устройство, праметры, схема, плюсы и минусы
Современные люминесцентные лампы (ЛЛ) прекрасно справляются с освещением жилых, рабочих и технических помещений большой площади и позволяют снизить общее потребление электричества на 50-83%, уменьшив таким способом счета за коммунальные услуги.
В этой статье рассмотрим рабочие характеристики ЛЛ, их устройство, разберем основные преимущества и недостатки в сравнении с другими типами осветительных приборов. В дополнение приведем тематические фото и схемы, а также видеоролики о принципе работы лампочек люминесцентного типа и особенностях их применения.
Содержание статьи:
Принцип работы и устройство ЛЛ
Люминесцентный прибор представляет собой газозарядный источник света, где в ртутных парах электрический разряд создает интенсивное ультрафиолетовое излучение.
Компактные модули люминесцентного типа имеют стандартный цоколь, благодаря которому становятся удобной заменой ярких, но более энергозатратных ламп накаливания.
Как работает люминесцентная лампочка?
В видимый человеческому глазу свет его преображает специальный состав под названием люминофор, состоящий из галофосфата кальция, смешанного с дополнительными элементами.
После подключения к центральной электросети люминесцентной лампы, внутри стеклянной колбы требуется поддерживать так называемый тлеющий разряд.
Он дает возможность обеспечить свечение люминофорного слоя в постоянном режиме и даже в период кратковременного отключения центрального электропитания.
Раньше классическая лампа люминесцентного типа имела вид запаянной с двух сторон трубки, внутри которой находятся пары ртути. Сейчас приборы выпускаются в более разнообразных формах и конфигурациях
Конструкционные особенности прибора
Традиционная лампа люминесцентного типа — это стеклянный цилиндр с внешним диаметром 12, 16, 26 и 38 мм, обычно представленный как:
- прямая удлиненная трубка;
- изогнутый U-образный модуль;
- кольцо;
- сложная фигура.
В торцевые края герметично впаяны ножки. На их внутренней стороне размещены вольфрамовые электроды, конструктивно напоминающие биспиральные тела накала, встроенные в лампочки «Ильича».
В отдельных типах люминесцентных ламп используются более прогрессивные триспирали, представляющие собой закрученную биспираль. Оснащенные ими приборы имеют повышенный уровень КПД и более низкий порог теплопотери, существенно поднимающие общую эффективность светопотока
С наружной части электродные элементы подпаяны к металлическим штырькам металлического , на которые подается рабочее напряжение.
U-подобные и прямые приборы обычно оснащены цоколями G5 и G13, где буквенная кодировка означает штырьковый тип цокольного элемента, а цифровая показывает, на каком расстоянии друг от друга располагаются рабочие элементы.
Электропроводная среда, располагающаяся внутри стеклянной колбы, обладает отрицательным сопротивлением. Когда между двумя противоположными электродами возникает рост тока, требующий ограничения, оно проявляется и снижает рабочее напряжение.
В схему цепи включения обычной люминесцентной лампочки входит или балластник. Он отвечает за создание высокоуровневого импульсного напряжения, необходимого для корректной активации лампы.
Рисунок показывает внутреннее обустройство лампы люминесцентного типа и наглядно объясняет базовый принцип работы ее основных составных элементов
Помимо этой детали, ЭмПРА комплектуется . Он представляет собой элемент тлеющего разряда, внутри которого располагаются два электрода, окруженные средой инертного газа.
Один из них состоит из биметаллической пластины. В спящем режиме оба электрода находятся в разомкнутом состоянии.
Распространенные виды таких лампочек
Первичная классификация изделий на люминесцентной основе производится по уровню базового давления. Приборы высокого давления используются для осветительных установок большой мощности и наружного уличного освещения.
Лампы низкого давления применяются в быту для подачи света в производственные, технические и жилые помещения различного назначения.
Вид #1 — модули высокого давления
Устройства высокого давления вырабатывают насыщенный светопоток хорошей плотности. Внутренняя поверхность колбового элемента имеет специальное люминофорное покрытие из фторогерманата или арсената магния.
Рабочая мощность таких люминесцентных ламп колеблется в диапазоне 50-2000 Вт.
Ртутные модули высокого давления для корректной работы нуждаются в 220 ваттном номинальном сетевом напряжении. Коэффициент их пульсации обычно составляет от 61 до 74%
Полный розжиг осветительного модуля происходит в течение 3 секунд. Срок службы 80-125-ваттных изделий составляет около 6 000 ч, а лампы от 400 Вт и более могут проработать до 15 000 ч при беспрекословном соблюдении правил эксплуатации, установленных изготовителем.
Вид #2 — изделия низкого давления
ЛЛ низкого давления применяется для обеспечения светопотоком жилых, технических и производственных помещений.
Конструкционно прибор является трубкой из прочного стекла, содержащей внутри аргон под давлением 400 Па и в небольшом количестве ртуть либо амальгаму. На рынке предлагается в самых разнообразных модификациях и оснащается двумя электродными элементами.
Самая низкая температура, которую могут переносить ЛЛ низкого давления, составляет -15 °C. Поэтому для использования на открытых площадках эти источники света считаются неактуальными
Стеклянная колба может иметь самый разный диаметр. Уровень светоотдачи варьируется в зависимости от мощности самого устройства. Для его корректной работы требуется стартер дроссельного типа. Средний срок службы составляет 10 000 часов.
Особенности компактных ЛЛ
ЛЛ компактного типа – это изделия-гибриды, соединяющие в себе некоторые специфические отличительные черты ламп накаливания и характеристики люминесцентов.
Благодаря прогрессивным технологиям и расширившимся инновационным возможностям, имеют небольшой диаметр и некрупные габариты, свойственные лампочкам «Ильича», а также высокий уровень энергоэффективности, характерный для линейки приборов ЛЛ.
ЛЛ компактного типа выпускаются под традиционные цоколи E27, E14, E40 и очень активно вытесняют с рынка классические лампы накаливания за счет обеспечения качественного света при существенно меньшем потреблении электроэнергии
КЛЛ в большинстве случаев оснащаются электронным дросселем и могут использоваться в осветительных приборах специфического типа. Также применяются для замены в новых и раритетных светильниках простых и привычных ламп накаливания.
При всех достоинствах у компактных модулей есть такие специфические недостатки, как:
- стробоскопический эффект или мерцание – основные противопоказания здесь касаются эпилептиков и людей с различными заболеваниями глаз;
- выраженный шумовой эффект – в процессе пролонгированного применения появляется акустический фон, способный вызвать определенный дискомфорт у человека, находящегося в помещении;
- запах – в некоторых случаях изделия издают едкие, неприятные ароматы, раздражающие обоняние.
Последняя позиция чаще наблюдается у безымянных поделок китайского происхождения, а первыми двумя часто страдают даже брендовые приборы, изготовленные согласно всем правилам и современным требованиям. Рейтинг лучших производителей КЛЛ мы привели .
Базовый спектр цветовых температур
Цвет свечения – один из самых важных параметров, напрямую зависящий от состава люминофора, преображающего ультрафиолетовое излучение в свет.
Сегодня к наиболее распространенным относятся 7 определений оттенков потока, вырабатываемого люминесцентными лампами:
- ЛЕБ – естественный белый с заметным холодным оттенком;
- ЛДЦ – натуральный дневной с улучшенным качеством цветопередачи;
- ЛТБ – теплый белый;
- ЛД – традиционный дневной белый;
- ЛБ – классический белый;
- ЛЕЦ – естественный с максимально качественной передачей оттенков;
- ЛХБ – простой холодный белый.
Для жилых помещений, где человек проводит много времени, подходят оттенки теплой гаммы или натуральные дневные лампы с повышенным уровнем цветопередачи.
Белые и дневные тона, как правило, присутствуют в офисных, рабочих, промышленных помещениях, кабинетах и аудиториях. Они способствуют концентрации внимания, повышают мозговую активность и улучшают общую обучаемость и производительность труда.
Самые холодные оттенки применяются в медицинских учреждениях, лабораториях, больницах и технических помещениях. Они придают предметам дополнительную четкость и усиливают остроту зрения.
