Люминесцентные источники дневного света пришли на смену намного менее эффективным аналогам, в частности, лампам накаливания. Они характеризуются немалым количеством плюсов, которые могут перевесить недостатки. Учитывая сравнительно небольшую стоимость, такие осветительные элементы сегодня применяются довольно широко.

Принцип действия и строение

Функционируют лампы дневного света по принципу явления люминесценции. Для этого внутренние стенки колбы должны быть покрыты люминофором. Это специальное вещество, которое поглощает ультрафиолетовый свет, и выдает видимое глазу свечение. Следует отметить, что УФ-излучение продуцируется в результате прохождения электрического заряда через газообразное наполнение колбы (инертный газ, пары ртути).

Основные элементы конструкции: колба, внутри которой находятся электроды; цоколь в количестве 1 или 2 шт. в зависимости от исполнения лампы; пускорегулирующий аппарат. Последний из названных элементов может быть встроенным или вынесенным.


Боле новый и совершенный вариант – электронный ПРА, но люминесцентные источники дневного света линейного типа сегодня часто оснащаются вынесенными электромагнитными ПРА.

В состав пускорегулирующего аппарата входит дроссель и стартер. Задача первого из названных узлов – ограничение силы тока до нужного значения, стартер же ответственен за более быстрый нагрев электродов, а значит, и ускоренное срабатывание лампы.

Схема включения источника света более новых моделей (Т 5 или Т8):

Схема включения источника света более новых моделейПроцесс включения осветительного элемента обеспечивается посредством реализации основных этапов:

  • нагрев электродов;
  • процесс поджига, для которого требуется высоковольтный импульс;
  • стабилизация напряжения, благодаря чему обеспечивается нормальный и достаточно щадящий режим работы осветительного элемента.

Кроме того, современные люминесцентные лампы защищены от перегорания, что позволяет избежать необходимости частой замены источников света.

Какие существуют виды?

Различают несколько разновидностей, отличных по форме колбы:

  1. линейные (прямые) исполнения;
  2. кольцевые;
  3. U-образные.

Люминесцентные источники дневного света встречаются в разных вариациях, отличных по длине изделия. Это может быть колба 450, 600, 900, 1200, 1500 мм. Примечательно, что по значению данного параметра можно определить уровень мощности лампы.


Устройство лампы дневного светаЭто значит, что между указанными характеристиками наблюдается прямая зависимость. Чем больше длина, тем выше величина создаваемой нагрузки. Например, исполнение длиной 450 мм характеризуется мощностью 15 Вт, а в конструкции 900 мм уровень нагрузки равен 30 Вт.

Люминесцентные источники дневного света представлены разными исполнениями, которые отличаются диаметром колбы:

  • Т4;
  • Т5;
  • Т8;
  • Т10;
  • Т12.

В обозначении зашифрован размер изделия в дюймах (например, диаметр 4/8 для Т4). Еще одна особенность заключается в том, что линейные лампы обычно оснащаются штырьковым типом держателя в единственном варианте – G13. В обозначении этого цоколя скрыта информация о расстоянии между штырьками (13 мм). Соответственно, при выборе светильников нужно учитывать этот нюанс.

Разновидности лампПонятие «лампочки дневного света» строится на основной характеристике – цветовой температуре изделия. Так, данный род осветительных элементов характеризуется температурой света в пределах от 5 000 до 6 500 К. Но качество освещения обеспечивает еще и уровень яркости источника света: чем ниже интенсивность излучения, тем сильнее будут искажены цвета.

Основные технические характеристики


Оценка эффективности работы осветительных элементов данного вида осуществляется на основании соответствия их параметров тем условиям, при которых планируется эксплуатация. Люминесцентные лампы отличаются такими характеристиками:

  1. Обозначение изделия. Дневной свет определяется буквой Д.
  2. Диаметр колбы. Данный параметр влияет на продолжительность работы: чем больше его значение, тем дольше будет функционировать изделие.
  3. Значение мощности, благодаря чему определяется возможность лампочки осветить требуемый участок. Если сравнить с лампой накаливания, то рассматриваемый аналог экономит до 80% энергии благодаря невысокому уровню мощности.
  4. Тип цоколя. В линейных исполнениях обычно применяется держатель G13.
  5. Напряжение источника питания. Различают люминесцентные лампы, которые рассчитаны на 220 или 127 В.
  6. Форма колбы.
  7. Цветовая температура. В зависимости от модели осветительный элемент может характеризоваться температурой в пределах от 5 000 К и выше.
  8. Индекс цветопередачи – показывает, насколько качественное освещение.
  9. Диаметр трубки.
  10. Световой поток изделия.

Как видно, характеристик довольно много, но зато все они в совокупности позволяют более точно подобрать осветительный элемент в соответствии с условиями эксплуатации.

Плюсы и минусы ламп данного вида

Люминесцентные источники света выделяются на фоне галогенных ламп и аналогов с нитью накаливания благодаря следующим преимуществам:


  • высокий КПД;
  • отличная светоотдача, что позволяет при небольшой мощности выдавать яркий свет;
  • качество освещения (рассеянное свечение);
  • низкое энергопотребление, опять же, если сравнивать с лампами накаливания;
  • долговременная эксплуатация (в среднем 6 000-9 000 часов), при условии соблюдения идеальных условий работы подобные лампочки способны функционировать в несколько раз дольше (до 20 000 часов).

Ртутьсодержащие источники света имеют главный недостаток – наличие опасных веществ в составе газообразного наполнения. Содержание ртути в колбе линейного осветительного элемента может достигать 1 г на единицу изделия. Учитывая довольно крупные габариты и тонкое стекло, из которого изготовлена колба, нужно обращаться с такими лампочками предельно осторожно. Другие минусы:

  • узкий диапазон рабочих температур, так как осветительные элементы данного вида характеризуются снижением интенсивности свечения в условиях холода, а при минусовой температуре такая лампочка может вовсе не включиться;
  • мерцание, что обусловлено конструктивными особенностями, отчасти данную проблему решает электронный пускорегулирующий аппарат;
  • спустя некоторый отрезок времени люминесцентные лампы светят хуже, что обусловлено выработкой слоя люминофора, а в результате изменяется цветовая температура.

Как видно, проблем, связанных с работой подобных осветительных элементов, немало. Но все же они продолжают использоваться благодаря относительной экономичности и более высокой эффективности, чем лампы накаливания.

Критерии выбора

Перед покупкой следует принять во внимание особенности помещения (площадь, возможность установки крупногабаритного источника света), на основании чего подбирается осветительный элемент нужной модели.

В первую очередь следует учесть мощность изделия, цветовую температуру, значение питающего напряжения. Остальные характеристики являются второстепенными, но при этом не менее важными: диаметр, длина и форма трубки, индекс цветопередачи, световой поток.

Качество сборки должно быть высоким, учитывая присутствие опасных веществ в составе газообразного наполнения. Сегодня можно купить линейные источники света по небольшой цене даже от известных и надежных производителей – Osram стоимостью в пределах 60-100 руб. Причем указана ценовая категория изделий большой мощности и наиболее крупных габаритов (1 500 мм).

Нюансы эксплуатации и утилизации

Особенностей в работе линейных ламп немало: не моментальное срабатывание; иногда требуется повторное включение из-за того, что не произошел поджиг; мерцание; затруднительная эксплуатация в условиях низких температур, а порой и полное отсутствие реакции при коммутации.


Кроме того, есть и другие проблемы, а именно, необходимость утилизации источника света при повреждении колбы или после окончания срока службы.

Чтобы упростить себе задачу, рекомендуется сразу отметить дату покупки лампочки, чтобы своевременно утилизировать ее. Но вполне можно оценить качество освещения и, заметив снижение интенсивности светового потока, убрать вышедший из строя прибор.

Запрещается просто выбрасывать лампочку в бытовой мусор, так как внутри содержатся пары ртути. Поэтому такие осветительные элементы следует сдавать в соответствующие организации, которые занимаются утилизацией опасных отходов, в том числе и ртутьсодержащих источников света.

Таким образом, люминесцентные лампы во многом упрощают жизнь, однако, с другой стороны, отмечается довольно много минусов. Но если использовать аналоги с нитью накаливания уже нет желания, есть возможность обратить свое внимание на данный вид осветительных элементов. Их цена вполне приемлема, а срок службы очень продолжительный. Значит, экономия отмечается благодаря низкому уровню энергопотребления и долговременной эксплуатации.

proosveschenie.ru

Из чего состоят лампы дневного света

Сама лампа состоит из стеклянной колбы, которая может быть различной формы и диаметра. По своему строению и виду они делятся:

  • компактные с цоколем Е 14 и Е 27;
  • кольцевые;
  • U- образные;
  • прямые.

Независимо от внешнего вида, каждая из ламп дневного света имеет внутри электроды, специальное люминесцентное покрытие, закачанный инертный газ с парами ртути. Из-за того, что электроды накаляются, происходит периодическое зажигание инертного газа, поэтому люминофор светится. Учитывая, что спирали могут при кратковременном разогреве перегреваться и сгорать, в этих приборах используется стартер для ламп дневного света. Стоит отметить и тот факт, что спирали в осветителях дневного света небольшого размера, им не подходит стандартное напряжение, поэтому устанавливаются специальные приборы – дроссели, задачей которых является ограничение номинального значения силы тока.

Принцип работы люминесцентной лампы

Как работает лампа дневного светаКогда осветитель подключается к сети, происходит автоматическая подача сетевого напряжения в 220 В на схему, далее оно следует на стартер. Так как контакты еще разомкнуты, то полное напряжение через прибор не идет, а попадает на дроссель, где колеблется около нуля. Этого напряжения достаточно, чтобы произошел розжиг разряда в лампочке. Как только биметаллический электрод стартера разогреется, он загибается и происходит замыкание электрической цепи, нити в люминесцентной лампе загораются. Это приводит к запуску в работу самой лампы.


В качестве электродов в дневных лампах установлены вольфрамовые нити накала. На них обязательно наносится специальное покрытие защитной пастой. Через некоторое время эта паста сгорает, что влечет перегорание нити накала. Если хотя бы одна из нитей перегорит, осветитель выходит из строя и зажигаться не будет.

Как правильно подключить осветительный прибор

Существуют схемы подключения ламп дневного света. Они очень простые и не вызывают трудности даже у неопытного человека. Для одного источника света достаточно, на собранную схему, подать напряжение через клеммы. Оно последует на дроссель, далее, на первую спираль. Затем, включается стартер, он реагирует на поступивший ток, и пропускает его дальше на вторую спираль, подключенную к клемме.

Некоторые специалисты рекомендуют устанавливать конденсаторы, которые выполняют функцию сетевого фильтра. Он помогает уменьшить потребление электроэнергии, так как гасит частично мощность, вырабатываемую дросселем.

Если вам необходимо установить несколько приборов дневного света, то схемы подключения немного изменятся. Все лампы будут соединяться последовательно. Будет использоваться несколько стартеров, для каждого источника отдельно. Если вы хотите установить две лампы на один дроссель, то необходимо прочитать номинальную мощность, которая указывается на корпусе. Если мощность дросселя составляет 40 Вт, то к нему подсоединяются только два прибора с мощностью в 20 Вт.


Разработаны схемы подключения ламп без использования стартера. Их заменяют электронные балластные устройства. В таком варианте прибор дневного света включается мгновенно, нет моргания, как при включении стартера.

Подключить электронные балласты легко. Для этого достаточно ознакомиться с инструкцией, которая находится на корпусе прибора. В таких инструкциях указана схема подключения, какие контакты лампы должны быть соединены с соответствующими клеммами. Стоит отметить, что многие специалисты считают, что именно такой способ имеет большие преимущества:

  • вам не нужно наличие дополнительных элементов для управления и подключения стартера;
  • работа лампы без стартера продолжительней, так как исключается установка соединительных проводов прибора и стартера, которые часто и быстро выходят из строя.

Стоит отметить, что подключение ламп дневного накаливания не вызывает особого труда, так как в комплекте с прибором идут все необходимые элементы устройства и схемы их сборки. Вам не нужно что-то покупать дополнительно и выдумывать, или отыскивать схемы сборки устройства.

Поломки лампы дневного света, ремонт и замена


Частые проблемы с лампамиКак только вы обнаружили проблемы в работе устройства, необходимо выяснить причины неисправности, и определиться: нужна ли полная замена лампы, или достаточно поставить новый элемент. Самыми распространенными неполадками являются проблемы в работе стартера или дросселя. Когда лампа при включении зажигается лишь с одной стороны, то необходимо перевернуть ее таким образом, чтобы вход несветящейся части стал на противоположное место. В случае когда лампа продолжает светить так же, то ее можно выбросить — она неисправна.

Часто встречаются неполадки, когда светятся два конца лампы, а вся она не зажигается. Это может свидетельствовать о неисправности стартера, проводки или патрона. Начните проверку со стартера. Если он исправен, то начинайте работу с проводкой, возможно, в ней возникли замыкания.

Если лампа при включении загорается тусклым светом, а через несколько минут начинает пульсировать и вообще гаснет, то это свидетельствует о попадании в колбу воздуха. В таком случае требуется замена прибора.

Как работает дроссель, основные признаки поломки

Некоторые лампы резко и мгновенно зажигаются, но после нескольких часов работы, края источника света темнеют. На такую работу стоит сразу обратить внимание. Это свидетельствует о быстром выходе из строя прибора. Причиной поломки станет проблема в работе дросселя: пусковой и рабочий ток имеют показатели, превышающие норму. Для точной диагностики неполадки достаточно воспользоваться вольтметром, и проверить величину пускового и рабочего тока. Чаще всего специалисты находят неисправности нескольких катодов.

Некоторые пользователи наблюдают, что в лампе дневного света периодически вьется змейка. Это также указывает на проблемы в работе дросселя. В источник поступает электрическое напряжение, но разряд внутри неравномерный. Здесь также достаточно проверить величину пускового и рабочего напряжения, и при обнаружении превышения, заменить дроссель на новый.

Основные проблемы в работе стартера

Замена стартераКогда владелец лампы дневного света наблюдает картину постоянно или периодически гаснущего прибора, то это указывает на проблемы в работе стартера и лампы. Для точной диагностики неполадок, необходимо проверить входящее напряжение в приборе. Если его параметры гораздо выше, то достаточно заменить только лампу. Обязательно измеряйте напряжение и в стартере. Если оно ниже нормы, то необходима замена стартера.

В случае, если светильник дневного света начинает функционировать тускло, то это признак резкого снижения тока внутри до критического уровня. Это свидетельствует о неполадках дросселя. Когда вы измерили в нем напряжение и убедились, что причин к неправильной работе нет, то, возможно, ваш источник света отслужил свой срок, количество ртути внутри снизилось до минимума. Необходима замена самой колбы.

Если в лампах перегорает спираль, то это указывает на поломку или повреждение дросселя. Чаще всего – это проблемы или изнашивание изоляции. Как только источник дневного света перестает нормально работать, необходимо его сразу отключить от электричества, и найти причины поломки. Не стоит многократно пытаться включать прибор, так как поломка одного элемента, влечет проблемы в работе или выход из строя и других частей прибора.

Важно понять главное — при установке лампы дневного света, схемами подключения нужно оперировать грамотно. Только в этом случае не возникнет проблем и прибор будет функционировать качественно.

elektro.guru

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ ДНЕВНОГО СВЕТА

Эти приборы относятся к газоразрядным источникам света. Длительное время они выпускались исключительно в форме длинных стеклянных трубок, на концах которых располагались контакты для подключения к светильнику.

Люминесцентные лампы дневного света

Трубка лампы дневного света заполнена инертным газом – аргоном, кроме этого, внутри неё находится небольшое количество ртути.

Зажигание происходит при пробое промежутка между электродами, находящимися на краях трубки. Тлеющий дуговой разряд, происходящий в аргоне с присутствием паров ртути, вызывает выделение ультрафиолетового излучения.

Внутренняя поверхность трубки покрыта специальным веществом – люминофором, основу которого составляют соединения фосфора. При поглощении ультрафиолетового излучения, люминофор излучает электромагнитные волны видимого спектра. Для изменения цветовой температуры освещения, в люминофор могут вводиться дополнительные вещества, придающие свечению определённые оттенки.

Бытует мнение, что чем ближе искусственное освещение по спектру и цветовой температуре к естественному дневному солнечному свету, тем комфортнее ощущает себя человек. Несмотря на это, вряд ли найдётся много людей, ощущающих себя более комфортно при освещении люминесцентными источниками дневного света, чем под обычными лампами накаливания.

На это повлияло наличие некоторых преимуществ:

  • повышенная светоотдача на 1 ватт мощности, превышающая аналогичный показатель лампочек накаливания приблизительно в 5 раз;
  • более длительный срок службы;
  • малое тепловыделение.

Главной причиной высокой популярности люминесцентных ламп на производственных объектах является экономическая эффективность. Необходимый уровень освещённости при их использовании вместо ламп накаливания достигается при меньших в 5 раз затратах электроэнергии.

Кроме этого, газоразрядные источники света, ввиду относительно большой поверхности светового излучения, создают заливающее освещение, не образующее тень.

