсации светового потока. Дело в том, что традиционные линейные трубчатые ЛЛ, подключенные к сети с помощью электромагнитного пускорегулирующего аппарата (чаще всего применяемого в светильниках), создают свет непостоянный во времени, а «микропульсирующий», т.е. при имеющейся в сети частоте переменного тока 50 Гц пульсация светового потока лампы происходит 100 раз в секунду.
И хотя эта частота выше критической для глаза и, следовательно, мелькающие яркости освещаемых объектов глазом не улавливаются, пульсация освещения при длительном воздействии может отрицательно влиять на человека, вызывая повышенную утомляемость, снижение работоспособности, особенно при выполнении напряженных зрительных работ: чтение, работе за компьютером, рукоделии и т. д.
Вот почему появившиеся достаточно давно светильники с электромагнитным низкочастотным ПРА рекомендуется использовать в так называемых «нерабочих» зонах (подсобных помещениях, повалах, гаражах и т. д.). В светильниках с электронным высокочастотным ПРА указанная особенность работы ЛЛ полностью устранена, но даже такие светильники с линейными ЛЛ достаточно громоздки и для местного (рабочего) освещения не всегда удобны. Поэтому для традиционного освещения жилья люстрами, настенными, напольными, настольными светильниками целесообразно применять упомянутые выше компактные люминесцентные лампы.
И, наконец, последнее небольшое замечание, связанное с эксплуатацией светильников с ЛЛ. В лампу для ее работы вводится капля ртути – 30-40 мг, а компактных 2-3 мг, Если вас это пугает, вспомните, что в термометре, имеющемся в каждой семье, содержится 2 г этого жидкого металла. Разумеется, если лампа разобьется, поступить следует так же, как мы поступаем, когда разбиваем термометр, – тщательно собрать и удалить ртуть. ЛЛ в жилье – это не только более экономичный, чем лампа накаливания, источник света.
Грамотное освещение ЛЛ имеет множество преимуществ перед традиционным: экономичность, обилие и красочность света, равномерность распределения светового потока, особенно в случаях высвечивания протяженных объектов линейными лампами, меньшая яркость ламп и значительно меньшее выделение тепла.
На сегодняшний день наиболее качественную продукцию и широкий ассортимент на нашем рынке представляют мировые светотехнические брэнды:
Люминесцентные лампы, называемые еще, лампами дневного света, представляют собой запаянную с обоих концов стеклянную трубку, изнутри покрытую тонким слоем люминофора . Сама лампа заполнена инертным газом - аргоном при очень низком давлении. Внутри лампы содержится небольшое количество ртути, которая, нагреваясь, превращается в ртутные пары.
Люминесцентные лампы - это те же лампы накаливания , но с небольшими усовершенствованиями. Принцип свечения в них базируется на разогреве, вольфрамового элемента, электрический разряд в смеси инертных газов и паров ртути, который содержится в стеклянной колбе, вызывает излучение в ультрафиолетовом спектре, (т.е. невидимом для человека). Это излучение поглощается специальным составом, которым колба покрыта изнутри, что и вызывает свечение, которое человеческий глаз может воспринимать. Состав, который вызывает свечение, называется люминофором , представляет собой смесь разных веществ на основе фосфора. Он имеет различные цвета, не только белый.
Для расчёта освещенности помещения вы можете воспользоваться калькулятором расчета освещенности помещения .
Именно люминофор обеспечивает мощность свечения лампы дневного света в несколько раз выше, чем у обычных ламп накаливания (имея такой же уровень потребления электроэнергии - примерно в 5 раз), поэтому их и называют энергосберегающими . Вольфрамовая нить после розжига продолжает гореть, но лишь в качестве поддержки тлеющего разряда.
Люминесцентные лампы состоят из следующих основных деталей:
1 - ртуть;
2 - штампованная стеклянная ножка с электровводами;
3 - трубка для откачки (при изготовлении);
4 - выводные штырьки;
5 - концевая панелька;
6 - катод с эмиттерным покрытием.
В зависимости от назначения целевого использования, люминесцентные лампы условно разделены на категории по диапазонам температур свечения:
В зависимости от условий предполагаемой эксплуатации, в лампах может быть встроен механизм запуска - со стартером, электронным либо электромагнитным балластом.
Также лампы могут существенно отличаться размерами и формой самих стеклянных колб, а так же могут иметь различные патроны. Зачастую встречаются прямые и спиралевидные лампы
Маркировка люминесцентных ламп обычно состоит из 2-3 букв. Первая буква Л означает люминесцентная. Следующие буквы означают цвет излучения:
У ламп с улучшенным качеством цветопередачи после букв, обозначающих цвет, ставится буква Ц, а для цветопередачи особо высокого качества используют буквы ЦЦ. В конце находятся буквы, которые характеризуют конструктивные особенности: Р - рефлекторная, У - U-образная, К - кольцевая, А - амальгамная, Б - быстрого пуска. Цифры обозначают мощность лампы Вт. Маркировка ламп тлеющего разряда начинается с букв ТЛ.