Люминесценты для мясных витрин продовольственных магазинов отличаются специально подобранным спектром излучения розового цвета. Он подчеркивает естественные оттенки продукции, делая ее более привлекательной в глазах покупателей
Цветовые компоненты, добавленные в люминофор, позволяют получать розовый, голубой, зеленый и другие необычные ламповые оттенки.
Такие приборы используются в дизайнерских, рекламных и коммерческих целях. С их помощью создают оригинальное свечение, необходимое в конкретном отдельно взятом случае.
Больше информации о цветовой температуре света, особенностях восприятия цвета человеком и нюансах выбора мы писали .
Сильные и слабые стороны устройств
Как у любых технических приспособлений, предназначенных для освещения бытовых и рабочих помещений, у люминесцентных ламп имеются свои слабые и сильные стороны.
На основании этой информации можно определить, где разумнее их использовать, а в каких случаях стоит отдать предпочтение источникам света иного плана.
Положительные стороны ламп
Основным преимуществом люминесцентных изделий считается повышенная светоотдача и хороший уровень КПД. Они обеспечивают помещение освещением, не раздражающим глаз, и демонстрируют нормальную выносливость даже в условиях интенсивной эксплуатации.
Модуль примерно в 5 раз превышает базовую мощность обычной лампочки «Ильича». А 20-ваттный люминесцент дает световой поток, равный тому, что обеспечивает лампа накаливания в 100 Ватт
Разнообразные температуры световых оттенков, приближенные по гамме к естественному солнечному свету, позволяют подобрать подходящий осветительный прибор под различные цели и для помещений любого назначения.
Поток света, выдаваемый модулем, получается не направленным, а рассеянным. Спокойное, приятное глазу сияние исходит не только от вольфрамовой нити, располагающейся внутри, но и от всей наружной поверхности колбы.
Это позволяет использовать люминесцентные источники как для создания общего фонового освещения, так и для организации зонального света.
Для применения в местах, где освещение включается автоматически, согласно сигналам датчиков движения, люминесценты не подходят. Они ограничены по допустимому количеству включений за определенный временной период и при слишком частой активации могут выйти из строя
Продолжительность службы люминесцентных изделий варьируется в зависимости от модели и доходит до 20 000 часов или до 5 лет.
Однако, покупателю следует знать, что этот ресурс лампа вырабатывает только при соблюдении таких условий, как:
- наличие достаточного объема качественного электропитания без скачков и перепадов;
- качественный ;
- определенное количество активаций, обычно, не более 2000 за первые 2 года использования, что составляет всего 5 включений в день.
Нарушение этих базовых условий существенно ухудшит эффективность осветительного прибора, и значительно укоротит срок его жизни.
Модули можно использовать для освещения теплиц. Они обеспечивают естественный свет, максимально приближенный к солнечному, не потребляют много электропитания и проявляют хорошую стойкость к перепадам напряжения, характерным для загородных энергоподающих сетей
Уровень энергопотребления у люминесцентов почти в 5 раз ниже, чем у традиционных изделий, поэтому их можно отнести к источникам света.
С их помощью удастся эффективно осветить большое помещение, не расходуя при этом больших денег на коммунальные платежи.
Рабочая температура на поверхности колбы не превышает 50 градусов. Это дает возможность эксплуатировать лампу в помещениях, где к пожарной безопасности предъявляются повышенные требования.
Основные недостатки модулей
Первым большим минусом изделий является излишняя чувствительность к температурным перепадам. Они сильно реагируют на движение ртутного столбика и могут перестать работать при похолодании ниже -20 °C.
Жара, превышающая +50 °C, далеко не лучшим образом сказывается на функционировании и серьезно ограничивает спектр использования этих источников света.
Влаговоспримчивость тоже не относится к плюсам и не позволяет широко применять изделия в ванных комнатах и санитарных помещениях.
Со временем люминофор в ламповых колбах деградирует и спектр излучения изменяется. Параллельно падает уровень светоотдачи прибора и заметно снижается КПД
Иногда к недостаткам причисляется и сам светопоток, имеющий линейчатый, неравномерный спектр, искажающий естественные оттенки находящихся в комнате предметов.
Не все ощущают это визуально, но для тех, кто улавливает этот минус слишком явственно, продаются лампы с люминофором, приближенным к сплошному, более натуральному спектральному цвету. Правда, их светоотдача существенно меньше.
Случаются ситуации, когда люминесценты мерцают с удвоенной частотой питающей сети. Проблема эта решаема некоторым усовершенствованием прибора, в частности, применением с подходящим уровнем емкости сглаживающего конденсатора выпрямленного тока на входе инвертора.
Но то, что производители пытаются сэкономить и не комплектуют приборы конденсаторами необходимой емкости, несколько огорчает.
Бытовые ЛЛ модули лучше всего себя чувствуют, когда температура окружающего воздуха держится в диапазоне от +5 до +35 ˚С. Когда градусник демонстрирует меньшие показатели, пуск устройства существенно затрудняется, а время эксплуатации заметно сокращается
Потребность в дополнительном пусковом устройстве тоже немного снижает популярность ламп. Им обязательно требуется либо чрезмерно шумный и довольно громоздкий дроссель со стартером низкой надежности или более прогрессивный ЭПРА, имеющий функцию корректировки мощности, но при этом стоящий солидных денег.
Еще одно уязвимое место люминесцентов – высокая чувствительность к включению. Во время непосредственной активации лампы на электродах выгорает и осыпается особый состав, который обеспечивает стабильность разряда и защищает внутреннюю вольфрамовую нить от перегрева.
Постоянное включение существенно снижает срок службы прибора. Кроме того, появляется заметное глазу, раздражающее мерцание, а края ламповой колбы темнеют и теряют эстетичность.
Химическая угроза здоровью
Одним из основных недостатков люминесцентных источников света является химическая опасность. В ламповой колбе содержится высокотоксичная ртуть, причем ее количество колеблется от 1 до 70 мг.
Пары этого вещества могут нанести вред здоровью людей, постоянно находящихся в помещениях, освещаемых приборами ЛЛ типа.
Целостность отработавшей лампы нельзя нарушать, иначе токсичная ртуть попадет во внешнюю среду. За несанкционированную утилизацию предусмотрен штраф, поэтому лучше передать изделие в центр, занимающийся переработкой элементов, опасных для природы и человека
Когда модуль выходит из строя, его ни в коем случае нельзя разбивать или отправлять в обыкновенную урну. Его необходимо и правилам, четко описанным в действующем законодательстве.
Например, отвозить на полигоны, где от населения принимают токсичные материалы для их корректного уничтожения или переработки.
Сравнение с другими источниками света
Изделия ЛЛ-типа существенно отличаются как от устаревающих ламп накаливания, так и от прогрессивных светодиодных.
По сравнению с первыми они потребляют в 5 раз меньше электроэнергии, обеспечивая при этом такой же уровень насыщенности светопотока. Зато LED-приборам они несколько уступают по мощности в сочетании с энергопотреблением.
Таблица наглядно в цифрах показывает, насколько выгоднее использовать вместо традиционных лампочек Эдисона более современные источники качественного освещения
Правда, лампа накаливания весь период работы горит с одинаковой интенсивностью, тогда как люминесценты теряют часть насыщенности из-за выгорания внутреннего слоя, отражающего ультрафиолет.
LED-изделия в процессе эксплуатации приобретают некоторую тусклость благодаря деградации рабочих диодов. А в отдельных моделях есть возможность регулировки яркости освещения при помощи диммера.
В лампах накаливания или люминесцентах такая функция не предусмотрена. Но этот удобный режим в LED-приборах не бесплатен и за него придется отдать дополнительную сумму.
По уровню конструкционной хрупкости лампы накаливания и люминесценты схожи, так как имеют стеклянную колбу. Лед-модули в этом плане более устойчивы к ударам и механическим повреждениям. Да и отсутствие внутри каких-либо вредных и токсичных элементов делает их значительно привлекательнее для эксплуатации в домашних условиях.