Несмотря на эти преимущества, в бытовой сфере всеобщего перехода на люминесцентные светильники не случилось. Одна из причин уже была названа – это «неуютность» создаваемого ими освещения.

Вторая причина заключалась в том, что трубчатые исполнения предназначались для использования в специальных светильниках. Их дизайнерское оформление оставляло желать лучшего и на замену люстр в жилых помещениях они не годились.

Интересная метаморфоза произошла с люминесцентными лампами, когда кому-то пришла в голову идея свернуть газоразрядную трубку в спираль и снабдить её цоколем типа Е27 для обычных патронов. Конечно, при этом ещё пришлось сконструировать миниатюрное пусковое устройство, поместившееся там же.

На рынке это новшество было преподнесено как принципиально новая энергосберегающая лампа, и не особенно вдумчивому обывателю трудно было понять, что это старая люминесцентная конструкция в новой упаковке. Так началась вторая жизнь этого газоразрядного источника света.

Наличие общеупотребительного цоколя позволило использовать его практически везде, где до этого стояли лампы накаливания. В некоторых случаях, применение энергосберегающих ламп ограничивается только их размерами, которые чаще превышают размеры ламп накаливания.

Если говорить о недостатках газоразрядных источников, содержащих ртуть, то следует выделить главный минус, относящийся и к трубчатым и к спиральным исполнениям. Это их потенциальная опасность, связанная с возможностью выхода ртути наружу при повреждении колбы. Все лампы такого типа подлежат обязательной утилизации в установленном порядке.

К сожалению, все эти нюансы некоторым покупателям неизвестны, так как недобросовестные продавцы могут об этом просто умалчивать. Другая часть пользователей таких ламп, сознательно не желает напрягаться с их утилизацией. По этой причине, увидеть их просто выброшенными на свалку не такая уж и редкость.

Имеются также некоторые эксплуатационные недостатки люминесцентных ламп. Светильники, укомплектованные дроссельными пусковыми устройствами старой конструкции, издают гудение при работе, а также, создают неприятное для глаз мерцание света. Кроме этого, зажигание происходит с некоторой выдержкой после включения выключателя.

В начало

СВЕТОДИОДНЫЕ (LED) ЛАМПЫ ДНЕВНОГО СВЕТА

Разработка белых светодиодов, обладающих повышенной яркостью свечения открыло новую страницу в технике искусственного освещения. Самым выдающимся качеством светодиодных (led) источников света является их уникальная светоотдача, в несколько раз превышающая этот показатель даже энергосберегающих ламп.

Производители светодиодной продукции на основе такой технологии, освоили выпуск светодиодных ламп, совместимых по цоколю практически со всеми существующими осветительными приборами.

Светодиодные лампы дневного света

Это касается всех видов обычных цоколей и штыревых контактов галогенных источников. Кроме этого, производится выпуск осветительных элементов на основе светодиодов, повторяющих форму и соединительные контакты трубчатых люминесцентных ламп.

Такая политика позволяет потребителю использовать светодиодные лампы, не меняя установленные ранее светильники. Особенно актуально это при освещении больших производственных площадей, где применение полупроводниковой технологии приносит большой экономический эффект. При этом, тратить ресурсы на замену множества установленных светильников нет необходимости.

Можно отметить интересный момент, связанный с устойчивостью старых стереотипов. Несмотря на то, что светодиодные светильники, в силу своей технологической гибкости могут наиболее точно имитировать дневной солнечный свет, термин «лампа дневного света» продолжает применяться к люминесцентным источникам.

Это словосочетание в основном используется применительно к тем конструкциям led приборов, которые выполнены в форме газоразрядных ламп и предназначены для установки в старую люминесцентную арматуру.

С точки зрения потребителя, светодиодные светильники обладают рядом преимуществ, по сравнению с другими источниками света. В частности, сравнивая их с люминесцентными, можно отметить:

  • высочайший уровень светоотдачи, пока не превзойдённый ни одним источником света;
  • возможность выбрать led лампу или светодиодный элемент практически любой цветовой температуры;
  • адаптер для питания светодиодной лампы значительно долговечней пускового устройства люминесцентной, так как здесь нет необходимости создавать импульсы высокого напряжения для пробоя газоразрядного промежутка;
  • при изготовлении led приборов не применяются вредные для человека материалы, чем обусловлено отсутствие необходимости в строгом соблюдении правил утилизации.

Пока последним словом в такой технологии освещения являются филаментные источники, светодиодные сборки которых имитируют нити накала. Такие приборы имеют колбу и цоколь, абсолютно идентичные старой доброй лампочке Ильича.

В начало

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

eltechbook.ru

Люминесцентная лампа дневного света

Люминесцентная лампа — запаянная стеклянная трубка, наполненная парами газа. Когда внутри возникает электрический разряд, частицы возбуждаются и бомбардируют люминофор, нанесенный внутри трубки на ее стенки. Появляется свечение. Газовая среда — плохой проводник для электричества, но первичный импульс достаточной силы обеспечивает включение лампы, после чего нужно лишь поддерживать тлеющий разряд.

Не все виды люминесцентных ламп предназначены для освещения помещений. Цвет излучаемый лампой напоминает дневной. Наверно, по этому их и назвали лампами дневного света. Лампами дневного света называют и разновидность подобных устройств с голубым оттенком свечения. Известно несколько типов таких ламп:

  • ЛБ (лампы белого света);
  • ЛД (лампа дневного света);
  • ЛДЦ (то же, но с цветопередачей).

Первые две применяются для освещения, а третьи имеют оттенки голубого и синего спектра, используются в производственных помещениях. У ЛДЦ хоть и считаются лампами де-люкс, но имеют более низкую световую отдачу, до 15 % меньше, чем у ЛД.
Принцип работы подобных источников света заключается в наличии газовых разрядов, проходящих через пары ртути. Появляется ультрафиолетовое излучение, превращающееся в свет посредством лиминесцентного вещества. Световая отдача при этом больше, чем у лампы накаливания в несколько раз при одинаковых значениях мощности. Также довольно продолжителен срок службы энергосберегающих ламп — до 5 лет, но включать лампу нужно не более 2000 раз.
Люминесцентными лампами освещают большие помещения, что позволяет экономить энергию до 83 %. Недостатками являются такие характеристики энергосберегающих ламп:

  • опасность химического заражения парами ртути;
  • спектр освещения не очень комфортный и искажает окраску предметов;
  • люминофор со временем перестает функционировать, уменьшая КПД;
  • лампы дневного света нельзя включать через диммер т.е. плавно изменять освещенность;
  • лампы дневного света излучают пульсирующий свет.

Есть и другие неудобства, связанные с эксплуатацией этих ламп, но много и положительных отзывов.
Например, энергосберегающие лампы maxus компактны, экономичны, колба и плафон люстры не нагреваются до такой температуры, когда возникает пожарная опасность. Имеют долгий срок службы. Однако их нельзя просто выбросить вместе с бытовыми отходами, их необходимо сдавать на утилизацию.

Подключение

Как подключить лампу дневного света, зависит от конкретной схемы.
Раньше лампы дневного света включались с применением в схеме дросселя, стартера и конденсатора.

Схема подключения ЛДС

Недостатком таких схем включения являлись мигание света ламп при включении, бьющий по глазам, долгий розжиг ламп и частый выход из строя стартера.
Затем на смену этих схем пришли схемы, где дроссель и стартер заменил один блок, так называемый балансник. Его еще называют ПРУ (пуско регулирующее устройство) или ЭПРА. Лампы стали загораться быстро, без мигания.

Схема подключения ЛДС через балансник
В последнее время появилась еще одна разновидность ламп дневного света, это энергосберегающие лампы, работающие по тому же принципу. Там все еще проще. Лампа имеет цоколь наподобие цоколя ламп накаливания. ПРУ (или балансник) спрятан в цоколе ламп. Лампу вкручивают в патрон вместо ламп накаливания.

Устройство энергосберегающей лампы

electry.ru

Область применения

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

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

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

История

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

Принцип работы

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

Особенности подключения

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

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

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

Электромагнитный балласт

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

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

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

Электронный балласт

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

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

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

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

Механизм запуска лампы с электронным балластом

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

Причины выхода из строя

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

Люминофоры и спектр излучаемого света

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

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

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

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

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

Варианты исполнения

По стандартам лампы дневного света разделяются на колбные и компактные.

Колбные лампы

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

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

Применение

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


Компактные лампы

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

  • G23
  • G24
    • G24Q1
    • G24Q2
    • G24Q3

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

G23

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

G24

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

Утилизация

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

dic.academic.ru


Categories: Свет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector