Лампа дневного освещения

Лампы дневного света – это осветительные приборы, которые позволяют экономить электроэнергию по сравнению с классическими источниками света. Люминесцентные лампы применяются для освещения жилых, рабочих и производственных помещений. Их работа основывается на эффекте люминесценции. Чтобы выбрать подходящую лампочку, нужно знать конструктивные особенности и технические характеристики.

Принцип работы

Люминесцентная лампа – это газоразрядный источник света. Излучение происходит из-за реакции смеси газов, находящихся в колбе. Раньше подобные приборы практически не использовались в бытовых условиях, так как считалось, что они могут навредить зрению. Но после проведения исследований ученые пришли к выводу, что лучи отлично воспринимаются человеческим глазом. Из чего состоит люминесцентная лампа, зависит от ее предназначения. Смесь паров внутри может быть различной.

Конструктивно устройство представляет собой стеклянную трубчатую колбу, на внутреннюю поверхность которой нанесен люминофор. На торцах расположены электроды. Внутри трубки – пары ртутит и смесь газов.

Принцип работы люминесцентной лампы заключается в следующем:

• Под действием электрического поля в лампочке возникает газовый разряд.
• Ток, который проходит через пары, вызывает ультрафиолетовое излучение, из-за чего начинает светиться люминофор.

Колба сделана из стекла, которое не пропускает УФ лучи, а дает лишь видимый свет. Исключение – бактерицидные лампы, для применения которых нужно испускание ультрафиолета.

Преимущества люминесцентных ламп дневного света:

• высокая световая отдача;
• экономия электричества;
• прочность – для изготовления плафонов используются качественные материалы;
• длительность работы;
• разнообразие форм и размеров;
• широкий диапазон цветовых температур;
• создает теплый естественный свет, близкий к дневному излучению.

Недостатки:

• наличие в составе ламы вредных компонентов (ртуть);
• сложность утилизации;
• ограничения по количеству циклов включения и выключения;
• чувствительность к влажности;
• полное включение происходит не сразу;
• может гудеть и мерцать во время работы;
• зависимость стабильной работы от температуры.

Оптимальной рабочей температурой устройства является +20 градусов. Допустимый диапазон – 55 градусов, но он постоянно расширяется с развитием технологий и использованием электронных балластов.

Стоимость лампочек дневного света ниже, чем у светодиодов. Но она больше, чем у ламп накаливания или галогенных приборов.

Разновидности ламп дневного света

Классификация люминесцентных ламп может проводиться по мощности, температуре, форме, способу установки, длине. К самым распространенным относятся лампы высокого и низкого давления. Приборы высокого давления используются на улицах и в светильниках большой мощности. Лампочки низкого давления подходят для люстр в жилых и производственных помещениях.

По типу установки источники света классифицируются на следующие группы:

• подвесные;
• переносные;
• потолочные;
• настенные.

 

По строению лампы бывают:

• компактные;
• кольцевые;
• U образные;
• прямые.

Чаще всего для освещения используется кольцевая и прямая короткая или длинная лампа. Также активно применяются приборы, работающие от аккумулятора или батареек.

Область применения

Лампы дневного света получили широкое распространение благодаря своим преимуществам. Они используются для освещения в домах и квартирах, офисах, производствах и складах, в уличной подсветке и световой рекламе.

В зависимости от спектра цветопередачи лампы бывают:

• аналогичные солнечному излучению – используются в подсветке офисов, производственных цехов, административных организациях;
• с повышенной цветопередачей – подходят для выставок, галерей, музеев, больниц, организаций по продаже красителей, тканей и других художественных приспособлений;
• с повышенным излучением в красном и синем спектре – используются для подсветки аквариумов, теплиц, в магазинах растений, оранжереях;
• со смещением в синюю и УФ часть спектра – декорирование аквариумов;
• свет в УФ спектре – солярии;
• УФ излучение повышенной мощности – антибактериальные лампы.

До активного использования светодиодов люминесцентные светящиеся лампочки применялись для подсветки жидкокристаллических мониторов. Мощные люминесцентные приборы применяются в уличном освещении трасс, стадионов, площадок.

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам относятся:

• Цветопередача. Это одна из главных характеристик источника света. Определяется составом люминофора. Люминесцентные приборы имеют широкую цветовую гамму благодаря множеству различных составов. Самые распространенные для домашнего использования – устройства с цветовой температурой 2700 К, дающие теплый естественный оттенок. В рекламной и архитектурной подсветке используются приборы разных цветов – розовые, голубые.


• Цоколь. Можно выделить 2 формы цоколя в зависимости от конструкции – штырьковые и патронные. Штырьковые цоколи используются в светильниках, в которые устанавливается U образная колба. Патронные цоколи имеют классический внешний вид с резьбой разного диаметра. Применяются в домашних светильниках.
• Напряжение. Рабочее питание – 220 В, реже используется последовательное подключение дух ламп, работающее на 127 В.
• Мощность. Самые распространенные – лампы на 18 В. Есть более мощные источники для прожекторов, достигающие 80 Вт.
• Срок службы. Может достигать 40000 часов.
• КПД выше 20%.
• Физические размеры. Например, лампы Армстронг имеют стандартные размеры под ячейку 600х600 мм.
• Степень защиты от пыли и влаги. Определяет возможность безопасной работы при определенных климатических условиях.
• Материал изготовления. Пластик, металл и другие.

При выборе лампы нужно учитывать технические характеристики, а также параметры светильника, в который источник света будет установлен.

Подключение к сети

Газоразрядные источники света не могут подключаться напрямую к электросети. Это связано с тем, что в выключенном состоянии у лампы повышенное сопротивление, поэтому для зажигания нужен импульс высокого напряжения. После появления заряда у лампочки появляется отрицательное дифференциальное сопротивление, что требует включения в цепь дополнительного резистора. В ином случае источник света сломается.

Чтобы решить эти проблемы, применяются балласты. К самым распространенным относятся два вида —  электромагнитные балласты ЭмПРА и электронные балласты ЭПРА.

ЭмПРА

Устройства с электромагнитным пускорегулирующим аппаратом представляют собой дроссель, у которого есть набор индуктивных сопротивлений. Он подключается параллельно люминесцентному источнику определенной мощности. С помощью дросселя формируется запускающий импульс и ограничивается электрический ток, проходящий через лампочку. К преимуществам относятся:

• высокая надежность;
• простота конструкции;
• долгий срок службы.