Самые высокие расходы за весь эксплуатационный период влечет за собой использование ламп накаливания. Люминесценты расходуют энергию в разумных пределах, а светодиоды дают возможность снизить затраты до самых минимальных показателей
Что касается финансовой стороны, то изначально меньше других стоит лампочка накаливания. Однако, учитывая ее рабочий ресурс всего в 1 000 часов, это вряд ли можно считать ярко выраженным достоинством.
Базовая цена люминесцентов выше, однако, и служат они значительно дольше. Как говорят солидные производители, их хватает на 10 000-15 000 часов в том случае, если количество ежедневных активаций не превышает 5-6 раз.
Светодиодные модули могут похвастаться еще лучшими показателями, но и заплатить за это удовольствие придется намного больше, а это не во всех случаях целесообразно. Хотя тенденция замены одних источников света другими, прослеживается повсеместно. О необходимости замены люминесцентных лампочек светодиодными и порядке выполнения этой работы .
Выводы и полезное видео по теме
По какому принципу работают люминесценты. Подробное объяснение всех нюансов функционирования экономичных и энергоэффективных приборов для освещения:
В чем заключаются основные отличия люминесцентных элементов от простых и традиционных ламп накаливания. Сравнение мощности, светопотока и энергопотребления двух современных осветительных изделий:
Что собой представляют компактные энергосберегающие лампочки люминесцентного типа. Как они работают, сколько ватт потребляют и для каких целей используются:
Прибор люминесцентного типа – это практичный аналог классической лампы накаливания. С его помощью можно обеспечить качественным светопотоком помещение любых габаритов, снизив при этом энергопотребление. Прослужит он долго и не доставит владельцам никаких существенных хлопот.
Потом, когда лампы отработают свой срок, их понадобится утилизировать, а взамен купить новые, более прогрессивные модули.
А какой тип лампочек предпочитаете вы и что думаете о лампочках-люминесцентах? Поделитесь с другими пользователями своим мнением, расскажите, в чем вы видите основные плюсы ЛЛ, а что, лично для вас, является существенным недостатком этих приборов.
Если вы владеете хорошими теоретическими знаниями по теме вышеизложенной статьи и хотите дополнить наш материал полезными нюансами, пишите, пожалуйста, свои комментарии в блоке ниже.
sovet-ingenera.com
Принцип работы люминесцентной лампы
Содержание:
- Как появились люминесцентные лампы
- Особенности конструкции
- Как работает устройство с люминофором
- Дроссель: назначение и устройство
- Функции стартера в схеме подключения
- Подключение через электронный балласт – ЭПРА
- Видео
Среди газоразрядных осветительных приборов широкую известность получили люминесцентные лампы. Они изготавливаются в форме стеклянных цилиндров, на внутреннюю поверхность которых нанесен слой люминофора. Принцип работы люминесцентной лампы состоит в появлении внутри колбы газового разряда в газовой среде, смешанной с разреженными ртутными парами. Далее под влиянием ультрафиолетового излучения начинает светиться люминофор, являющийся источником основного светового потока.
Как появились люминесцентные лампы
Прежде чем рассматривать вопрос, как работает люминесцентная лампа, необходимо хотя бы в общих чертах изучить историю ее появления. Впервые эффект свечения наблюдал известный русский ученый М.В. Ломоносов еще в середине 18 века. В эксперименте был использован стеклянный шар, наполненный водородом. После того как к нему был приложен электрический ток, шар начал испускать видимый свет. Однако это устройство не рассматривалось в качестве источника освещения, а полноценная работа в этой области началась уже в 19 веке.
В 1856 году немецкому стеклодуву Гейслеру удалось откачать воздух из стеклянной колбы с помощью изобретенного им же вакуумного насоса. Используя высоковольтную катушку, он вызвал внутри колбы свечение зеленоватого цвета. Данное устройство получило название трубки Гейслера. Немного позднее, в 1859 году Александр Беккерель осуществил покрытие трубок изнутри веществами, обладающими люминесцирующими свойствами.
Именно с этого момента началось развитие технологий данного типа освещения. Проводимые работы так и остались экспериментами, но сама идея получила дальнейшее развитие на практике.
Первую демонстрацию трубок Гейслера в 1891 году провел американский ученый Никола Тесла. Он на практике показал возможность светиться у трубок с различными покрытиями под действием высокочастотного электрического поля. В этом же году Тесла получил патент на аргоновые газоразрядные лампы, спроектированные для систем освещения.
Первые лампы для светильника на основе ртути удалось получить американцу Питеру Хьюитту. Ртутные пары светились мягким сине-зеленым светом, а по техническим характеристикам эти устройства превосходили лампы Эдисона. Однако полученные цветовые оттенки не нашли широкого применения в искусственном освещении.
Ровное белое свечение было получено в 1926 году немецким изобретателем Эдмундом Гермером. На внутреннюю часть колбы наносился флуоресцентный порошок – люминофор, после чего внутри нее увеличивалось давление. Свет от такого источника был гораздо ярче по сравнению с лампами накаливания. Конструкция этих устройств считается максимально близкой к современным люминесцентным лампам.
С 1934 года компания General Electric приобрела патент и приступила к выпуску осветительных приборов нового типа. Они сразу же приобрели широкую популярность и стали повсеместно использоваться в искусственном освещении вместо обычных лампочек.
Особенности конструкции
Колбы всех ламп, независимо от конфигурации, всегда имеют цилиндрическую форму. Их наружный диаметр составляет 12, 16, 26 и 38 мм. Чаще всего источники света изготавливаются прямыми, но некоторые из них сформированы в кольцо, букву U, спираль и т.д.
Устройство люминесцентной лампы предполагает герметичное соединение торцов со стеклянными ножками, внутри которых установлены зажигательные электроды. Они изготавливаются из вольфрама и закручиваются в спираль, так же как у обычных ламп накаливания. Снаружи электроды соединяются со штырьками цоколя, выполняющими функцию контактов. Устройства прямой и U-образной формы для светильника оборудованы двумя видами цоколей – G5 и G13. В указанной маркировке цифры означают размер зазора между штыревыми контактами в миллиметрах.
Рассматривая вопрос, как устроена лампа, следует помнить, что в одну из стеклянных ножек впаян специальный штенгель, через который производится откачка воздуха изнутри колбы. После этого внутрь закачивается инертный газ с небольшим количеством ртути, примерно 30 мг. Вместо чистой ртути может использоваться амальгама, представляющая собой ее сплавы с такими металлами, как индий, висмут и другие. Вольфрамовые электроды покрываются активирующим веществом. Для этой цели используются оксиды бария, кальция или стронция. В некоторых случаях к ним добавляется торий.
Основной функцией электродов является отдача и прием ионов и электронов, обеспечивающих течение электрического тока в пространстве, где образуется разряд. Чтобы запустить процесс термоэмиссии, они разогреваются до температуры 1100-1200 градусов. Электроны начинают вылетать с поверхности активирующего вещества. В процессе эксплуатации слой этих веществ постепенно уменьшается, происходит его оседание на стеклянных стенках, что делает зависимым от этого общий срок эксплуатации люминесцентной лампы.
Максимальное ультрафиолетовое излучение ртути достигается наиболее эффективным использованием разряда. Для этого внутри колбы должна поддерживаться определенная температура. Ее диаметр определяется именно этим техническим условием.
Работоспособность лампы для светильника во многом зависит от плотности тока. Чтобы найти эту величину, необходимо значение тока разделить на площадь сечения цилиндра. Мощность лампы находится в прямой зависимости с ее длиной, поэтому просто так колбу нельзя сделать короче. В связи с этим, габариты стали уменьшаться за счет измененной конфигурации, при которой общая протяженность изделия остается прежней.
Как работает устройство с люминофором
Принцип работы люминесцентных ламп во многом зависит от ее конструкции. Газ, наполняющий внутреннее пространство колбы, создает электропроводную среду с отрицательным сопротивлением. Его проявление заключается в изменении напряжения между электродами, расположенными с противоположных сторон. Напряжение начинает снижаться при возрастании тока, который требует ограничения.
Включение в работу люминесцентной лампы для светильника осуществляется при помощи электромеханической пускорегулирующей аппаратуры – ЭмПРА. Основными компонентами данной схемы служат дроссель и стартер. Первое устройство создает импульс напряжения с большой величиной, обеспечивающий зажигание. Второй компонент представляет собой лампу тлеющего разряда, внутри которой в газовой среде размещаются два электрода. Один электрод является биметаллической пластиной, а в исходном положении они оба разомкнуты.
