Что такое люминесцентные лампы: за или против? – интернет-магазин ВсеИнструменты.ру

Содержание

Почему дешевые люминесцентные лампы плохо подходят для фотосъемки (+ немного теории о спектре): dmitry_novak — LiveJournal

   Газоразрядные трубки (люминесцентные лампы) используются повсеместно. Раньше мы только работали и учились при таком свете, а сегодня государство позиционирует энергосберегающие лампы как стандарт и для домашнего освещения.

Это прискорбно, потому что многие такие лампы не только пульсируют с частотой полупериода переменного тока (в силу малой инерционности свечения), но и обладают прерывистым спектром, что в совокупности утомляет зрение и не обеспечивает корректной цветопередачи.

   Сегодня многие фирмы предлагают фотографам комплекты для предметной съемки на основе энергосберегающих ламп. И можно со 100%-й уверенностью сказать, что используемые там лампы не являются полноспектральными высококачественными источниками света с колориметрической точки зрения.

   Почему это важно и зачем вообще я завел речь о спектре?

   Многие считают, что если свет источника визуально белый, а серая карта после тыканья пипеткой становится нейтрально серой, то мы имеем точную цветопередачу. Но это заблуждение.

   Давайте оттолкнемся от нашего главного, эталонного светила.

   В природе существует лишь один естественный источник света, достаточно яркий и неизменный во времени в рамках существования человека как вида, чтобы можно было считать его эталонным — это Солнце.

   Вот спектр солнечного света (здесь и далее спектры схематичны):

   Смесь раскаленных элементов и ионизированных газов, из которых состоит Солнце и его корона, своим свечением заполняет видимый спектр и даже выходит за его пределы в ультрафиолетовом участке.

   С точки зрения колориметрии и цветовосприятия это означает, что предметы любых цветов, лежащих в пределах этого спектра, и освещенные солнечным светом, будут восприниматься как одинаково интенсивные (естественно, в отрыве от особенностей психологии восприятия цвета, которая изначально наделяет одни цвета более темным «характером», а другие — более светлым). Теоретически это обеспечивает спектральную линейность в системе «Солнце — предмет – глаз (камера)».

   Это во многом объясняет то, что большинство фотокамер обеспечивает наилучшую цветопередачу при солнечном освещении (и не забываем, что на матрице еще байеровская мозаика фильтров со своими кривыми характеристиками).

   Близка к солнечному свету фотовспышка. В их колбах обычно используется газ ксенон, имеющий вот такой спектр:

   Спектр линейчатый, но линии достаточно часты и равномерны, чтобы считать его условно непрерывным. Избыток холодной синей части спектра частично отсекается специальным покрытием желтоватого цвета, нанесенным на колбу вспышки. Кстати сказать, качество вспышки можно легко определить именно по качеству этого покрытия и по точности цветовой температуры.

   В результате получается почти непрерывный спектр, очень близкий к солнечному. Поэтому вспышку можно также приближенно считать колориметрически корректным источником света.

  Лампы накаливания считаются практически стопроцентными по показателю CRI (Color Rendition Index). Вот спектр лампы накаливания:

   Он также непрерывен, но в нем преобладает желто-красное излучение и не хватает синего. Цветовая адаптация зрительного аппарата человека позволяет это частично компенсировать, хотя цвета от фиолетовых до зеленых будут восприниматься темнее и теплее, чем они есть в действительности. В фотографии низкая цветовая температура легко компенсируется при обработке пропорциональным сдвигом всех цветов в холодную часть спектра.

   Можно использовать и конверсионные светофильтры. Важно, что при этом все равно диапазон воспроизводимых цветов остается непрерывным, как и при солнечном освещении.

   Итак, мы рассмотрели три источника, каждый из которых дает условно непрерывный спектр и потому сохраняет отношения, пропорции цветов в целом(хотя они все вместе могут сдвигаться в теплую или холодную сторону). Для таких источников света цветовая температура полностью или почти полностью характеризует оттенок и то, какое влияние они будут оказывать на цветопередачу при просмотре или при фотосъемке.

   Соответственно, такой спектральный сдвиг легко компенсируется настройкой баланса белого (а именно — цветовой температуры). Разумеется, это может сделать более заметными фотонные шумы, но данный вопрос лежит уже в совершенно иной области, и сегодня мы об этом не будем говорить.

   А теперь давайте посмотрим, к какому свету нас хотят приучить экологи и государство (а также изготовители дешевых наборов постоянного света для фото и видео).

 

   Итак, барабанна дробь! Дешевая энергосберегающая люминесцентная лампа:

   Странная картина, не правда ли?

   Излучаемый свет кажется белым, потому что действительно при сложении цветных полос в спектре получится белый. Но представьте себе, что мы освещаем таким светом фотографируемую сцену — получится, что многие цвета в ней вообще не будут освещены, банально «выпадут». Между прочим, именно этим обусловлено то, что под люминесцентными лампами так заметны дефекты кожи на портретах — просто как бы теряются промежуточные участки градиентов, яркие линии спектра «высвечивают» узкие области оттенков, а провалы затемняют такие же узкие области.

   Возьмем энергосберегайку подороже:

   В целом ситуация лучше, но все равно спектр имеет почти глухие провалы, где цвет будет искажен, а переходы потеряют пластичность.

   Причем эти провалы невозможно исправить настройкой баланса белого, здесь даже профилирование толком не поможет.

Понятно, что для качественной съемки такие источники света использовать нельзя. И что-то мне подсказывает, что и для глаз они как минимум некомфортны.

 

   Впрочем, есть очень качественные и очень дорогие люминесцентные лампы, которые имеют ровный спектр и высокий показатель CRI и используются например как эталонное освещение в полиграфии. Качественные лампы ставят и в качестве подсветки в дорогих мониторах. Но это скорее исключение, чем правило.

Еще одним серьезным недостатком люминесцентных ламп является то, что они имеют низкую инерционность свечения и при этом питаются переменным током, а значит в большей или меньшей степени «моргают» с частотой полупериода осветительной сети. Во-первых, это вредно для глаз. Во-вторых, это создает два неприятных эффекта. Первый из них — строб при видеосъемке, когда частота развертки матрицы приближается к частоте сети, и на изображении появляются бегущие полосы или мерцание. Второе явление — это «прыгающий» баланс белого между соседними кадрами, обусловленный тем, что выдержка может быть короче, чем период пульсации и захватывать момент угасания свечения, при котором цветовая температура сильно отличается от исходной.

   Недавно в широкой продаже появился и еще один очень перспективный вариант — светодиодные лампы:

   Спектр у них почти сплошной, хотя есть небольшой провал, но в целом вполне адекватно.

Многое зависит от производителя, но в целом этот вид источников света представляется очень перспективным, особенно учитывая малую потребляемую мощность и, как следствие, возможность экономичного питания от батарей на выезде.

   Серьезным преимуществом светодиодных ламп является то, что, в отличие от люминесцентных, они работают от постоянного тока в силу своего принципа действия и потому не пульсируют полупериодом переменного тока, а значит свет их постоянен и подходит для видеосъемки без эффекта строба, а также нет проблемы с различным балансом белого от кадра к кадру, как у люминесцентных ламп.

  UPD: Настоятельно рекомендуется прочитаться и вот этот аддендум, где я разъясняю некоторые возникшие вопросы.

<br><br>

Люминесцентные лампы

Применение трубчатых люминесцентных ламп позволяет изменить визуальную геометрию и дизайн освещаемых помещений.

Люминесцентные лампы являются вторым по распространенности источником света, а в некоторых странах (например, в Японии) они лидируют, оставив позади лампы накаливания. Каждый год в мире выпускается больше миллиарда этих ламп.

Первые люминесцентные лампы в том виде, в котором они дошли до наших дней, были созданы американской компанией General Electric в 1938 году. За прошедшие годы люминесцентные лампы проникли во многие сферы деятельности людей и сейчас используются практически в каждом магазине или офисе.

Принцип образования электромагнитного излучения в люминесцентных лампах

Люминесцентный источник — это газоразрядная лампа низкого давления, в которой электрический разряд образуется в смеси ртутных паров и инертного газа (обычно аргона). Колба лампы всегда выполняется в виде стеклянного цилиндра 12, 16, 26 или 38 миллиметров в диаметре. Цилиндр может выполняться изогнутым в форме окружности, буквы U или другой сложной фигуры. По обеим сторонам цилиндра к нему герметично припаяны ножки из стекла, с внутренней стороны которых расположены электроды.

По своей конструкции электроды напоминают биспиральное тело ламп накаливания и тоже изготавливаются в виде вольфрамовой нити. В некоторых лампах электроды выполнены в форме триспирали, в которых из биспирали образована новая спираль. С внешней стороны электроды припаяны к цоколю. В прямых и U-образных люминесцентных лампах применяется две разновидности цоколей — G5 и G13 (цифры обозначают расстояние между ножками в миллиметрах).

Подобно лампам накаливания, воздух из колб люминесцентных ламп полностью откачивается штенгелем, впаянным в ножку. После откачивания воздуха в колбу нагнетается инертный газ и вводится небольшая капля ртути (около 30 мг) или сплав ртути с другими металлами (висмут, индий и т. д.). На устанавливаемые в лампах электроды наносится слой из смеси оксидов стронция, кальция, бария, тория для повышения их активности.

Если на лампу подано напряжение, превышающее напряжение зажигания, то между электродами происходит разряд, ток которого должен ограничиваться дополнительными внешними компонентами. Колба лампы заполнена инертным газом, но в ней постоянно находятся ртутные пары, объем которых зависит от температуры самого холодного участка колбы. Частицы ртути ионизируются при разряде быстрее частиц инертного газа, поэтому свечение лампы и проходящий через нее ток определяются именно ртутью.

Меры, обеспечивающие увеличение доли видимого излучения

В ртутных лампах низкого давления доля излучения составляет не более двух процентов от мощности самого разряда, а светоотдача разряда — лишь 5–7 лм/Вт. Однако больше половины мощности разряда преобразуется в ультрафиолет с волнами длиной 254 и 185 нм. Из курса физики известно, что при сокращении длины волны излучения увеличивается энергия этого излучения. С помощью люминофоров можно преобразовать одно излучение в другое, причем в соответствии с законом сохранения энергии преобразованное излучение будет менее энергичным, чем первоначальное. Этим путем ультрафиолет можно преобразовать в видимое излучения, применяя люминофоры, а обратное преобразование невозможно.

Изнутри цилиндрическая колба покрыта слоем специального вещества – люминофора, который преобразует ультрафиолетовые лучи ртутных паров в видимый свет. Чаще всего в люминесцентных лампах в качестве люминофора применяется галофосфат кальция с добавлением марганца и сурьмы. При попадании на такой люминофор ультрафиолетовых лучей он начинает светиться сплошным белым светом различных тонов. Излучение люминофора имеет сплошной спектр с двумя максимумами — 480 и 580 нм. Первый максимум зависит от доли сурьмы в люминофоре, а второй — марганца. Изменение содержания этих веществ позволяет получать белый свет различных тональностей цвета — от теплых оттенков до оттенков дневного света.

Корректировка цветопередачи

В 70-е годы прошлого века начался выпуск ламп с тремя люминофорами, обладающими максимумами спектра излучения в синей, зеленой и красной областях (450, 540 и 610 нм, соответственно). Эти люминофоры изначально создавались для кинескопов цветных телевизоров, и с их помощью формировалась качественная передача цветов. Совместное применение трех люминофоров дало возможность и в лампах добиться улучшения цветопередачи и светоотдачи по сравнению с применением одного люминофора. Однако такие люминофоры имеют довольно высокую стоимость по сравнению с традиционными, что обусловлено применением в них редких химических элементов — европия, тербия и церия. Поэтому до сих пор чаще всего в люминесцентных лампах используются традиционные люминофоры на основе галофосфата кальция.

В люминесцентных лампах электроды являются как источниками, так и приемниками электронов и ионов, которые обеспечивают протекание электрического тока через разрядный промежуток. Для попадания электронов в разрядный промежуток они должны нагреваться до 1100–1200 градусов. При таких высоких температурах вольфрам излучает слабое свечение вишневого оттенка, а его испарение очень незначительно. Для повышения числа электронов электроды покрываются слоем активирующего состава, имеющим значительно меньшую термостойкость, чем вольфрам, и в процессе работы слой распыляется и оседает на внутренних стенках колбы. Главным образом именно этот процесс распыления активирующего слоя определяет продолжительность службы ламп.

Потребность в разноразмерных колбах

Для повышения эффективности разряда, то есть для максимального излучения ртутного ультрафиолета, нужно поддерживать необходимую температуру самой колбы, для чего в каждом конкретном случае подбирается диаметр колбы. Все лампы имеют приблизительно равную плотность тока, исчисляющуюся отношением величины тока к площади сечения колбы, поэтому лампы разной мощности в одинаковых колбах обычно работают при одинаковых номинальных токах. Снижение напряжения на лампе пропорционально ее длине, а так как мощность является произведением величины тока на напряжение, то при равном диаметре колб мощность ламп пропорциональна их длине. У ламп мощностью 36–40 Вт длина колбы равна 1210 мм, а у ламп мощностью 18–20 Вт — 604 мм.

Укорачивание ламп и последующее достижение необходимых мощностей за счет повышения разрядного тока не оправдывает себя, так как при этом повышается температура колбы, что ведет к повышению давления ртутных паров и снижению светоотдачи ламп. Производители ламп уменьшают их общую длину с помощью изменения формы ламп, изготавливая U-образные или кольцевые лампы. Уже в 50-е годы ХХ века в СССР изготавливались U-образные лампы мощностью 30 Вт с диаметром колбы 26 мм и мощностью 8 Вт с диаметром колбы 14 мм.

Полностью устранить проблему снижения размеров ламп получилось лишь в 80-е годы с началом применения люминофоров, которые допускают использование высоких электрических нагрузок. Колбы люминесцентных ламп стали изготавливать из трубок с диаметром 12 мм и изгибать их, уменьшая этим общую длину ламп. Началось производство компактных люминесцентных ламп, по конструкции и принципу работы не отличающихся от линейных ламп.

Люминесцентные лампы прочно вошли в нашу жизнь как один из экономичных источников света. Благодаря не ослабевающему вниманию к ним со стороны изобретателей, они продолжают быть интересны и производителям светотехнической продукции.

Люминесцентные лампы. История. Характеристика

Люминесцентные лампы используют лишь 25-35 процентов электроэнергии, используемой обычными лампами накаливания для обеспечения такого же светового потока. Так же, служат они до 10 раз дольше (7,000-24,000 часов).