Маркировка зарубежных производителей люминесцентных ламп ?: OSRAM, PHILIPS, GENERAL ELECTRIC.
Люминесцентные лампаы имеют различные характеристики , так как применяются не только для освещения помещений общего пользования, но и активно используются в медицине, торговле, шоу-бизнесе и т.д.
Преимущества и недостатки ЛЛ:
Недостатки:
Стартеры для люминесцентных ламп.
Одиночное включение.
Схема последовательного включение для двух ламп.
Схема парного включения.
Ртуть, которая с одержится в люминесцентных лампах, при их бое является потенциальным источником загрязнений. Одна люминесцентная лампа, которая по неосторожности была разбита, способна выбрасывать в воздух около 50 куб. м. ядовитых паров ртути. При этом, в воздухе эти пары не растворяются, а «зависают» надолго.
Опасность хронического отравления ртутью возможна во всех помещениях, в которых металлическая ртуть находится в соприкосновении с воздухом, даже если концентрация ее паров очень мала (предельно допустимой в рабочем помещении считается концентрация паров 0,01 мг/м3, а в атмосферном воздухе - в 30 раз меньше). Необходимость в специализированных условиях утилизации ртутных ламп объясняется, прежде всего, их высокой токсичностью и жесткими требованиями со стороны проверяющих органов.
Ртутные лампы относятся к отходам первого класса опасности и подлежат утилизации.
Накопление и хранение люминесцентных ламп на территории предприятий допускается временно до отправки на утилизацию в установленном порядке.
Практически каждый из нас в выборе освещения для каких-либо целей сталкивался с трудностью выбора того или иного осветительного прибора.
Сейчас на рынке этой сферы представлено великое множество вариантов, каждый из которых отличается своими положительными качествами и, конечно, некоторыми недостатками.
Тем не менее, есть и те продукты производства, которые уже долгое время сохраняют признание потребительского сегмента.
К числу таких изделий можно отнести люминисцентные лампы, которые нашли широкое применение практически повсеместно. Их эксплуатационные характеристики отмечены на самом высоком уровне, а недостатки можно счесть не слишком значительными.
Словом, для монтажа системы освещения это довольно оптимальный вариант, который к тому же отличается своей экономичностью.
Люминесцентная лампа – это довольно распространенное явление в нашей жизни.
Наверняка каждый из нас посещал какие-либо общественные учреждения и замечал специфику освещения в этих зданиях. Однако о том, что именно представляет собой это изделие, знает мало кто.
Люмиисцентные лампы относятся к газозарядным устройствам , основывающим свою работу на воздействии с физической стороны электрического разряда в газах.
В таком устройстве содержится ртуть, обеспечивающая ультрафиолетовое излучение, которое в самой лампе превращается в свет.
Происходит этот процесс с помощью очень важного элемента – люминофора.
Люминофор может быть смесью каких либо химических элементов, например, галофосфата кальция с чем-либо. Подбирая люминофор какого-либо типа, можно добиться самых интересных эффектов, например, изменения цветового решения света лампы.
При выборе изделия стоит обратить внимание на один из самых важных показателей – общий индекс цветопередачи. Обозначается он сочетанием букв Ra, и чем большее значение указано в сопроводительной документации к лампе, тем лучше она будет производить свою работу.
Благодаря такой системе освещения люминисцентная лампа стала явным лидером перед теми же лампами накаливания.
А если учесть, что эксплуатационные характеристики ее обеспечивают куда более длительный срок пользования, то о правильности выбора, обращенного в пользу люминисцентной лампы, задумываться не стоит.
Как и все вокруг нас, люминесцентные лампы обладают своими положительными и отрицательными сторонами. К счастью, вторых гораздо меньше.
Как было сказано ранее, люминесцентные лампы – явный лидер среди средств освещения. Превосходство перед лампами накаливания не трудно заметить даже самому не опытному в электрике человеку.
К числу достоинств этого элемента относятся следующие:
Конечно, негативные качества у люминесцентных ламп тоже имеют место быть. В этот перечень входят следующие пункты:
Естественно, что прогресс в производстве таких изделий, как люминесцентные лампы, не стоит на месте, и если ранее применялись в основном аналогичные экземпляры со схожими техническими характеристиками, то сегодня потребитель может подобрать себе тот вариант, который будет для него наиболее оптимальным и эффективным.
Существует множество признаков, по которым можно классифицировать эти лампы, но тем не менее, самым основным из, все же, будет признак показателей давления.
На данный момент на рынке представлены газозарядные ртутные экземпляры высокого и низкого давления.