Запуск лампы и ее принцип действия происходят в следующей последовательности:
- В пусковую схему изначально поступает напряжение. Изначально ток не будет проходить через лампу, поскольку он ограничивается высоким сопротивлением внутренней среды. Он попадает на спирали катодов и производит их разогрев. Одновременно ток идет на стартер и дает толчок к образованию внутри него тлеющего разряда.
- После того как под действием тока контакты дросселя разогреются, наступает замыкание биметаллической пластины. В результате, металл становится проводником и действие разряда прекращается.
- На следующем этапе происходит остывание биметаллического электрода, что приводит к размыканию контактов. В дросселе под влиянием самоиндукции образуется импульс высокого напряжения, дающий толчок к зажиганию лампы.
- Ток, проходящий через лампу для светильника, постепенно уменьшается в два раза из-за падения напряжения на дросселе. Его не хватает, чтобы повторно запустить стартер с разомкнутыми контактами, но сама лампа будет продолжать свою работу.
Если в один светильник установлены сразу две светящиеся лампы, схема включения предусматривает для них общий дроссель. Подключение ламп осуществляется последовательно, однако к каждой из них параллельно подключен собственный стартер. При выходе из строя одной из ламп, вторая также отключается. В схеме включения рекомендуется устанавливать только качественные выключатели. У бюджетных моделей возможно залипание контактов под влиянием пусковых токов. Поскольку дроссель и стартер являются основными компонентами пусковой схемы, их работу следует рассмотреть более подробно.
Дроссель: назначение и устройство
Люминесцентные светильники не могут быть включены как обычные лампы, одной лишь подачей электроэнергии. Для того чтобы они заработали и начали светиться, необходимо использовать специальную пускорегулирующую аппаратуру.
Ток, протекающий через электроды требуется ограничить, поэтому в схеме используется сопротивление, называемое балластом. Его функции выполняет дроссель, в котором присутствует реактивное сопротивление, не выделяя при этом лишнего тепла. Он ограничивает ток, тем самым предупреждая его нарастание после подключения к сети.
Помимо включения, дроссель в пусковой схеме выполняет следующие функции:
- Создает безопасный ток, достаточный для быстрого разогрева электродов в лампе при розжиге.
- В обмотке образуется импульс высокого напряжения, благодаря которому внутри колбы возникает разряд.
- Стабилизирует разряд при достижении током номинального значения.
- Обеспечивает устойчивую работу лампы, несмотря на скачки и перепады сетевого напряжения.
Основным элементом дросселя служит катушка индуктивности, которая состоит из проводов, намотанных на сердечник. Именно она выполняет основную ограничивающую функцию. Вся конструкция залита компаундом – специальной массой, устойчивой к возгоранию. За счет этого обеспечивается дополнительная изоляция проводов. Катушка помещается в корпусе из термоустойчивой пластмассы.
Функции стартера в схеме подключения
Вторым компонентом, входящим в состав пускорегулирующей аппаратуры, является стартер, имеющий довольно простую конструкцию. Продукция разных производителей отличается собственными параметрами и техническими характеристиками, которые необходимо учитывать при покупке ламп. Однако устройство и принцип работы этих приборов одинаковый.
Конструкция стартера выполнена в виде стеклянного баллона, заполненного инертным газом – неоном или смесью водорода с гелием. В цоколь баллона неподвижно впаяны металлические электроды, выведенные наружу. Сама стеклянная конструкция располагается в металлическом или пластмассовом корпусе, покрытом термоизоляционным составом.
Параллельно с электродами подключен конденсатор емкостью 0,003-0,1 мкф, предназначенный для борьбы с радиопомехами, возникающими при контакте электродов. Кроме того, данный элемент принимает участие в запуске лампы и понижает величину импульса напряжения, возникающего во время размыкания электродов. Параллельное включение конденсатора существенно понижает вероятность залипания электродов под действием электрической дуги.
Основной функцией стартера является замыкание и размыкание электрической цепи, запуск механизма розжига инертного газа, закачанного в колбу. При замыкании цепи электроды самой лампы нагреваются, и весь процесс зажигания заметно облегчается. После нагрева цепь разрывается с одновременным образованием импульса повышенного напряжения, пробивающего газовый промежуток колбы. Такой принцип работы каждого стартера.
Несмотря на устойчивую и долговременную работу, схемы ЭмПРА с использованием стартера считается несовершенной. Рабочий процесс нередко сопровождается мерцанием, шумом дросселя и другими неприятными явлениями. Поэтому все современные люминесцентные лампы работают с более совершенной электронной пусковой схемой – ЭПРА.
Подключение через электронный балласт – ЭПРА
Схема ЭПРА с люминесцентными лампами функционирует на основе полупроводниковых элементов, что позволило снизить габариты и повысить качество работы этих устройств. Заметно возросли сроки эксплуатации, повысился КПД, появилась возможность плавной регулировки яркости, увеличился коэффициент мощности.
В состав схемы электронного пускорегулирующего устройства входят следующие компоненты:
- Устройство для выпрямления тока и напряжения.
- Фильтр электромагнитных излучений.
- Корректор для регулировки коэффициента мощности.
- Фильтр сглаживания напряжения.
- Инверторная схема.
- Элемент с функциями дросселя.
Схема ЭПРА может быть мостовой или полумостовой. Первый вариант предназначен для очень мощных ламп, а второй используют все остальные люминесцентные лампы низкого давления.
В основе работы электронного балласта лежат увеличенные частотные характеристики, обеспечивающие равномерное свечение, без каких-либо мерцаний. Современные микросхемы, используемые в конструкции, позволили существенно уменьшить размеры устройства и обеспечить равномерный подогрев электродов. Благодаря ЭПРА, люминесцентная лампа может быть автоматически подстроена под конкретные технические характеристики.
electric-220.ru
Люминесцентные лампы. Устройство, схема, виды люминесцентных ламп.
Люминесцентные лампы — второй в мире по распространенности источник света, а в Японии они занимают даже первое место, обогнав лампы накаливания. Ежегодно в мире производится более одного миллиарда люминесцентных ламп.Первые образцы люминесцентных ламп современного типа были показаны американской фирмой General Electric на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1938 году. За 65 лет существования они прочно вошли в нашу жизнь, и сейчас уже трудно представить какой-нибудь крупный магазин или офис, в котором не было бы ни одного светильника с люминесцентными лампами.
Люминесцентная лампа — это типичный разрядный источник света низкого давления, в котором разряд происходит в смеси паров ртути и инертного газа, чаще всего — аргона. Устройство лампы показано на рис. 1.
Рис. 1. Устройство люминесцентных ламп
Колба лампы — это всегда цилиндр 1 из стекла с наружным диаметром 38, 26, 16 или 12 мм. Цилиндр может быть прямым или изогнутым в виде кольца, буквы U или более сложной фигуры. В торцевые концы цилиндра герметично впаяны стеклянные ножки 2, на которых с внутренней стороны смонтированы электроды 3. Электроды по конструкции подобны биспиральному телу накала ламп накаливания и также делаются из вольфрамовой проволоки. В некоторых типах ламп электроды сделаны в виде триспирали, то есть спирали из биспирали. С наружной стороны электроды подпаяны к штырькам 4 цоколя 5. В прямых и U-образных лампах используется только два типа цоколей — G5 и G13 (цифры 5 и 13 указывают расстояние между штырьками в мм).
Как и в лампах накаливания, из колб люминесцентных ламп воздух тщательно откачивается через штенгель 6, впаянный в одну из ножек. После откачки объем колбы заполняется инертным газом 7 и в него вводится ртуть в виде небольшой капли 8 (масса ртути в одной лампе обычно около 30 мг) или в виде так называемой амальгамы, то есть сплава ртути с висмутом, индием и другими металлами.
На биспиральные или триспиральные электроды ламп всегда наносится слой активирующего вещества — это обычно смесь окислов бария, стронция, кальция, иногда с небольшой добавкой тория.
