Как устроены люминесцентные лампы

Стартеры для ламп. Устройство и работа. Замена и как выбрать

Как устроены люминесцентные лампы

Стартеры для ламп являются частью пускорегулирующей аппаратуры, которая служит для зажигания люминесцентных ламп при подключении к сети 220В с частотой 50 Гц. Помимо стартеров в состав ЭМПРА входит конденсатор и дроссель.

Как устроены и работают стартеры для ламп

Стартер представляет собой небольшую газоразрядную лампу, в которой поддерживается тлеющий разряд. Ее корпус состоит из стеклянной колбы, которая заполняется инертным газом. В качестве него может применяться неон или гелий-водород.

В колбе размещено два электрода чаще всего биметаллических. Один электрод закреплен, а второй установлен подвижно. Может применяться два подвижных электрода, что повышает надежность и быстродействие системы.

В случае снижения эффективности изгиба одного электрода, это компенсирует второй.

При подаче напряжения на стартер происходит тлеющий разряд. Он поддерживается незначительным током в пределах 20-50 мА. Тлеющий разряд поднимает температуру внутри колбы, от чего происходит разогрев подвижного биметаллического электрода, в результате чего он изгибается и прикасается ко второму.

При замыкании цепи разряд переходит на соединительный дроссель и в последующем на саму лампу, вызывая ее подогрев. В это время ток заряда в самом стартере прекращается, поэтому его электроды охлаждаются и разгибаются.

В результате в электрической цепи создается импульс высокого напряжения, который передается на дроссель и зажигает люминесцентную лампу, провоцируя ее стойкое белое свечение.

Цель стартера заключается в подогреве лампы, поскольку в противном случае она просто не зажжется при подаче напряжения. Подобный эффект можно наблюдать пытаясь включить низкокачественную люминесцентную лампочку на морозе. Если в тепле она работает безотказно, то в холоде не светит

Для обеспечения продолжительного ресурса эксплуатации пускателя требуется наличие конденсатора. Его задача заключается в сглаживании экстра токов, благодаря чему осуществляется размыкание электродов прибора. Без наличия конденсатора электроды просто спаяются между собой.

Конденсатор имеет емкость от 0,003 до 0,1 мкФ. Зачастую в конструкции люминесцентных ламп, особенно с патроном Е27, предусматривается подключение двух последовательно соединенных конденсаторов емкостью каждого по 0,01 мкФ.

Это необходимо для компенсации создания радиопомех, которые обычно наблюдаются при работе ламп дневного света.

Специфика работы стартера требует соблюдение определенного напряжения. В случае его падения до уровня 80% лампочка не загорится, поскольку пускатель не сможет правильно ее прогреть. Дело в том, что напряжение зажигания самого стартера должно быть ниже, чем напряжение в сети, к которой он подключен. При этом рабочее напряжение вызывающее свечение самой люминесцентной лампы должно быть ниже, чем у пускателя.

Срок службы стартера и признаки его скорого выхода из строя

Стартеры для ламп выходят из строя чаще, чем непосредственно сама лампочка. По мере применения пускового устройства напряжение образующее тлеющий разряд снижается.

Как следствие может наблюдаться замыкание между электродами стартера даже при работе лампы, когда она уже издает свет. Как следствие лампочка гасится и снова зажигается, что человеческим глазом воспринимается как мерцание.

Симптомом начала таких проблем является легкое мигание при длительной работе, или вначале до набора максимального свечения.

В это время внутри стартера электроды то присоединяются, то разъединяются. Как только контакт между ними прекращается лампа горит. Подобные блики не только мешают, но и опасны для других элементов лампы, в первую очередь наблюдается перегрев дросселя. Может выйти из строя и сама колба.

Люминесцентные лампочки предлагаются в различных форматах. Лампы, применяемые в обыкновенных люстрах и светильниках, сделаны под цоколь Е14 и Е27. В этом случае стартер прячется прямо в корпусе лампочки, поэтому как только он выходит из строя, то меняется весь механизм. Для вытянутых ламп, устанавливаемых в потолочные светильники, применяются отдельные пусковые устройства. Такие стартеры для ламп нужно своевременно менять, чтобы предотвратить выход из строя всей осветительной системы.

Фактический ресурс стартера позволяет осуществлять не менее 6000 включений. Это довольно много, ведь даже пользуясь светом дважды в день, ресурс израсходуется только через 8 лет. Конечно, свет может включаться и отключаться гораздо чаще, поэтому стартеры для ламп на практике служат намного меньше

Стартеры для ламп являются довольно специфической конструкцией, главный недостаток которой в низкой надежности. Зачастую устройство отказывает, в результате чего возникает фальстарт в виде несколько вспышек света при нажатии на включатель.

Как следствие после короткого мерцания полноценное свечение так и не происходит. Любые неполадки пускателя негативно сказываются на ресурсе самой лампочки.

Проблемы с запуском снижают и коэффициент полезного действия осветительного оборудования, увеличивая потребление энергии, что сопровождается малым количеством выделяемого света.

По мере эксплуатации рабочее напряжение стартера снижается, в то время как у самой лампы повышается. Такая несовместимость провоцирует возникновение тлеющего разряда даже в том случае, если лампочка уже светит, что тоже провоцирует мигание. Со временем стартер может терять в уровне эффективности разогрева лампы.

В результате нажимая на выключатель, свет просто не зажигается. Чтобы все заработало, приходится по несколько раз жать на клавишу. При каждом срабатывании лампа понемногу прогревается, пока не достигнет достаточной температуры для свечения.  При этом создается впечатление, что вся проблема в самом выключателе, а точнее его контактами.

По этой причине осуществляется сильное надавливание на его клавишу.

Выбирая стартер под определенный тип ламп, требуется в первую очередь обращать внимание на следующие показатели:

  • Ток зажигания.
  • Напряжение.
  • Уровень мощности.
  • Тип применяемого конденсатора.

Что касается тока зажигания, он должен быть выше рабочего напряжение лампы, но не ниже напряжения в сети питания. Только при соблюдении таких условий освещение будет работать корректно.

Базисное напряжение может составлять 127 или 220В. При включении в одноламповую схему применяется устройство на 220В. Для двухламповых систем используются стартеры на 127В.

Одним из самых важных критериев выбора стартера является уровень его мощности. Он измеряется в ваттах (Вт) и прописывается на боковой части корпуса стартера. В отдельных случаях мощность может изображаться на торцевой части стартера выдавленной в пластике. Подавляющее большинство представленных в продаже пускателей производятся с мощностью 60, 90 и 120 Вт. Также бывают стартеры для ламп с диапазоном мощности 4-22 Вт, 4-65 Вт и так далее

В некоторых странах, в том числе и России, для обозначения параметров стартера применяется маркировка. На поверхность корпуса устройства наносится буквенно-цифровая надпись ХХ-С-ХХХ. Сначала идут две цифры, которые указывают на мощность устройства.

Потом указывается буква «С», обозначающая что применяемый прибор это стартер. Дело в том, что при незнании пускатель можно спутать с конденсатором или другими устройствами, поэтому присутствие в маркировке «С» позволяет избежать подобных ошибок.

Сразу после буквы идет трехзначное число, которое указывает на напряжение, применяемое для работы. Это может быть 127 или 220В.

Многие производители, поставляющие свою продукцию на рынки всего мира, применяют свою собственную фирменную маркировку. В этом случае для удобства потребителей помимо собственного буквенно-цифрового обозначения применяется и стандартная расшифровка с указанием параметров мощности и напряжения. Далеко не все бренды указывают на корпусе устройства для скольких лампочек оно может поменяться. При отсутствии нужной информации ее нужно искать в инструкции.

Процесс замены пускателя

Рекомендуется менять стартеры для ламп вместе с самими лампами.  В этом случае новые устройства не выйдут из строя в неподходящий момент, из-за износа старых элементов в схеме подключения.

Замену нужно осуществлять не только при полном перегорании лампы, но и в случае:

  • Мерцания.
  • Длительной задержки при включении.
  • Сильного шума при работе.
  • Существенного падения яркости.
  • Самовольного отключения на продолжительный срок с последующим включением.