Недостатки:

• длительность запуска составляет 1-3 секунды;
• требуется большее количество энергии по сравнению с ЭПРА;
• гудение;
• мерцание;
• крупные размеры;
• не работает при отрицательных температурах.

В схеме подключения используется стартер, который представляет собой неоновую лампу, подключенную параллельно конденсатору. У стартера есть 2 электрода – жесткий неподвижный и биметаллический, который изгибается при нагреве. Электроды в обычном состоянии разомкнуты, они замыкаются при подаче электрического тока.

Для создания резонансного контура параллельно подключается конденсатор с малой емкостью. Это помогает сформировать импульс большой длительности для зажигания лампочки.

ЭПРА

Электронный пускорегулирующий аппарат отличается отсутствием мигания лампочки. Он питает источник света высокочастотным напряжением, достигающем 133 кГц. Есть 2 вида ЭПРА по способу запуска:

• холодный – лампочка светится сразу же после включения, подходит для светильников, которые используются редко;
• горячий запуск – электроды прогреваются, лампа загорается через 0,5 – 1 сек.

Преимущества:

• быстрый запуск;
• потребление энергии ниже на 20-25%;
• меньше материальных затрат на утилизацию;
• наличие в продаже устройств с диммером.

По сравнению с лампами, использующими электромеханический балласт, для работы ЭПРА не требуется стартер. Балласт может самостоятельно сформировать необходимую последовательность напряжений. Есть разные способы запуска ламп. Обычно применяется подогрев катодов напряжением большей частоты, чем сетевое.

В контуре компоненты выбираются таким образом, чтобы при отсутствии заряда возникал электрический резонанс. Он приводит к повышению напряжения между катодами. Это приводит к более легкому зажиганию лампочки.

Основные неисправности

К основным причинам, по которым люминесцентные лампы дневного света выходят из строя, относятся:

• Износ вольфрамовой нити. Из вольфрамовой нити, которая покрыта активной массой, делаются электроды. Со временем покрытие разрушается и осыпается, из-за чего нить выходит из строя.
• Постоянное срабатывание стартера в лампочках с ЭмПРА. Оно напрямую связано с выгоранием электродов. При постоянном срабатывании стартеров светильник начинает мигать, что негативно сказывается на здоровье человека.
• Неисправность дросселя. Если сломался дроссель, электрический ток в цепи значительно возрастает, из-за чего резко нагреваются электроды. Под действием высоких температур электроды разрушаются, и лампа перестает работать.
• Некачественная защита в лампах с ЭПРА. В приборах с электронным балластом устанавливается схема автоматического отключения при перегорании лампы. В дешевых устройствах неизвестного производителя защита может быть некачественной или отсутствовать вовсе. Это приводит к повышению напряжения и перегоранию транзисторов балласта.
• Неправильный выбор конденсатора. Если конденсатор не подходит под мощность лампы, произойдет пробой.

Если лампа сломалась, осуществить самостоятельный ремонт сложно. Рекомендуется обратиться к специалисту или приобрести новый прибор.

Маркировка люминесцентных ламп

Есть 2 типа маркировки люминесцентных ламп – отечественная и зарубежная.

Отечественная маркировка записывается в цифробуквенном виде:

• Первая буква – Л, обозначает «лампа».
• Вторая характеризует световой поток (Д – дневной, ХБ – холодный белый, ТБ – теплый белый, ЕБ – естественный белый, Б – белый, УФ – ультрафиолет, К – красный, З – зеленый, Г – голубой, С – синий, Ж – желтый).
• Третья буква – качество цветопередачи. Бывает Ц – улучшенное качество и ЦЦ – особо высокая цветопередача.
• Четвертая буква – конструкция. А – амальгамная, К – кольцевая, У – U-образная, Б – быстрого запуска, Р – рефлектнорая.
• Цифра обозначает мощность лампы в Ватт.

Также естественный белый цвет может маркироваться символами ЛЕ — естественный и ЛХЕ – холодный естественный.

Лампы специального назначения также имеют свою маркировку. Буквами ЛН, ЛК, ЛЗ, ЛЖ, ЛР, ЛГР, ЛУФ маркируются лампы цветного свечения.

В зарубежной маркировке используется трехзначный код и подпись на английском языке. В цифровой форме записывается индекс цветопередачи (первая цифра в формате 1х10 Ra) и цветовая температура (последние 2 цифры). В домах применяются источники с маркировкой 830, 840, 930.

Утилизация лампочек

Вредные вещества, входящие в состав лампы, требуют особой утилизации прибора после выхода из строя. Выбрасывать лампы вместе с бытовым мусором запрещено – это может привести к ухудшению экологической среды.

Чтобы правильно утилизировать приборы, созданы специальные пункты сбора. Они есть в управляющих компаниях района, это прописано по закону. Сдать лампочку можно бесплатно.

Источник: StrojDvor.ru

Где применяются лампы дневного света

Люминесцентные лампы относятся к газоразрядным типам источников света. Это означает, что внутри колбы, представляющей основную массивную часть тела лампы, закачан инертный газ, через который во время работы прибора проходит постоянно горящий электрический разряд.

Газ представляет среду, внутри которой разряд будет возникать без особых проблем, при создании нужного напряжения на контактах. Горящий разряд начинает распространять во все стороны большое количество ультрафиолетового излучения, которое проходит через слои люминофора, которым покрыты внутренние стенки колбы.

Люминофор – это класс веществ, способных преобразовывать ультрафиолетовое излучение в видимую часть светового спектра. Состав люминофора варьируется, в зависимости от свечения, которое в результате необходимо получить. Чаще всего в качестве люминофора используется галофосфат кальция с добавками.

Области применения и типы люминесцентных ламп

Мы уже упомянули лампы низкого давления. Логично, что существуют и варианты высоко давления.

Лампы высокого давления обладают не самым приятным спектром для восприятия человеческим глазом, однако они способны выдавать большой световой поток на единицу потребленного ватта мощности, могут работать при отрицательных температурах. По этой причине эти источники света до сих пор применяются для освещения улиц и установок большой мощности.