Если к лампе приложено напряжение большее, чем напряжение зажигания, то в ней между электродами возникает электрический разряд, ток которого обязательно ограничивается какими-либо внешними элементами. Хотя колба наполнена инертным газом, в ней всегда присутствуют пары ртути, количество которых определяется температурой самой холодной точки колбы. Атомы ртути возбуждаются и ионизируются в разряде гораздо легче, чем атомы инертного газа, поэтому и ток через лампу, и ее свечение определяются именно ртутью.
В ртутных разрядах низкого давления доля видимого излучения не превышает 2 % от мощности разряда, а световая отдача ртутного разряда — всего 5-7 лм/Вт. Но более половины мощности, выделяемой в разряде, превращается в невидимое ультрафиолетовое излучение с длинами волн 254 и 185 нм. Из физики известно: чем короче длина волны излучения, тем большей энергией это излучение обладает. С помощью специальных веществ, называемых люминофорами, можно превратить одно излучение в другое, причем, по закону сохранения энергии, «новое» излучение может быть только «менее энергичным», чем первичное. Поэтому ультрафиолетовое излучение можно превратить в видимое с помощью люминофоров, а видимое в ультрафиолетовое — нельзя.
Вся цилиндрическая часть колбы с внутренней стороны покрыта тонким слоем именно такого люминофора 9, который и превращает ультрафиолетовое излучение атомов ртути в видимое. В большинстве современных люминесцентных ламп в качестве люминофора используется галофосфат кальция с добавками сурьмы и марганца (как говорят специалисты, «активированный сурьмой и марганцем»). При облучении такого люминофора ультрафиолетовым излучением он начинает светиться белым светом разных оттенков. Спектр излучения люминофора — сплошной с двумя максимумами — около 480 и 580 нм (рис. 2).
Рис. 2. Спектр излучения «стандартных» люминесцентных ламп
Первый максимум определяется наличием сурьмы, второй — марганца. Меняя соотношение этих веществ (активаторов), можно получить белый свет разных цветовых оттенков — от теплого до дневного. Так как люминофоры превращают в видимый свет более половины мощности разряда, то именно их свечение определяет светотехнические параметры ламп.
В 70-е годы минувшего века начали делать лампы не с одним люминофором, а стремя, имеющими максимумы излучения в синей, зеленой и красной областях спектра (450, 540 и 610 нм). Эти люминофоры были созданы первоначально для кинескопов цветного телевидения, где с их помощью удалось получить вполне приемлемое воспроизведение цветов. Комбинация трех люминофоров позволила и в лампах добиться значительно лучшей цветопередачи при одновременном увеличении световой отдачи, чем при использовании галофосфата кальция. Однако новые люминофоры гораздо дороже старых, так как в них используются соединения редкоземельных элементов — европия, церия и тербия. Поэтому в большинстве люминесцентных ламп по-прежнему применяются люминофоры на основе галофосфата кальция.
Электроды в люминесцентных лампах выполняют функции источников и приемников электронов и ионов, за счет которых и протекает электрический ток через разрядный промежуток. Для того чтобы электроны начали переходить с электродов в разрядный промежуток (как говорят, для начала термоэмиссии электронов), электроды должны быть нагреты до температуры 1100 — 1200 0С. При такой температуре вольфрам светится очень слабым вишневым цветом, испарение его очень мало. Но для увеличения количества вылетающих электронов на электроды наносится слой активирующего вещества, которое значительно менее термостойко, чем вольфрам, и при работе этот слой постепенно распыляется с электродов и оседает на стенках колбы. Обычно именно процесс распыления активирующего покрытия электродов определяет срок службы ламп.
Для достижения наибольшей эффективности разряда, то есть для наибольшего выхода ультрафиолетового излучения ртути, необходимо поддерживать определенную температуру колбы. Диаметр колбы выбирается именно из этого требования. Во всех лампах обеспечивается примерно одинаковая плотность тока — величина тока, деленная на площадь сечения колбы. Поэтому лампы разной мощности в колбах одного диаметра, как правило, работают при равных номинальных токах. Падение напряжения на лампе прямо пропорционально ее длине. А так как мощность равна произведению тока наальна их д напряжение, то при одинаковом диаметре колб и мощность ламп прямо пропорционлине. У самых массовых ламп мощностью 36 (40) Вт длина равна 1210 мм, у ламп мощностью 18 (20) Вт — 604 мм.
Большая длина ламп постоянно заставляла искать пути ее уменьшения. Простое уменьшение длины и достижение нужных мощностей за счет увеличения тока разряда нерационально, так как при этом увеличивается температура колбы, что приводит к увеличению давления паров ртути и снижению световой отдачи ламп. Поэтому создатели ламп пытались уменьшить их габариты за счет изменения формы — длинную цилиндрическую колбу сгибали пополам (U-об- разные лампы) или в кольцо (кольцевые лампы). В СССР уже в 50-е годы делали U-образные лампы мощностью 30 Вт в колбе диаметром 26 мм и мощностью 8 Вт в колбе диаметром 14 мм.
Однако кардинально решить проблему уменьшения габаритов ламп удалось только в 80-е годы, когда начали использовать люминофоры, допускающие большие электрические нагрузки, что позволило значительно уменьшить диаметр колб. Колбы стали делать из стеклянных трубок с наружным диаметром 12 мм и многократно изгибать их, сокращая тем самым общую длину ламп. Появились так называемые компактные люминесцентные лампы. По принципу работы и внутреннему устройству компактные лампы не отличаются от обычных линейных ламп.
В середине 90-х годов на мировом рынке появилось новое поколение люминесцентных ламп, в рекламной и технической литературе называемое «серией Т5» (в Германии — Т16). У этих ламп наружный диаметр колбы уменьшен до 16 мм (или 5/8 дюйма, отсюда и название Т5). По принципу работы они также не отличаются от обычных линейных ламп. В конструкцию ламп внесено одно очень важное изменение — люминофор с внутренней стороны покрыт тонкой защитной пленкой, прозрачной и для ультрафиолетового, и для видимого излучения. Пленка защищает люминофор от попадания на него частиц ртути, активирующего покрытия и вольфрама с электродов, благодаря чему исключается «отравление» люминофора и обеспечивается высокая стабильность светового потока в течение срока службы. Изменены также состав наполняющего газа и конструкция электродов, что сделало невозможной работу таких ламп в старых схемах включения. Кроме того — впервые с 1938 года — изменены длины ламп таким образом, чтобы размеры светильников с ними соответствовали размерам стандартных модулей очень модных сейчас подвесных потолков.
Люминесцентные лампы, особенно последнего поколения в колбах диаметром 16 мм, значительно превосходят лампы накаливания по световой отдаче и сроку службы. Достигнутые сегодня значения этих параметров равны 104 лм/Вт и 40000 часов.
Однако люминесцентные лампы имеют и множество недостатков, которые необходимо знать и учитывать при выборе источников света:
1. Большие габариты ламп часто не позволяют перераспределять световой поток нужным образом.
2. В отличие от ламп накаливания, световой поток люминесцентных ламп сильно зависит от окружающей температуры (рис. 3).
3. В лампах содержится ртуть — очень ядовитый металл, что делает их экологически опасными.
4. Световой поток ламп устанавливается не сразу после включения, а спустя некоторое время, зависящее от конструкции светильника, окружающей температуры и самих ламп. У некоторых типов ламп, в которые ртуть вводится в виде амальгамы, это время может достигать 10-15 минут.
5. Глубина пульсаций светового потока значительно выше, чем у ламп накаливания, особенно у ламп с редкоземельными люминофорами. Это затрудняет использование ламп во многих производственных помещениях и, кроме того, отрицательно сказывается на самочувствии людей, работающих при таком освещении.
6. Как было сказано выше, люминесцентные лампы, как и все газоразрядные приборы, требуют для включения в сеть использования дополнительных устройств.
Рис. 3. Зависимость светового потока люминесцентных ламп от температуры
www.eti.su
Устройство и схема подключения люминесцентной лампы. Устройство люминесцентной лампы
Принцип работы люминесцентной лампы и ее устройство
Принцип работы люминесцентной лампы базируется на эффекте классической люминесценции.