В случае с люминесцентными лампами в формате цоколя Е14 и Е27 прибор просто выкручивается, а на его место ставится новая лампочка. Длинные лампы потолочного типа меняются по другой схеме.

Колба лампочки поворачивается по своей осина на 45 градусов в направлении часовой стрелки. В результате ее электроды сдвигаются до выходного шлица. После этого лампа вытягивается. Стартер скрыт за отражающей крышкой светильника, поэтому ее нужно также демонтировать. Она может крепиться защелками или винтами. После извлечения крышки можно увидеть закрепленный в посадочном гнезде стартер.

Он просто поворачивается против часовой стрелки до характерного щелчка и вытягивается как вилка из розетки. На его место ставится новый стартер.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektroobustrojstvo/osveshhenie/startery-dlia-lamp/

OSRAM DULUX L 18W/830 2G11 — компактная люминесцентная лампа

Как устроены люминесцентные лампы

Компактные люминесцентные лампы КЛЛ, OSRAM DULUX L 18W/830 2G11 — компактная люминесцентная лампа

Артикул 4050300010731

Бренд: OSRAM

Мощность: 18Вт.

Цоколь: 2G11(L)

Цветовая температура: 3000К

Цветность: Теплая 

Форма лампы: U-образная

Разделы: Компактные люминесцентные лампы с цоколем 2G11 (L)

Цена: 207 pуб.

Энергосбережение, длительный срок эксплуатации и освещение с углом охвата до 180 градусов – неполный перечень преимуществ КЛЛ. Экономия на электроэнергии доходит до 75% в сравнении с классическими лампочками накаливания. Компактные размеры предполагают использование в небольших светильниках или торшерах.

Как устроена люминесцентная лампа

Трубка имеет форму гармошки или спирали. Она обладает большей компактностью и увеличенной площадью поверхности, излучающей свет.

Нити накаливания (без вольфрама) подают электрический заряд. При соприкосновении с ртутными парами и инертными газами он превращается в ультрафиолетовое излучение, невидимое глазу. Затем УФ лучи проходят через слой люминофора (им покрыты стенки трубки) и переходят в видимый спектр.

Модели различаются формой колбы, диаметром цоколя, мощностью, цветовой температурой.

Преимущества

  • Экономичность OSRAM DULUX L 18W/830 2G11 в 5 раз выше, чем у лампочек накаливания.
  • Средний период эксплуатации – 8 000 часов непрерывной работы.
  • Низкий температурный режим – помещение не нагревается, энергия почти полностью конвертируется в световое излучение.
  • Низкое содержание ртути (1 – 5 мг) – даёт возможность использования дома. При нечаянном механическом повреждении не требуется принимать повышенных мер безопасности, достаточно утилизировать разбитую лампочку как бытовой отход.
  • Компактность – отлично помещается в небольшие светильники и узкие плафоны.

Использование OSRAM DULUX L 18W/830 2G11

Мощность 18 Вт оптимальна, поэтому их можно использовать как в обычных светильниках, так и в небольших по размеру с узким цоколем (при использовании переходников).

Предыдущая Вернуться к списку Следующая

Источник: https://electrovent.ru/elektrotehnicheskie-tovary/lampy/kompaktnye-lyuminescentnye-lampy-kll/kompaktnaya-lyuminescentnaya-lampa-osram-dulux-l-18w-830-2g11/

Люминесцентные лампы

Как устроены люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы — это газоразрядные лампы низкого давления, в которых в результате газового разряда возникающее невидимое для человеческого глаза ультрафиолетовое излучение преобразуется люминофорным покрытием в видимый свет. (принцип работы люминесцентной лампы)

По форме различаются линейные, кольцевые, U-образные, а также компактные люминесцентные лампы.

Диаметр трубки часто указывается в восьмых частях дюйма (например, T5 = 5/8'' = 15,87 мм). В каталогах ламп диаметр в основном указывается в миллиметрах, например, 16 мм для ламп T5. Большинство ламп имеет международный стандарт.

Люминесцентные лампы, как и все газоразрядные лампы, из-за их отрицательного внутреннего сопротивления не могут работать непосредственно с сетевым напряжением и нуждаются в соответствующих пускорегулирующих аппаратах, которые с одной стороны, ограничивают и регулируют электрический ток лампы, с другой стороны обеспечивают надежное зажигание. По способу нагрева электродов до необходимой для работы ламп температуры различаются следующие режимы работы:

  • Предварительный подогрев, управляемый током, при работе с дросселем и стартером, преимущественно в странах с высоким сетевым напряжением (> 200В). Он все больше применяется почти во всех ЭПРА.
  • Предварительный подогрев, управляемый напряжением через дополнительную обмотку трансформатора при так называемом быстром запуске.
  • Без предварительного подогрева (холодный пуск, например, при так называемых slimline-лампах (плоской формы)). Этот режим зажигания приводит к сильному сокращению срока службы и не рекомендуется поэтому для систем с большим количеством повторных включений/выключений.
  • Электронные ПРА преобразовывают сетевое напряжение в высокочастотные колебания примерно от 35 до 50 кГц. Вследствие этого 100-герцевое мерцание, возникающее, как стробоскопический эффект, например, при вращающихся деталях машин, будет более слабым или практически невидимым.

Еще одним преимуществом работы с ЭПРА является дополнительная экономия энергии ок. 25% при равных световых потоках, складывающаяся из:

  • на 10% увеличенной световой отдачи лампы при работе с высокой частотой
  • сокращения потерь более, чем в 2 раза, при использовании ЭПРА по сравнению с использованием электромагнитных ПРА.

Регулировка светового потока

Так называемые ЭПРА с регулировкой светового потока работают с отсечкой фазы по переднему фронту, значительно улучшая светорегулировочные свойства люминесцентных ламп. Они используют свойство дросселя повышать сопротивление при увеличении частоты.

Последовательно подключенный к лампе дроссель подает понижающийся по мере повышения рабочей частоты электрический ток через интерфейс 1-10 В или DALI. Ток с рабочей частотой, вырабатываемый отдельным исполнительным элементом, должен быть подведен отдельно к каждому ЭПРА.

ЭПРА с регулировкой светового потока должны и при низком токе поддерживать постоянное горении электродной спирали, чтобы электроды лампы и в этом случае оставались способными к излучению.

Срок службы и коммутационная прочность

При использовании ЭМПРА и обычных стартеров тлеющего разряда срок службы при росте количества включений/выключений сильно снижается.

То же явление наблюдается при так называемом включении ЭПРА из холодного состояния, которые имеют такое преимущество, как мгновенный запуск лампы. При этом, однако, в результате немедленного перехода от тлеющего разряда к температуре эмиссии сильно повреждаются электроды и при большим количестве повторных включений/выключений сокращается срок службы люминесцентных ламп.

При эксплуатации приборов запуска из горячего состояния происходит обратное: электроды нагреваются электрическим током перед зажиганием, вследствие чего повреждение электродов практически исключается. Связанные с этим задержки зажигания ок. 1 сек. (в зависимости от ЭПРА) вполне допустимы.

Температурные характеристики

Физические характеристики люминесцентных ламп зависят от температуры окружающей среды. Это обусловлено характерным температурным режимом давления паров ртути в лампе.

При низких температурах давление низкое, из-за этого существуют слишком малое количество атомов, которые могут участвовать в процессе излучения. При слишком высокой температуре высокое давление паров ведет к всевозрастающему самопоглощению произведенного ультрафиолетового излучения.

При температуре стенки колбы ок. 40°C лампы достигают максимального напряжения индуктивной составляющей искрового разряда и таким образом самой высокой световой отдачи.

У ламп T5 с диаметром трубки 16 мм (FH, FQ) как и у всех люминесцентных ламп, номинальный световой поток устанавливается при температуре 25°C, а максимальный световой поток при температуре от 33 до 37°C. Это значит, что КПД светильника для ламп Т5 должен быть выше.

Температурная зависимость — сравнение ламп T8 и T5

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Какие лампы содержат ртуть

Вернуться в раздел «Справочные статьи о светотехнике»

Источник: https://www.lampa28.ru/articles/lyuminestsentnye-lampy/

Виды и принцип работы люминесцентной лампы

В современном мире наблюдается настоящий бум в сфере экономии любого вида ресурсов, в том числе и электроэнергии. Одно из его проявлений – повышенный спрос на энергосберегающие приборы.