Лампы высокого давления нашли свое применение в основном в освещении вне помещений. Поскольку такие изделия обладают высокой мощностью, то внутри здания их свет будет довольно неприятен для восприятия его глазом.
Также лампы высокого давления отлично подходят для сборки каких-либо осветительных установок.
Лампы низкого давления обладают сравнительно меньшей мощностью, а значит, подходят для применения внутри зданий.
Назначение помещения может быть абсолютно любым: люминесцентные лампы такого показателя подойдут и для цеховых и производственных зданий, и для жилых помещений.
Помимо разделения ламп по принципу давления существует еще и классификация по диаметру трубки или колбы лампы , а также по схеме зажигания.
Для примера можно взять продукты самых известных производителей, например, Osram и Philips. Если внимательно присмотреться к данным на упаковке, то можно увидеть букву и цифру рядом. Это и есть маркировки типа изделия.
Итак, люминесцентные лампы подразделяются на :
Упомянутый выше принцип классификации по схеме зажигания имеет под собой два типа: требующие стартера и не требующие его.
Мощность тоже является довольно значимой характеристикой люминесцентных ламп, соответственно, это тоже стало фактором для выделения отдельной классификации.
По показателям мощности лампы подразделяются на:
К числу критериев , по которым можно распределить лампы по группам, относят и длину.
Вариантов эта дифференциация представляет великое множество. Как правило, производители в обязательном порядке указывают эти данные в инструкции или на упаковке.
Стоит отметить и тот факт, что люминесцентные лампы можно разделить на виды и по типу подключения их.
Однако в этом случае выделить какие-либо точные категории довольно сложно, поскольку каждый тип, выделенный, например, по мощности или необходимости присутствия стартера, требует соблюдения своих нюансов.
Как было сказано ранее, люминесцентные лампы находят довольно широкое применение практически повсеместно.
Несмотря на некоторые отрицательные стороны применения этого изделия, достоинства его, все же переоценить довольно трудно.
Каждый из нас учился в школе, посещал учреждения здравоохранения, административные здания и т.д.
Так вот система освещения в этих помещения как раз основывается на применении люминесцентных ламп.
Как правило, это довольно масштабные по своим размерам трубки, обеспечивающие качественное освещение в зданиях с некоторыми архитектурными особенностями.
Но если общественные здания отличаются своими габаритами, например, высокими потолками, большими по площади залами и комнатами, где освещение требуется довольно мощное и постоянное, то в домашних условиях люминесцентные лампы, которые оптимально будут эксплуатироваться там, не подойдут.
К счастью, уровень производственных навыков значительно вырос, а значит, появились адаптированные к домашним условиям люминесцентные лампы.
Они отличаются куда меньшими размерами , имеют в своем составе электронные балласты, которые возможно подключать в патроны, применяемые в домашней электронике.
И несмотря на свежесть этого новшества, адаптированные лампы уже прочно завоевывают этот сегмент рынка.
Кстати, существует довольно интересный факт. Уже привычные нам плазменные телевизоры имеют в своем механизме как раз люминесцентные лампы!
Конечно, это тоже адаптированный в соответствии со спецификой применения вариант, но, тем не менее, принцип его работы заключается в том же самом явлении. Жидкокристаллические экраны, кстати, ранее изготовлялись только с применением люминесцентных ламп, однако позже они были заменены на светодиоды.
Хотя на данный момент конкуренцию в области световой рекламы люминесцентным лампам составляют и экраны.
Также люминесцентные лампы получили широкое применение в области растениеводства для выращивания .
Если говорить в общем, выделяя основную мысль применения люминесцентной лампы, то можно сделать вывод: их имеет смысл применять в тех случаях, когда требуется снабдить светом помещение больших размерных показателей.
Совместная работа с системами цифрового интерфейса освещения с возможностью адресации позволяет обеспечить и высокую светоотдачу, и, в то же время, не потратить крупных сумм на оплату электроэнергии, ведь по сравнению с лампами накаливания люминесцентные лампы позволяют сократить потребление энергии более чем в половину ! Тем самым, являясь энергосберегающими.
Помимо этого, лампы сокращают расходы и длительностью своего применения.
Итак, в данной статье мы рассмотрели самую основную информацию о таком благе современных технологий как люминесцентные лампы.
Для проведения работ по подключению этого устройства требуется обладать не только четкими представлениями об основах электроники и электротехники, но и быть предельно внимательным при выборе того или иного типа изделия.
Соблюдение этих минимальных, но очень важных требований обеспечит вам совершенно беспроблемную эксплуатацию ламп и максимальную полезность от их применения.
Расскажите друзьям!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.
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.
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.
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.
ЛЛ имеют такие достоинства:
Недостатки люминесцентных ламп:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
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.
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.