Интересно знать! До недавнего времени газоразрядные лампы высокого давления удерживали первенство по светоотдаче (до 200 Люмен на Ватт). Сегодня рекорд числится за светодиодами, которые смогли перевалить за отметку в 300 Лм. Однако заметим, что в большинстве случаев рекорды установлены с применением прототипов, да и цена таких ламп по сравнению с теми же лампами дневного света просто космическая. По этой причине газоразрядные лампы нас еще окончательно не покинули.

ГРЛНД (газоразрядные лампы низкого давления) – заполнены изнутри амальгамой, ртутью и аргоном под давлением 400 Па. Они получили широкое распространение в разных сферах – бытовой, общественной и промышленной.

• Трубчатые лампы чаще всего применяют в офисах, общественных зданиях — таких как школы, детские сады, поликлиники и прочее. Также их используют в складах, мастерских и производственных цехах.

• В частном домохозяйстве они также нашли применение в быту — лампы для освещения гаража, погребов, подвалов, придомовой территории.

• В середине восьмидесятых прошлого века инженеры смогли совместить люминесцентные лампы с распространенными компактными цоколями Е14 и Е 27 винтового типа. С этого времени началась эра покорения энергосберегающими источниками освещения домов и квартир. В России этот бум пришелся приблизительно на 2007-2010 годы, однако он не продлился долго из-за того, что как раз в это время начали массово распространяться светодиоды.

• Газоразрядные лампы получили большое распространение в рекламном бизнесе – это всем известный неон. Эти лампы, конечно, не относятся к дневным источникам света, но все же.

• Лампы дневного света активно применяются в растениеводстве, и заменить их тут на 100% пока некому. Все дело в испускаемом спектре света, подбираемом специально под нужное растение.

• В аквариумистике также эти лампы используются повсеместно. Они позволяют добиться высокого блеска при хорошей рассеиваемости света.

Еще совсем недавно люминесцентные лампы применяли в качестве подсветки для ЖК мониторов и служили такие телевизоры хорошо и долго. У вашего покорного слуги до сих пор стоит и нормально работает телевизор LG, купленный в 2007 году.

Сейчас в этой сфере полностью царствуют светодиоды, имеющие менее сложную пусковую аппаратуру и габариты, что позволило сделать экраны очень тонкими.

Достоинства и недостатки ламп дневного света

Давно стало понятно, что в рациональный путь развития человечества раковой опухолью вмешалась экономическая составляющая. Причем речь не о целесообразности производства того или иного товара, а именно об экономической прибыли корпораций при минимальных затратах на производство.

Прогресс остановился и идет по направлению, указанном монополистами. Предложение рождает теперь спрос, созданный предложением.

На эту тему можно очень долго разговаривать, оперируя фактами, но давайте проведем эту беседу в отношении рассматриваемой техники, и постараемся разобраться в реальных преимуществах самых распространенных источников света.

Сразу скажем, что не претендуем на мнение в последней инстанции, просто излагаем свои простые и логичные мысли, которые, наверняка, посещали многих людей и не раз.

Маркетологи при продвижении того или иного продукта, представляют его преимущества перед конкурентами, часто оперируя на свойствах, для которых эти товары не предназначались изначально. Это как, например, сравнивать гоночный болид с дорожным седаном.

Да, первый однозначно быстрее пройдет трассу, выглядит брутально и необычно, завораживает взгляды прохожих, но…. На дорогах общего пользования он будет бесполезным – некомфортным, неудобным, неповоротливым. Попробуй постоять на таком авто в пробке.

Уловив эту мысль, начинаем сравнивать лампы.

• Мы часто слышим, как эффективно использование энергосберегающих источников света по сравнению с классическими лампами накаливания, однако этот момент до сих пор остается под вопросом. Экономия весьма спорная, да и применение в составе ламп дневного света опасных веществ, типа ртути, говорит о попутном загрязнении окружающей среды. В эту гонку ворвались светодиоды, с безопасностью, низкой температурой нагрева, невероятно долгим сроком службы, оставив всех позади.

• Итак, люминесцентная лампа обладает высоким КПД. Там, где обычная лампочка сожжет 10 Ватт энергии, эта только два, при той же интенсивности освещения. Светодиодная лампа должна использовать только 1 Ватт энергии.

Интересно знать! Сразу начнем с того, что при составлении показателей производители пользуются только лабораторными замерами, а участие в испытаниях принимают лучшие образцы. А значит, то, что такая лампа будет на прилавке магазина – крайне маловероятно. Мы же будем пользоваться собственным опытом, и каждый при желании может повторить опыты самостоятельно.

• Если сравнивать лампы в лабораторных условиях, то результат будет именно таким, но в быту в силу вступают другие законы. Ваш покорный слуга долгое время занимался монтажом керамической плитки, для чего требуется качественное освещение. Обычно использовалась переноска с лампой накаливания на 200 Ватт, чего с головой хватало для работы. Однажды она была заменена на светодиодную лампу мощностью 25 Ватт, которая должна выдавать еще больше света, но чуда не произошло. Освещение было тусклее, и появились жуткие тени, которые напрягали зрение.
• Причина в следующем – производители используют самую дешевую электронику и лампы не выдают заявленные показатели, плюс светодиодные лампы испускают узконаправленный пучок света, а значит, он не заполняет помещение равномерно, откуда и появились тени.
• Лампы дневного света рассеивают свет во все стороны, что является их несомненным плюсом, но проблема с выдаваемой мощностью остается такая же.
• Теперь рассмотрим стоимость ламп. Хорошая лампа накаливания будет стоить не более 25-40 рублей, тогда как люминесцентные и светодиодные далеко за 200-300 рублей. Сегодня рынок предлагает светодиоды за 80 рублей, но покупая подобное, стоит помнить о своем здоровье и небольшом сроке службы. Да, на них дается гарантия год, но многим больше они не прослужат, да и чеки на покупку с коробками хранят не многие.