Двумя основными типами люминесцентных ламп являются:
•    Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) — с интегральными контроллерами балласта и резьбовым цоколем. Это популярный вид ламп, который часто используется в бытовых светильниках.
•    Люминесцентные трубчатые и кольцевые лампы — обычно используются для целевого освещения под конкретную задачу. Например, используется в гаражах, складских помещениях, и для освещения больших территорий коммерческих и промышленных зданий.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).
Компактные люминесцентные лампы сочетают в себе энергоэффективность люминесцентных ламп с удобством и популярностью обыкновенных ламп накаливания. КЛЛ подходят для большинства светильников, предназначенных для ламп накаливания, однако, расходуют до 75% меньше электроэнергии.

Хотя, КЛЛ стоят немного больше, чем сопоставимые лампы накаливания, их срок службы дольше в 6-10 раз.
Компактные люминесцентные лампы являются наиболее экономически эффективными и действенными в тех областях, где свет горит в течение длительных периодов времени. Срок окупаемости будет немного длиннее, где свет включен в течении коротких периодов времени, например, в шкафах и кладовых. Поскольку КЛЛ часто менять не требуется, они идеально подходят для труднодоступных мест.

Освещение КЛЛ.
Компактные люминесцентные лампы доступны в различных стилях и формах, предназначенных, соответственно, для определенных целей. Размер, или общая площадь трубки определяет, сколько света она производит. Многие модели являются диммируемыми(возможна регулировка яркости) и совместимы с другими системами управления освещением.

Наиболее распространенные типы КЛЛ включают:

•    A-Line и спиральные лампы с резьбовым цоколем. Наиболее часто встречаются с популярным цоколем Эддисон(E-26) и интегральным балластом; они могут быть использованы в общебытовых светильниках, которые предназначены для ламп накаливания, например, настольные ламы, потолочные светильники и настенные бра.
•    Шаровидные лампы, похожи на спиральные, но обычно в красивой форме шара. Используются там, где их видно, например в освещении ванной комнаты и потолочном освещении.
•    Прожекторные и рефлекторные лампы, также имеют винтовую базу и предназначаются для фокусировки света на объектах перед ними. Они широко используются во внутреннем освещении, как встраиваемые и точечные светильники, и на открытом воздухе в качестве прожекторов.
•    Штырьевые (штырьковые) КЛЛ могут иметь от одной до шести трубок и оснащаются не винтовой, а контактной основой. Эти лампы выпускаются под конкретный тип светильника, где балласт уже является его частью. Есть много различных ламп данного вида, поэтому подключить лампу, не подходящую под светильник просто не получится, ввиду различных разъемов. Редко встречаются в жилых помещениях, и в основном используются в коммерческих зданиях.

Очистка и утилизация.

Все люминесцентные лампы, в т.ч. КЛЛ содержат небольшое количество ртути, которая необходима, чтобы сделать инертные газы проводимыми при всех температурах и обеспечить правильную и эффективную работу светильника. Как и многие тяжелые металлы, ртуть может быть опасна для окружающей среды, поэтому важно правильно утилизировать КЛЛ, а не просто выбросить их.

Отличие энергосберегающих компактных люминесцентных ламп от светодиодных

Отличие энергосберегающих компактных люминесцентных ламп от светодиодных

Светодиодные лампы или светодиодные светильники в качестве источника света используют светодиоды, применяются для бытового, промышленного и уличного освещения.

От ламп накаливания бытовые потребители постепенно отказываются, и применяют их всё реже и реже. Сначала их заменили компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Они потребляют электроэнергии в 5 раз меньше, при той же яркости. То есть люминесцентной лампой в 20 Вт можно заменить 100 Вт лампу накаливания. За это их прозвали энергосберегающими.

Технологии не стоят на месте и в последние 5 лет на рынке укрепились светодиодные лампы или LED. Ассортимент продукции достаточно широк от световых панелей и лент до прожекторов и ламп под все возможные цоколи. При этом светят в 10 раз ярче, чем лампы накаливания той же мощности. Давайте подробно рассмотрим отличия энергосберегающих и светодиодных ламп.

Интересно:

Светодиодные лампы фактически тоже относятся к энергосберегающим, но в народе такое название закрепилось за компактными люминесцентными лампами, хотя энергию они сберегают не так как светодиодные. В статье предлагаю не отклоняться от народных названий.

Состав

Энергосберегайки представляют собой компактный вариант классической трубчатой люминесцентной лампы, которые выпускаются под штырьковые цоколя g5 и g13, обычно различаются по толщине трубки (t5, t8). Компактность достигнута за счёт скручивания трубки в форме спирали. Тогда при том же принципе действия вы получаете источник света по размеру и цоколю повторяющий распространённые лампы накаливания.

Наиболее востребованы модели ламп с цоколями E14 и E27.

Компактная энергосберегающая лампа состоит из:

  • цоколя;
  • корпуса;
  • электронного балласта;
  • колбы.

В свою очередь колба наполнена парами ртути и её внутренние стенки покрыты люминофором, от его состава зависит цветовой спектр и цветовая температура.

Светодиодные лампы в зависимости от годов выпуска строились с использованием разных конструктивных и схемотехнических решений, типах светодиодов. Ранние модели выпускали с 5 мм светодиодами, позже их заменили SMD светодиоды, такие как вы могли встретить на светодиодной ленте.

Последние новации – это филаментные нити, они состоят из светодиодных кристаллов расположенных на сапфировом стекле или другом диэлектрическом материале, равномерно покрыты люминофором, что создает иллюзию светящейся нити. Внешне такие лампы похожи на лампы накаливания – у них прозрачная стеклянная колба и нет пластика в корпусе.

И так общая конструкция большинства светодиодных ламп:

  • цоколь;
  • пластиковый или металлический корпус;
  • источник питания;
  • металлическая плата со светодиодами;
  • светорассеивающая колба.

Первое отличие люминесцентных энергосберегаек от светодиодных в используемых источниках света: трубка с парами ртути против полупроводниковых кристаллов.

Яркость и мощность

У лампы есть три основных характеристики:

  • Потребляемая мощность, Вт;
  • Световой поток, Лм;
  • Цветовая температура, К.

В принципе единственный возможный путь к сохранению электроэнергии – увеличение удельного светового потока, т. е. соотношение Лм/Вт.

Для сравнения давайте рассмотрим световой поток от ламп разной конструкции:

Лампа накаливания в зависимости от особенностей исполнения может выдавать до 20 Лм на 1 Ватт потребляемой мощности, при этом чаще всего это порядка 10-17 Лм/Вт.

Люминесцентная лампа выдает от 40 до 70 Лм/Вт. Стоит сказать, что несмотря на снижение популярности этих источников света инженеры улучшают эти показатели и встречаются публикации о том, что достигнуто порядка 100 Лм/Вт, но в продаже я таких не встречал.

Светодиодные лампы светят еще ярче – 80-120 Лм/Вт. За последнее десятилетие этот показатель вырос в разы, а цена снизилась еще больше. Это и есть причиной успеха LED-продукции на рынке.

Отсюда следует, что при работе наибольший нагрев у ламп накаливания (более 100 градусов), на втором месте энергосберегающие лампы (60-80 градусов), самые холодные лампы – светодиодные (30-40 градусов). Это связано с разницей в КПД, при работе светодиодных ламп в тепло выделяется наименьшее количество энергии.

Ресурс и потеря яркости

30000-50000 часов – средний срок службы светодиодных ламп. Но он значительно зависит от условий эксплуатации. Например, если LED-источник света работает в жарких условиях то срок может снизиться в 2 и больше раз.

10000 – часов работают люминесцентные лампы. Но это тоже не статическая величина, встречаются случаи, когда они перерабатывают свой ресурс или наоборот – сгорают преждевременно.

Основная причина выхода из строя компактных люминесцентных ламп – частое включение и выключение, тогда как те лампы, что включены круглосуточно обычно переживают ресурс в разы. Это связано с принципом работы, об этом немного позже.

На длительность срока эксплуатации влияет и система питания. К слову, люминесцентные лампы с электромагнитным балластом (дросселем) лампы работают в два раза меньше чем с электронным. Но в компактных энергосберегающих лампах используется только электронный балласт (ЭПРА).

1000 часов светят лампы накаливания. Срок службы сократится, если лампу часто включают и выключают или она работает в условиях с повышенной температурой и вибрацией. Удары и сотрясения лампочки могут повредить спираль, и она оборвется.

Вывод:

Светодиоды имеют наибольший ресурс среди перечисленных аналогов. Светодиодные лампы не боятся частых включения и выключений – это позволяет их применять в коридорах, туалетах и кладовых.

Снижение яркости ламп со временем

Лампы накаливания уверено выдают свои люмены на протяжении всего срока службы, возможно снижение до 7%. Основной причиной снижения яркости является загрязнение колбы и плафона светильника.

Энергосберегающие лампочки, как и любые типы люминесцентных ламп, имеют свойство стареть. И световой поток Снижается до 50% к концу срока службы. Это связано со старением люминофора, его выгоранием, износом электродов. Вы могли заметить, что старые ЛЛ часто чернеют у концов трубки, это признак скорой замены.

Светодиодные лампы выдают заявленный световой поток не постоянно. Световой поток снижается до 15% уже через 25000, что значительно дольше, чем у энергосберегающих ламп, за это время вы замените две таких, а светодиодная будет продолжать работать. На яркость также влияет и температура. Если лампа перегревается, то световой поток падает до 80% от номинального в течении 2-3 минут. При длительном перегреве кристалл светодиода деградирует и может сгореть.

Способ питания

Оба вида ламп требуют особого подхода к питанию. Для этого внутри корпуса расположена схема питания.

Компактные люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы довольно специфичный источник света с точки зрения питания, для их включения нужна схема повышающая напряжение выше напряжения питания в электросети. Ранее для этого использовали дроссель со стартером, теперь электронный пускорегулирующий аппарат (балласт). Внутри колбы газ, на её концах две спирали, напряжение подключается к спиралям (электроды).

Для упрощения понимания процесса розжига я опишу его на примере устаревшей системы пуска, в ЭПРА используемом на энергосберегающих лампах принцип тот же, но подход другой.

Так как в выключенном (холодном) состоянии сопротивление между электродами большое, поэтому сначала их разогревают, за это отвечает стартер. Начинается процесс под названием «термоэлектронная» эмиссия, начинают испускаться свободные электроны.

В стартере находится колба с газом, например неон, и биметаллические контакты, которые в горячем состоянии замыкаются и конденсатор. Ток в 20-50 мА, через колбу с газом разогревают контакты, они замыкаются, а разряд внутри колбы стартера прекращается. Тогда ток ограниченный реактивным сопротивлением дросселя и спиралей протекает по контуру: Источник питания – дроссель – спираль – стартер – спираль – источник питания.

Спирали разогреваются, а пластины стартера остывают и размыкаются. В результате чего энергия происходит всплеск напряжения достаточный для ионизации газов в колбе лампы, после чего происходит её зажигание, сопротивление между электродами резко снижается. Эти процессы приводят к протеканию тока через колбу и излучению света.

Как вы могли заметить процесс достаточно сложный. Включение лампы усложняется, если спирали износились или деградировал люминофор, а также в холоде. Это большая проблема всех люминесцентных, газоразрядных источников света – включение при морозе. Оно может либо происходить крайне долго или вообще не включиться, если лампа не первой свежести. Да и итоговая яркость в холоде может быть ниже номинальной.

Сейчас отказываются от такого подхода, используют импульсные схемы, которые называют электронным балластом или ЭПРА. Его типовую схему вы видите ниже. Она работает на высокой частоте (десятки кГц), против 50 Гц питающей сети в схеме с дросселем. Это позволяет получить более равномерное и яркое свечение, а также облегчить розжиг лампы и снизить износ электродов.

Светодиодные лампы

У светодиодов требования к питанию проще, хотя все равно довольно жесткие. Основная задача стабилизировать ток. Источник питания называют драйвера или источником тока, это такой прибор, который стремится поддерживать заданный ток независимо от сопротивления нагрузки. Фактически сопротивление ограничено мощностью драйвера.

В самых дешевых лампах драйвер и стабилизация отсутствует, ток просто снижают балластным сопротивлением до приемлемой величины при условии нормального напряжение в питающей сети. Но напряжение в сети часто отклоняется от нормы и происходят всплески, такие лампы долго не живут, светодиоды сгорают из-за долгой работы при повышенном напряжении питания, или при скачке напряжения. Типовая схема балластного драйвера изображена на фото.

Недостатки такой схемы – отсутствие стабилизации и гальванической развязки, защиты, недолговечность лампы, высокие пульсации светового потока (если установлен фильтрующий конденсатор низкой емкости).

Преимущества – дешевизна и простота.

Однако в последнее время часто встречаются и бюджетные лампы (до 3-х долларов) с приемлемым импульсным драйвером со стабилизацией тока.

Преимущества – гальваническая развязка, возможно наличие защит, стабилизация тока, больший срок службы светодиодов, низкие пульсации света.

Недостатки – относительная дороговизна, при использовании некачественных компонентов драйвер тоже может сгореть.

Утилизация и вред экологии

Основная проблема люминесцентных ламп – использование ртути в колбе, она вредит окружающей среде и здоровью человека, если разобьётся в помещении. Это вызывает большие затраты на утилизацию (для предприятий). Нужно проводить процесс «демеркуризации».

Светодиодные лампы не несут вреда экологии, могут утилизироваться как бытовые отходы, не используются вредные вещества при их изготовлении. При этом существуют компании по их переработки для вторичного производства. Встречаются публикации о том, что отдельные предприятия занимаются переработкой полупроводниковых кристаллов.

Заключение

Подведем итоги и перечислим кратко достоинства и недостатки ламп:

Энергосберегающие люминесцентные:

  • «–» Проблема утилизации и вред экологии.
  • «–» Световой поток ниже, чем у светодиодных.
  • «–» Срок службы 10000, хоть и больше чем у ламп накаливания, но меньше LED-продукции.
  • «+» Относительная надежность.
  • «+» Яркость.
  • «+» Энергопотребление.
  • «+» невысокая рабочая температура.

Светодиодные:

  • «–» Цена качественных ламп может доходить до 8-10 долларов.
  • «–» У низкокачественных ламп плохой цветовой спектр и высокие пульсации.
  • «+» Энергосбережение.
  • «+» Яркость.
  • «+» Долговечность.

Светодиодные лампы тоже энергосберегающие, но по упомянутым причинам такое название закрепилось за компактными люминесцентными лампами. Светодиоды – это актуальный, надежный и популярный источник света. Инженеры лидирующих производителей постоянно занимаются повышением качества света и цветового спектра.

Ранее ЭлектроВести писали, что в Киеве в пилотном режиме заработала система Smart lighting, которая управляет системой уличного освещения.

По материалам: electrik.info.

Люминесцентные лампы: плюсы и минусы


14:33 12 марта 2018 г.

Главным условием восприятия является освещённость. Естественное освещение, которое природного происхождения наиболее оптимально для глаз. Но оно не безгранично и «работает с интервалами». Световой день сменяется ночью.