Однако, помимо всем известных светодиодов, уже более 50 лет существует еще один тип экономных источников света – это всевозможные виды люминесцентных ламп.

Второе название этого типа приборов – ЛДС (лампы дневного света). Они все также востребованы на рынке благодаря своему долгому сроку службы и низкой стоимости.

Встать на одну ступень с диодным освещением ЛДС мешает проблема с их утилизацией.

Принцип работы и устройство

Люминесцентные приборы относятся к газоразрядным источникам света низкого давления. Корпус, выполненный из стекла имеет прямую, U-изогнутую или спиралевидную форму, чей наружный диаметр варьируется от 1,2 до 3,8 см.

Электроды, изготовленные из вольфрама, припаиваются одной стороной к штырям цоколя. В ряде случаев на проводники тонким слоем наносится оксид бария, кальция, стронция или тория. Данные вещества являются активаторами, усиливающими и ускоряющими реакцию электродов в условиях вакуума.

У основания последних расположен штенгель, ответственный за откачку воздуха из колбы. Пространство внутри заполнено инертным газом. Это может быть неон, аргон, криптон или смешанный состав, позволяющий добиваться нужного спектра свечения.

Сама колба изготавливается из кварцевого стекла и покрывается изнутри тонким слоем люминофора. Еще один важный элемент конструкции – это капли ртути, которые при нагревании преобразуются в пары. Именно этот металл и является причиной, по которой данному виду присвоен I класс опасности отходов.

Одним из главных отличий в работе люминесцентных ламп является использование дросселя и стартера. Первый необходим для регулировки тока и температуры, так как ее быстрое повышение может привести к поломке или даже взрыву колбы. Стартер же обеспечивает размыкание и замыкание цепи.

Зная, из чего состоит лампа, можно понять и принцип ее работы. Он включает в себя следующую цепь операций:

  • на проводники, через штырьковые элементы цоколя подается напряжение;
  • стартер и дроссель способствуют увеличению силы тока и возникновению тлеющего разряда;
  • ртутная капля начинает испаряться, смешиваясь с инертным газом и высвобождая энергию, которая представлена в виде ультрафиолетового светового потока;
  • проходя через люминофорное покрытие, УФ-излучение становится светом видимого спектра, проще говоря, лампа начинает светиться.

Несмотря на то, что конструкция и принцип работы люминесцентных ламп более сложны, чем у диодных, они все так же востребованы как в быту, так и на производстве.

Классификация

Существует несколько типов классификаций ЛДС. В зависимости от характеристик люминофорного покрытия они делятся на:

  • стандартные (1 слой);
  • с повышенной светопередачей (от 3 до 5 слоев);
  • специальные (люминофорное покрытие с добавками).

По форме и размеру люминесцентные лампы можно разделить на линейные и компактные.

Варианты исполнения

В большинстве случаев ЛДС представляются в виде стеклянной белой матовой трубки со штырьковыми цоколями с двух сторон. Ассортимент, представленный большинством производителей, включает в себя не только трубчатые колбы, но также и приборы U-образной, полуспиральной, спиралевидной, кольцевой и классической, как, у обычных лампочек, формы.

Важно! Помимо этого отличие прослеживается и в цоколе. Он может быть штырьковым с 2-мя контактами и обозначаться буквой «G» или резьбовым с маркировкой «Е». Сразу после обозначения типа цоколя указывается его диаметр в миллиметрах.

Линейные лампы

Линейную конструкцию наиболее часто можно встретить в условиях промышленных цехов, складов, больших по площади офисных помещений, торговых залов и медицинских учреждений. Все значения касательно размера и конфигурации цокольной части обозначаются в маркировке. Чем больше люминесцентная линейная лампа по габаритам, тем выше показатели ее мощности.

  Основные характеристики и параметры светодиода 2835 SMD

Для большинства ЛЛ используется цоколь стандарта «G13», диаметр лампы обозначается буквой Т, а число рядом информирует о диаметре стеклянной колбы в дюймах. Чаще всего можно увидеть обозначения от Т4 до Т12.

К отличительным особенностям линейных ламп можно отнести устройство, включающее припаянные по краям проводники, направленные внутрь колбы и установленные с 2-ух сторон штырьковые цоколи, обеспечивающие фиксацию и проводимость тока. Основное достоинство люминесцентных  линейных ламп – это их низкое энергопотребление. При таком же световом потоке, как и у ламп с нитью накала, они потребляют энергии в 6-7 раз меньше.

Интересно! Существуют и лампы с цоколем Т2. Они выпускаются немецким производителем Osram, имеют диаметр в 7 мм и используются в работе сканеров.

Компактные

Компактные лампы (КЛЛ) типа чаще всего устанавливаются в жилых помещениях, домах, квартирах и небольших офисах. Благодаря своему размеру, низкому энергопотреблению и долгому сроку работы они быстро вытеснили классические лампы накаливания.

https://www.youtube.com/watch?v=bexqEsxLXYw

Данный вид приборов различается по таким признакам, как:

Чаще всего колбы КЛЛ выглядят как спираль или полуспираль. Нередко можно увидеть и приборы с U-образной формой.  Небольшой размер делает их удобными в применении в быту.

Что касается цоколя, то здесь производители предлагают 2 варианта: стандартный резьбовой и штырьковый. Первые чаще всего встречаются в формате «Е27», среди вторых наиболее востребованы «G11» и «G23».

Еще одна разновидность – это компактные лампы с более высокой светопередачей. Они чуть дороже по стоимости, но и световой поток, который они проецируют, более качественен. На рынке этот вид представлен как в компактном, так и в линейном исполнении.

Интересно! В России компактные виды обозначаются не только аббревиатурой КЛЛ, но и КЛУ (компактная лампа универсальная).

Специальные

Разный состав люминофорного покрытия, влияющий на производимый спектр света, определяет специальное назначение люминесцентной лампы.

Данный вид включает в себя:

  • приборы с повышенной цветопередачей для работы в условиях музеев, типографий или картинных галерей;
  • лампы для светотерапии, используемые в условиях физиокабинетов медицинских учреждений;
  • приборы с обозначением «fluora», применяемые для целей растениеводства и цветоводства, в том числе в промышленных теплицах (основной особенностью является испускаемый синий и красный спектр света, оказывающий положительное воздействие на процессы фотосинтеза);
  • аквариумные лампы с синим спектром и ультрафиолетовым излучением, увеличивающим скорость роста кораллов;
  • устройства, проецирующие ближний спектр ультрафиолета (применяются на птицефабриках, создают оптимальные условия для содержания птиц, могут работать как в холодный период, так и круглогодично);
  • приборы разной цветности, применяемые при организации шоу-программ, выступлений, для создания красочных световых эффектах на концертах и в клубах;
  • специальные лампы для искусственного загара (используются в работе соляриев);
  • УФ-лампы из черного кварцевого стекла для применения в лабораторных условиях;
  • стерилизационные и озонирующие (бактерицидные и ртутно-кварцевые лампы для медучреждений).

Цветные лампы, с розовым люминофорным покрытием нередко используются для подсветки мясных витрин в магазинах и супермаркетах. Излучаемый спектр повышает привлекательность продукта и последний раскупается активнее.

Маркировка

Маркировка дает всю необходимую информацию о производителе, мощности, типе цоколя, сроке службы, оттенке, диаметре колбы и виде люминесцентной лампы.

  Как выбрать и самому сделать освещение веранды или террасы

Первая буква «Л» подтверждает, что прибор относится к люминесцентному типу. Далее указывается оттенок излучения. Он обозначается:

  • Д – дневной свет;
  • Б – белый;
  • ХБ – холодный белый;
  • ТБ – теплый белый;
  • Е – естественно-белый;
  • У – универсальный;
  • УФ – ультрафиолет;
  • К, Ж, З, Г, С – оттенки цвета;
  • Ц – улучшенная цветопередача;
  • ЦЦ – сверхулучшенная цветопередача.

Маркировка, состоящая из буквы «Т» с последующими значениями 18, 26 и 38 обозначает диаметр колбы. Мощность можно узнать по показателям, указанным в W или Вт (13 W, 28 Вт).

Далее идет описание цоколя:

  • FS – одинарный;
  • FD – 2-ухцокольная (трубчатая);
  • – компактная.

Напряжение представлено в двух видах: 127 и 220 В. Форму лампы можно понять по следующей маркировке:

  • U – дуговая или U-образная;
  • Р – рефлектор;
  • 4U – 4-ехдуговая;
  • G – шар;
  • S – спираль;
  • Т – таблетка;
  • С – в виде свечи.

Также в маркировке может  быть указана особенность конструкции:

  • «А» – наличие амальгамы;
  • «Б» – быстрый пуск;
  • «ТЛ» – тлеющий разряд.

Вся информация описывается производителем на упаковочной коробке лампы.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Состав люминофора, наносимого на внутренний слой стеклянной колбы, влияет спектр цвета. Так, недорогой галофосфатный вид проецирует в основном желтый и синий спектр с минимальным количеством красного и зеленого. В результате, несмотря на высокую светоотдачу, при отражении наблюдается искажение оттенка цвета.

В лампах с повышенной отдачей светопотока присутствует 3-ех и 5-типолосный люминофор, который значительно улучшает фотометрические свойства прибора. Освещение становится более равномерным и качественным, без присутствия искажений.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом ЛДС являются их энергосберегающие свойства. Однако помимо этого у данного типа прибора можно выделить еще массу достоинств:

  1. Высокий показатель КПД.
  2. Хорошая светоотдача (в сравнении с лампами накаливания).
  3. Вариативность цветовых оттенков.
  4. Близкое к солнечному излучение.
  5. Рассеивание света по всему объему колбы.
  6. Долгий срок эксплуатации (до 20 тысяч рабочих часов).
  7. Питание от стандартной сети в 220 В.
  8. Более низкая стоимость по сравнению со светодиодами.
  9. Универсальность применения (в быту, в промышленности, в с\х).
  10. Малый вес прибора.

Если говорить о недостатках, то стоит упомянуть наличие ртути в конструкции ЛДС. В связи с чем, люминесцентные лампы требуют особой процедуры утилизации.

Дополнительными минусами являются:

  • мерцание (при отсутствии в устройстве балласта);
  • хрупкость конструкции;
  • необходимость использования ПРА или ЭПРА;
  • ограничение работы температурным режимом;
  • износ люминофора;
  • чувствительность к влаге;
  • задержка при включении.

И все же, несмотря на это люминесцентные лампы незначительно уступают диодным аналогам.

Основные выводы

Лампы дневного света активно применяются и сегодня.

  1. На рынке они представлены в разных вариантах исполнения: от больших трубчатых до удобных компактных.
  2. Люминесцентные приборы используются как в быту, так и в промышленном, сельскохозяйственном производстве, торговле, в концертных залах и в картинных галереях.
  3. Основным преимуществом являются – низкое энергопотребление и стоимость, недостатком – проблемы с утилизацией.
  4. Все технические характеристики прибора можно узнать из маркировки на коробке с изделием.

ЛДС имеет свои конструкционные и эксплуатационные особенности, которые стоит учитывать при подборе прибора для бытового и промышленного использования.

ПредыдущаяСледующая

Источник: https://svetilnik.info/lampy-i-svetilniki/lyuminestsentnye-lampy-vidy.html

Люминесцентные лампы. Устройство и принцип работы

Люминесценция — излучение, которое не требует нагрева тел и может возникать в газообразных, жидких и твердых телах под действием, например, ударов электронов, движущихся со скоростями, достаточными для возбуждения.

Люминофоры — твердые или жидкие вещества, способные излучать свет под действием различного рода возбудителей.

В люминесцентных и ряде других типов газоразрядных ламп используют фотолюминесценцию — оптическое излучение, возникающее в результате поглощения телами оптического излучения, но с другой длиной волны.

Электрические лампы, в которых электроэнергия превращается в световую непосредственно, независимо от теплового состояния вещества, за счет люминесценции, называются люминесцентными.

В зависимости от давления газа в лампе бывают люминесцентные лампы низкого давления (ЛНД) и высокого давления.

Люминесцентные лампы — это газоразрядные лампы низкого давления, в которых возникающее в результате газового разряда невидимое для человеческого глаза ультрафиолетовое излучение преобразуется люминофорным покрытием в видимый свет (принцип работы люминесцентной лампы).

Устройство люминесцентных ламп

Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную герметически закрытую трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора. Из трубки удален воздух и в нее введены небольшое количество газа (аргона) и дозированная капля ртути.

Внутри трубки на ее концах, в стеклянных ножках, укреплены биспиральные электроды из вольфрама, соединенные с двухштырьковыми цоколями, служащими для присоединения лампы к электрической сети посредством специальных патронов. При подаче электрического тока к лампе между электродами возникает электрический разряд в парах ртути, в результате электролюминесценции паров лампа излучает свет.

И если раньше люминесцентные лампы выглядели в основном как длинные белые трубочки различной длины, то теперь повсеместно встречаются люминесцентные лампы с обычными цоколями для использования в стандартных светильниках и люстрах. Это так называемые энергосберегающие лампы, приобретающие все более широкое использование наряду с галогенными лампами и светодиодными светильниками.

Достоинства и преимущества люминесцентных ламп

Основным преимуществом люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются:

  • более высокий коэффициент полезного действия (15 — 20%);
  • высокая световая отдача и в несколько раз больший срок службы ламп (при затрате той же мощности достигается значительно большая освещенность по сравнению с лампами накаливания);
  • правильный выбор ламп по цветности может создать освещение, близкое к естественному;
  • благоприятные спектры излучения, обеспечивающие высокое качество цветопередачи;
  • люминесцентные лампы значительно менее чувствительны к повышениям напряжения, поэтому их экономично применять на лестничных клетках и в помещениях, освещаемых ночью, когда в сети напряжение повышено (очень чувствительные к повышениям напряжения лампы накаливания быстро перегорают);
  • малая себестоимость;
  • низкая яркость поверхности и ее низкая температура (до 50 °С).

Недостатки люминесцентных ламп

Основным недостатками люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются:

  • сложность схемы включения;
  • ограниченная единичная мощность (до 150 Вт);
  • зависимость от температуры окружающей среды (при снижении температуры лампы могут гаснуть или не зажигаться);
  • значительное снижение светового потока к концу срока службы;
  • вредные для зрения пульсации светового потока;
  • акустические помехи и повышенная шумность работы;
  • при снижении напряжения в сети более чем на 10% от номинального значения лампа не зажигается;
  • дополнительные потери энергии в пускорегулирующей аппаратуре, достигающие 25 — 35% мощности ламп;
  • наличие радиопомех;
  • лампы содержат вредные для здоровья вещества, поэтому вышедшие из строя газоразрядные лампы требуют тщательной утилизации.

Принцип действия люминесцентных ламп

Принцип действия люминесцентной лампы низкого давления основан на дуговом разряде в парах ртути низкого давления. Получающееся при этом ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимое в слое люминофора, покрывающего внутренние стенки лампы. Лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие по два электрода, между которыми находится катод в виде спирали.

https://www.youtube.com/watch?v=P1xfMr5siFE

В трубку лампы введены пары ртути и инертный газ, главным образом аргон. Назначением инертных газов является обеспечение надежного загорания лампы и уменьшение распыления катодов. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой люминофора.

Если к электродам, вставленным в концы стеклянной трубки, которая заполнена разряженным инертным газом или парами металла, приложить напряжение из расчета не менее 500 — 2000в на 1 м длины трубки, то свободные электроны в полости трубки начинают лететь в сторону электрода с положительным зарядом.

Когда к электродам приложено переменное напряжение, направление движения электронов изменяется с частотой приложенного напряжения. В своем движении электроны встречаются с нейтральными атомами газа, заполнителя полости трубки, и ионизируют их, выбивая электроны с верхней орбиты в пространство.

Возбужденные таким образом атомы, вновь сталкиваясь с электронами, снова превращаются в нейтральные атомы. Это обратное превращение сопровождается излучением кванта световой энергии.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как правильно выбрать лампу

Цвета люминесцентных ламп

Каждому инертному газу и парам металла соответствует свой спектральный состав излучаемого света:

  • трубки с гелием светятся светло-желтым или бледно-розовым светом;
  • трубки с неоном — красным светом;
  • трубки с аргоном — голубым светом.