Электрическим разрядом в ртутных парах создаётся ультрафиолетовое излучение, преобразуемое посредством люминофора в видимое свечение.
При самостоятельном подключении и ремонте таких осветительных приборов учитываются особенности устройства и принцип их действия.
Устройство люминесцентной лампы
Люминесцентная лампа относится к категории классических разрядных источников освещения низкого давления. Стеклянная колба такой лампы всегда имеет цилиндрическую форму, а наружный диаметр может составлять 1,2см, 1,6см, 2,6см или 3,8см.
Цилиндрический корпус чаще всего прямой или U-изогнутый. К торцевым концам стеклянной колбы герметично припаиваются ножки с электродами, выполненными из вольфрама.
Устройство лампочки
Внешней стороной электроды подпаиваются к цокольным штырям. Из колбы осуществляется тщательное откачивание всей воздушной массы через специальный штенгель, расположенный в одной из ножек с электродами, после чего происходит заполнение свободного пространства инертным газом с ртутными парами.
На некоторые типы электродов в обязательном порядке производится нанесение специальных активирующих веществ, представленных окислами бария, стронцием и кальцием, а также незначительным количеством тория.
Схема
Стандартная схема подключения люминесцентной лампы значительно сложнее, нежели процесс включения традиционной лампы накаливания.
Требуется применять особые пусковые устройства, качественные и мощностные характеристики которых оказывают непосредственное влияние на сроки и удобство эксплуатации осветительного прибора.
Схема подключения люминесцентных ламп без дросселя и стартера
В настоящее время практикуется несколько схем подключения, которые отличаются не только по уровню сложности выполняемых работ, но и набором используемых в схеме устройств:
- подключение с применением электромагнитного балласта и стартера;
- подключение с электронным пускорегулирующим аппаратом.
Второй вариант подключения предполагает генерирование высокочастотного тока, а сам непосредственный запуск и процесс работы осветительного прибора запрограммированы электронной схемой.
Схема подключения лампы с дросселем и стартером
Чтобы правильно выполнить подключение осветительного прибора, необходимо знать устройство дросселя и стартера, а также учитывать правила подключения такого оборудования.
Как загорается люминесцентная лампа?
Как работает люминесцентная лампа? Функционирование люминесцентного осветительного прибора обеспечивается следующими поэтапными действиями:
- на электроды, расположенные на цокольных штырях, подаётся напряжение;
- высокое сопротивление газовой среды в лампе провоцирует поступление тока через стартер с образованием тлеющего разряда;
- ток, проходящий через электродные спирали, в достаточной степени прогревает их, а разогретые стартерные биметаллические контакты замыкаются, что прекращает разряд;
- после остывания стартерных контактов происходит их полное размыкание;
- самоиндукция вызывает возникновение импульсного напряжения дросселя, достаточного для включения освещения;
- проходящий через газовую среду ток уменьшается, а полное отключение стартера о
10i5.ru
Устройство и принцип работы люминесцентной лампы
Лампы компании OSRAM
Люминесцентная лампа (ртутная лампа низкого давления, дальше по тексту – ЛЛ) является газоразрядным источником света. Конструктивно она представляет собой стеклянную трубку с нанесенным на внутреннюю поверхность слоем люминофора. В торцах трубки установлены спиральные электроды. Снутри лампы находятся разреженные пары ртути и инертный газ. Под действием электронного напряжения (поля), приложенного к электродам, в лампе появляется газовый разряд. При всем этом проходящий через пары ртути ток вызывает ультрафиолетовое излучение.
Уф-излучение, воздействуя на люминофор, принуждает его сиять, т.е. люминофор конвертирует уф-излучение газового разряда в видимый свет. Стекло, из которого выполнена ЛЛ, препятствует выходу ультрафиолетовогоизлучения из лампы, тем предохраняя наши глаза от вредного для их излучения. Исключением являются антибактериальные и лампы, при их изготовлении применяется увиолевое либо кварцевое стекло, пропускающее ультрафиолет.
Обширное распространение на сей день получают ЛЛ с амальгамами In. Cd и других частей. Более низкое давление паров ртути над амальгамой дает возможность расширить температурный спектр хороших световых отдач до 600 C заместо 18…250 C для незапятанной ртути. При повышении температуры среды сверх допустимой нормы (25о C для незапятанной ртути и 60о C для амальгам) растет температура стен и давление паров ртути, а световой поток понижается. Еще больше приметное уменьшение светового потока наблюдается при снижении температуры,, а означает и давление паров ртути. При всем этом резко усугубляется и зажигание ламп, что делает их затрудненное внедрение при температурах ниже -10оC , без утепляющих приспособлений. В связи с этим, представляют энтузиазм без ртутные ЛЛ, с разрядом низкого давления в инертных газах. В данном случае люминофор возбуждается излучением с длиной волны от 58.4 до 147 нм. Так как давление газа в без ртутных ЛЛ фактически не находится в зависимости от окружающей температуры, постоянными остаются и их световыехарактеристики. 
// ]]>
На сегодня неувязка работы ЛЛ при низких температурах решена внедрением ЛЛ последнего поколения, так именуемых ламп Т5 (с поперечником трубки 16мм ), малогабаритных люминесцентных ламп и применением для питания ЛЛ высокочастотных электрических пускорегулирующих аппаратов (ПРА). Световая отдача ЛЛ увеличивается при повышении и увеличении размеров (длины) за счет понижения толики анодно-катодных утрат в общем световом потоке. Потому рациональнее использовать одну лампу на 36 Вт, чем две по18 Вт. Срок службы ЛЛ ограничен дезактивацией и распылением (истощением) катодов. Негативно сказываются на срок службы также колебания напряжения питающей сети и нередкие включения и выключения ламп. При использовании ЭПРА эти причины сведены к минимуму. Обширное внедрение ЛЛ связано с тем, что они имеют ряд значимых преимуществ перед традиционными лампами накаливания : 1. Высочайшая эффективность: -КПД 20…25% (у ламп накаливания около 7% ) и светоотдача в 10 раз больше . 2.Долгий срок службы –15000…20000 ч. (у ламп накаливания 1000 ч. И очень находится в зависимости от напряжения) питания.
Имеют ЛЛ и некие недочеты : 1. Обычно, все разрядные лампы для обычной работы требуют включения в сеть вместе с балластом. Балласт, он же пускорегулирующий аппарат (ПРА), — электротехническое устройство, обеспечивающее режимы зажигания и обычной работы ЛЛ. 2. Зависимость устойчивой работы и зажигания лампы от температуры среды (допустимый спектр 55о C, хорошей считается 20о C ). Хотя этот спектр повсевременно расширяется с возникновением ламп последнего поколения и внедрением электрических балластов (ЭПРА).
Остановимся подробнее на плюсах и недочетах ЛЛ. Понятно, что оптическое излучение (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное ) оказывает на человека (его эндокринную, вегетативную, нервную системы и весь организм в целом ) существенное физиологическое и психологическое воздействие, в главном благотворное. Дневной свет – самый нужный. Он оказывает влияние на многие актуальные процессы, обмен веществ в организме, физическое развитие и здоровье. Но активная деятельность человека длится тогда и, когда солнце прячется за горизонты. На замену дневному свету приходит искусственное освещение. Долгие и длительные годы для искусственного освещения жилища использовались ( и употребляются ) только лампы накаливания – теплый источник света, диапазон которого отличается
Сходство и различия ламп
от дневного доминированием желтоватого и красноватого излучения и полным отсутствием ультрафиолета. Не считая того, лампы накаливания, как уже упоминалось, неэффективны, их коэффициет полезного деяния 6…8%, а срок службы очень мал – менее 1000 ч. Высочайший технический уровень освещения с этими лампами неосуществим. Вот почему полностью закономерным оказалось возникновение ЛЛ – разрядного источника света, имеющего 5….10 раз огромную световую отдачу, чем лампы накаливания, и в 8….15 раз больший срок службы. Преодолев разные технические трудности, ученые и инженеры сделали особые ЛЛ для жилища – Малогабаритные, фактически стопроцентно копирующие обычный внешний облик и размеры ламп накаливания и сочетающие при всем этом ее плюсы (компактность, комфортабельную цветопередачу, простоту обслуживания) с экономичностью стандартных ЛЛ.