В эти периоды нашим спасением является искусственное освещение. Оно сегодня представлено широким спектром. Лампы накаливания, светодиоды, галогенные, люминесцентные и энергосберегающие аналоги, которые есть здесь – всё это наиболее используемые сегодня излучатели света.


Наверное, малознакомыми по названию вариантами из этого перечня выступают люминесцентные лампы. Хотя, все мы ими просто окружены, а сфера их применения просто безгранична. В народе их чаще называют дневными лампами, поскольку излучаемый ими свет очень приближен к естественному дневному освещению. За это качество они нашли массовое применение в промышленности, общественности, коммерции и жилье. Только ли благотворно влияющим на зрение светом они зарекомендовали себя? Наверное, нет. Практика их использования выявила ещё ряд достоинств, о которых ниже.


Плюсы применения люминесцентных ламп.


  1. Большая световая отдача. Если сравнивать их с лампами накаливания, то при той же мощности, люминесцентные аналоги отдают в 1,5–2 раза больше света.
  2. Излучаемое ими освещение близко к естественному. При таком свете нет нагрузки на зрение, глаза не устают. Выпускаемые производителями два вида ламп различной цветности, позволяют осуществлять оптимальный подбор по воздействию на глаза. В продаже они подразделены на тёплые и холодные оттенки излучаемого света.
  3. Не чувствительны к броскам тока. Отсюда и больший, чем у ламп накаливания срок службы. Средняя продолжительность работы – 8000 часов.
  4. Среди ламп освещения – люминесцентный вариант считается недорогим. Цена на лампу дневного света чуть выше цены лампы накаливания, а превосходство по работе отличается значительно. Средний срок работы обыкновенной лампы накаливания – 1000 часов. Как видим у люминесцентных ламп очевидное превосходство при такой же низкой стоимости.
  5. Отсутствие ослепляющего эффекта. На источник лиминесцентного освещения можно спокойно взглянуть. Их свечение мягкое, не давящее на глаза.
  6. Низкая температура колбы. В работе люминесцентное освещение тёплое. Температура поверхности около 50 градусов. Такая температура не способна воспламенить какую-либо поверхность, а следовательно, данный тип ламп можно считать пожаробезопасным. Сюда же можно добавить то, что при их замене обжечься просто невозможно.

Казалось бы люминесцентные лампы – идеальный вариант. И дёшевы, и долго служат. Однако – нет. Кажущаяся идиллия нарушается недостатками. Они присутствуют и о них ниже.


Минусы применения люминесцентных ламп.


  1. Сложное схематическое включение. Чтобы зажечь лампу будут нужны, как минимум – дроссель и стартер. Это затратно и хлопотно. Подключением двух концов тут не обойдёшься. В этом плане, упоминаемая в статье лампа накаливания, явно выигрывает.
  2. Снижение световой мощности. Данный эффект наблюдается к окончанию срока службы.
  3. Потери в потребляемой энергии. Она расходуется не только на зажигание и работу газов, содержащихся в колбе, но и на пусковые элементы. К потребляемой мощности прибавляется ещё процентов 30 от этого значения. Существенно? В плане экономии, видимо да.
  4. Нуждаются в обязательной утилизации. Они содержат ртуть и просто разбить, выкинуть их будет не благоразумно и опасно, как для собственного здоровья, так и для окружающей среды.
  5. Отмечается шумность в работе. Щелчки при зажигании, гул похожий на фон переменного тока. Такой эффект может сильно досаждать. Связано это с работой пусковых элементов. Гул от дросселя, щелчки от стартера.
  6. При сильном морозе или понижении напряжения лампа частенько отказывается работать. Инертный газ в колбе, при таких условиях не может зажечься.

Итак, перед нами прямо равенство какое-то. Количество плюсов и минусов одинаково. Отсюда и возникающие разногласия по практике их использования.


Однако всё та же практика показывает, что в большинстве случаев данный тип ламп просто незаменим. В 21 веке их не сменили ни светодиоды, ни энергосберегающие. А значит – люминесцентным лампам в нашем настоящем – однозначное да.

Люминесцентная лампа — подробно о главном

Люминесцентная лампа представляют группу газоразрядных источников света, но используется намного чаще в сравнении с более простыми аналогами. Их популярность обусловлена рядом достоинств. Поэтому, даже относительно высокая стоимость не является помехой приобретению источника света данного вида.

В каких областях применяются?

Раньше основное целевое назначение подобных осветительных приборов сводилось к организации систем освещения административных и общественных зданий (больниц, магазинов, школ, офисных помещений), что было связано с довольно массивной конструкцией. Сегодня люминесцентные лампы характеризуются более совершенным устройством (компактные размеры, электронное пускорегулирующее устройство в качестве замены устаревшего магнитного варианта).

Дополнительно к этому упрощает эксплуатацию и стандартный цоколь, который позволяет устанавливать такие источники света вместо аналога с нитью накаливания.

Люминесцентная лампа в современном исполнении широко применяется в быту (освещение частных домов, квартир), рекламе (вывески, щиты). Еще одно направление – фасадная подсветка. Больше прочих разновидностей источников света люминесцентные лампы также подходят для освещения крупных территорий и масштабных объектов.

Строение и принцип работы

Основные конструкционные элементы: трубка или колба (в зависимости от исполнения), один или два цоколя, что также определяется моделью изделия, внутри установлены электроды. Люминесцентная лампа с внутренней стороны покрыта люминофором, без которого было бы невозможно преобразовать затрачиваемую энергию в световое излучение. Внутри колбы/трубки находится инертный газ, ртутные пары.

При подаче электричества между электродами образуется тлеющий разряд. Идеальные условия для такого явления: невысокий уровень давления в колбе наряду с малым значением тока. В результате прохождения электрического тока через газообразную среду возникает ультрафиолетовое излучение.

Для того чтобы люминесцентная лампа обеспечивала видимый глазу свет, используется явление люминесценции. Как раз для этого внутренние стенки трубки или колбы источника света покрываются люминофором.

Принцип действия данного вида лампы описан не полностью, так как для полноценной работы необходимо обеспечить еще и нормальные условия эксплуатации. Речь идет о дополнительной аппаратуре, которая снижает значение тока до нужного уровня, чтобы осветительный прибор не вышел из строя. Раньше для этой цели применялись электромагнитные пускорегулирующие элементы (их еще называют балластом), сегодня более популярны электронные аналоги.

Если подключать люминесцентные лампы при помощи второго из вышеназванных вариантов балласта, в результате можно добиться значительного снижения шумового эффекта (гула) во время работы, а еще источники света в таких условиях перестают мерцать.

Какие бывают разновидности ламп

Существует несколько исполнений, которые отличаются по спектру излучения. Выделяют всего три вида:

  • стандартные;
  • специальные;
  • лампы люминесцентные с улучшенной светопередачей.

Излучение первого варианта характеризуется различными оттенками белого цвета. Это обусловлено тем, что конструкцией предусмотрено однослойное покрытие люминофора. В результате область применения таких источников света несколько сужается. Их обычно используют при организации осветительных систем производственных, административных и общественных объектов (офисы, магазины и прочее).

Различные формы исполнения

Исполнения специального типа характеризуются разным спектром излучения. Их главная задача – обеспечение максимально естественных условий для пребывания в различных помещениях. Например, существуют люминесцентные лампы дневного света, а также варианты конструкций, предназначенные для установки в аквариумах специально для растений или животных.

Существуют еще исполнения, которые используют в помещениях, где разводят птиц. Дополнительно к тому встречаются источники света декоративного целевого назначения. Их главное отличие от прочих вариантов – разноцветное свечение.

Лампы с улучшенной светопередачей имеют одно главное преимущество перед остальными видами, о нем довольно красноречиво говорит название таких источников света – более качественная передача цветов. Это достигается путем нанесения многослойного покрытия (3-5 слоев люминофора) на внутреннюю поверхность колбы/трубки.

Классификация по виду цоколя

Классификация данного вида осветительного прибора осуществляется еще и на основании отличий в конструкциях:

  1. Линейные исполнения.
  2. Компактные люминесцентные лампы.

Первый вариант называется еще трубчатым. А, кроме того, эта разновидность бывает прямой и U-образной конструкции. Линейные источники света подразделяются на группы еще и на основании отличий в размерах (длина и диаметр). Причем наблюдается прямая зависимость между габаритами изделия и его мощностью: чем длиннее лампа, тем выше значение данного параметра. Диаметр колбы также отличается: Т4, Т5, Т8, Т10, Т12. Из обозначения можно узнать размер изделия в дюймах. Тип цоколя для таких источников света – G13.

Подразделяются на исполнения по конструкции колбы

Люминесцентные лампы компактного типа подразделяются на исполнения по конструкции колбы (она может быть изогнута в разных вариантах) и цоколю: E14, E27, E40, а также 2D, G23, G27, G24, G53 и несколько подвидов (G24Q1, G24Q2, G24Q3). Первые три из вышеназванных конструктивных элементов дают возможность устанавливать осветительный прибор вместо исполнений с нитью накаливания.

Обзор плюсов и минусов

Если более подробно изучить характеристики основных вариантов источников света (галогенные, лампы накаливания, люминесцентные и светодиодные аналоги), то можно выделить их сильные и слабые стороны. Например, по интенсивности нагрева из всех существующих конструкций выигрывают лишь светодиодные исполнения, тогда как люминесцентные лампы все же греются, хоть и в несколько меньшей мере, чем источники света с нитью накаливания.

По степени хрупкости газоразрядные приборы уступают варианту на базе диодов. Зато уровень мощности у люминесцентных исполнений и светодиодных источников света находится почти на одном уровне. Для примера, оба исполнения обеспечивают примерно одинаковую интенсивность освещения (700-800 лм) при мощности с разницей всего в 5 Вт. Больше всех потребляют энергию лампы накаливания.

Еще один параметр для сравнения – срок функционирования. Безусловно, лидируют светодиодные исполнения (в среднем до 50 000 часов работы). Однако из всех остальных аналогов люминесцентные лампы выделяются довольно продолжительным периодом эксплуатации (от 4 000 до 20 000 часов), на что оказывают влияние условия работы.

Каким производителям отдать предпочтение?

Одни из наиболее известных марок на сегодняшний день: Philips, Osram, General Electric. Ассортимент осветительной техники очень широк и порой довольно трудно разобраться в том, какой производитель надежнее и ответственнее подходит к работе. Ведь стоимость люминесцентных источников света довольно большая, поэтому важно сразу сделать правильный выбор и купить лампу высокого качества.

Условные обозначения от производителей

Особого доверия заслуживают изделия первых двух из вышеназванных марок, так как они занимаются производством разнотипных источников света, включая и светильники с люминесцентными лампами, и по каждому направлению отмечается высокое качество продукции. Кроме того, все три завода-изготовителя на рынке уже довольно давно.

Эксплуатация

Значительные перепады напряжения в сети оказывают негативное воздействие на такие источники света. Особенно нежелательна перегрузка в большую сторону (выше 240 В). Рекомендуется также включать лампу лишь после ее полного остывания. Допустимые значения температуры окружающей среды для эксплуатации источника света лежат в пределах диапазона: от -15 до +40 градусов.

Маркировка российской продукции

Запрещено использовать люминесцентные лампы наряду со стандартными светорегуляторами (диммерами).

Еще одно ограничение в эксплуатации заключается в том, что данный вид источника света несовместим с электронными коммутирующими устройствами типа датчика движения, освещенности или таймера.

Степень безопасности, утилизация

В полностью исправном состоянии такие лампочки не представляют угрозы жизни и здоровью человека или животного. Но внутри колбы содержатся пары ртути, хоть и в небольших количествах. А, кроме того, встречаются более безопасные исполнения, содержащие амальгамы (ртуть растворяется в металлах), но данный вариант встречается реже.

Сегодня существуют специализированные организации, которые официально занимаются утилизацией токсичных отходов. Поэтому в случае нарушения целостности корпуса лампы в первую очередь необходимо покинуть помещение, затем вызвать соответствующее подразделение.

Таким образом, люминесцентные лампы во многом превосходят более простые аналоги (например, с нитью накаливания). В чем-то данный вид изделий уступает светодиодным источникам освещения. Но важно подбирать лампу на основании соответствия ее основных параметров условиям работы, а не подбирать наиболее популярный вариант.

Люминесцентные лампы | Лампы, батарейки, источники света Camelion

Camelion предлагает люминесцентные лампы. Вы можете посмотреть или скачать каталоги люминесцентных ламп Camelion:

Universal предлагает люминесцентные лампы. Вы можете посмотреть или скачать каталоги люминесцентных ламп Universal:

Люминесцентные лампы Camelion

Преимущества

  • Высокая энергоэкономичность – световая отдача до 85 лм/Вт
  • Срок службы – до 10 000 часов
  • Возможность работы с электронными и элекромагнитными ПРА
  • Низкая температура нагрева лампы – можно использовать в закрытых светильниках
  • Универсальное рабочее положение
  • Равномерное распределение света по трубке – мягкий свет не слепит глаза
  • Высокий уровень цветопередачи (Ra не менее 82) у ламп с трёхполосным люминофором
  • Возможность выбора света различного спектрального состава – холодный и дневной свет
  • Широкий ассортимент типов и мощностей

Бытовые компактные люминисцентные лампы ТМ UNIVersal

ГК «Универсал» всегда стремится к воплощению технического прогресса в продукции TM UNIVersal и предлагает решения для бытового, коммерческого и промышленного применения.

омпактная люминесцентная лампа UNIVersal (КЛЛ UNIVersal) — это высококлассный энергосберегающий источник света, который обеспечивает желаемую экономию энергии при высоком качестве освещения.

КЛЛ UNIVersal, сочетая в себе качество и надежность, являются идеальным решением для всех областей применения ламп. Компактные люминесцентные лампы UNIVersal подразделяются на две основные группы: бытовые КЛЛ и индустриальные КЛЛ.

Бытовые КЛЛ UNIVersal – эффективные и универсальные компактные люминесцентные лампы, предназначенные для равноценной замены большинства традиционных типов ламп накаливания и эксплуатации в осветительных приборах жилых и административных помещений, в декоративных и специальных осветительных установках. Предлагаемый бытовой ассортимент КЛЛ UNIVersal позволит удовлетворить самые разнообразные запросы потребителей.

Спиралевидные компактные люминесцентные лампы ТМ UNIVersal

Спиралевидные КЛЛ ТМ UNIVersal сочетают в себе формы, максимально приближенные к классическим формам ламп накаливания и энергосберегающие технологии. Лампы в форме спирали и полуспирали являются наиболее востребованными в быту. Благодаря балансу функциональных и эстетических качеств, они повсеместно вытесняют стандартные лампы накаливания.

Спиралевидные лампы прекрасно гармонируют с люстрами, бра и торшерами, имеющими открытые плафоны.

Декоративные компактные люминесцентные лампы TM UNIVersal

Энергосберегающие КЛЛ ТМ UNIVersal в виде свечи превосходно воспроизводят эстетику традиционных ламп накаливания. Данные КЛЛ представлены в разнообразных вариациях: свеча, витая свеча, свеча на ветру. Лампы используются для декоративного освещения, применяются пре- имущественно в люстрах и бра без плафонов и абажуров.

Неинтегрированные компактные люминесцентные лампы ТМ UNIVersal

Энергосберегающие неинтегрированные КЛЛ ТМ UNIVersal обладают всеми достоинствами КЛЛ, но не имеют встроенного ПРА. Отсутствие ПРА накладывает ограничение на их использование, так
как данные лампы требуют специальных светильников (со встроенным ПРА и патроном G23). Это неудобство оправдывается значительно более скромной ценой лампы по сравнению с интегрированной КЛЛ.

Неинтегрированные КЛЛ обычно используются в системах профессионального и коммерческого освещения.

Индустриальные компактные люминисцентные лампы ТМ UNIVersal

Индустриальные КЛЛ UNIVersal предназначены для решения задач экономичного освещения производственных, складских и прочих промышленных помещений, а также для организации наружного освещения.

Недостатки люминесцентного освещения — энергоэффективное освещение

Люминесцентные лампы — это особый тип газовых светильников, которые излучают свет в результате химической реакции, в которой газы и пары ртути взаимодействуют с образованием ультрафиолетового света внутри стеклянной трубки. Ультрафиолетовый свет освещает люминофорное покрытие на внутренней стороне стеклянной трубки, которое излучает белый «флуоресцентный» свет. Флуоресцентные лампы имеют множество преимуществ перед старыми осветительными приборами, такими как лампы накаливания. Они намного эффективнее, поэтому потребляют меньше энергии. Они также имеют более продолжительный срок службы — примерно в 13 раз дольше, — поэтому их не нужно менять так часто.

Благодаря широкой доступности люминесцентных ламп, их можно найти практически везде — в школах, больницах, продуктовых магазинах, офисных зданиях, торговых центрах и наших домах. Хотя в ближайшем будущем технология светодиодов (светоизлучающих диодов) должна заменить люминесцентные лампы в качестве «короля выбора зеленого освещения», многие руководители предприятий продолжают использовать люминесцентные лампы в своих зданиях.На данный момент люминесцентные осветительные приборы могут быть дешевле, чем их более эффективные светодиодные аналоги, но у люминесцентного освещения есть недостатки, которые необходимо учитывать.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) и люминесцентные лампы

Основное различие между ними — размер и применение. Большинство компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) имеют особую форму, которая позволяет их вставлять в стандартные бытовые розетки. Еще одно отличие состоит в том, что для линейных люминесцентных ламп требуется независимый балласт, отдельный от лампы, тогда как у большинства компактных люминесцентных ламп балласт встроен в цоколь.

И линейные, и компактные люминесцентные лампы излучают искусственный свет с использованием одной и той же технологии. В компактных люминесцентных лампах по-прежнему используются лампы, но, как следует из названия, они намного меньше, чем их аналоги с линейными лампами. Лампы CLF были разработаны для замены стандартных ламп накаливания и являются просто усовершенствованием линейной люминесцентной технологии, поскольку имеют более длительный срок службы и более эффективное производство света.

Использование флуоресцентного освещения

В прошлом люминесцентным лампам требовался период «разогрева», чтобы испарить их внутренние газы в плазму.С тех пор было разработано несколько технологий почти мгновенного запуска, включая «быстрый запуск», «мгновенный запуск» и «быстрый запуск».

Поскольку люминесцентные лампы нагреваются, для их работы требуется большее напряжение. Требуемое напряжение контролируется балластом — магнитным устройством, регулирующим напряжение, ток и т. Д., — который необходим для зажигания люминесцентной лампы. По мере того как люминесцентный свет стареет и со временем становится все менее и менее эффективным, ему требуется все больше и больше напряжения для получения того же количества света, пока напряжение в конечном итоге не превысит возможности балласта и свет не выйдет из строя.

Недостатки люминесцентного освещения

Флуоресцентное освещение существует уже более 100 лет и остается недорогим вариантом для модернизации старых осветительных приборов. Люминесцентные лампы, как правило, являются высокоэффективным способом освещения большой площади, они более эффективны и служат дольше, чем лампы накаливания; однако показано, что использование исключительно флуоресцентного освещения оказывает отрицательное влияние на эргономику и здоровье.

1. Люминесцентные лампы содержат токсичные материалы.

Ртуть и фосфор внутри люминесцентных ламп опасны . Если люминесцентная лампа разбита, небольшое количество токсичной ртути может выделяться в виде газа, загрязняя окружающую среду. Остальное содержится в люминофоре на самом стекле, который часто считается более опасным, чем пролитая ртуть.

При чистке разрыва люминесцентной лампы EPA рекомендует проветривать место разрыва и использовать влажные бумажные полотенца для сбора битого стекла и других мелких частиц.Утилизированное стекло и использованные полотенца следует поместить в герметичный пластиковый пакет. Избегайте использования пылесосов, поскольку они могут привести к попаданию частиц в воздух.

2. Частое переключение приводит к преждевременному отказу.

Люминесцентные лампы значительно стареют, если они установлены в месте, где они часто включаются и выключаются. В экстремальных условиях срок службы люминесцентной лампы может быть намного короче, чем у дешевой лампы накаливания. Как бы то ни было, срок службы люминесцентной лампы можно продлить, если оставить ее включенной в течение длительного периода времени.

Если вы используете флуоресцентные лампы в сочетании с элементами управления освещением, такими как датчики движения, которые часто срабатывают и по истечении времени ожидания, следует учитывать аспект ранней частоты отказов.

3. Свет от люминесцентных ламп является всенаправленным.

Свет, исходящий от люминесцентных ламп, является всенаправленным. Когда люминесцентная лампа горит, она рассеивает свет во всех направлениях или на 360 градусов вокруг лампы. Это крайне неэффективно, потому что используется только около 60-70% света, излучаемого лампой, а остальное расходуется впустую.Определенные области имеют тенденцию быть чрезмерно освещенными из-за растраченного света, особенно в офисных зданиях, и могут потребоваться дополнительные аксессуары в самом осветительном приборе, чтобы правильно направить выход лампы.

4.

Люминесцентные лампы излучают ультрафиолетовый свет.

В исследовании 1993 года исследователи обнаружили, что воздействие ультрафиолета при сидении под флуоресцентными лампами в течение восьми часов эквивалентно одной минуте пребывания на солнце. Проблемы со здоровьем, связанные с светочувствительностью, могут усугубляться искусственным освещением у чувствительных людей.Исследователи предположили, что УФ-излучение, излучаемое этим типом освещения, привело к увеличению заболеваний глаз, в первую очередь катаракты. Другие медицинские работники предположили, что повреждение сетчатки, миопия или астигматизм также могут быть связаны с побочными эффектами флуоресцентного света.

Ультрафиолетовый свет также может повлиять на ценные произведения искусства, такие как акварель и текстиль. Произведения искусства должны быть защищены дополнительными стеклянными или прозрачными акриловыми листами, помещенными между источником света и картиной.

5. Старые флуоресцентные лампы терпят непродолжительный период прогрева.

Обычно приходится ждать где-то 10-30 секунд, чтобы старые флуоресцентные лампы достигли полной яркости. Многие новые модели теперь используют «быстрый» запуск или аналогичные технологии, подобные упомянутым выше.

6. Балласт или гудение.

Магнитные балласты необходимы для работы люминесцентных ламп. Электромагнитные балласты с незначительными дефектами могут издавать слышимый гудящий или жужжащий шум. Однако гудение можно устранить, используя лампы с высокочастотными электронными балластами.

7. Воздействие на окружающую среду и стоимость переработки.

Как упоминалось ранее, утилизация люминофора и, что более важно, токсичной ртути в люминесцентных лампах является экологической проблемой. Постановления, введенные правительством, требуют специальной утилизации люминесцентных ламп отдельно от обычных и бытовых отходов.

В большинстве случаев экономия энергии перевешивает затраты на переработку, но переработка остается дополнительными расходами, обеспечивающими правильную утилизацию ламп. В некоторых случаях, если утилизация ламп обходится слишком дорого, людям больше не рекомендуется утилизировать их.

8. Чувствительность люминесцентного света

В течение последних нескольких десятилетий исследование за исследованием показывали случайную связь между воздействием флуоресцентного света и различными негативными эффектами. Все эти проблемы связаны с качеством излучаемого света и основным состоянием людей. Из более чем 35 миллионов человек, страдающих мигренью, большинство из них, вероятно, перенесут общую светочувствительность.Девять из каждых десяти аутичных людей имеют чувствительность к окружающей среде, которая, как сообщается, часто ухудшается под флуоресцентными лампами. Доказано, что при некоторых типах эпилепсии искусственное освещение вызывает приступы.

Подобно другим симптомам светобоязни (или светочувствительности), флуоресцентное освещение может вызывать головные боли / приступы мигрени, напряжение глаз и воспаление, трудности с чтением или фокусировкой, тошноту, чувство тревоги и депрессии, нарушение режима сна и многое другое. Свойства, связанные с флуоресцентным освещением, которые, как считается, влияют на уровень толерантности человека, включают: большое количество синего света, низкочастотное мерцание и общую яркость.

9. Сезонное аффективное расстройство

Сезонное аффективное расстройство, также известное как «Зимняя блюз», часто возникает у людей в зимние месяцы. Это связано с отсутствием полного спектра света, который мы обычно получаем от солнечного света. Во время унылого серого неба зимних месяцев большая часть светового спектра блокируется, и наши тела реагируют негативно.

Многие люди сообщают о подобных симптомах, когда они работают при флуоресцентном освещении и не выходят на улицу в течение дня.Без полного спектра света, который мы получаем от дневного света, некоторые функции организма не запускаются и не поддерживаются, что заставляет нас чувствовать себя подавленными на свалках.

Компактный люминесцентный | Типы лампочек

Какие они?

Компактная люминесцентная лампа или лампа представляет собой тип люминесцентной лампы, обычно предназначенной для замены ламп накаливания или галогенных ламп. Есть два основных типа компактных люминесцентных ламп: вставные и вставные.

Лампы с винтовым зажимом имеют самоблокировку и, как правило, могут быть вставлены в имеющуюся винтовую розетку без какого-либо дополнительного оборудования. Для вставных ламп требуется балласт и розетка, соответствующая их конкретной базовой конфигурации.Их также иногда называют интегрированными (винтовая основа) и неинтегрированными (вилка).

Оба имеют широкий спектр мощности, размеров, цветовых температур и базовых типов, и они известны прежде всего своей эффективностью, долгим сроком службы, низкой стоимостью и простотой модернизации.

Откуда они взялись?

Хотя компактные люминесцентные лампы считаются относительно недавней технологией,
этот тип лампы создавался более 100 лет. Круглые и U-образные лампы были созданы для уменьшения
общая длина люминесцентных ламп и была предшественником КЛЛ, как это известно сегодня.

Современный КЛЛ был изобретен Эдвардом Хаммером, инженером General Electric, но в то время не производился из-за высокой стоимости производства. В 1980 году Philips стала первым производителем, который начал массовое производство компактных люминесцентных ламп с ввинчивающимся цоколем.

За последние 30 лет технология продолжала совершенствоваться. Современные КЛЛ меньше по размеру, излучают больше света на ватт, быстрее нагреваются, имеют лучшее качество света и намного дешевле, чем те, что были в прошлые годы.

Как они работают?

Компактные люминесцентные лампы функционально идентичны линейным люминесцентным лампам.

Обе газоразрядные лампы используют электричество, излучаемое катодами, для возбуждения паров ртути, содержащихся внутри стеклянной оболочки, с использованием процесса, известного как неупругое рассеяние.

Люминофор и благородный газ, такой как аргон, также содержатся внутри стеклянной оболочки.

Атомы ртути излучают ультрафиолетовый (УФ) свет, который, в свою очередь, заставляет люминофор в лампе флуоресцировать или светиться, производя видимый свет.

Где они используются?

Компактные люминесцентные лампы постоянно совершенствуются и являются идеальной заменой для постоянно растущего числа приложений, как коммерческих, так и жилых.В частности, ввинчиваемые КЛЛ являются идеальной заменой из-за простоты модернизации. Можно просто снять старую лампу и вкрутить КЛЛ. Подключаемые КЛЛ требуют как специальной розетки, так и балласта, поэтому их сложнее модифицировать.

На этом этапе на самом деле легче обсудить, где КЛЛ не идеальны: они, как правило, не очень хорошо подходят для использования с устройствами управления, такими как диммеры, таймеры или фотодатчики (например, датчики движения или датчики дневного света). Они могут работать в этих приложениях, но номинальный срок службы, вероятно, сократится, и поэтому такой тип использования обычно не рекомендуется и не покрывается гарантиями производителя.Некоторые КЛЛ можно использовать с диммерами, не влияя на номинальный срок службы, но только если они специально предназначены для этой функции и указаны как лампы с регулируемой яркостью.

Другие полезные ресурсы

Люминесцентная лампа и принцип работы люминесцентной лампы

Что такое люминесцентная лампа?

Люминесцентная лампа — это легкая ртутная лампа, в которой используется флуоресценция для излучения видимого света. Электрический ток в газе возбуждает пары ртути, которые доставляют ультрафиолетовое излучение через процесс разряда, а ультрафиолетовое излучение заставляет люминофорное покрытие внутренней стенки лампы излучать видимый свет.Люминесцентная лампа преобразовала электрическую энергию в полезную световую энергию намного эффективнее, чем лампы накаливания. Нормальная световая способность каркасов люминесцентного освещения составляет от 50 до 100 люмен на ватт, что в несколько раз больше, чем у ламп накаливания с эквивалентной светоотдачей.

Как работает люминесцентная лампа?

Прежде чем перейти к принципу работы люминесцентной лампы, мы сначала покажем схему люминесцентной лампы, другими словами схему лампового света.
Здесь мы подключаем один балласт, один переключатель и питание последовательно, как показано. Затем подключаем к ней люминесцентную лампу и стартер.