Смешивая инертные газы или нанося люминофоры на поверхность разрядной трубки, получают различные оттенки свечения.

Люминесцентные лампы дневного и белого света выполняют в виде прямой или дугообразной трубки из обычного стекла, не пропускающего короткие ультрафиолетовые лучи. Электроды изготавливают из вольфрамовой проволоки.

Трубку заполняют смесью аргона и паров ртути. Внутри поверхность трубки покрыта люминофором — специальным составом, который светится под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в парах ртути.

Аргон способствует надежному горению разряда в трубке.

Утилизация люминесцентных ламп

В свете современных тенденций мы стремимся экономить электроэнергию. Для этого мы покупаем энергосберегающие лампочки, которые, как правило, являются люминесцентными. При покупке люминесцентных энергосберегающих ламп надо ответственно подходить к вопросу их утилизации, так как они в своем составе содержать вещества, очень вредные для окружающей среды, в частности, ртуть.

Надо знать, понимать и помнить, что эти лампочки нельзя просто так выкинуть в мусорное ведро и вместе с остальным мусором отправить на мусорную свалку. Это преступное отравление экологической среды Вашего района. Такие лампы необходимо сдавать в специальные пункты утилизации.

Вы можете отнести энергосберегающие лампочки на утилизацию в свою управляющую компанию и сдать их туда совершенно бесплатно. Закон обязывает управляющие компании ставить у себя специальные контейнеры для сбора у населения токсичных ламп.

Наш дежурный электрик в Королеве сообщил, что специальный контейнер для передачи на утилизацию люминесцентных ламп стоит в гипермаркете «Глобус» на входе. Адрес магазина: г. Королев, ул. Коммунальная, д.1. Электрик в Щелково подтвердил, что в щелковском «Глобусе» также стоит контейнер для лампочек (адрес: г.

Щелково, Пролетарский пр-т, д. 18). Такую же информацию мы получили от нашего мастера электрика в Пушкино: пушкинский «Глобус» на Ярославском шоссе также принимает лампочки на утилизацию.

Лампочки, батарейки и ртутные градусники потом поступают в специальные пункты, с которыми у сети заключены соответствующие договоры.

А наш электрик в Сергиевом Посаде, который выезжал для проведения электромонтажных работ на одном из районных предприятий, так и не смог найти компанию по утилизации ламп в Сергиевом Посаде. Пришлось обращаться в московский пункт приема люминесцентных ламп.

Если материал этой статьи был для вас интересен и полезен, поделитесь им со своими знакомыми в социальных сетях. Возможно, кому-то эта информация очень пригодится. C уважением, Королевский электрик в Мытищах.

Источник: http://elektrik-korolev.ru/luminischent.html

Как устроена люминесцентная лампа?

Люминесцентные лампы (ЛЛ) находят свое применение в самых разных областях деятельности человека. Изобретение этого источника света и организация массового производства позволили значительно улучшить качественные характеристики искусственного освещения и повысить энергетическую эффективность (коэффициент полезного действия) светильников, укомплектованных ЛЛ.

Последовательная замена неэффективных ламп накаливания на люминесцентные ускорилась с началом производства компактных ЛЛ.

Самые современные на сегодня светодиодные источники света, несмотря на постоянное улучшение своих характеристик, пока не достигли некоторых параметров ЛЛ, например, по такому важному показателю, как цена.

Исследования физических процессов, возникающих в газах при пропускании через них электрического тока, позволили физикам и инженерам разработать источник света, в корне отличающийся от ламп накаливания, доминировавших долгое время.

Трубчатая люминесцентная лампа

Историческая справка

История создания люминесцентной лампы интересна и поучительна сама по себе. В процессе ее разработки появились дополнительно полезные и для других областей технологии: вакуумная откачка, получение разных по составу люминофоров и другие.

Сначала была изобретена вакуумная стеклянная трубка. В 1856 году немецкий изобретатель Генрих Гайслер изобрел вакуумный насос, позволивший удалять (откачивать) воздушную среду из стеклянной колбы. Впоследствии колба в виде прямолинейной трубки стала именоваться трубкой Гайслера.

На концы трубки припаивались металлические электроды для проведения экспериментов по пропусканию электрического тока либо через вакуум (остаточный газ в трубке), либо через различные газы, которые напускались после откачки воздуха.

При достижении напряжения пробоя от одного электрода к другому начинал течь ток и возникало свечение слабой интенсивности, цвет которого менялся в зависимости от того, какой именно газ напускался взамен удаленного воздуха: двуокись углерода (для белого свечения) или азот (для розового).

Экспериментальная лампа Гайслера

Далее французский физик Александр Беккерель в 1859 году предложил наносить на внутреннюю поверхность стеклянной трубки тонкий слой люминесцирующего слоя (люминофора), который начинал светиться в видимой области спектра при возбуждении атомов ультрафиолетовым (УФ) излучением.

В 1901 году американец Питер-Купер Хьюитт предложил добавлять ртуть, что существенно повысило яркость нового светового источника. ЛЛ была экономичней лампочек накаливания в 8 раз, но ее излучение имело сине-зеленый оттенок, придававший человеческим лицам жутковатый трупный цвет.

На основании этих результатов знаменитый американский изобретатель Томас Эдисон в 1907 году впервые запатентовал люминесцентную лампу с люминофором из вольфрамата кальция.

За год до Эдисона аналогичную лампу смог воспроизвести Даниэль Фарлан Мур, экспериментировавший с двуокисью углерода (СО2) и азотом (N2).

Ближе всего к современному варианту ЛЛ подошли в 1927 году немецкие изобретатели Эдмунд Джермер, Фридрих Мейер и Ганс Шпаннер. Первоначальной целью их исследований было получение источника УФ-излучения. После нанесения люминофора определенного состава лампа стала давать равномерный белый свет, что привело Э. Джермера к мысли о создании нового источника дневного света, комфортного для глаз человека.

Кроме этого инженеры значительно улучшили параметры ЛЛ, увеличив давление паров ртути. Получение соответствующего патента закрепило за Э. Джермером авторские права на базовые принципы устройства ЛЛ.

Люминесцентные лампы начали массово производиться и продаваться только в 1938 году, когда лампы четырех типоразмеров были обнародованы американской фирмой «General Electric», которая выкупила патенты и надолго получила почти монопольные права на освоение этого перспективного рынка.

Как устроена современная ЛЛ

Основной принцип действия современной люминесцентной лампы заключается в получении УФ-излучения с помощью пробоя газового промежутка между электродами и последующего преобразования этого излучения в видимый свет с помощью эффекта люминесценции в специальных фосфорсодержащих покрытиях, так называемых люминофорах. Варьируя состав люминофора, получают разные цвета видимого участка спектра, от синего до красного. На рисунке ниже схематично представлен разрез типичной ЛЛ.

Кроме указанных компонентов каждая лампа наполняется инертным газом (обычно это Ar) для увеличения ресурса вольфрамовых электродов.

Наличие ртути (Hg) в небольшом количестве резко увеличивает светоотдачу из-за роста плотности тока, вызванного повышением концентрации электронов, появляющихся в результате ионизации атомом этого металла.

Существуют версии ламп, в которых ртуть отсутствует, а УФ-излучение появляется только от ионизации атомов инертного газа. Световой поток таких светильников существенно меньше, но зато они безопасны при эксплуатации.

Принципиальная схема люминесцентной лампы

Специфика подключения ЛЛ

Для получения тока через лампу требуется произвести пробой промежутка газа, для чего подается напряжение порядка 1 000 вольт.

Ток растет лавинообразно, сопротивление резко падает (отрицательное дифференциальное сопротивление), что может привести к разрушению (перегоранию) лампы.

Чтобы предотвратить этот процесс, применяется устройство, называемое балластом (или балластником), с помощью которого ограничивают рост тока при достижении определенного уровня. Применяются два вида балластников:

  • электромагнитное пускорегулирующее устройство (ЭмПРА) – состоит из дросселя (активной нагрузки), последовательно подключенного в цепь лампы, и стартера, подключенного между нитями накала. Стартер представляет собой небольшую неоновую лампочку;
  • электронное пускорегулирующее устройство (ЭПРА) – это по сути плата с электронными деталями (диодами, транзисторами, динисторами, микросхемами).

В электронном варианте балластника отдельный стартер не нужен – его функции реализованы на общей плате. ЭПРА работает на высокой частоте (десятки кГц), что полностью устраняет эффект мерцания, присущий ЭмПРА.

Электромагнитный балласт

ЭПРА имеют ряд неоспоримых преимуществ:

  • небольшие геометрические размеры и вес;
  • отсутствие мерцания и шума от вибраций, поскольку устройства работают на высоких частотах;
  • быстрое включение ламп;
  • снижение тепловых потерь по сравнению с ЭмПРА;
  • значения коэффициента мощности – до 0,95 ;
  • наличие в устройствах нескольких вариантов защиты от короткого замыкания, что продлевает ресурс изделий и повышает безопасность.

Электронное пускорегулирующее устройство

Типы ЛЛ

  • Высокого давления – для использования в осветительных установках большой мощности и для применения вне помещений, для повышения устойчивости к низким внешним температурам, правда, колба лампы может нагреваться до 300 °С.

Для уличного освещения эти лампы имеют общее название ДРЛ (дуговая ртутная лампа). Они имеют большую мощность , но плохую цветопередачу. Поэтому сфера их применения ограничена.

Основное отличие ДРЛ от трубчатой ЛЛ состоит в способе получения дугового разряда, требующего больших затрат электроэнергии.

ДРИ – это тоже дуговые ртутные лампы с добавками солей металлов (металлогалогеновые), имеют более высокую светоотдачу и могут давать цветовые оттенки. Этот тип светильников используется в архитектурной и рекламной подсветках.

Лампа ДРЛ

  • Низкого давления – для применения в быту и для освещения крупных общественных и производственных помещений. Значения давления инертного газа в диапазоне 300–400 Па. В маркировке этих люминесцентных ламп первые буквы означают следующее:
    • ЛБ – белый свет;
    • ЛД – дневной свет;
    • ЛХБ – холодный белый свет;
    • ЛТБ – теплый белый свет;
    • ЛДЦ – дневной свет с улучшенной цветопередачей.

Лампы: в чём их отличия и как выбирать

При выборе типа лампы, используемой в светильнике, надо руководствоваться как техническими характеристиками, так и дизайнерской задачей. С технической точки зрения учитываются несколько факторов.

Чтобы помочь потребителю разобраться в данных вопросах, рассмотрим, как устроены лампы, их достоинства и недостатки.

Энергосберегающая лампа

Компактная люминесцентная лампа состоит из 3 основных компонентов: цоколя, люминесцентной лампы и электронного блока. Цоколь предназначен для подключения лампы к сети. Электронный блок (ЭПРА: электронный пускорегулирующий аппарат) обеспечивает зажигание (пуск) и дальнейшее горение люминесцентной лампы.

ЭПРА преобразует сетевое напряжение 220 В в напряжение, необходимое для работы люминесцентной лампы. Благодаря ЭПРА энергосберегающая лампа зажигается без мерцания и работает без мигания свойственного обычным люминесцентным лампам. Люминесцентная лампа наполнена парами ртути и инертным газом (аргоном), а её внутренние стенки покрыты люминофорным покрытием.

Под действием высокого напряжения в лампе происходит движение электронов. Столкновение электронов с атомами ртути образует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет.

Благодаря механизму действия энергосберегающих ламп удаётся добиться снижения потребления электроэнергии на 80% по сравнению с лампами накаливания при аналогичном световом потоке. Помимо пониженного потребления световой энергии энергосберегающие лампы выделяют меньше тепла, чем лампы накаливания.

Незначительное тепловыделение позволяет использовать компактные люминесцентные лампы большой мощности в хрупких бра, светильниках и люстрах, в которых от ламп накаливания с высокой температурой нагрева может оплавляться пластмассовая часть патрона, либо сам провод. Из-за более равномерного распределение света энергосберегающие лампы снижают утомляемость человеческого глаза.

Люминесцентные лампы

Люминесцентная лампа – это газоразрядная лампа низкого давления. Ультрафиолетовое излучение, возникающее в результате газового разряда невидимо для человеческого глаза. Оно преобразуется люминофорным покрытием в видимый для нас свет. Принцип работы люминесцентной лампы похож на компактные энергосберегающие лампы (см. выше).

Лампы накаливания

Лампы накаливания традиционно используются на протяжении многих лет и по-прежнему являются наиболее широко применяемым источником света. Они дают приятный свет со спектром, сдвинутым в инфракрасную область. Цветные лампы прекрасно подходят для создания декоративных специальных эффектов, а зеркальные лампы, излучающие направленный свет, позволяют создать необходимый световой акцент.

Несмотря на многообразие типоразмеров ламп накаливания, отличающихся номинальным напряжением, мощностью и родом тока, все они объединены единым физическим принципом получения видимого излучения (нагрев электрическим током вольфрамовой нити до температуры 2200-2800°С) и сходством применяемых во всех конструкциях основных составляющих элементов: стеклянная колба; вольфрамовая нить; электроды.

Зеркальная лампа

Верхняя часть колбы зеркальной лампы покрыта отражающим свет слоем. Зеркальное покрытие защищает конструкцию лампы от перегрева, и в то же время позволяет самой лампе светить ярче. При этом другая часть колбы остается матовой, а свет от нее равномерный, рассеянный. Срок службы такой лампы 600-1000 часов.

Галогенные лампы

Галогенные лампы излучают приятный белый свет с отличной цветопередачей. Основаны на том же принципе, что и лампы накаливания, но с применением «галогенного цикла». Вольфрамовая нить накаливания окружена инертным газом, содержащим галогениды.

Благодаря специально созданным условиям вылетающие частички нити возвращаются обратно, что значительно продлевает срок службы лампочки и предотвращает почернение колбы. Если к галогенной лампе холодного света добавить отражатель, то освещаемые такой лампой объекты не будут нагреваться. Кроме того, галогенная лампа дает больше света, чем лампа накаливания при одинаковой мощности.

При использовании галогенных ламп обратите внимание на одну особенность – эти лампы очень чувствительны к перепадам напряжения.

Параметры люминис­центные лампы ком­пакт­ные энерго­сберегающие лампы металло­галогенные лампы зеркальная лампа галогенные лампы
Срок службы, час* 3000-6000 6000-15000 1000 до 1000
Световой поток, Лм** 110-7500 100-10000 1000-30000 70-18000 30-11000
Световая отдача лм/Вт*** 25-104 25-80 50-95 7-18 до 30
Цветовая температура указывается в градусах Кельвина**** 2700-6500 3000-6000 2500-2900 2700-4000
Недостатки большие габариты, наличие ртути, необходимость специальной аппаратуры включения наличие ртути, необходимость специальной аппаратуры включения, пульсации светового потока низкая светоотдача, малый срок службы
Достоинства высокая световая отдача, большой срок службы компактность, хорошая цветопередача идеальная цветопередача, простота включения, дешевизна
Основные области применения лампы внутреннее освещение административных помещений, магазинов и т.д. архитектурное, художественное освещение, акцентир. освещение освещение жилых помещений архитектурное, художественное освещение, акцентир. освещение

* Зависит от стабильности напряжения в сети, также повысить срок службы можно используя схемы для плавного включения ламп. ** Световым потоком называется вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека и измеряется в люменах. *** Световая отдача показывает с какой экономичностью потребляемая электрическая мощность преобразуется в свет.

Теоретически достигаемая максимальная величина при полном преобразовании энергии в видимый свет составляет 683 лм/Вт. Реально достижимые значения, разумеется, значительно ниже и находятся между 10 лм/Вт и 150 лм/Вт.

**** Цветовая температура любого источника электромагнитных волн, в том числе световых, определяется путем сопоставления спектральных характеристик источника и абсолютно черного тела.

Абсолютно черное тело (излучатель Планка) – тело, которое поглощает все падающие на него излучения, независимо от длины волны и направления излучения. Цветовая температура указывается в градусах Кельвина (обозначение К), отсчитываемых от абсолютного нуля. Шкала Кельвина отличается от шкалы Цельсия только положением нуля: положение нуля на шкале Кельвина на 273 градуса ниже нуля по Цельсию.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  В чем измеряется освещенность рабочего места

Она, таким образом, выше на 273 градуса, чем та же температура, выраженная в градусах Цельсия.

Источник: http://www.dizar.ru/company/news/lampy_v_chyem_ikh_otlichiya_i_kak_vybirat/

Как устроена энергосберегающая лампа — Строительство и ремонт

Энергосберегающими лампами сейчас называются люминесцентные, или газоразрядные лампы. В таких лампах световой поток создается свечением люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность стеклянной колбы при воздействии ультрафиолетового излучения электрического разряда в газе (собственно, от принципа работы лампа и получила свое название).

Применение люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы имеют широкое распространение и применяются, как правило, для общего освещения. Световая отдача таких ламп очень высокая, и при одинаковых превышает показатели ламп накаливания в несколько раз. При соблюдении некоторых условий, срок службы люминесцентных ламп, превосходит показатели ламп накаливания до 20 раз. Это позволяет сэкономить значительные средства, окупив более высокую начальную стоимость.

Люминесцентные лампы особенно эффективны при необходимости оставлять освещение на длительное время, а постоянное включение-выключение, напротив значительно снижают срок службы.

На сегодняшний день эти ламы являются самым экономичным из распространенных источников света (светодиодные лампы пока еще не настолько распространены).

Их используют для создания рассеянного освещения, преимущественно в помещениях общественных зданий, будь то школа, учебные институты, больницы, банки, магазины. Благодаря разработке компактных люминесцентных ламп, появилась возможность их использования и в бытовых условиях.

Принцип работы люминесцентной лампы

Конструкция лампы в общем случае представляет собой стеклянную трубку, в которой находятся пары ртути и инертного газа, чаще всего аргона. На концах трубки установлены электроды (по два с каждой стороны), а на внутреннюю поверхность колбы нанесен фосфорсодержащий люминофор.

Во время работы люминесцентной лампы, между электродами, которые располагаются в противоположных концах трубки, возникает электрический разряд тлеющего типа (разряд, который может возникать в разряженном газе при небольшом токе). Ток проходит прямо через газ, и электроны иногда сталкиваются с атомами ртути, передавая им энергию.

Атомы тут же избавляются от излишек энергии, испуская их в виде ультрафиолетового излучения. Излучение неуловимо для человеческого глаза, поэтому, с помощью люминесценции, его преобразуют в видимый источник света. На внутренних стенках лампы применяется люминофор, поглощающий УФ излучение и, соответственно, излучающий видимый источник света.

При изменении состава люминофора, можно добиться разных оттенков свечения лампы.

В отличие от привычной лампы накаливания, люминесцентную лампу нельзя подключать напрямую к электрической сети. На это имеются две причины:

  • Для того чтобы ток проходил сквозь газ, и возник тлеющий разряд, газ особым образом ионизируется. Это достигается подачей очень высокого напряжения между электродами (до 5000 вольт), которое в дальнейшем снижается. Для этого в электрической схеме лампы предусмотрен компонент, называемый стартером.
  • После начала работы сопротивление лампы сильно падает, что пропорционально увеличивает силу тока. Если силу тока не ограничить, то тлеющий разряд перейдет в дуговой разряд, который нагреет лампу до температуры более 5000°C. Во избежание подобной ситуации созданы специальные устройства, так называемые балласты, увеличивающие сопротивление после старта лампы.

Причины выхода ламп из строя

Электродами в люминесцентных лампах, как и в классических лампах накаливания, являются нити вольфрамовой проволоки, покрытые специальным составом щелочноземельных металлов (бериллий, магний и т.д.). Данный состав наносится для обеспечения стабильного разряда и предохранения вольфрамовых нитей от перегрева. Со временем защитная оболочка из щелочноземельных металлов изнашивается и выгорает в процессе эксплуатации.

Особенно интенсивно это происходит во время запуска лампы, когда образуется перепад температур из-за неравномерного распространения заряда по всей поверхности вольфрамовой нити. Именно по этой причине люминесцентные лампы имеют свой конечный срок годности, который, однако, выше чем у их предшественника ламп накаливания.

Ближе к окончанию своего срока службы на концах люминесцентных ламп образуется потемнение и когда защитный слой выгорит, ток лампы начинает падать, а напряжение возрастать. В этот период лампу следует заменить на новую.

Упаковка лампы чаще всего несет на себе код, состоящий из трех цифр, в которых закодирована информация о ее характеристиках. К этим характеристикам относятся коэффициент цветопередачи и спектрофотометрическая температура.

Коэффициент цветопередачи (индекс цветопередачи может принимать значение от 0 до 100, где 100 — это значение солнечного света) является параметром показывающим отклонение, которое претерпевает естественный цвет тела при освещении его различными источниками света, относительно видимого (кажущегося) цвета.

В свою очередь спектрофотометрическая температура (цветовая температура) является характеристикой зависящей от температуры абсолютно черного тела и измеряется в кельвинах. Чем выше значение цветовой температуры, тем холоднее цвет в человеческом восприятии.

Таким образом, первая цифра кода на упаковке люминесцентной лампы показывает значение коэффициента цветопередачи, вторая и третья – ее спектрофотометрическую температуру.

Рассмотрим пример: маркировка на лампе имеет такой вид «880», тогда «8» — это коэффициент цветопередачи значением в 80Ra, «80» — это цветовая температура значением 8000К.

Выход из строя ламп с электромагнитным балластом начинается с повышения в ней напряжения из-за ее износа и старения, в результате чего стартер начинает срабатывать слишком часто и лампа начинает мигать. Начинается процесс перегрева электрода, вольфрамовая нить не выдерживает и перегорает. Однако лампа может еще некоторое время работать за счет остатков разрушенного электрода, на котором уже сгорел весь защитный состав, осталась одна чистая вольфрамовая нить.

Процесс продолжается дальше, после полного испарения вольфрамовой нити, ток устремляется в траверсу. Траверса плавится, и лампа вновь начинает мигать. Если в этот момент обесточить лампу, то она больше не включится. При этом часто стартер так же выходит из строя и подлежит замене, из-за работы в непрерывном режиме.

При всем этом, если стартер вышел из строя из-за производственного брака, то электроды сгорают через несколько дней после начала эксплуатации, а при пробое дросселя лампа перегорает мгновенно.

Люминесцентные лампы с электронным балластом в процессе износа так же теряют защитное покрытие электродов, затем вольфрамовые нити перегреваются и разрушаются. В балластах высокого качества имеется специальная система, которая отключает перегоревшую лампу. В остальных же лампах износ происходит по старой схеме: напряжение увеличивается и лампа гаснет, затем в цепи возникает резонанс, и транзисторы в балласте перегорают.

Безопасность утилизации и ситуации связанные с ртутью. Правила ликвидации

В каждой люминесцентной лампе содержится ртуть, которая признана токсическим ядом первого класса опасности. Количество ртути в лампе порядка 1-70мг. – эта доза является опасной для человеческого организма. Одновременно с этим ртуть имеет свойство накапливаться в организме, что только усиливает ее опасность для здоровья.

Существуют предприятия по утилизации люминесцентных ламп, в которые индивидуальные предприниматели и юридические лица обязаны сдавать лампы на дальнейшую переработку. Одновременно с ними в крупных городах существуют специальные полигоны, на которых осуществляется захоронение опасных отходов, принимаемых от частных лиц бесплатно.

Если разбилась в бытовых условиях содержащая ртуть лампа, то подвергнутое загрязнению помещение должно быть немедленно покинуто людьми. Следующим шагом должен быть организован вызов специалистов по ликвидации подобных ситуаций.

После того, как будет проведена эвакуация людей из опасной зоны, нужно принять меры по защите данного участка от проникновения в него посторонних лиц, а так же меры по локализации распространения ртути и ее паров.

Так же в случае единичного случая нарушения целостности содержащих ртуть предметов, устранение последствий может быть выполнено самостоятельно при помощи специального демеркуризационного комплекта.

Источник: https://newcomfortart.com/kak-ustroena-energosberegayuschaya-lampa/

Стартер для люминесцентных ламп как выбрать – Как подобрать стартер для люминесцентных ламп

Стартер для люминесцентных ламп входит в комплектацию электромагнитного пускорегулятора (ЭМПРА) и предназначен для зажигания ртутной лампочки.

Каждая модель, выпущенная определенным разработчиком, обладает различными техническими характеристиками, однако используется для светотехники, питающейся исключительно от сети переменного тока, с предельной частотой, не превышающей 65 Гц.

Предлагаем разобраться, как устроен стартер для люминесцентных ламп, какова его роль в осветительном приборе. Кроме того, мы обозначим особенности разных пусковых приборов и расскажем, как выбрать нужный механизм.

Как устроено приспособление?

Опционально стартер (пускатель) достаточно прост. Элемент представлен небольшой газоразрядной лампой, способной формировать при низком давлении газа и малом токе, тлеющий разряд.

Этот стеклянный малогабаритный баллон заполнен инертным газом – смесью гелия или неоном. В него впаяны подвижные и неподвижные электроды из металла.

Все электродные спирали лампочки оснащены двумя клеммными блоками. Одна из клемм каждого контакта задействована в цепи электромагнитного балласта. Остальные — подключены к катодам пускателя.

Расстояние между электродами пускателя не существенно, поэтому посредством напряжения сети его легко можно пробить. При этом образуется ток и нагреваются элементы, входящие в электроцепь с определенной долей сопротивления. Именно стартер и входит в число этих элементов.

Конструкции стартеров для люминесцентных ламп имеют практически идентичное устройство: 1 – дроссель; 2 – стеклянная колба; 3 – пары ртути; 4 – клеммы; 5 – электроды; 6 – корпус; 7 – биметаллический контакт; 8 – инертная газовая субстанция; 9 – вольфрамовые нити накала ЛДС; 10 – капля ртути; 11 – разряд дуги в колбе (+)

Колба размещена внутри корпуса из пластмассы или металла, выполняющего роль защитного кожуха. В некоторых образцах сверху крышки дополнительно есть специальное смотровое отверстие.

Самым востребованным материалом для производства блока считается пластик. Постоянное воздействие высоких температурных режимов позволяет выдержать специальный состав пропитки — люминофор.

Приспособления выпускаются с парой ножек, выполняющих роль контактов. Они изготовлены из разных видов металла.

В зависимости от типа конструкции электроды могут быть симметричными подвижными или асимметричными с одним подвижным элементом. Их выводы проходят через патрон лампы.

Параллельно электродам колбы подключен конденсатор, емкостью 0,003-0,1 мкф. Это важный элемент, снижающий уровень радиопомех и также участвующий в процессе загорания лампы

Обязательной деталью в устройстве является конденсатор, способный сглаживать экстратоки и в тоже время размыкать электроды прибора, осуществляя гашение дуги, возникающей между токоведущими элементами.

Без этого механизма есть большая вероятность спайки контактов при возникновении дуги, что существенно снижает срок эксплуатации пускателя.

В быту наиболее популярны образцы балластов с симметричной системой контактов и электросхемой пуска. Такие образцы меньше подвергаются влиянию падения напряжения в электрической сети

Правильная работа стартера обусловлена напряжением питающей сети. При снижении номинальных величин до 70-80%, люминесцентная лампа может не зажечься, т.к. не будет производиться достаточный нагрев электродов.

В процессе подбора нужного пускателя, учитывая конкретную модель лампы дневного света (люминесцентной или ЛЛ), необходимо дополнительно проанализировать технические характеристики каждого вида, а также определиться с производителем.

Принцип работы аппарата

Подав сетевое питание на светотехнический прибор, напряжение проходит через витки дросселя ЛЛ и нить накала, выполненную из монокристаллов вольфрама.

Далее подводится к контактам стартера и образует между ними тлеющий разряд, при этом воспроизводится свечение газовой среды посредством ее нагрева.

Поскольку в устройстве есть еще один контакт – биметаллический, он также реагирует на изменения и начинает изгибаться, видоизменяя форму. Таким образом этот электрод замыкает электрическую цепь между контактами.

Величина тока, сформированного тлеющего разряда варьируется от 20 до 50 мА, чего вполне достаточно для разогрева биметаллического электрода, который отвечает за замыкание цепи (+)

Образовавшийся в электросхеме люминесцентного прибора замкнутый контур проводит через себя ток и нагревает вольфрамовые нити, которые, в свою очередь, начинают испускать электроны со своей нагретой поверхности.

Таким образом формируется термоэлектронная эмиссия. В это же время воспроизводится разогревание ртутных паров, находящихся в баллоне.

Образованный поток электронов способствует снижению напряжения, приложенного от сети к контактам пускателя, примерно вдвое. Степень тлеющего разряда начинает падать вместе с температурой накала.

Пластина из биметалла уменьшает свою степень деформации тем самым размыкая цепочку между анодом и катодом. Течение тока через этот участок прекращается.

Изменение его показателей провоцирует внутри дроссельной катушки, в проводящем контуре, возникновение электродвижущей силы индукции.

Биметаллический контакт моментально реагирует произведением краткосрочного разряда в подсоединенной к нему схеме: между вольфрамовыми нитями ЛЛ.

Его значение доходит нескольких киловольт, чего вполне достаточно для пробивания инертной среды газов с нагретыми ртутными парами. Между концами лампы образуется электродуга, продуцирующая ультрафиолетовое излучение.

Поскольку такой спектр света не видимый для человека, в конструкции лампы есть люминофор, поглощающий ультрафиолет. В итоге визуализируется стандартный световой поток.

При изменении тока в контуре или его полного прекращения пропорционально происходят изменения магнитного потока через поверхность пластины, что ограничивает этот контур и приводит к возбуждению в этой схеме ЭДС самоиндукции

Однако напряжения на пускателе, подсоединенного параллельно лампе, недостаточно для формирования тлеющего разряда, соответственно, электроды остаются в разомкнутой позиции в период свечения лампы дневного света. Далее стартер не используется в рабочей схеме.

Поскольку после продуцирования свечения показатели тока нужно лимитировать, в схему вводится электромагнитный балласт. За счет своего индуктивного сопротивления он выполняет роль ограничивающего устройства, предотвращающего поломки лампы.

Виды стартеров для люминесцентных приборов

В зависимости от алгоритма работы, пусковые устройства делят на три основных вида: электронные, тепловые и с тлеющим разрядом. Несмотря на то, что механизмы имеют различия в элементах конструкции и в принципах работы, они выполняют идентичные опции.

Пускатель электронного типа

Процессы, воспроизводимые в системе контактов стартеров, не являются управляемыми. Помимо этого, значительное воздействие на их функционирование оказывает температурный режим окружения.

Например, при температуре ниже 0°C скорость нагревания электродов замедляется, соответственно, прибор будет затрачивать больше времени на зажигание света.

Также при нагреве контакты могут спаиваться друг с другом, что приводит к перегреванию и разрушению спиралей лампы, т.е. ее порче.

Большинство моделей электронных балластов для ЛДС выпущены на базе микросхемы UBA 2000T. Такой тип устройства позволяет устранить перегрев электродов, за счет чего существенно увеличивается эксплуатационный срок контактов лампы, соответственно, и период ее работы

Даже корректно функционирующие устройства с течением времени имеют свойство изнашиваться. Они дольше сохраняют накал контактов лампы, тем самым уменьшая ее производственный ресурс.

Именно для устранения такого рода недостатков в полупроводниковой микроэлектронике стартеров были задействованы сложные конструкции с микросхемами. Они дают возможность лимитировать количество циклов процесса имитации замыкания электродов пускателя.

В большинстве представленных на рынках образцах, схемотехническое устройство электронного стартера составлено из двух функциональных узлов:

  • управленческой схемы;
  • высоковольтного узла коммутации.
  • Источник: https://esr-energy.ru/raznoe/starter-dlya-lyuminescentnyx-lamp-kak-vybrat-kak-podobrat-starter-dlya-lyuminescentnyx-lamp.html

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Электро Дело
    Каким должно быть заземление

    Закрыть