• Люминесцентные лампы недорогого сегмента также долго не служат, так как их эффективность во многом зависит от пусковой аппаратуры.
• По классическим замерам лампа накаливания служит 1000 часов (у современных галогеновых ламп этот показатель вырос до 2000 часов), люминесцентная – 15000 часов, а светодиодная – 30000-70000 часов.
• Разрыв колоссальный, но, повторимся, такой результат достижим только при использовании высококачественной электроники и при работе в идеальных условиях, без перепадов напряжения, правильном подключении, соблюдении теплового режима и прочего. На практике уже не раз замечено, что служат люминесцентные и светодиодные лампы бюджетного сегмента 1-1,5 года. Отдельные экземпляры дотягивают до 2-3 лет, и лишь дорогая продукция выдает заявленные параметры. Лампы накаливания спокойно могут служить тот же год и два, не перегорая, если не используются постоянно.
• В итоге ситуация с экономией на освещении становится неоднозначной. Так как у ламп дневного света имеется лимит включений выключений в районе 2000 раз. То есть ставить их в места, где часто включается свет, нецелесообразно. По той же причине их не рекомендуется использовать совместно с датчиками движения. Сэкономленная электроэнергия со временем покрывает стоимость дорогих ламп, но чаще лампа должна проработать не менее года, чтобы это произошло.

В итоге делаем вывод, что для экономии нужно покупать дорогие лампы высокого качества, как это ни парадоксально, и использовать их только там, где это необходимо, где свет горит постоянно.

• Люминесцентные лампы выделяют меньше тепла, чем лампы накаливания. В борьбу попытались вклиниться светодиоды, позиционируясь как холодные источники света, но по факту тепла от них идет изрядно, просто распространяется оно в обратную сторону от светового потока, что видно на фото выше. По этой причине на мощные приборы обязательно устанавливается радиатор в основании. Если это системы освещения теплиц и аквариумов, то не обойтись без активных систем охлаждения. Так что по этому показателю люминесцентные лампы остаются самыми эффективными.

• Огромную роль для восприятия окружающего пространства человеческим глазом имеет качество цветопередачи. Эталоном считаются лампы с отметкой 100 Ra. Все, что имеет меньшее значение, начинает искажать цвета. Лампы накаливания поголовно имеют высокий показатель для своей температуры свечения, а вот светодиоды и лампы дневного света нужно правильно выбирать. И стоит ли говорит, что показатель влияет на цену.

• Спектр свечения лампы накаливания приятен для человеческого глаза. Цветовая температура составляет 2700 К, тогда как современные источники могут светить в холодном спектре – 6500 К. Спектр излучения люминесцентных ламп регулируется составом люминофора, что позволяет получить любой, нужный вариант, но есть загвоздка – он чаще линейчатый, поэтому неприятен человеческому глазу. У светодиодов низкого качества выпадает часть спектра, на которую реагирует зрачок, сужаясь. Из-за чего вредные лучи беспрепятственно попадают на сетчатку глаза, повреждая ее.

На этом преимущества люминесцентных ламп заканчиваются, и начинаются недостатки:

• Высокий КПД лампы не в состоянии быть таковым на протяжении всего срока службы. Из-за выгорания люминофора он убывает, плюс меняется световой спектр. То же самое происходит и со светодиодами.
• Оба варианта ламп имеют мерцание – частота сети, умноженная на два, то есть 100 раз в секунду. В лампы дневного света устанавливают ЭПРА (электронный пусковой регулирующий аппарат). Если встроенные в него конденсаторы имеют необходимую емкость, этот эффект удается устранить. В светодиодных лампах конденсатор является виновником появления паразитных токов. Убрать их можно при помощи специальных блоков защиты.
• Лампа дневного света не может работать напрямую от сети, поэтому ей требуется пусковая аппаратура, занимающая место. Светодиодам нужно пониженное напряжение, поэтому в конструкции обязательно присутствует трансформатор.

• С чисто технической точки зрения, лампа дневного света имеет низкий коэффициент мощности, что для сети является примером неудачной нагрузки.

Как видим, светодиоды имеют так же много недостатков, почему же тогда они продолжили развитие электроники?

Не забываем про потенциальную опасность люминесцентных источников света из-за используемой ртути, что является главной причиной невозможности утилизации своими руками. Так же они имеют прочный корпус, экологичны при производстве, лучшие показатели срока службы, и работают при отрицательных температурах.

Как правильно осветить дом

Посетители нашего сайта часто задают вопрос, сколько нужно для освещения люминесцентных ламп в ту или иную комнату, как правильно располагать источники света.

Несмотря на то, что существуют четкие регламенты по этому вопросу, ответить на него не так просто. Причина в том, что все мы по-разному воспринимаем свет и во многом должны полагаться на собственные ощущения.

Государственные стандарты лишь устанавливают минимальные значения. Измеряются они в Люксах, количество которых казано в следующей таблице.

1 Люкс – это 1 Люмен в расчете на 1 м2. То есть, чтобы получить нормативное освещение в жилой комнате 15 м2, вам нужно произвести следующий расчет: 15*150=2250 Люмен. Это совокупное количество света, которое должны выдавать лампы в комнате.

Лампа дневного света мощностью 10 Вт выдает порядка 400 Люмен, а значит, для такой комнаты необходимо минимум 6 таких ламп. Инструкция проста, но расчет приблизительный, так как нужно дополнительно учитывать расстояние от пол до ламп и прочие факторы, но он рабочий и применим для жилых комнат.

Советуем увеличить табличные показатели минимум в 1,5 раз.

В завершение предлагаем просмотреть видео-рассказ из известной телепередачи о лампах дневного света. Возможно, кто-то найдет для себя дополнительную интересную информацию.

Заключение

Сделаем выводы. С точки зрения экономической выгоды для конечного потребителя современные лампы не так однозначны, как может показаться на первый взгляд.

Наполнившая рынки низкокачественная электроника из Китая не выдерживает критики, а порой, и вовсе опасна для здоровья. Лампа дневного света эффективна, но опасность химического отравления не позволяет использовать ее массово далее. Светодиоды имеют ряд выдающихся преимуществ, но при настоящей экономии есть места, где их использования не обосновано.

Источник: Elektrik-a.su

Что такое люминесцентные лампы

Вся планета давно уже обеспокоена вопросом экономии электроэнергии. Обычные лампы накаливания уже можно признать морально устаревшими. Низкий КПД, а об энергосбережении вопрос можно и не поднимать. При их работе экономии электроэнергии просто не существует. Поэтому одним из вариантом будут газоразрядные излучатели. Они созданы в России под руководством С.И. Вавилова в 1936 году.