  • При включении питания полное напряжение поступает на лампу, а также на стартер через балласт. Но в этот момент разряда не происходит, то есть свет лампы не светится.
  • При этом полном напряжении сначала в пускателе возникает тлеющий разряд. Это связано с тем, что зазор между электродами неоновой лампы стартера намного меньше, чем у люминесцентной лампы.
  • Затем газ внутри стартера ионизируется за счет этого полного напряжения и нагревает биметаллическую ленту. Это приводит к изгибу биметаллической полосы для соединения с неподвижным контактом. Теперь через стартер начинает течь ток. Хотя потенциал ионизации неона больше, чем у аргона, но все же из-за небольшого зазора между электродами в неоновой лампе появляется высокий градиент напряжения, и, следовательно, тлеющий разряд запускается первым в стартере.
  • Как только ток начинает течь через прикоснувшиеся контакты неоновой лампы стартера, напряжение на неоновой лампе уменьшается, так как ток вызывает падение напряжения на катушке индуктивности (балласт).При пониженном или нулевом напряжении на неоновой лампе стартера газовый разряд больше не будет, и, следовательно, биметаллическая полоса охлаждается и отрывается от неподвижного контакта. В момент размыкания контактов в неоновой лампочке стартера ток прерывается, и, следовательно, в этот момент на индукторе (балласте) возникает большой скачок напряжения.
  • Это высокое импульсное напряжение проходит через электроды люминесцентной лампы (лампы накаливания) и попадает в смесь газов (смесь газообразного аргона и паров ртути).
  • Процесс газового разряда начинается и продолжается, и, следовательно, ток снова проходит через саму трубку люминесцентной лампы (ламповый светильник). При выпуске газовой смеси сопротивление газа ниже, чем сопротивление стартера.
  • Разряд атомов ртути производит ультрафиолетовое излучение, которое, в свою очередь, заставляет порошковое покрытие люминофора излучать видимый свет.
  • Стартер становится неактивным во время свечения люминесцентной лампы (лампового света), потому что в этом состоянии через стартер не проходит ток.

Физика за люминесцентной лампой

Когда на электроды подается достаточно высокое напряжение, создается сильное электрическое поле. Небольшой ток через нити электродов нагревает катушку накала. Поскольку нить накала покрыта оксидом, создается достаточное количество электронов, и они устремляются от отрицательного электрода или катода к положительному электроду или аноду из-за этого сильного электрического поля. При движении свободных электронов налаживается разрядный процесс.

Основной процесс разряда всегда состоит из трех этапов:

  1. Свободные электроны выводятся из электродов и ускоряются приложенным электрическим полем.
  2. Кинетическая энергия свободных электронов преобразуется в энергию возбуждения атомов газа.
  3. Энергия возбуждения атомов газа преобразуется в излучение.

В процессе разряда при низком давлении паров ртути образуется одиночная ультравысокая спектральная линия 253,7 нм.Для генерации ультравысокого луча с длиной волны 253,7 нм температура баллона поддерживается в пределах от 105 до 115 o F.
Отношение длины к диаметру трубки должно быть таким, чтобы фиксированная потеря мощности происходила на обоих концах. Эта потеря мощности или свечение электродов называется областью катодного и анодного падения. Эта потеря ватт очень мала.
Катоды снова должны быть покрыты оксидом. Горячий катод обеспечивает обилие свободных электронов. Горячие катоды — это электроды, которые нагреваются циркулирующим током, и этот циркулирующий ток обеспечивается дросселем или устройством управления.Некоторые лампы также имеют холодный катод. Холодные катоды имеют большую эффективную площадь, и на них подается более высокое напряжение, например 11 кВ, для получения ионов. Газ начинает выделяться из-за этого высокого напряжения. Но при 100-200 В катодное свечение отделяется от катода, это называется катодным падением. Это обеспечивает большой запас ионов, которые ускоряются к аноду для образования вторичных электронов при ударе, которые в конечном итоге производят больше ионов. Но катодное падение в разряде горячего катода составляет всего 10 В.

История и изобретение люминесцентной лампы

  • В 1852 году сэр Джордж Стокс открыл преобразование ультрафиолетового лучевого излучения в видимое излучение.
  • С этого времени и до 1920 года проводились различные эксперименты по развитию электрических разрядов низкого и высокого давления в парах ртути и натрия. Но все разработанные схемы оказались неэффективными для преобразования ультравысокого луча в видимый луч. Это было потому, что; электроды не могли испускать достаточно электронов, чтобы установить явление дугового разряда.И снова многие электроны столкнулись с атомами газа, и это было упруго. Таким образом, возбуждение не создавало спектральную линию, которую можно было бы использовать. Но с люминесцентными лампами работ было сделано очень мало.
  • Но в 1920-х годах случился крупный прорыв. Обнаружен факт, что смесь паров ртути и инертного газа при низком давлении на 60% эффективна для преобразования входной электрической мощности в единую спектральную линию на 253,7 нм.
    Ультра-нарушенный луч преобразуется в лучи видимого света за счет использования соответствующего флуоресцентного материала внутри лампы.С этого времени люминесцентные лампы стали применяться в повседневной жизни людей.
  • Позже д-р В. Л. Энфилд в 1934 г. получил отчет от д-ра А. Х. Кромптона об использовании лампы с люминесцентным покрытием. Сразу же в Энфилде была создана исследовательская группа, которая приступила к созданию коммерческих люминесцентных ламп. В 1935 году их команда создала прототип зеленой люминесцентной лампы с КПД около 60%.
  • Спустя два с половиной года на рынке были представлены люминесцентные лампы белого и шести других цветов.Для получения люминесцентных ламп разных цветов используются различные смеси порошка люминофора. Первая лампа была представлена ​​мощностью 15, 20 и 30 Вт и длиной 18, 25 и 36 дюймов.
  • Вскоре после того, как T12 мощностью 40 Вт была представлена ​​4-футовая лампа, которая широко использовалась в офисном, школьном и промышленном освещении. Первые лампы давали свет несколько желтоватым до 3500К. Позже лампы дневного света 6500K были разработаны таким образом, что они излучают свет, имитирующий средний свет северного неба на пасмурном небе.
  • Обычно 4-футовые лампы диаметром 1,5 дюйма и мощностью 40 Вт были доступны на рынке в 1940 году. Но постепенно конструкция была изменена в сторону более эффективного использования. В дуге изменена разрядная часть ламп. Но аргон по-прежнему используется, хотя давление несколько меньше предыдущего. Пары ртути поддерживаются под тем же давлением, что и предыдущий. Для этой лампы требуется 425 мА при падении напряжения от 100 до 105 В.

Как работают люминесцентные лампы?

Люминесцентные лампы — это трудолюбивые незамеченные герои осветительной индустрии, обеспечивающие эффективное и надежное освещение офисов, розничных магазинов, складов и множества других объектов. Но задумывались ли вы, как работают люминесцентные лампы? Читайте дальше, чтобы узнать о науке об этих распространенных источниках освещения.

Устройство люминесцентных ламп

Герметичная стеклянная трубка — это основной компонент люминесцентной лампы. Трубка обычно содержит аргон, инертный газ, который находится под низким давлением. Трубка также содержит следы ртути и покрытие из порошка люминофора. На каждом конце трубки есть электрод для проведения электричества, и оба электрода подключаются к электрической цепи.

Как они работают

Итак, теперь вы знаете, что внутри люминесцентных ламп, но, вероятно, все еще задаетесь вопросом: «Как же работают люминесцентные лампы?»

  1. При включении света через электроды течет электрический ток
  2. Напряжение заставляет электроны перемещаться через газообразный аргон к другой стороне трубки
  3. Энергия этого перехода заставляет ртуть превращаться из жидкости в газ
  4. Столкновение электронов и заряженных атомов с атомами газообразной ртути
  5. Столкновения увеличивают уровни энергии электронов
  6. Когда электроны возвращаются к своему нормальному уровню энергии, энергия выделяется в виде фотонов, создавая свет невидимого спектра, который человеческий глаз не видит
  7. Порошок люминофора в стеклянной трубке взаимодействует со светом невидимого спектра, производя белый свет, который может видеть человеческий глаз

Экономьте на качественном люминесцентном освещении

Как видите, это просто вопрос возбуждения электронов для производства энергии, а затем эта энергия выделяется в виде фотонов, которые преобразуются в видимый свет порошком люминофора. Этот метод более эффективен, чем лампы накаливания, поскольку энергия преобразуется в свет, а не в тепло (по большей части).

Atlanta Light Bulbs предлагает широкий ассортимент люминесцентных ламп для жилых, коммерческих и промышленных помещений. Если вам нужны линейные люминесцентные лампы T8 или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), вы найдете лучшие люминесцентные осветительные приборы с меньшими затратами.

Если вы хотите узнать больше о том, как работают люминесцентные лампы, или если у вас есть какие-либо вопросы, связанные с освещением, мы рекомендуем вам связаться с нашими штатными специалистами по освещению.Вы можете позвонить по телефону 1-888-988-2852, написать по электронной почте [адрес электронной почты защищен], заполнить нашу контактную форму или нажать кнопку живого чата ниже. Экономьте на фирменных световых решениях уже сегодня!

Как флуоресцентные лампы влияют на вас и ваше здоровье

Люминесцентные лампы — распространенный источник света в офисных зданиях и на торговых рынках. С появлением компактных люминесцентных ламп они также становятся обычным явлением в большинстве домов. Люминесцентные лампы дешевле покупать по сравнению с их сроком службы (примерно в 13 раз дольше, чем обычные лампы накаливания), и они намного дешевле в эксплуатации.Они требуют доли энергии, которую используют лампы накаливания. Но они могут негативно сказаться на вашем здоровье.

Проблемы

В конце 20-го века были проведены сотни исследований, которые показали причинную связь между продолжительным воздействием флуоресцентного света и различными негативными эффектами. В основе большинства этих проблем лежит качество излучаемого света.

Некоторые теории о негативных эффектах или опасностях основаны на том факте, что в процессе эволюции мы использовали Солнце в качестве основного источника света.Лишь относительно недавно, с распространением электричества, человечество взяло под свой контроль ночь и внутренние пространства. До этого большая часть света исходила от солнца или пламени. Поскольку пламя не дает много света, люди обычно просыпаются на восходе солнца и работают на открытом воздухе или, позже в нашей истории, у окон.

Благодаря лампочке у нас появилась возможность больше работать ночью и работать в закрытых помещениях без окон. Когда были изобретены люминесцентные лампы, предприятия получили доступ к дешевым и прочным источникам света, и они приняли его.Но люминесцентные лампы не излучают такой же свет, как солнце.

Солнце излучает свет полного спектра, то есть свет, охватывающий весь визуальный спектр. На самом деле солнце дает гораздо больше, чем просто видимый спектр. Лампы накаливания излучают полный спектр, но не так сильно, как солнечный свет. Флуоресцентные лампы излучают довольно ограниченный спектр.

Химия человеческого тела во многом основана на цикле день-ночь, который также известен как циркадный ритм.Теоретически, если вы не получаете достаточного воздействия солнечного света, ваш циркадный ритм нарушается, а это, в свою очередь, сбрасывает ваши гормоны с некоторыми негативными последствиями для здоровья.

Воздействие на здоровье

Существует ряд негативных последствий для здоровья, связанных с работой при флуоресцентном освещении, которые, как предполагается, вызваны нарушением наших циркадных ритмов и сопутствующих химических механизмов организма. Эти негативные последствия для здоровья могут включать:

  • Мигрень
  • Перенапряжение глаз
  • Проблемы со сном из-за подавления мелатонина
  • Симптомы сезонного аффективного расстройства или депрессии
  • Нарушение эндокринной системы и слабая иммунная система
  • Нарушение женского гормонального / менструального цикла и рост рака груди
  • формирование
  • Стресс / тревога из-за подавления кортизола
  • Нарушение полового развития / созревания
  • Ожирение
  • Агорафобия (тревожное расстройство)

Мерцание

Другой основной причиной проблем с люминесцентными лампами является их мерцание.Люминесцентные лампы содержат газ, который возбуждается и светится, когда через него проходит электричество. Электричество не постоянно. Он управляется электрическим балластом, который очень быстро включается и выключается. Для большинства людей мерцание настолько быстрое, что кажется, будто свет горит постоянно. Однако некоторые люди могут воспринимать мерцание, даже если они не могут его видеть. Это может вызвать:

  • Мигрень
  • Головные боли
  • Усталость глаз
  • Стресс / беспокойство

Кроме того, люминесцентные лампы, особенно более дешевые, могут иметь зеленый оттенок, что делает все цвета в вашем окружении более тусклыми и болезненными.Есть теория, что это как минимум влияет на настроение.

Решения

Если вы вынуждены работать / жить под флуоресцентными лампами в течение продолжительных периодов времени каждый день, вы можете сделать несколько вещей, чтобы бороться с негативными эффектами. Первое — больше выходить на солнце. Солнечное пребывание, особенно утром, в полдень и в конце дня, может помочь поддерживать ваш циркадный ритм. Также может помочь установка некоторых окон, световых люков или солнечных батарей, чтобы пронести солнечный свет в вашу внутреннюю среду.

Вы можете использовать источник света с более полным спектром, если не считать самого солнечного света. На рынке есть люминесцентные лампы полного спектра и дневного света, которые имеют лучший разброс цветовой температуры, чем обычные люминесцентные лампы, поэтому они действительно помогают, но не заменяют солнечный свет. В качестве альтернативы вы можете надеть светофильтр полного спектра на люминесцентную лампу или линзу осветительного прибора, который изменяет свет, исходящий от люминесцентной лампы, и дает ему более полный спектр.Они, как правило, испускают больше ультрафиолетовых (УФ) лучей, которые могут вызвать проблемы с кожей, преждевременно состарить такие материалы, как пластик или кожа, и привести к выцветанию фотографий.

Лампы накаливания неплохо справляются с задачей обеспечения хорошего спектра света, на который большинство людей хорошо реагирует. Еще одно преимущество ламп накаливания состоит в том, что они являются постоянным источником света, который не мерцает. Если вы чувствуете флуоресцентное мерцание, одной лампочки накаливания в комнате может быть достаточно, чтобы скрыть мерцание и не дать ему повлиять на вас.Эти лампы также могут сбалансировать любой зеленый оттенок, излучаемый люминесцентной лампой.

В некоторых случаях фототерапия или световая терапия могут нейтрализовать недостаток солнечного света. Это обычное лечение сезонного аффективного расстройства, при котором используется невероятно яркий свет в течение ограниченного периода времени, чтобы помочь регулировать химический состав вашего тела.

Оптометристы давно прописывают очки с очень светлым розовым оттенком на них, чтобы противодействовать эффектам работы при флуоресцентном освещении, особенно женщинам, которые испытывают гормональные проблемы.Наконец, проблему мерцания можно решить, используя люминесцентные светильники, в которых используются электронные балласты, а не магнитные.

Освещение бытовое

Люминесцентные лампы являются более эффективными источниками света, чем лампы накаливания, но ими труднее управлять. Электрический разряд, который возбуждает пары ртути, должен быть сначала запущен быстро и надежно, а затем необходимо контролировать ток, чтобы он не продолжал расти до тех пор, пока он не сожжет трубку.Эта функция запуска и управления выполняется устройством, называемым балластом.

Лампа накаливания работает довольно просто и саморегулируется. Вы подаете на лампочку полное электрическое напряжение, и ток нагревает нить до тех пор, пока она не загорится. Нагревание нити накала увеличивает ее электрическое сопротивление, и это сопротивление ограничивает ток до контролируемого значения.

Нельзя просто подать полное напряжение на люминесцентную лампу; необходимо предусмотреть запуск электрического разряда и затем контролировать возникающий ток дугового разряда в колбе. Было использовано множество различных стратегий и подходов — для получения подробной информации вам понадобится отраслевой источник, подобный тому, который находится в сети Summit Electrical.

Запуск лампы — первая задача балласта. Основными типами стратегий запуска являются (1) предварительный нагрев, (2) компактный мгновенный запуск и (3) быстрый запуск. Если вам нужна текущая техническая информация, вам следует знать о двух более поздних типах: (4) модифицированный быстрый запуск и (5) мгновенный запуск ламп быстрого запуска.

Стратегия «предварительного нагрева» была оригинальным методом, используемым для люминесцентных ламп. Нити накала лампы нагреваются в течение нескольких секунд перед подачей на лампу полного рабочего напряжения. Это достигается за счет включения переключателя, параллельного газовой трубке, который шунтирует ток вокруг газоразрядного тракта и через нагреватели накаливания. Через несколько секунд нити достигают температуры, необходимой для испускания электронов, и размыкается переключатель, подавая рабочее напряжение на трубку, чтобы запустить дуговый разряд в газе. Тогда в балласте должна использоваться схема регулирования тока, описанная ниже.

Система «тонкого мгновенного пуска» излучает свет мгновенно за счет использования трансформатора в балласте для создания напряжения, примерно в три раза превышающего нормальное рабочее напряжение, для «зажигания дуги» в лампочке. Для этого типа системы предварительный нагрев нитей не требуется.

Как сообщается, в настоящее время система «быстрого запуска» является самой популярной в США. Эти балласты обеспечивают непрерывный нагрев нитей для подачи электронов.Они требуют, чтобы прибор был правильно заземлен и чтобы лампы находились в пределах 1-2 см от металлического приспособления для правильного запуска. Из-за непрерывно нагреваемых нитей эти блоки не требуют высокого пускового напряжения, как у компактных устройств мгновенного пуска. Лампочки загораются сразу при низкой яркости и полностью загораются примерно через две секунды.

Когда лампочки зажжены, балласт должен управлять током. Дуговый разряд по своей природе является переменным и может быть подвержен сильным импульсным токам.Основная масса балласта состоит из большой катушки, намотанной вокруг многослойного стального сердечника для создания большого индуктора или «дросселя», как их часто называют в промышленности. Катушка также действует как трансформатор. Сущность индуктора заключается в ограничении скорости изменения тока, поэтому большая индуктивность балласта подавляет всплески тока. Катушка с многослойным сердечником часто «залита» таким материалом, как асфальт, чтобы помочь отводить тепло, и вся комбинация помещается в стальной корпус.

Существуют также электронные и гибридные балласты, которые выполняют задачи регулирования.Описание этих систем можно добавить здесь. Комментарии и предложения приветствуются. Если у вас есть подробные схемы работы балласта, мне было бы интересно — я их не нашел.

Люминесцентная лампа — Энциклопедия Нового Света

Ассортимент люминесцентных ламп . Сверху две компактные люминесцентные лампы, снизу две штатные лампы. Спичка показана для масштаба.

Люминесцентная лампа представляет собой газоразрядную лампу, которая использует электричество для возбуждения паров ртути в аргоне или неоне, в результате чего образуется плазма, излучающая коротковолновый ультрафиолетовый свет.Затем этот свет заставляет люминофор флуоресцировать, производя видимый свет.

В отличие от ламп накаливания, люминесцентные лампы всегда требуют пускорегулирующего устройства для регулирования потока энергии через лампу. В обычных ламповых светильниках — обычно 4 фута (120 см) или 8 футов (240 см) — балласт заключен в приспособление. Компактные люминесцентные лампы могут иметь обычный балласт, расположенный в приспособлении, или они могут иметь балласты, встроенные в лампы, позволяя использовать их в патронах, обычно используемых для ламп накаливания.

Поскольку люминесцентные лампы потребляют значительно меньше энергии, чем лампы накаливания, правительства и промышленность поощряют замену традиционных ламп накаливания люминесцентными лампами в рамках разумной экологической и энергетической политики.

История

Самым ранним предком люминесцентной лампы, вероятно, является устройство Генриха Гейслера, который в 1856 году получил голубоватое свечение от газа, который был запечатан в трубке и возбужден индукционной катушкой.

На Всемирной выставке 1893 года на Всемирной колумбийской выставке в Чикаго, штат Иллинойс, были представлены люминесцентные лампы Николы Теслы.

В 1894 году Д. Макфарлейн Мур создал лампу Мура, коммерческую газоразрядную лампу, предназначенную для конкуренции с лампой накаливания его бывшего начальника Томаса Эдисона. Используемые газы представляли собой азот и диоксид углерода, излучающие соответственно розовый и белый свет, и имели умеренный успех.

В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, которая излучала свет сине-зеленого цвета и, следовательно, была непригодна для большинства практических целей. Однако он был очень близок к современному дизайну и имел гораздо более высокий КПД, чем лампы накаливания.

В 1926 году Эдмунд Гермер и его коллеги предложили увеличить рабочее давление внутри трубки и покрыть трубку флуоресцентным порошком, который преобразует ультрафиолетовый свет, излучаемый возбужденной плазмой, в более однородный белый свет. Сегодня Гермер известен как изобретатель люминесцентной лампы.

General Electric позже купила патент Гермера и к 1938 году под руководством Джорджа Э. Инмана ввела люминесцентную лампу в широкое коммерческое использование.

Принципы работы

Основной принцип работы люминесцентной лампы основан на неупругом рассеянии электронов.Падающий электрон (испускаемый из катушек проволоки, образующей катодный электрод) сталкивается с атомом газа (например, ртути, аргона или криптона), используемого в качестве излучателя ультрафиолета. Это заставляет электрон в атоме временно подпрыгивать на более высокий энергетический уровень, чтобы поглотить часть или всю кинетическую энергию, доставленную сталкивающимся электроном. Вот почему столкновение называется «неупругим», так как часть энергии поглощается. Это более высокое энергетическое состояние нестабильно, и атом будет излучать ультрафиолетовый фотон, когда электрон атома возвращается на более низкий, более стабильный энергетический уровень.Фотоны, которые испускаются из выбранных газовых смесей, как правило, имеют длину волны в ультрафиолетовой части спектра. Человеческий глаз не видит его, поэтому его необходимо преобразовать в видимый свет. Это делается с помощью флуоресценции. Это флуоресцентное преобразование происходит в люминофорном покрытии на внутренней поверхности люминесцентной лампы, где ультрафиолетовые фотоны поглощаются электронами в атомах люминофора, вызывая аналогичный скачок энергии, а затем снижается с испусканием следующего фотона.Фотон, испускаемый в результате этого второго взаимодействия, имеет меньшую энергию, чем тот, который его вызвал. Химические вещества, входящие в состав люминофора, специально подобраны так, чтобы эти испускаемые фотоны имели длину волны, видимую человеческим глазом. Разница в энергии между поглощенным ультрафиолетовым фотоном и испускаемым фотоном видимого света идет на нагрев покрытия люминофора.

Механизм светового производства

Крупный план катодов и анодов бактерицидной лампы (по существу аналогичная конструкция без люминесцентного люминофора, что позволяет видеть электроды)
Нефильтрованное ультрафиолетовое свечение бактерицидной лампы создается разрядом паров ртути низкого давления (идентичным таковому в люминесцентной лампе) в оболочке из плавленого кварца без покрытия.

Люминесцентная лампа наполнена газом, содержащим пары ртути низкого давления и аргон (или ксенон), реже аргон-неон, а иногда даже криптон.Внутренняя поверхность колбы покрыта флуоресцентным (и часто слегка фосфоресцирующим) покрытием, состоящим из различных смесей солей фосфора металлов и редкоземельных элементов. Катод колбы обычно изготавливается из спирального вольфрама, покрытого смесью оксидов бария, стронция и кальция (выбранной для обеспечения относительно низкой температуры термоэлектронной эмиссии).
Когда включается свет, электроэнергия нагревает катод настолько, что он испускает электроны. Эти электроны сталкиваются и ионизируют атомы благородного газа в колбе, окружающей нить, с образованием плазмы в процессе ударной ионизации.В результате лавинной ионизации проводимость ионизированного газа быстро возрастает, позволяя протекать через лампу более высоким токам. Ртуть, которая существует в точке стабильного равновесного давления пара около одной части на тысячу во внутренней части трубки (с давлением благородного газа, обычно составляющим около 0,3 процента стандартного атмосферного давления), затем также ионизируется, вызывая ее выделение. свет в ультрафиолетовой (УФ) области спектра преимущественно на длинах волн 253.7 нанометров и 185 нанометров. Эффективность флуоресцентного освещения во многом обязана тому факту, что ртутные разряды низкого давления излучают около 65 процентов своего общего света на линии 254 нм (также около 10-20 процентов света, излучаемого в УФ, приходится на линию 185 нм). УФ-свет поглощается флуоресцентным покрытием лампы, которое повторно излучает энергию на более низких частотах (более длинные волны: две интенсивные линии с длиной волны 440 и 546 нм появляются на коммерческих люминесцентных трубках) (см. Стоксов сдвиг) для излучения видимого света.Смесь люминофоров контролирует цвет света и вместе со стеклом колбы предотвращает утечку вредного ультрафиолетового света.

Электрические аспекты эксплуатации

Люминесцентные лампы представляют собой устройства с отрицательным сопротивлением, поэтому, когда через них проходит больше тока (больше ионизированного газа), электрическое сопротивление люминесцентной лампы падает, позволяя протекать еще большему току. Люминесцентная лампа, подключенная непосредственно к сети постоянного напряжения, может быстро самоуничтожиться из-за неограниченного протекания тока.Чтобы предотвратить это, люминесцентные лампы должны использовать вспомогательное устройство, обычно называемое балластом, для регулирования тока, протекающего через лампу.

Хотя балласт может быть (а иногда и является) таким же простым, как резистор, значительная мощность тратится впустую в резистивном балласте, поэтому балласты обычно используют вместо него реактивное сопротивление (индуктор или конденсатор). Для работы от сети переменного тока обычно используется простой индуктор (так называемый «магнитный балласт»). В странах, где используется сеть переменного тока на 120 В, сетевого напряжения недостаточно для освещения больших люминесцентных ламп, поэтому балласт для этих больших люминесцентных ламп часто представляет собой повышающий автотрансформатор со значительной индуктивностью рассеяния (чтобы ограничить ток).Любая форма индуктивного балласта может также включать конденсатор для коррекции коэффициента мощности.

В прошлом люминесцентные лампы иногда работали напрямую от источника постоянного тока с напряжением, достаточным для зажигания дуги. В этом случае не возникало сомнений в том, что балласт должен быть резистивным, а не реактивным, что приводит к потерям мощности в балластном резисторе. Кроме того, при непосредственном питании от постоянного тока полярность питания лампы должна быть изменена каждый раз при запуске лампы; в противном случае ртуть скапливается на одном конце трубки. В настоящее время люминесцентные лампы практически никогда не работают напрямую от постоянного тока; вместо этого инвертор преобразует постоянный ток в переменный и обеспечивает функцию ограничения тока, как описано ниже для электронных балластов.

В более сложных балластах могут использоваться транзисторы или другие полупроводниковые компоненты для преобразования сетевого напряжения в высокочастотный переменный ток, а также регулирования тока в лампе. Их называют «электронными балластами».

Люминесцентные лампы, которые работают непосредственно от сети переменного тока, будут мигать с удвоенной частотой сети, поскольку мощность, подаваемая на лампу, падает до нуля дважды за цикл.Это означает, что свет мерцает со скоростью 120 раз в секунду (Гц) в странах, которые используют переменный ток с частотой 60 циклов в секунду (60 Гц), и 100 раз в секунду в странах, которые используют 50 Гц. Этот же принцип может также вызвать гудение от люминесцентных ламп, фактически от их балласта. И раздражающий гул, и мерцание устранены в лампах, в которых используется высокочастотный электронный балласт, например, во все более популярной компактной люминесцентной лампе.

Хотя большинство людей не могут напрямую увидеть мерцание 120 Гц, некоторые люди [1] сообщают, что мерцание 120 Гц вызывает напряжение глаз и головную боль.Доктор Дж. Вейч обнаружил, что люди лучше читают, используя высокочастотные (20-60 кГц) электронные балласты, чем магнитные балласты (120 Гц). [2]

В некоторых случаях люминесцентные лампы, работающие на частоте сети, могут также вызывать мерцание на самой частоте сети (50 или 60 Гц), что заметно для большего количества людей. Это может произойти в последние несколько часов срока службы лампы, когда катодное эмиссионное покрытие на одном конце почти закончилось, и этот катод начинает испытывать трудности с испусканием достаточного количества электронов в газовый наполнитель, что приводит к небольшому выпрямлению и, следовательно, неравномерному световому выходу в положительном и отрицательные рабочие циклы сети. Мерцание частоты сети также может иногда излучаться с самых концов трубок, поскольку каждый трубчатый электрод поочередно работает как анод и катод в течение каждой половины цикла сети и дает немного отличающуюся картину светового потока в анодном или катодном режиме (это было более серьезная проблема с трубками, возникшая более 40 лет назад, и в результате многие фитинги той эпохи закрывали концы трубок из поля зрения). Мерцание на сетевой частоте более заметно периферическим зрением, чем в центре взгляда.

Способ «зажигания» люминесцентной лампы

Схема предварительного нагрева люминесцентной лампы с помощью автоматического пускового выключателя
А подогрев люминесцентная лампа «стартер» (автоматический пусковой выключатель)

Атомы ртути в люминесцентной лампе должны быть ионизированы до того, как дуга сможет «загореться» внутри лампы. Для небольших ламп для зажигания дуги не требуется большого напряжения, и запуск лампы не представляет проблемы, но для больших ламп требуется значительное напряжение (в диапазоне от тысячи вольт).

В некоторых случаях это происходит именно так: мгновенный запуск люминесцентные лампы просто используют достаточно высокое напряжение, чтобы разрушить столб газа и ртути и тем самым запустить дугу. Эти трубки можно идентифицировать по тому факту, что

  1. Имеют по одному штифту на каждом конце трубки
  2. Патроны, в которые они вставляются, имеют «разъединяющую» розетку на низковольтном конце, чтобы обеспечить автоматическое отключение сетевого тока, чтобы лицо, заменяющее лампу, не могло получить электрический ток высокого напряжения.