В силу собственных физических особенностей ЛЛ имеют очередное очень принципиальное преимущество перед лампами накаливания: возможность создавать свет различного спектрального состава – теплый, естественный, белоснежный, дневной, что может значительно обогатить палитру цветов домашней обстановки. Не случаем есть особые советы по выбору типа ЛЛ (цветности света) для разных областей внедрения. Наличие контролируемого ультрафиолета в особых осветительно — облучательных ЛЛ позволяет решить делему профилактики «светового голодания» для горожан, проводящих до 80% времени в закрытых помещениях. Так выпускаемые фирмой OSRAM ЛЛ типа BIOLUX, диапазон излучения которых приближен к солнечному и насыщен строго дозированным ближним ультрафиолетом, удачно употребляются сразу и для освещения, и для облучения жилых, административных, школьных помещений, в особенности при дефицитности естественного света.
// ]]>
Выпускаются также особые агарные ЛЛ типа CLEO (PHILIPS), созданные для принятия «солнечных» ванн в помещении и для других косметических целей. При использовании этих ламп следует держать в голове, что для обеспечения безопасности нужно строго соблюдать аннотации изготовителя облучательного оборудования.
Лампы компании Philips
А сейчас остановимся на недочетах люминесцентного освещения, к которым многие приравнивают его несчастную «вредность для здоровья». Природа газового разряда такая, что, как уже было сказано выше, любые ЛЛ имеют в диапазоне маленькую долю близкого ультрафиолета. Понятно, что при передозировке даже естественного солнечного света могут появиться противные явления, в часности лишнее ультрафиолетовое облучение может привести к болезням кожи, повреждению глаз. Но, сравнив воздействие на человека в течение жизни естественного солнечного и искусственного дюминесцентного излучения, мы усвоим, сколь неоправданно преположение о вреде излучения ЛЛ. Было подтверждено, что работа в течение года (240 рабочих дней) при искусственном освещении ЛЛ холодно – белоснежного света с очень высочайшим уровнем освещенности в 1000 лк (это в 5 раз превосходит лучший уровень освещенности в жилище) соответствует пребыванию на открытом воздухе в г. Давос (Швейцария) в течении 12 дней по одному часу в денек в полдень. Следует увидеть, что реальные условия в жилых помещениях бывают в 10-ки раз более щадящими, чем в приведенном примере. Как следует, о вреде обыденного люминесцентного освещения гласить не приходится. К аналогичным выводам пришли врачи,гигиенисты и светотехники, принявшие роль в проводившейся в Мюнхене развернутой научной дискуссии на тему «Влияние освещения ЛЛ на здоровье человека». Все участники дискуссии были единодушны: серьезное соблюдение правил грамотного устройства освещения, которые включают ограничение прямой и отраженной блескости, ограничение пульсации светового потока, обеспечение подходящего рассредотачивания яркости и правильной светопередачи стопроцентно уберет имеющиеся еще жалобы на люминесцентное освещение.
В пиведеннои выше списке принципиальное место занимает вопрос ограничения пульсации светового потока. Дело в том, что классические линейные трубчатые ЛЛ, присоединенные к сети при помощи электрического пускорегулирующего аппарата (в большинстве случаев используемого в светильниках), делают свет не неизменный во времени, а «микро пульсирующий», т .е. при имеющейся в сети частоте переменного тока 50 Гц пульсация светового потока лампы происходит 100 раз за секунду. И хотя эта частота выше критичной для глаза и, как следует, мелькающие яркости освещаемых объектов глазом не улавливаются, пульсация освещения при продолжительном воздействии может
Лампы компании OSRAM
негативно оказывать влияние на человека, вызывая завышенную утомляемость, понижение работоспособности, в особенности при выполнении напряженных зрительных работ – чтение, работе за компом, рукоделии и т. д. Вот почему показавшиеся довольно издавна осветительные приборы с электрическим низкочастотным ПРА рекомендуется использовать в так именуемых «нерабочих» зонах (подсобных помещениях, повалах, гаражах и т. д.) В светильниках с электрическим частотным ПРА обозначенная особенность работы ЛЛ стопроцентно устранена, но даже такие осветительные приборы с линейными ЛЛ довольно громоздки и для местного (рабочего) освещения не всегда комфортны. Потому для обычного освещения жилища люстрами, стенными, напольными, настольными светильниками целенаправлено использовать упомянутые выше малогабаритные люминесцентные лампы.
И, в конце концов, последнее маленькое замечание, связанное с эксплуатацией осветительных приборов с ЛЛ. В лампу для ее работы вводится капля ртути – 30….40 мг , а малогабаритных 2….3 мг, Если вас это стращает, вспомните, что в указателе температуры, имеющемся в каждой семье, содержится 2 г этого водянистого металла. Очевидно, если лампа разобьется, поступить следует также, как мы поступаем, когда разбиваем указатель температуры – кропотливо собрать и удалить ртуть.
В заключении охото снова выделить, что ЛЛ в жилище – это не только лишь более экономный, чем лампа накаливания, источник света. Грамотное освещение ЛЛ имеет огромное количество преимуществ перед обычным: экономичность, богатство и красочность света, равномерность рассредотачивания светового потока, в особенности в случаях высвечивания протяженных объектов линейными лампами, наименьшая яркость ламп и существенно наименьшее выделение тепла.
На сегодня более доброкачественную продукцию и широкий ассортимент на нашем рынке представляют мировые светотехнические брэнды:
Немецкая компания OSRAM
Голландская PHILIPS и ряд других, которые предлагают широчайший выбор качественных ЛЛ на хоть какой вкус и цвет.
http://fazaa.ru/
elektrica.info
Люминесцентная лампа, устройство, принцип действия и основные характеристики.
Люминесце́нтная ла́мпа — газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парахртути создаёт ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью люминофора — например, смеси галофосфата кальция с другими элементами.
При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, горит дуговой разряд[3][4]. Лампа заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий электрический ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки 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.
Дуговой разряд поддерживается за счёт термоэлектронной эмиссии заряженных частиц (электронов) с поверхности катода. Для запуска лампы катоды разогреваются либо пропусканием через них тока (лампы типа ДРЛ, ЛД), либо ионной бомбардировкой в тлеющем разряде высокого напряжения («лампы с холодным катодом»). Ток разряда ограничивается балластом.
Принцип работы: при включении электропитания в стартере возникает разряд и замыкаются накоротко биметаллические электроды, после чего ток в цепи электродов и стартера ограничивается только внутренним сопротивлением дросселя, в результате чего возрастает почти в три раза больше рабочий ток в лампе и моментально разогреваются электроды люминесцентной лампы. Одновременно с этим остывают биметаллические контакты стартера и цепь размыкается.
В этот момент разрыва дроссель, благодаря самоиндукции создает запускающий высоковольтный импульс (до 1 кВольта), который приводит к разряду в газовой среде и зажигается лампа. После этого напряжение на ней будет равняться половине от сетевого, которого будет недостаточно для повторного замыкания электродов стартера.
Если лампа светит стартер не будет участвовать в схеме работы и его контакты всегда будут разомкнуты.
Металлогалогеновые лампы,устройство, принцип действия, применение.
Металлогалоге́нная ла́мпа (МГЛ) — один из видовгазоразрядных ламп (ГРЛ) высокого давления. Отличается от других ГРЛ тем, что для коррекции спектральной характеристики дугового разряда в парах ртути в горелку МГЛ дозируются специальные излучающие добавки (ИД), представляющие собой галогениды некоторых металлов.
Принцип действия
Светящимся телом МГЛ является плазма дугового электрического разряда высокого давления. В этом МГЛ схожа с другими типами РЛ. Основным элементом наполнения разрядной трубки (РТ) МГЛ является инертный газ (как правило, аргон Ar) и ртуть Hg. Помимо них в газовой среде наполнения присутствуют галогениды некоторых металлов (ИД), обычно иодид натрия и иодид скандия[1]. В холодном состоянии ИД в виде тонкой плёнки конденсируются на стенках РТ. При высокой температуре дугового разряда происходит испарение этих соединений, диффузия паров в область столба дугового разряда и разложение на ионы. В результате ионизированные атомы металлов возбуждаются и создают оптическое излучение (ОИ).
Основной функцией инертного газа, наполняющего РТ МГЛ, как и в других ртутных РЛ, является буферная, иными словами, газ способствует протеканию электрического тока через РТ при низкой её температуре, то есть в то время, когда большая часть ртути и, тем более, ИД, находятся ещё в жидкой или твёрдой фазе, и парциальное давление их весьма мало. По мере прогрева РТ током происходит испарение ртути и ИД, в связи с этим существенно изменяются как электрические, так и световые параметры лампы — электрическое сопротивление РТ, световой поток и спектр излучения.
Выбор ИД производится таким образом, чтобы заполнить имеющиеся в спектре излучения ртути «провалы» с целью получения необходимого спектра лампы. Так, в МГЛ, используемых для целей общего и местного освещения, необходимо компенсировать недостаток красного и жёлтого света в спектре ртути. В цветных МГЛ необходимо повысить выход излучения в заданном узком спектральном диапазоне. Для МГЛ, используемых в фотохимических или фотофизических процессах, как правило, необходимо повысить интенсивность излучения в ближней ультрафиолетовой области (УФ-A) и непосредственно примыкающей к ней области видимого ОИ (фиолетовой). Сам принцип действия МГЛ был предложен в 1911 г.Ч. Штейнмецом, хотя, проводя исторические аналогии, можно увидеть аналогию и в устройстве «ауэровских колпачков», применявшихся для повышения световой отдачи керосиновых и газовых источников света (ИС).
Конструкция
Основой МГЛ является РТ (горелка), обычно изготавливаемая из кварцевого стекла. В последние годы всё более широкое распространение получают МГЛ с РТ из специальной керамики. Преимуществом керамических горелок является их более высокая термостойкость.
В большинстве конструкций МГЛ горелка помещается во внешнюю колбу, играющую двоякую роль. Во-первых, внешняя колба обеспечивает нормальный тепловой режим РТ, уменьшая её теплопотери. Во-вторых, стекло колбы выполняет функции светофильтра, сильно обрезающего жёсткое УФ излучение горелки. Для изготовления внешних колб МГЛ используется боросиликатное стекло, механически и термически устойчивое, относящееся по температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР) к группе вольфрамовых стёкол.
МГЛ, предназначенные для использования в технологических процессах, как правило, внешней колбы не имеют, что обусловлено необходимостью эффективного использования их УФ излучения. С целью уменьшения озонообразования иногда для таких МГЛ используют безозонное кварцевое стекло, значительно ослабляющее выход резонансной линии ртути 185 нм.
МГЛ могут изготавливаться в одно- и двухцокольном (софитном) исполнении (последние предназначены для работы только в горизонтальном положении). Номенклатура используемых цоколей чрезвычайно широка и постоянно расширяется в связи с разработкой новых моделей ламп, предназначенных для специфических условий применения. Некоторые модели ламп, в основном, предназначенные для замены ламп типа ДРЛ, имеют на внутренней стороне внешней колбы слой люминофора.
Применение
Основные области применения: утилитарное, декоративное и архитектурное наружное освещение, осветительные установки (ОУ) промышленных и общественных зданий, сценическое и студийное освещение, ОУ для освещения больших открытых пространств (железнодорожные станции, карьеры и т. п.), освещение спортивных объектов и др
infopedia.su
Устройство и принцип работы компактной люминесцентной лампы
1 187
Первые люминесцентные лампы появились в США в начале 30-х годов прошлого столетия. Однако их активное внедрение началось лишь 20 лет спустя.
Этот процесс продолжается до сих пор – по распространенности люминесцентные лампы все еще уступают классическим лампам накаливания.
И это несмотря на то, что производителям удалось существенно уменьшить их размеры. В 80-х годах разработка качественных люминофоров позволила уменьшить диаметр трубки до 12 мм. После многократного сгибания она превращалась в достаточно компактную конструкцию. Со временем масса и размеры были уменьшены еще больше, что позволило полностью заменить лампы накаливания.
Устройство компактной люминесцентной лампы
Компактная люминесцентная лампа включает два основных элемента: колбу и цоколь. В колбе размещены вольфрамовые электроды, покрытые специальным активирующим соединением – смесью окислов стронция, кальция и бария. Внутри изогнутой несколько раз колбы — инертный газ с парами ртути, который обеспечивает ионизацию и свечение после включения лампы.
Поскольку компактные люминесцентные лампы не работают напрямую от электросети, в конструкции предусмотрено специальное вспомогательное приспособление — электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА) или “электронный балласт”. Она питается высокочастотным напряжением до 50 кГц, что позволяет устранить неприятное мерцание, усилить световой поток и световую отдачу лампы. Специальный инвертор преобразует ток высокой частоты в высокочастотные импульсы.
Электронный балласт также увеличивает коэффициент мощности (практически до 1), благодаря чему лампа фактически превращается в активную нагрузку. При запуске он подогревает электроды и поддерживает номинальную мощность в случае колебания питающего напряжения. От надежности работы ЭПРА во многом зависит срок эксплуатации всей компактной люминесцентной лампы.
Принцип работы компактной люминесцентной лампы
После подачи напряжения между электродами возникает электрический заряд и лампа зажигается. Поскольку основная часть света после генерации находится в ультрафиолетовом диапазоне (порядка 98%), внутренние стенки колбы покрывают люминофором. При облучении ультрафиолетовым излучением он начинает светиться. Поэтому эффективность, цветность и другие светотехнические параметры освещения зависят от качества и состава люминофора.
В настоящее время производители используют 3-х и 5-слойные люминофоры на основе редкоземельных элементов. Такой состав в несколько десятков раз дороже аналога, который используется при изготовлении обычных люминесцентных ламп. Использование редкоземельных элементов позволяет люминофору светиться при более высокой поверхностной плотности облучения в разрядной трубке существенно меньшего диаметра.
Какие бывают компактные люминесцентные лампы
- Лампы с внешней ЭПРА. Выпускаются в двух вариантах: с 2-х штыковым цоколем со стартером и подавляющим помехи конденсатором, для включения требуется дросссель, обычно используются в светильниках; с 4-х штыковым цоколем – включаются как с дросселем, так и с ЭПРА, выпускаются в разнообразных разновидностях.
- Лампы со встроенной в цоколь ЭПРА. Выпускаются с резьбовыми соединениями Е14 (миньон) и Е27 (стандарт). Служат для прямой замены ламп накаливания в существующих приборах освещения.
Мощность компактных люминесцентных ламп может быть от 5 до 55 Вт. Самыми распространенными являются мощности от 5 до 23 Вт. С большей мощностью увеличивается размер лампы и её трудно использовать в качестве альтернативы лампам накаливания.
Цветность некоторых компактных люминесцентных ламп максимально приближена к цветовой температуре обычных ламп накаливания (около 2700ºK). Это поможет справиться с дискомфортом противникам белого цвета, которые считают, что он “ режет глаза, неуютный и холодный”.
Обычный срок службы компактной люминесцентной лампы составляет 10 тыс. часов. Некоторые производители качественной и надежной продукции обещают потребителям 15 тыс. часов. К таким брендам относятся PHILIPS, General Electric, Sylvania и OSRAM.
Компактные люминесцентные лампы не поддерживают совместную работу со светорегуляторами (диммерами). Для этого необходимо приобрести лампу со специальной ЭПРА, которая поддерживает возможность изменения светового потока. Однако стоят такие лампы дороже и найти их в продаже непросто. Это необходимо учитывать, если вы решили заменить лампу накаливания с диммером на компактную люминесцентную лампу.
Как выбрать компактную люминесцентную лампу
В любом случае не стоит гнаться за дешевым продуктом. Если лампа стоит недорого, значит, в чем-то производитель на ней сэкономил. Качественные компактные люминесцентные лампы – это сложные электронно-технические устройства, которые не могут стоить дешево. В стремлении сэкономить вы рискуете приобрести некачественную лампу с ненадежной электроникой. Лучше отдавать предпочтение надежным и проверенным производителям.
slgaz.com