Лампы люминесцентные (газоразрядные) — это колба с парой электродов. Им можно придать любую форму. При подаче напряжения между электродами начинается эмиссия электронов (тлеющий разряд), создающая излучение света. Свет этот мы не можем видеть. Спектр в ультрафиолетовом диапазоне. Чтобы мы могли получить видимый свет (длина волны должна быть в пределах видимого нами спектра) внутреннюю поверхность колбы покрывается веществом, которое может излучать видимый свет – люминофором. При разряде люминофор начинает светиться. Герметичная колба заполнена инертным газом и парами ртути. Ее наличие необходимо для тлеющего разряда. Жидкий металл его усиливает. Инертный газ безвреден для человека, так как он не вступает ни в какие химические реакции. Но, ртуть – метал опасный для человека. Поэтому возникают проблемы утилизации и вопросы о том, как избежать ртутного заражения.

Принцип работы и устойство ламп

Показатели спектральной цветопередачи существенно выше, чем у раскаленной вольфрамовой     нити. Их свет дает натуральные оттенки, для глаз такое освещение более полезно, а глаза устают меньше.

Условно выделено три типа газоразрядных источников света – низкого (не более 0,01 МПа), высокого (0,1 МПа до 1 МПа) и сверхвысокого давления (более 1МПа). Они имеют значительные различия в конструкции.

При подаче напряжения электроды (катоды) разогреваются, между ними возникает тлеющий разряд, который вызывает свечение люминофорного покрытия.

Для создание ультрафиолетового излучения применяется газоразрядные источники. Их отличие состоит лишь в том, что применяется кварцевое стекло для изготовления колбы. Люминофорное покрытие отсутствует.

Обычное стекло его не пропускает. Такие приборы применяются часто в соляриях и для обеззараживания помещений.

Как подключить люминесцентную лампу

В традиционной схеме всего три элемента:

1. Сам люминесцентный источник света,
2. Стартер,
3. Дроссель.

Дроссель представляет собой обычную катушку индуктивности с наборным сердечником из пластин. Стартер – устройство, состоящее из малогабаритной неоновой лампы и конденсатора. Внутри ее колбы находятся подвижные биметаллические контакты. В момент подачи напряжения между биметаллическими контактами стартера возникает разряд, его электроды изменяют свою геометрию и замыкают цепь. Дроссель играет роль балласта. Электроды источника света прогреваются, стартер отключается, возникает тлеющий разряд, вызывающий свечение люминофора, нанесенного на внутреннюю сторону колбы. Согласно ГОСТам, схема должна включиться в течение максимум 10 секунд.

Для включения двух ламп не нужно дублировать схему. Можно использовать только один дроссель.

Обе этих схемы можно дополнить конденсатором, включенным параллельно к источнику питания. Это улучшит режим. В первой схеме параметры мощности источника света, дросселя, стартера должны совпадать. Во второй схеме параметры дросселя должны быть равны сумме мощностей двух ламп, а параметры стартеров должны соответствовать мощности каждой из ламп.

Выбор конденсатора осуществляется исходя из номинала мощности ЛЛ. Конденсатор в таком источнике света служит для компенсации реактивной мощности, и при отсутствии её учёта как бы не обязателен. Есть — хорошо, нет — ничего страшного. Не редко, при перепадах напряжения или некачественном конденсаторе происходит его возгорание. 

Люминесцентные лампы (ЛЛ)
Мощность лампы, Вт	Параллельно включенный конденсатор 250 В, мкФ
15	4.5
18	4.5
30	4.53
36	4.53
58	7.05

Существует и так называемая схема холодного старта. Она позволяет запустить даже лампу со сгоревшими электродами. Кроме того, схема с умножителем напряжения увеличивает период эксплуатации источника света.

Этот вариант несколько сложнее и применяется при мощностях не более 40 Вт. Здесь лампа питается постоянным током и включение происходит практически мгновенно, так как выпрямленное напряжение суммируется. Довольно быстро ртуть будет скапливаться в районе одного из электродов, при этом яркость падает. В этом случае достаточно поменять полярность. Конденсаторы С1 и С2 должны иметь напряжение порядка 900 В. А С3 и С4 – от 1000 В. Обычно применяют слюдяные конденсаторы. На электроды прикладывается напряжение порядка 900 Вольт. Со временем люминофор конечно же выгорит, и лампа будет подлежать замене и утилизации. Эта хороша тем, что позволят применять лампы с электродами, находящимися в обрыве.

Существуют и полностью готовые решения – ЭПРА. Это полностью полупроводниковое устройство, которое пришло на смену электромагнитной классике.

Собрать готовый светильник с ним очень просто.

На входные клеммы устройства подается напряжение питания. Выходные клеммы предназначены для непосредственного подключения лампы.

Достоинства электронного пуско-регулирующего аппарата:

• Простота подключения.
• Повышает срок эксплуатации лампы.
• Снижает время включения лампы.
• Отсутствует мерцание при запуске.
• Долговечность.

Подробнее о ЭПРА вы можите прочитать — тут

Осветители на лампах высокого давления имеют такую схему.

Дроссель выполняет роль балластного устройства. Предохранитель защищает лампу и дроссель от скачка напряжения.

Как проверить люминесцентную лампу

Неисправности могут визуально проявляться таким образом.

• Лампа не зажигается совсем.
• Наблюдается мерцание при работе.
• Мерцание перед выходом на рабочий режим.
• Гудение.
• Мерцание при горении.

Во время эксплуатации газоразрядные лампы могу потерять работоспособность. При сборке осветительного прибора на основе люминесцентных ламп иногда источник света желательно проверить до установки.

Первоначально требуется провести осмотр на наличие повреждений.  Если колба имеет повреждения, то использовать такую лампу нельзя. То же самое касается и сеточки трещин. Такая колба во время работы однозначно разрушится, а ртуть может привести к заражению помещения.

Вторым моментом следует осмотреть колбу в районе расположения электродов, там не должно быть потемнений на внутренней стороне.

Обратимся к устройству самой лампы. С двух сторон у нее размещены электроды, они делаются из вольфрама, так как это тугоплавкий металл. Для увеличения срока службы эти электроды покрываются щелочным соединением. Это способствует облегчению зажигания тлеющего разряда и защищает электроды. Часты включения и выключения влекут за собой частое нагревание и остывание защитного покрытия. Таким образом со временем оно просто отслаивается, образуются незащищенные участки на вольфрамовом электроде.  В момент запуска вольфрамовая нить разогревается неравномерно. Открытые участки разогреваются сильнее происходит сначала точечное выгорание, со временем произойдёт разрушение электрода. О начале выгорания и свидетельствует такое потемнение. Это — щелочные соединения, которые осаждаются на люминофорном слое. Но даже если электрод находится в обрыве, а колба лампы цела и люминофор не обсыпался, то лампу еще возможно какое-то время использовать. При этом применяется схема умножителя.