В других случаях, должно быть предусмотрено отдельное средство помощи при запуске.Некоторые люминесцентные конструкции (лампы предварительного нагрева) используют комбинацию нити накала / катода на каждом конце лампы в сочетании с механическим или автоматическим переключателем (см. Фото), которые первоначально соединяют нити накала последовательно с балластом и, таким образом, предварительно нагревают нити перед включением. зажигая дугу.

Эти системы являются стандартным оборудованием в странах с напряжением питания 240 В и обычно используют пускатель накаливания. Раньше также использовались 4-контактные термовыключатели и ручные переключатели. Электронные пускатели также иногда используются с этими электромагнитными балластными устройствами.

Во время предварительного нагрева нити испускают электроны в газовый столб за счет термоэлектронной эмиссии, создавая тлеющий разряд вокруг нитей. Затем, когда пусковой переключатель размыкается, индуктивный балласт и небольшой конденсатор на пусковом переключателе создают высокое напряжение, которое зажигает дугу. В этих системах удар трубки надежен, но стартеры накаливания часто повторяют цикл несколько раз, прежде чем лампа остается зажженной, что вызывает нежелательное мигание во время запуска. Старые устройства термического пуска в этом отношении показали себя лучше.

После удара по трубке падающий основной разряд сохраняет нить накала / катод горячей, позволяя продолжать излучение.

Если трубка не ударяется или ударяется, затем гаснет, последовательность запуска повторяется. При использовании автоматических пускателей, таких как стартеры накаливания, неисправная лампа, таким образом, будет бесконечно работать, мигая снова и снова, так как стартер многократно запускает изношенную лампу, а затем лампа быстро гаснет, поскольку эмиссии недостаточно, чтобы поддерживать катоды горячими, и лампа Сила тока слишком мала, чтобы оставить пусковой механизм открытым.Это вызывает визуально неприятное частое яркое мигание и запускает балласт при температуре выше расчетной. При повороте стартера на четверть оборота против часовой стрелки он отключается, размыкая цепь.

У некоторых более продвинутых пускателей в этой ситуации истекает время ожидания, и они не пытаются повторять пуски, пока не будет сброшено питание. В некоторых старых системах для обнаружения повторных попыток пуска использовалось тепловое отключение сверхтока. Для этого требуется ручной сброс.

Более новые конструкции балласта с быстрым запуском предусматривают накаливание силовых обмоток внутри балласта; они быстро и непрерывно нагревают нити / катоды с помощью переменного тока низкого напряжения. При запуске не возникает индуктивных всплесков напряжения, поэтому лампы обычно следует устанавливать рядом с заземленным отражателем, чтобы тлеющий разряд мог распространяться по трубке и вызывать дуговый разряд.

Электронные балласты часто возвращаются к стилю между стилями предварительного нагрева и быстрого запуска: конденсатор (или иногда автоматически отключающая цепь) может замкнуть цепь между двумя нитями накала, обеспечивая предварительный нагрев нити. Когда трубка загорается, напряжение и частота на лампе и конденсаторе обычно падают, поэтому ток конденсатора падает до низкого, но ненулевого значения.Обычно этот конденсатор и катушка индуктивности, которая обеспечивает ограничение тока при нормальной работе, образуют резонансный контур, увеличивая напряжение на лампе, чтобы она могла легко включиться.

Некоторые электронные балласты используют запрограммированный пуск. Выходная частота переменного тока начинается выше резонансной частоты выходного контура балласта, и после того, как нити нагреваются, частота быстро уменьшается. Если частота приближается к резонансной частоте балласта, выходное напряжение возрастет настолько, что лампа загорится.Если лампа не загорается, электронная схема прекращает работу балласта.

Механизмы выхода лампы из строя по окончании срока службы

Режим отказа по окончании срока службы люминесцентных ламп зависит от того, как вы их используете, и от типа ПРА. В настоящее время существует три основных режима отказа и четвертый, который начинает проявляться:

Кончилась смесь выбросов

Крупный план нити накала ртутной газоразрядной лампы низкого давления показывает белое покрытие из термоэлектронной смеси на центральной части катушки.Покрытие, которое обычно состоит из смеси оксидов бария, стронция и кальция, при нормальном использовании разбрызгивается, что часто в конечном итоге приводит к выходу лампы из строя.

«Эмиссионная смесь» на нитях / катодах трубки необходима для того, чтобы электроны могли проходить в газ посредством термоэлектронной эмиссии при используемых рабочих напряжениях трубки. Смесь медленно распыляется путем бомбардировки электронами и ионами ртути во время работы, но большее количество распыляется каждый раз, когда лампа запускается с холодными катодами (метод запуска лампы и, следовательно, тип механизма управления оказывает значительное влияние на это).Лампы, работающие обычно менее трех часов при каждом включении, обычно исчерпывают эмиссионную смесь до того, как выйдут из строя другие части лампы. Распыленная эмиссионная смесь образует темные пятна на концах трубок, которые можно увидеть в старых трубках. Когда вся эмиссионная смесь исчезнет, ​​катод не может пропустить достаточно электронов в газовую начинку, чтобы поддерживать разряд при расчетном рабочем напряжении трубки. В идеале, когда это происходит, механизм управления должен отключать трубку. Однако некоторые устройства управления будут обеспечивать достаточно повышенное напряжение для продолжения работы лампы в режиме с холодным катодом, что приведет к перегреву конца трубки и быстрому разрушению электродов и их поддерживающих проводов до тех пор, пока они полностью не исчезнут или стекло не потрескается, разрушив Заполнение газом низкого давления и прекращение выпуска газа.

Отказ интегральной электроники балласта

Относится только к компактным люминесцентным лампам со встроенными электрическими балластами. Отказ балластной электроники — это несколько случайный процесс, который следует стандартному профилю отказов любых электронных устройств. Сначала наблюдается небольшой пик ранних отказов, за которым следует спад и неуклонное увеличение срока службы лампы. Срок службы электроники сильно зависит от рабочей температуры — обычно он сокращается вдвое на каждые 10 ° C повышения температуры.Указанный средний срок службы обычно составляет 25 ° C (это может варьироваться в зависимости от страны). В некоторых фитингах температура окружающей среды может быть намного выше этой, и в этом случае отказ электроники может стать преобладающим механизмом отказа. Точно так же использование компактного цоколя люминесцентных ламп приведет к более горячей электронике и сокращению среднего срока службы (особенно с более высокой номинальной мощностью). Электронные балласты должны быть спроектированы так, чтобы отключать лампу, когда заканчивается смесь выбросов, как описано выше. В случае интегральных электронных балластов, поскольку они никогда не должны снова работать, это иногда достигается путем преднамеренного сгорания какого-либо компонента для окончательного прекращения работы.

Отказ люминофора

Эффективность люминофора падает во время использования. Приблизительно к 25000 часов работы это обычно будет вдвое меньше яркости новой лампы (хотя некоторые производители заявляют, что период полураспада у своих ламп намного больше). Лампы, у которых нет отказов системы эмиссии или встроенной балластной электроники, в конечном итоге разовьют этот режим отказа.Они все еще работают, но стали тусклыми и неэффективными. Процесс медленный и часто становится очевидным только тогда, когда новая лампа работает рядом со старой.

В трубке заканчивается ртуть

Ртуть теряется из-за газового наполнения в течение всего срока службы лампы, так как она медленно поглощается стеклом, люминофором и трубчатыми электродами, где больше не может работать. Исторически это не было проблемой, потому что в трубках был избыток ртути. Однако экологические проблемы теперь приводят к тому, что трубки с низким содержанием ртути гораздо более точно дозируются с достаточным количеством ртути, чтобы прослужить ожидаемый срок службы лампы.Это означает, что потеря ртути возьмет верх из-за выхода из строя люминофора в некоторых лампах. Симптом сбоя аналогичен, за исключением того, что потеря ртути сначала вызывает увеличенное время разгона (время для достижения полного светового потока) и, наконец, заставляет лампу светиться тускло-розовым светом, когда ртуть заканчивается, а основной газ аргон вступает во владение первичный разряд.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Многие люди находят цветовую гамму, создаваемую некоторыми люминесцентными лампами, резкой и неприятной.Иногда при флуоресцентном освещении у здорового человека может выглядеть болезненно размытый оттенок кожи. Это связано с двумя вещами.

Первой причиной является использование ламп плохого качества с низким индексом цветопередачи и высокой цветовой температурой, например «холодный белый». Они имеют плохое качество света, из-за чего доля красного света ниже идеальной, поэтому кожа кажется менее розовой, чем при лучшем освещении.

Вторая причина связана с особенностями типа глаза и трубки.Естественный дневной свет с высокой CCT выглядит естественным цветом при уровнях дневного освещения, но по мере уменьшения уровня освещения он становится все более холодным для глаза. При более низких уровнях освещенности человеческий глаз воспринимает более низкие цветовые температуры как нормальные и естественные. Большинство люминесцентных ламп имеют более высокую цветовую температуру, чем лампы накаливания 2700 K, а более холодные лампы не выглядят естественными для глаз при значительно меньшем дневном освещении. Этот эффект зависит от люминофора лампы и применяется только к лампам с более высокой CCT при значительно ниже естественного дневного света.

Многие пигменты выглядят немного иначе при просмотре под люминесцентными лампами по сравнению с лампами накаливания. Это связано с разницей в двух свойствах: CCT и CRI.

CCT, цветовая температура, для освещения GLS с нитью накала составляет 2700 K, а для галогенного освещения — 3000 K, тогда как люминесцентные лампы обычно доступны в диапазоне от 2700 K до 6800 K, что представляет собой значительную вариацию с точки зрения восприятия.

CRI, индекс цветопередачи, является мерой того, насколько хорошо сбалансированы различные цветовые компоненты белого света.Спектр лампы с теми же пропорциями R, G, B, что и у излучателя абсолютно черного тела, имеет индекс цветопередачи 100 процентов, но люминесцентные лампы достигают значений индекса цветопередачи от 50 до 99 процентов. Лампы с более низким индексом цветопередачи имеют несбалансированный цветовой спектр визуально низкого качества, что приводит к некоторым изменениям воспринимаемого цвета. Например, пробирка с галогенфосфатом с низким CRI 6800 K, которая выглядит так же неприятно, как и кажется, сделает красные тускло-красные или коричневые.

Один из наименее приятных источников света исходит от трубок, содержащих старые люминофоры галофосфатного типа (химическая формула Ca 5 (PO 4 ) 3 (F, Cl): Sb 3+ , Mn 2+ ), обычно обозначаемый как «холодный белый». «Плохая цветопередача связана с тем, что этот люминофор в основном излучает желтый и синий свет и относительно мало зеленого и красного. На взгляд эта смесь кажется белой, но свет имеет неполный спектр. В люминесцентных лампах лучшего качества используются либо галофосфатное покрытие с более высоким индексом цветопередачи или трифосфорная смесь на основе ионов европия и тербия, у которых полосы излучения более равномерно распределены по спектру видимого света. Галофосфатные и трифосфорные трубки с высоким индексом цветопередачи обеспечивают более естественную цветопередачу. человеческий глаз.

Использование

Люминесцентные лампы бывают разных форм и размеров. Все более популярными становятся компактные люминесцентные лампы (CF). Во многих компактных люминесцентных лампах вспомогательная электроника встроена в цоколь лампы, что позволяет им вставляться в обычный патрон лампы.

В США использование люминесцентного освещения в жилых помещениях остается низким (обычно ограничивается кухнями, подвалами, коридорами и другими помещениями), но школы и предприятия считают, что флуоресцентные лампы позволяют значительно сэкономить, и лишь изредка используют лампы накаливания.

В осветительных приборах часто используются люминесцентные лампы разных оттенков белого. В большинстве случаев это происходит из-за непонимания разницы или важности различных типов трубок. Смешивание типов трубок в фитингах также выполняется для улучшения цветопередачи трубок низкого качества.

В других странах использование люминесцентного освещения в жилых помещениях варьируется в зависимости от стоимости энергии, финансовых и экологических проблем местного населения, а также приемлемой светоотдачи.

В феврале 2007 года Австралия приняла закон, запрещающий к 2010 году большую часть продаж ламп накаливания. [3] [4] Хотя в законе не указано, какие альтернативы использовать австралийцы, компактные люминесцентные лампы, скорее всего, будут быть первичной заменой.

Токсичность ртути

Поскольку люминесцентные лампы содержат ртуть, токсичный тяжелый металл, правительственные постановления во многих областях требуют специальной утилизации люминесцентных ламп отдельно от общих и бытовых отходов. Ртуть представляет наибольшую опасность для беременных женщин, младенцев и детей.

Свалки часто отказываются от люминесцентных ламп из-за высокого содержания в них ртути. Бытовые и коммерческие источники отходов часто обрабатываются по-разному.

Количество ртути в стандартной лампе может сильно различаться — от 3 до 46 мг. [5] Типичная четырехфутовая (120-сантиметровая) люминесцентная лампа Т-12 (а именно, F32T12) эпохи 2006 года содержит около 12 миллиграммов ртути. [6] Новые лампы содержат меньше ртути, а версии на 3-4 миллиграмма (например, F32T8) продаются как лампы с низким содержанием ртути.

Очистка от разбитых люминесцентных ламп

Сломанная люминесцентная лампа опаснее сломанной обычной лампы накаливания из-за содержания ртути. По этой причине безопасная очистка разбитых люминесцентных ламп отличается от очистки обычных битых стекол или ламп накаливания. Девяносто девять процентов ртути обычно содержится в люминофоре, особенно в лампах, срок службы которых близок. [7] Таким образом, типичная безопасная очистка обычно включает тщательную утилизацию любого битого стекла, а также любого рассыпчатого белого порошка (флуоресцентное покрытие стекла) в соответствии с местными законами об опасных отходах.Влажное полотенце обычно используется вместо пылесоса для очистки стекла и порошка, в основном для уменьшения распространения порошка по воздуху.

Преимущества перед лампами накаливания

Люминесцентные лампы более эффективны, чем лампы накаливания такой же яркости. Это связано с тем, что большая часть потребляемой энергии преобразуется в полезный свет и меньше преобразуется в тепло, что позволяет люминесцентным лампам работать холоднее. Лампа накаливания может преобразовывать только 10% потребляемой мощности в видимый свет.Люминесцентной лампе, производящей столько же полезной энергии видимого света, может потребоваться от одной трети до одной четвертой количества потребляемой электроэнергии. Обычно люминесцентная лампа служит в 10-20 раз дольше, чем эквивалентная лампа накаливания. Если освещение используется в помещениях с кондиционированием воздуха, все потери ламп также должны быть устранены оборудованием для кондиционирования воздуха, что приводит к двойному штрафу за потери из-за освещения.