Если на контактах электродной нити, либо по краям самой газоразрядной лампы видно оранжевое свечение, при этом освещение не включается, то это говорит о разгерметизации колбы, внутри уже присутствует воздух.

Довольно часто причина отсутствия освещения банальна: отсутствие контакта. Дело в том, что контактные пластины и контактные штырьки для подключения электродов окисляются. Иногда они могут просто быть ослаблены. Восстанавливается это достаточно быстро, их следует почистить при помощи мелкозернистой наждачки, либо жидкости на основе спирта. Отлично подходит для этих целей изопропиловый спирт (он же изопропанол). Также не произойдет розжига при низких температурах (менее минус 50 градусов Цельсия) и при скачках напряжения свыше семи процентов.

Целостность электродов можно проверить еще и мультиметром. Режим прозвонки (значок диода на приборе). В случае целостности контактов, Вы услышите писк, как при замыкании щупов. Можно воспользоваться режимом омметра, прибор должен показать сопротивление 3-16 Ом. В случае индикации бесконечного сопротивления электрод находится в обрыве и в традиционных схемах (также как и с ЭПРА) использование принципиально невозможно.

При использовании классической схемы со стартером и дросселем, лампу, у которой хотя бы один из электродов находится в обрыве зажечь не удастся. Если балластный дроссель находится в обрыве, то лампа также не загорится. Исправный дроссель должен обладать сопротивлением 60 Ом, плюс-минус 5 Ом. Вышедший из строя дроссель можно определить «на глаз» по косвенным признакам: характерный запах, пятна.

Типы цоколей ламп дневного света

Вне зависимости от конструкции лампы, она в любом случае будет оборудована цокольными элементами. Это обязательный элемент. Они служат для подключения и подачи электрического тока на электроды осветительного прибора. Цоколь предназначен для надежного крепления и обеспечения контакта. При покупке обязательно надо обратить внимание на тип цоколя, в противном случае просто не удастся установить лампу. Цоколь и патрон обязательно должны взаимно соответствовать.

Классифицировать их можно на две большие категории: резьбовые и штыревые. В последнее время резьбовые имеют более широкое распространение. Их можно назвать классикой. В быту они используются без каких-либо переделок патрона, т.е. люминесцентную лампу с цоколем Е14 и Е27 можно применить вместо обычных ламп накаливания. Основными техническими показателями являются диаметр и расстояние между витками.

Штыревые цоколи люминесцентных ламп расположены как правило у торцов источника света. Это могут быть и прямые, и U-образные лампы.

Маркировка и технические характеристики

Напряжение в сети питания переменного тока в разных странах различается. К примеру, в странах бывшего СССР принято значение 220 Вольт, в США, Японии и других странах – 110 Вольт.

У нас востребованы осветительные приборы с цоколями Е14, Е27, Е40. Обычно маркировка осуществляется в формате Ехх. Буква «Е» — общепринятая, от фамилии изобретателя Эдисона (Edison). А хх – это цифры, означающие диаметр в мм.

Е14 – самый маленький из упомянутых. Обычно для небольших лампочек в виде свечи. Может применяться для подсветки и маленьких светильников.

Е27 – основной для нашей страны. Сейчас он применяется и для ламп накаливания, энергосберегающих и светодиодных.

Е40 – в быту практически не встречаются и предназначены для мощных осветителей. В основном он принят на производственных предприятиях, где света должно быть много. Или, например, уличное освещение.

Есть еще и Е10, но он применяется для низковольтных ламп накаливания, например может применяться в елочных гирляндах. Лампы с таким цоколем не применяются для освещения, только для декоративных целей.

На лампах со штыревым цоколем маркировка в обязательном порядке содержит латинскую букву G. После идут цифры, которые означают дистанцию между центрами штырьков в миллиметрах. Перед цифрами может дополнительно размещаться одна из букв U, X, Y, Z.

Существует российская и международная маркировка осветительных приборов.

Последние три цифры маркировки характеризуют световой поток, который дает конкретный осветитель: на картинке 8 – это цветопередача, 40 (две последние) – это цветовая температура. В данном случае индекс цветопередачи равен 80Ra, а цветовая температура 4000 К. Здесь значение 840 можно трактовать как лампа белого света для рабочих поверхностей с очень хорошей цветопередачей и светотдачей. Такие применяются в жилых помещениях и для работы. Цветовую температуру лучше выбирать не менее 4000 К. Обычный дневной свет имеет этот показатель в диапазоне от 5000 К до 6500 К. При цветовой температуре в 2700 К предметы, на которые падает свет, визуально могут иметь коричневый оттенок. Чем больше первая цифра, тем лучше и комфортнее глазу.

Российская маркировка представлена в рисунке ниже.

Спектр излучения люминофора для люминесцентных ламп

Человек способен видеть излучение в диапазоне от 380 до 780 нм. Свет – это энергия в различных диапазонах излучения. Солнечный свет включает в себя не только видимый человеком диапазон. Имеются еще инфракрасный и ультрафиолетовый. Обычно источники света в жилых и рабочих помещениях снабжены УФ-фильтрами. Такое решение снижает вредное для кожи излучение.

Существуют и специальные лампы для бактерицидной обработки помещения, так как раз и необходимо отсутствие УФ-фильтра.

Обычно люминесцентные лампы дают световой поток спектрально приближенный к обычному солнечному свету.

Левая часть изображение показывает спектр солнечного света. Правая – спектр хорошей лампы дневного света. Можно увидеть, что спектрально они похожи.  Свет солнца имеет более ровную характеристику. Свет ЛЛ имеет ярко выраженный пик в зеленой части, и резкий спад в красной части. Спектр свечения многих люминесцентных ламп захватывает весь видимый диапазон. Дорогие лампы захватывают часть инфракрасного и ультрафиолетового диапазона. Чем ближе искусственный свет по спектру к естественному, тем более он благоприятен для человека. Соответственно, показатели жизнедеятельности будут выше. Это уже доказано физиологическими исследованиями. Поэтому рекомендуется для рабочих мест и в жилых помещениях применять источники света спектр которых приближен к солнечному. В некоторых случаях люминесцентные источники света будут более предпочтительны даже в сравнении со светодиодными.

Какую люминесцентную лампу стоит выбрать

Сейчас в продаже много разных источников света. Продуманное расположение источников света создает чувство комфорта. Сложность выбора состоит в том, необходимо рассматривать не только мощностные параметры, но и цветопередачу, спектральный диапазон. С яркостью все понятно, чем больше мощность, тем больше яркость. В этом случае все зависит от линейных размеров освещаемого помещения. Если их сравнить с обычными лампами накаливания, то при равной мощности ККЛ (компактная люминесцентная лампа) имеет яркость в среднем в пять раз выше.

Цветовая температура должна коррелировать с конкретными нуждами. Цветовая температура — Важный параметр. 2700 К – это тепло-желтый свет, 4200 – обычный белый, а 6400К – холодный синий. Для глаз наиболее комфортно от 4000 К до 5000К. Существуют также осветители с различным окрасом люминофорного слоя. Это уже для дизайнерского креатива в оформлении помещений.

Сейчас много разных форм и конфигураций люминесцентных источников света для создания оформления. Теоретически возможно создать любую форму для дизайнерского проекта.

Преимущества и недостатки

Изучив материалы по газоразрядным осветительным приборам, можно понять их особенности. Такие лампы используются несколько десятилетий, можно сказать, что они уже достигли своего предела совершенствования и создать источник света, который будет еще лучше, на этих же физических принципах работы, уже невозможно.

Мы надеемся, что статья была полезна читателям.

Источник: vamfaza.ru

Принцип работы

Люминесцентная лампа – это газоразрядный источник света. Излучение происходит из-за реакции смеси газов, находящихся в колбе. Раньше подобные приборы практически не использовались в бытовых условиях, так как считалось, что они могут навредить зрению. Но после проведения исследований ученые пришли к выводу, что лучи отлично воспринимаются человеческим глазом. Из чего состоит люминесцентная лампа, зависит от ее предназначения. Смесь паров внутри может быть различной.

Конструктивно устройство представляет собой стеклянную трубчатую колбу, на внутреннюю поверхность которой нанесен люминофор. На торцах расположены электроды. Внутри трубки – пары ртутит и смесь газов.

Принцип работы люминесцентной лампы заключается в следующем:

• Под действием электрического поля в лампочке возникает газовый разряд.
• Ток, который проходит через пары, вызывает ультрафиолетовое излучение, из-за чего начинает светиться люминофор.

Колба сделана из стекла, которое не пропускает УФ лучи, а дает лишь видимый свет. Исключение – бактерицидные лампы, для применения которых нужно испускание ультрафиолета.

Преимущества люминесцентных ламп дневного света:

• высокая световая отдача;
• экономия электричества;
• прочность – для изготовления плафонов используются качественные материалы;
• длительность работы;
• разнообразие форм и размеров;
• широкий диапазон цветовых температур;
• создает теплый естественный свет, близкий к дневному излучению.

Недостатки:

• наличие в составе ламы вредных компонентов (ртуть);
• сложность утилизации;
• ограничения по количеству циклов включения и выключения;
• чувствительность к влажности;
• полное включение происходит не сразу;
• может гудеть и мерцать во время работы;
• зависимость стабильной работы от температуры.

Оптимальной рабочей температурой устройства является +20 градусов. Допустимый диапазон – 55 градусов, но он постоянно расширяется с развитием технологий и использованием электронных балластов.

Стоимость лампочек дневного света ниже, чем у светодиодов. Но она больше, чем у ламп накаливания или галогенных приборов.

Разновидности ламп дневного света

Классификация люминесцентных ламп может проводиться по мощности, температуре, форме, способу установки, длине. К самым распространенным относятся лампы высокого и низкого давления. Приборы высокого давления используются на улицах и в светильниках большой мощности. Лампочки низкого давления подходят для люстр в жилых и производственных помещениях.

По типу установки источники света классифицируются на следующие группы:

• подвесные;
• переносные;
• потолочные;
• настенные.

 

По строению лампы бывают:

• компактные;
• кольцевые;
• U образные;
• прямые.

Чаще всего для освещения используется кольцевая и прямая короткая или длинная лампа. Также активно применяются приборы, работающие от аккумулятора или батареек.

Область применения

Лампы дневного света получили широкое распространение благодаря своим преимуществам. Они используются для освещения в домах и квартирах, офисах, производствах и складах, в уличной подсветке и световой рекламе.

В зависимости от спектра цветопередачи лампы бывают:

• аналогичные солнечному излучению – используются в подсветке офисов, производственных цехов, административных организациях;
• с повышенной цветопередачей – подходят для выставок, галерей, музеев, больниц, организаций по продаже красителей, тканей и других художественных приспособлений;
• с повышенным излучением в красном и синем спектре – используются для подсветки аквариумов, теплиц, в магазинах растений, оранжереях;
• со смещением в синюю и УФ часть спектра – декорирование аквариумов;
• свет в УФ спектре – солярии;
• УФ излучение повышенной мощности – антибактериальные лампы.

До активного использования светодиодов люминесцентные светящиеся лампочки применялись для подсветки жидкокристаллических мониторов. Мощные люминесцентные приборы применяются в уличном освещении трасс, стадионов, площадок.

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам относятся:

• Цветопередача. Это одна из главных характеристик источника света. Определяется составом люминофора. Люминесцентные приборы имеют широкую цветовую гамму благодаря множеству различных составов. Самые распространенные для домашнего использования – устройства с цветовой температурой 2700 К, дающие теплый естественный оттенок. В рекламной и архитектурной подсветке используются приборы разных цветов – розовые, голубые.
• Цоколь. Можно выделить 2 формы цоколя в зависимости от конструкции – штырьковые и патронные. Штырьковые цоколи используются в светильниках, в которые устанавливается U образная колба. Патронные цоколи имеют классический внешний вид с резьбой разного диаметра. Применяются в домашних светильниках.
• Напряжение. Рабочее питание – 220 В, реже используется последовательное подключение дух ламп, работающее на 127 В.
• Мощность. Самые распространенные – лампы на 18 В. Есть более мощные источники для прожекторов, достигающие 80 Вт.
• Срок службы. Может достигать 40000 часов.
• КПД выше 20%.
• Физические размеры. Например, лампы Армстронг имеют стандартные размеры под ячейку 600х600 мм.
• Степень защиты от пыли и влаги. Определяет возможность безопасной работы при определенных климатических условиях.
• Материал изготовления. Пластик, металл и другие.

При выборе лампы нужно учитывать технические характеристики, а также параметры светильника, в который источник света будет установлен.

Подключение к сети

Газоразрядные источники света не могут подключаться напрямую к электросети. Это связано с тем, что в выключенном состоянии у лампы повышенное сопротивление, поэтому для зажигания нужен импульс высокого напряжения. После появления заряда у лампочки появляется отрицательное дифференциальное сопротивление, что требует включения в цепь дополнительного резистора. В ином случае источник света сломается.

Чтобы решить эти проблемы, применяются балласты. К самым распространенным относятся два вида —  электромагнитные балласты ЭмПРА и электронные балласты ЭПРА.

ЭмПРА

Устройства с электромагнитным пускорегулирующим аппаратом представляют собой дроссель, у которого есть набор индуктивных сопротивлений. Он подключается параллельно люминесцентному источнику определенной мощности. С помощью дросселя формируется запускающий импульс и ограничивается электрический ток, проходящий через лампочку. К преимуществам относятся:

• высокая надежность;
• простота конструкции;
• долгий срок службы.

Недостатки:

• длительность запуска составляет 1-3 секунды;
• требуется большее количество энергии по сравнению с ЭПРА;
• гудение;
• мерцание;
• крупные размеры;
• не работает при отрицательных температурах.

В схеме подключения используется стартер, который представляет собой неоновую лампу, подключенную параллельно конденсатору. У стартера есть 2 электрода – жесткий неподвижный и биметаллический, который изгибается при нагреве. Электроды в обычном состоянии разомкнуты, они замыкаются при подаче электрического тока.

Для создания резонансного контура параллельно подключается конденсатор с малой емкостью. Это помогает сформировать импульс большой длительности для зажигания лампочки.

ЭПРА

Электронный пускорегулирующий аппарат отличается отсутствием мигания лампочки. Он питает источник света высокочастотным напряжением, достигающем 133 кГц. Есть 2 вида ЭПРА по способу запуска:

• холодный – лампочка светится сразу же после включения, подходит для светильников, которые используются редко;
• горячий запуск – электроды прогреваются, лампа загорается через 0,5 – 1 сек.

Преимущества:

• быстрый запуск;
• потребление энергии ниже на 20-25%;
• меньше материальных затрат на утилизацию;
• наличие в продаже устройств с диммером.

По сравнению с лампами, использующими электромеханический балласт, для работы ЭПРА не требуется стартер. Балласт может самостоятельно сформировать необходимую последовательность напряжений. Есть разные способы запуска ламп. Обычно применяется подогрев катодов напряжением большей частоты, чем сетевое.

В контуре компоненты выбираются таким образом, чтобы при отсутствии заряда возникал электрический резонанс. Он приводит к повышению напряжения между катодами. Это приводит к более легкому зажиганию лампочки.

Основные неисправности

К основным причинам, по которым люминесцентные лампы дневного света выходят из строя, относятся:

• Износ вольфрамовой нити. Из вольфрамовой нити, которая покрыта активной массой, делаются электроды. Со временем покрытие разрушается и осыпается, из-за чего нить выходит из строя.
• Постоянное срабатывание стартера в лампочках с ЭмПРА. Оно напрямую связано с выгоранием электродов. При постоянном срабатывании стартеров светильник начинает мигать, что негативно сказывается на здоровье человека.
• Неисправность дросселя. Если сломался дроссель, электрический ток в цепи значительно возрастает, из-за чего резко нагреваются электроды. Под действием высоких температур электроды разрушаются, и лампа перестает работать.
• Некачественная защита в лампах с ЭПРА. В приборах с электронным балластом устанавливается схема автоматического отключения при перегорании лампы. В дешевых устройствах неизвестного производителя защита может быть некачественной или отсутствовать вовсе. Это приводит к повышению напряжения и перегоранию транзисторов балласта.
• Неправильный выбор конденсатора. Если конденсатор не подходит под мощность лампы, произойдет пробой.

Если лампа сломалась, осуществить самостоятельный ремонт сложно. Рекомендуется обратиться к специалисту или приобрести новый прибор.

Маркировка люминесцентных ламп

Есть 2 типа маркировки люминесцентных ламп – отечественная и зарубежная.

Отечественная маркировка записывается в цифробуквенном виде:

• Первая буква – Л, обозначает «лампа».
• Вторая характеризует световой поток (Д – дневной, ХБ – холодный белый, ТБ – теплый белый, ЕБ – естественный белый, Б – белый, УФ – ультрафиолет, К – красный, З – зеленый, Г – голубой, С – синий, Ж – желтый).
• Третья буква – качество цветопередачи. Бывает Ц – улучшенное качество и ЦЦ – особо высокая цветопередача.
• Четвертая буква – конструкция. А – амальгамная, К – кольцевая, У – U-образная, Б – быстрого запуска, Р – рефлектнорая.
• Цифра обозначает мощность лампы в Ватт.

Также естественный белый цвет может маркироваться символами ЛЕ — естественный и ЛХЕ – холодный естественный.

Лампы специального назначения также имеют свою маркировку. Буквами ЛН, ЛК, ЛЗ, ЛЖ, ЛР, ЛГР, ЛУФ маркируются лампы цветного свечения.

В зарубежной маркировке используется трехзначный код и подпись на английском языке. В цифровой форме записывается индекс цветопередачи (первая цифра в формате 1х10 Ra) и цветовая температура (последние 2 цифры). В домах применяются источники с маркировкой 830, 840, 930.

Утилизация лампочек

Вредные вещества, входящие в состав лампы, требуют особой утилизации прибора после выхода из строя. Выбрасывать лампы вместе с бытовым мусором запрещено – это может привести к ухудшению экологической среды.

Чтобы правильно утилизировать приборы, созданы специальные пункты сбора. Они есть в управляющих компаниях района, это прописано по закону. Сдать лампочку можно бесплатно.

Источник: StrojDvor.ru