Более высокая начальная стоимость люминесцентной лампы более чем компенсируется более низким потреблением энергии в течение срока ее службы.Более длительный срок службы может также снизить затраты на замену лампы, обеспечивая дополнительную экономию, особенно там, где труд дорог. Поэтому он широко используется предприятиями по всему миру, но не домашними хозяйствами.

Ртуть, выбрасываемая в воздух при утилизации от 5 до 45 процентов люминесцентных ламп, [8] компенсируется тем фактом, что многие генераторы электроэнергии, работающие на угле, выбрасывают ртуть в воздух. Повышенная эффективность люминесцентных ламп помогает снизить выбросы силовых установок.

Недостатки

Проблема «эффекта удара», возникающая при съемке фотографий или пленки при стандартном флуоресцентном освещении.

Люминесцентным лампам требуется балласт для стабилизации лампы и обеспечения начального напряжения зажигания, необходимого для начала дугового разряда; это увеличивает стоимость люминесцентных светильников, хотя часто один балласт используется для двух или более ламп. Некоторые типы балластов издают слышимое гудение или жужжание.

Обычные балласты для ламп не работают от постоянного тока.Если доступен источник постоянного тока с достаточно высоким напряжением для зажигания дуги, можно использовать резистор для балласта лампы, но это приводит к низкой эффективности из-за потери мощности в резисторе. Кроме того, ртуть имеет тенденцию мигрировать к одному концу трубки, приводя только к одному концу лампы, производящему большую часть света. Из-за этого эффекта лампы (или полярность тока) необходимо регулярно менять.

Люминесцентные лампы лучше всего работают при комнатной температуре (скажем, 68 градусов по Фаренгейту или 20 градусов по Цельсию).При гораздо более низких или более высоких температурах эффективность снижается, а при низких температурах (ниже нуля) стандартные лампы могут не запускаться. Для надежной работы вне помещений в холодную погоду могут потребоваться специальные лампы. Электрическая схема «холодного пуска» также была разработана в середине 1970-х годов.

Поскольку дуга довольно длинная по сравнению с разрядными лампами с более высоким давлением, количество света, излучаемого на единицу поверхности ламп, невелико, поэтому лампы большие по сравнению с источниками накаливания. Это сказывается на конструкции светильников, поскольку свет должен направляться из длинных трубок, а не из компактного источника.Однако во многих случаях полезна низкая сила света излучающей поверхности, поскольку она уменьшает блики.

Люминесцентные лампы не излучают ровный свет; вместо этого они мерцают (колеблются по интенсивности) со скоростью, которая зависит от частоты управляющего напряжения. Хотя это не так легко различить человеческим глазом, это может вызвать эффект стробоскопа, представляющий угрозу безопасности, например, в мастерской, где что-то, вращающееся с правильной скоростью, может казаться неподвижным, если освещено только люминесцентной лампой. Это также вызывает проблемы при записи видео, так как между периодическими показаниями сенсора камеры и колебаниями интенсивности люминесцентной лампы может наблюдаться «эффект биения». Частота наиболее заметна на компьютерных мониторах с ЭЛТ, настроенных на частоту обновления, аналогичную частоте лампочек, которые будут мерцать из-за эффекта биений. Чтобы устранить это мерцание, можно изменить частоту обновления монитора.

Лампы накаливания из-за тепловой инерции их элемента меньше меняют яркость, хотя эффект можно измерить с помощью инструментов.Это также меньше проблем с компактными флуоресцентными лампами, поскольку они умножают частоту линии до невидимых уровней. Установки могут уменьшить эффект стробоскопа, используя пускорегулирующие балласты или управляя лампами на разных фазах многофазного источника питания.

Проблемы с точностью цветопередачи обсуждались выше.

Если специально не разработаны и не утверждены для регулирования затемнения, большинство люминесцентных осветительных приборов нельзя подключать к стандартному диммерному переключателю, используемому для ламп накаливания. За это ответственны два эффекта: форма волны напряжения, излучаемого стандартным диммером с фазовым управлением, плохо взаимодействует со многими балластами, и становится трудно поддерживать дугу в люминесцентной лампе при низких уровнях мощности. Многие установки требуют 4-контактных люминесцентных ламп и совместимых контроллеров для успешного затемнения люминесцентных ламп; эти системы стремятся поддерживать полностью нагретые катоды люминесцентной лампы даже при уменьшении тока дуги, способствуя легкой термоэлектронной эмиссии электронов в поток дуги.

Утилизация люминофора и небольшого количества ртути в трубках также представляет собой экологическую проблему по сравнению с утилизацией ламп накаливания. Для крупных коммерческих или промышленных пользователей люминесцентных ламп начинают становиться доступными услуги по переработке.

Обозначение труб

Примечание: информация в этом разделе может быть неприменима за пределами Северной Америки.

Лампы обычно обозначаются кодом, например F ## T ##, где F означает люминесцентные, первое число указывает мощность в ваттах (или, как ни странно, длину в дюймах для очень длинных ламп), буква T указывает, что форма Луковица трубчатая, а последнее число — диаметр в восьмых дюйма. Типичные диаметры: T12 (1,5 дюйма или 38 миллиметров) для бытовых ламп со старыми магнитными балластами, T8 (1 дюйм или 25 миллиметров) для коммерческих энергосберегающих ламп с электронными балластами и T5 ( 5 8 дюймов или 16 миллиметров) для очень маленьких ламп, которые могут работать даже от устройства с батарейным питанием.

Лампы Slimline работают от пускового балласта с мгновенным запуском и узнаваемы по их одножильным цоколям.

Лампы с высоким выходом ярче и потребляют больше электрического тока, имеют разные концы на выводах, поэтому их нельзя использовать в неправильном приспособлении, и они имеют маркировку F ## T12HO или F ## T12VHO для очень высокой мощности.Примерно с начала до середины 1950-х годов и по сегодняшний день компания General Electric разработала и усовершенствовала лампу Power Groove с маркировкой F ## PG17. Эти лампы можно узнать по трубкам большого диаметра с рифлением.

U-образные трубки FB ## T ##, где B означает «изогнутые». Чаще всего они имеют то же обозначение, что и линейные трубы. Круглые лампы — это FC ## T #, с диаметром круга (, а не окружности или ватт), первое число, а второе число, как правило, 9 (29 мм) для стандартных светильников.

Цвет обычно обозначается WW для теплого белого, EW для усиленного (нейтрального) белого, CW для холодного белого (наиболее распространенного) и DW для голубоватого дневного белого. BL часто используется для черного света (обычно используется в средствах защиты от насекомых), а BLB — для обычных лампочек blacklight-blue, которые имеют темно-фиолетовый цвет. Другие нестандартные обозначения применяются для огней для растений или огней для выращивания растений.

Philips использует числовые цветовые коды для цветов:

  • Низкая цветопередача
    • 33 вездесущий холодный белый (4000 Кельвинов)
    • 32 теплый белый (3000 К)
    • 27 гостиная теплый белый (2700 K)
  • Высокая цветопередача
    • 9xy «Graphica Pro» / «De Luxe Pro» (xy00 K; например, «965» = 6500 K)
    • 8xy (xy00 K; например, «865» = 6500 K)
    • 840 холодный белый (4000 К)
    • 830 теплый белый (3000 К)
    • 827 теплый белый (2700 K)
  • Другое
    • 09 Лампы для загара
    • 08 Черный свет
    • 05 Жесткое УФ-излучение (люминофоры вообще не используются, используется конверт из плавленого кварца)

Нечетные длины обычно добавляются после цвета. Одним из примеров является F25T12 / CW / 33, что означает 25 Вт, диаметр 1,5 дюйма, холодный белый цвет, длина 33 дюйма или 84 сантиметра. Без 33-го можно было бы предположить, что F25T12 имеет более распространенную длину 30 дюймов.

Компактные люминесцентные лампы не имеют такой системы обозначений.

Другие люминесцентные лампы

Подсветка
Blacklight — это подмножество люминесцентных ламп, которые используются для получения длинноволнового ультрафиолетового света (с длиной волны около 360 нанометров). Они построены так же, как и обычные люминесцентные лампы, но стеклянная трубка покрыта люминофором, который преобразует коротковолновое УФ-излучение внутри трубки в длинноволновое УФ-излучение, а не в видимый свет.Они используются для возбуждения флуоресценции (для создания драматических эффектов с использованием краски для черного света и для обнаружения таких материалов, как моча и некоторые красители, которые были бы невидимы в видимом свете), а также для привлечения насекомых к насекомым.
Так называемые лампы blacklite blue также изготавливаются из более дорогого темно-фиолетового стекла, известного как стекло Вуда, а не из прозрачного стекла. Темно-пурпурное стекло отфильтровывает большинство видимых цветов света, непосредственно испускаемого разрядом паров ртути, производя пропорционально меньше видимого света по сравнению с УФ-светом.Это позволяет легче увидеть УФ-индуцированную флуоресценцию (тем самым позволяя афишам с черным светом казаться гораздо более драматичными).
Солнечные лампы
Солнечные лампы содержат другой люминофор, который сильнее излучает в средневолновом УФ-диапазоне, вызывая реакцию загара у большинства людей.
Лампы для выращивания
Лампы для выращивания содержат смесь люминофора, которая способствует фотосинтезу растений; для человеческого глаза они обычно кажутся розоватыми.
Бактерицидные лампы
Бактерицидные лампы вообще не содержат люминофор (технически это газоразрядные лампы, а не люминесцентные), а их трубки изготовлены из плавленого кварца, прозрачного для коротковолнового УФ-излучения, непосредственно испускаемого ртутным разрядом. Ультрафиолетовое излучение, излучаемое этими трубками, убивает микробы, ионизирует кислород до озона и вызывает повреждение глаз и кожи. Помимо того, что они используются для уничтожения микробов и создания озона, они иногда используются геологами для идентификации определенных видов минералов по цвету их флуоресценции. При таком использовании они снабжены фильтрами так же, как и черно-голубые лампы; фильтр пропускает коротковолновое УФ-излучение и блокирует видимый свет, создаваемый ртутным разрядом. Они также используются в стиральных машинах EPROM.
Индукционные безэлектродные лампы
Безэлектродные индукционные лампы — это люминесцентные лампы без внутренних электродов. Они были коммерчески доступны с 1990 года. В столб газа индуцируется ток с помощью электромагнитной индукции. Поскольку электроды обычно являются элементом, ограничивающим срок службы люминесцентных ламп, такие безэлектродные лампы могут иметь очень долгий срок службы, хотя и имеют более высокую закупочную цену.
Люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL)
Люминесцентные лампы с холодным катодом используются для подсветки жидкокристаллических дисплеев персональных компьютеров и телевизионных мониторов.

Использование фильмов и видео

Специальные люминесцентные лампы часто используются в кино / видео. Kino Flos под торговой маркой используются для создания более мягкого заполняющего света и менее горячие, чем традиционные галогенные источники света. Эти люминесцентные лампы разработаны со специальными высокочастотными балластами для предотвращения мерцания видео и лампами с высоким индексом цветопередачи для приблизительной цветовой температуры дневного света.

Противоречие Агапито Флореса

Многие считают, что изобретателем флуоресцентного света был филиппинец по имени Агапито Флорес.Сообщается, что он получил французский патент на свое изобретение и продал его компании General Electric, которая заработала на его идее миллионы долларов. Однако Флорес представил свой патент General Electric после того, как компания уже представила публике люминесцентный свет, и намного позже, когда он был изобретен. [9]

См. Также

Банкноты

  1. ↑ Lightsearch.com. Световод: люминесцентные балласты. Взято из руководства Advanced Lighting Guidelines , первоначально опубликованного Комиссией по энергетике Калифорнии в 1993 году.Проверено 31 мая 2007 года.
  2. ↑ Национальный исследовательский совет Канады, Мерцание люминесцентных ламп. Проверено 31 мая 2007 года.
  3. ↑ Тодд Вуди, «Австралия запрещает использование традиционных лампочек для борьбы с глобальным потеплением». Зеленый вомбат. 20 февраля 2007 г. Проверено 31 мая 2007 г.
  4. ↑ «Впервые в мире! Австралия сокращает выбросы парниковых газов из-за неэффективного освещения ». Канцелярия министра окружающей среды и водных ресурсов Австралии. Пресс-релиз (20 февраля 2007 г.). Проверено 31 мая 2007 года.
  5. ↑ Программа ООН по окружающей среде, «Набор инструментов для идентификации и количественной оценки выбросов ртути». п. 183. Проверено 31 мая 2007 года.
  6. ↑ Лаборатория светового дизайна, Ртуть в люминесцентных лампах. Проверено 31 мая 2007 года.
  7. ↑ Floyd et al. (2002). Цитируется в Программе Организации Объединенных Наций по окружающей среде, «Инструментарий для выявления и количественной оценки выбросов ртути», стр. 184. Проверено 10 февраля 2012 г.
  8. ↑ Программа ООН по окружающей среде. «Набор инструментов для идентификации и количественной оценки выбросов ртути.» п. 184. Проверено 31 мая 2007 г.
  9. ↑ Агапито Флорес: изобретатели About.com. Проверено 31 мая 2007 года.

Список литературы

  • Аткинсон, Скотт. Идеи для отличного домашнего освещения . Sunset Publishing, 2003. ISBN 037601315X
  • Дерри, Т. К. и Тревор Уильямс. Краткая история технологий . Mineola, NY: Dover Publications, 1993. ISBN 0486274721
  • Хьюз, Томас П. Американский генезис: век изобретений и технологического энтузиазма 1870-1970 гг. 2-е издание.Чикаго, Иллинойс: University of Chicago Press, 2004. ISBN 0226359271

Внешние ссылки

Все ссылки получены 14 апреля 2017 г.

Источники света / освещения:

Естественные / доисторические источники света:

Биолюминесценция | Небесные объекты | Молния

Источники света горения:

Ацетиленовые / карбидные лампы | Свечи | Лампы Дэви | Огонь | Газовое освещение | Керосиновые лампы | Фонари | Limelights | Масляные лампы | Светильники

Ядерные / прямые химические источники света:

Betalights / Trasers | Хемолюминесценция (световые палочки)

Источники электрического света:

Дуговые лампы | Лампы накаливания | Люминесцентные лампы

Разрядные источники света высокой интенсивности:

Керамические разрядные металлогалогенные лампы | Лампы HMI | Лампы ртутно-паровые | Металлогалогенные лампы | Натриевые лампы | Ксеноновые дуговые лампы

Другие источники электрического света:

Электролюминесцентные (EL) лампы | Глобар | Индуктивное освещение | Дискретные светодиоды / твердотельное освещение (светодиоды) | Неоновые и аргоновые лампы | Лампа Нернста | Серная лампа | Ксеноновые лампы-вспышки | Свечи Яблочкова

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия
в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *