Обзор характеристик люминесцентных ламп

Содержание

Обзор характеристик люминесцентных ламп

Устройство

Устройство люминесцентной лампы имеет некоторые сходства с конструкцией ламп накаливания и галогенных изделий. Состоит она из герметичной колбы и электродов.

Колба заполнена инертным газом и небольшим количеством ртути (до 30 мг). Внутренние стенки колбы покрыты люминофором, который преобразует ультрафиолетовое излучение в свет, видимый человеку. Электроды установлены с обеих сторон колбы (на торцах). Конструкция электрода представляет собой все ту же вольфрамовую нить, к которой припаяны контактные ножки, пропускающие электрический ток. Принцип действия следующий — при прохождении электроэнергии электрод нагревается и возникает ультрафиолетовое излучение, которое проходя через стенки колбы, преобразуется в видимый световой поток.

Характеристика

Технические характеристики люминесцентных ламп освещения:

  • диапазон мощностей изделий – от 15 до 80 Вт (для общего назначения);
  • номинальное напряжение — 220 и 127 В;
  • температура накала вольфрамовой нити – от 2700 до 6500 градусов (по Кельвину);
  • световая отдача – может достигать рекордных 104 Лм/1 Вт (в среднем от 40 до 80 Лм/1 Вт);
  • размер цоколя – 14 мм (миньон E14) и 27 мм (стандарт E27);
  • диаметр колбы – 12,16,26,38 мм;
  • срок службы – от 10000 до 40000 часов;
  • коэффициент полезного действия превышает 20%.

Предоставляем к Вашему вниманию основные типы люминесцентных ламп:

Линейные люминесцентные источники света применяются для освещения производственных и офисных зданий, а также спортивных площадок. Их особенность в высокой мощности и повышенной светоотдаче. К тому же данные изделия способны экономить до 30% потребляемой электроэнергии, что является их главным достоинством.

Компактные либо другими словами энергосберегающие лампы (КЛЛ) применяются для общего назначения. Они имеют специфическую конструкцию, представленную изогнутой колбой. Изделия применяются не только во время монтажа освещения в квартире, но и для декоративной подсветки витрин, а также дезинфекции больничных помещений. Основное преимущество заключается в высокой светоотдаче и продолжительном сроке службы.

Маркировка

На сегодняшний день существует несколько маркировок люминесцентных ламп, сейчас рассмотрим каждую из них.

Отечественная

Отечественная маркировка представлена цифро-буквенной аббревиатурой, которая расшифрована на картинке.

Первая буква «Л» — лампа.

Вторая буква – характеристика светового потока (Д — дневной, ХБ — холодный белый, ТБ — белый, ЕБ — естественно белый, Б — белый, УФ – ультрафиолетовый, Г – голубой, С – синий, К – красный, Ж – желтый, З – зеленый).

Третья буква – качество цветопередачи (Ц – улучшенное качество, ЦЦ – особо высокое качество).

Четвертая буква – конструктивная особенность (А –амальгамная, Б – быстрого пуска, К – кольцевая, Р – рефлекторная, У – у образная).

Цифра после букв – мощность в Вт.

Обращаем Ваше внимание на то, что в маркировке люминесцентной лампы могут присутствовать такие аббревиатуры, как ЛХЕ и ЛЕ, что означает естественного свет и холодный естественный свет.

Зарубежная

Зарубежная маркировка представлена в данной таблице:

Как вы видите, вместо цифро-буквенного шифра используется трехзначное число, а также определение в виде простой подписи на английском языке (к примеру, марка cool white так и переводиться «холодный свет»).

Преимущества

Энергосберегающие люминесцентные лампочки имеют массу преимуществ, поэтому на мировом рынке источников света занимают второе место после лидеров — светодиодных изделий.

  1. Высокие энергосберегающие показатели, в чем они и превосходят лампы накаливания;
  2. Хорошее качество света и светоотдача;
  3. Широкая разновидность изделий для специального и общего назначения;
  4. Длительный срок службы (на порядок продолжительнее, чем у галогенных ламп).

Недостатки

Среди недостатков люминесцентных ламп выделяют:

  1. Повышенная стоимость изделий;
  2. Вредное влияние на самочувствие человека при длительной работе искусственного освещения. К тому же такие экономки вредны для глаз;
  3. Срок службы заметно сокращается при частом включении/отключении света;
  4. Выходят из строя при перепадах напряжения (необходимо дополнительно устанавливать устройство защиты от перенапряжения);
  5. Интенсивность освещения невозможно регулировать с помощью диммера;
  6. Запрещается использовать в запыленных и влажных помещениях (к примеру, при монтаже электропроводки в бане);
  7. Плохо работают при низких температурах;
  8. Если колбу разбить, ртуть может негативно повлиять на организм человека;
  9. Требуют специализированную утилизацию, которая может присутствовать далеко не в каждом городе.

Как Вы видите, недостатков у данных изделий больше, чем преимуществ. Все же при правильном использовании все недостатки сразу же «отлетают», оставляя только главное достоинство — высокие энергосберегающие свойства.

Область применения

На сегодняшний день «экономки» применяются где только можно: для освещения дома, для подсветки витрин, в уличном освещении. Помимо этого данные источники света широко применяются в создании телевизоров, т.к. плазменный экран относится к группе люминесцентных источников освещения.

Наиболее целесообразной областью применения люминесцентных ламп является освещение больших площадей: стадионов, детских площадок и даже двора в частном доме (как показано на фото). Это связано с тем, что такие изделия обладают высокой светоотдачей и при этом будут включаться раз в день.

Вот мы и разобрались с техническими характеристиками люминесцентных ламп, а также с плюсами и минусами их использования. Надеемся, что данная информация была для Вас полезной и интересной!

Также читают:

Сравнение светодиодных и люминесцентных ламп: главные отличия

В последнее время актуальна замена одного вида источников света на другой. Недавно сравнивались лампочки накаливания с энергосберегающими, сейчас требуется сравнение светодиодных и люминесцентных ламп. Многие пришли к выводу, что замена энергосберегающих лампочек позволяет не только сэкономить, но и повысить качество освещения.

Отличие люминесцентных ламп от светодиодных

Основное отличие светодиодных лампочек от люминесцентных – процессы, которые позволяют им излучать свет. В светодиоде свечение возникает на p-n переходе без дополнительных преобразований электроэнергии в свет. В люминесцентном источнике в пары ртути уложены электроды, которые излучают ультрафиолетовые лучи под воздействием электрического разряда. Колбы обеих ламп покрываются люминофором, превращающим синее и ультрафиолетовое излучение в различные оттенки белого.

Для работы линейных люминесцентных ламп (ЛЛ) требуется пускорегулирующее оборудование со стартером или без. В компактных изделиях электронный или электромагнитный балласт встроен в цоколь. Для подключения светодиодных ламп нужен драйвер, снижающий сетевое напряжение до 12-36 вольт. Он может быть отдельный или встроенный в цоколь. Резервное питание можно создать из аккумуляторов и батареек.

Колба люминесцентной лампы разбивается при падении, в помещение попадают пары ртути, вредящие здоровью. Большинство светодиодных источников изготовлены из пластика. Если он разрушается, в воздух не попадают никакие вредные вещества.

Важно! К утилизации люминесцентных изделий следует подходить ответственно. Выбрасывать их в обычный мусорный контейнер нельзя.

Типы ламп

У стандартных LED и люминесцентных трубок цоколь G13, длина от 0,6 до 1,5 метров

  • 15,9 мм (трубка Т5, цоколь G5);
  • 25,4 мм (трубка Т8, цоколь G13);
  • 38 мм (трубка Т12, цоколь G13).

Это значит, что трубчатые люминесцентные и светодиодные изделия взаимозаменяемые.

Напряжение питания отличается. Для люминесцентных изделий 220 или 127 В, для светодиодных – 12-36 и 220 В.

Колба люминесцентной лампы может быть не только линейная, но и шарообразная, четырех дуговая, спиральная, подковообразная, в виде «таблетки» или «шайбы». Оттенок света универсальный, белый, дневной. Большинство источников этого типа не совместимы с диммером.

Светодиодные лампы тоже бывают с разными колбами и цоколями. Самые популярные изделия обозначены как Е27 и Е14 (для помещений), Е40 (для уличного освещения). Для помещений приобретаются модели со степенью защиты ІР20, для бань, бассейнов – ІР65 и ІР67.

Внимание! При замене люминесцентных лампочек на светодиодные необходимо точно знать тип цоколя.

Световой поток

Максимальный поток света у люминесцентной лампы образуется через 2-3 секунды, у светодиодной – мгновенно. Температура света первой 2600-6500 К, второй – 2600-8000 К. Это основные показатели, определяющие качество освещения.

Оба источника в процессе эксплуатации деградируют.

Но для сравнения более важный показатель – светоотдача. У качественного светодиода 55,7-90,8 лм/Вт, у люминесцентного источника – 54,7-78,9 лм/Вт. Например, для образования светового потока 400 лм мощность светодиода 5 Вт, люминесцентной лампочки – 13 Вт, но светоотдача выше и первого.

Читайте также:  Как научиться читать электросхемы?

Цвет света люминесцентной лампы кажется неестественным, из-за резких пиков в основных цветах оттенки передаются не точно. Светодиоды излучают свет, близкий к дневному, спектр более сглаженный, оттенки передаются точнее.

Люминесцентный источник пульсирует с частотой 50 Гц. Человеку кажется, что мерцания нет, но он чувствует себя подавленным, нервничает. Этот недостаток устраняется при наличии высококачественного ЭПРА. Коэффициент мерцания светодиодов ниже 5%, если лампочки и драйвер качественные.

Потребление электроэнергии

Сравнительная таблица энергопотребления.

Поток света (лм)Люминесцентная лампа (Вт)Светодиодная лампа (Вт)
2505-72-3
40010-134-5
70015-166-10
90018-2010-12
120025-3012-15
180040-5018-20
250060-8025-30

Температура при работе

Рабочая температура рассматривается на основе двух показателей: температуры среды и лампы.

При температуре ниже +10 о С в люминесцентном источнике снижается давление газа, ртуть теряет летучесть, время разгорания увеличивается. При повышенной влажности на колбе образуется пленка, которая тоже отрицательно влияет на процесс разжигания. Это приводит к быстрой деградации и сокращению срока службы.

Светодиод способен нормально функционировать при температуре от -20 до +40 о С. Если показатель выше, плата перегревается. Для того, чтобы прибор отработал заявленный срок, требуется дополнительная система охлаждения.

Поверхность колбы ЛЛ не может нагреться выше 75˚С, патрона – 50˚С. При прикосновении обжечься нельзя, но ощущение неприятное. Температура колбы со светодиодами 60-65˚С, патрона – 40-50˚С. Показатель не меняется в зависимости от продолжительности работы.

Внимание! ЛЛ может нагреться до 200 градусов, если выходи из строя пусковое устройство.

Коэффициент полезного действия

Профессиональные разработчики систем освещения используют для расчета КПД сложные формулы, учитывающие множество показателей. Рядовому потребителю достаточно знать, сто ЛЛ использует для создания свечения 75-85% энергии, светодиоды – 75-90%.

В первых сначала создается электрическая дуга, потом – ультрафиолетовое излучение. Часть напряжения уходит на пуско-регулирующее устройство.

Срок службы

Срок службы лампы – это период, в течение которого происходит потеря основных оптических параметров. У ЛЛ он составляет до 10-и тыс. часов, у светодиодов – до 100 тыс. часов (на практике примерно 50 тыс.часов).

Для люминесцентных источников большое значение имеют частые включения/выключения. В сутки не должно быть более 6-и циклов запуска. Низкое энергопотребление позволяет не выключать осветительные приборы продолжительное время, чтобы увеличить срок эксплуатации.

Важно! На практике эти лампы служат 2-3 года, если работают не более 10-и часов в сутки. Люминофор и электроды выгорают постепенно.

На светодиоды частые включения/выключения не действуют отрицательно. Гораздо хуже высокая температура и отсутствие качественной вентиляции. Срок службы сокращается так же в том случае, если в светильник устанавливается лампа с более высокой мощностью, чем предусмотрено производителем.

Ценовой диапазон

Средняя цена светодиодных ламп выше, чем люминесцентных.

Поток света (лм)ЛюминесцентнаяСветодиодная
Мощность (Вт)Цена (руб.)Мощность (Вт)Цена (руб.)
7001575-200675-150
9001845-1501080-200
12003070-20015100-200
180045140-45020150-450

Внимание! В таблице использованы цены бюджетного сегмента. У производителей с хорошей репутацией они гораздо выше. Например, компактная ЛЛ Osram на 18W стоит 154 руб., трубчатая на 36 W – 1032 руб.

Расчет окупаемости при замене ламп на светодиодные

Сравним светодиодную лампочку 10 Вт за 200 рублей и ЛЛ 15 Вт за 150 рублей. Если исходить из минимального срока службы последней (50 тыс. часов), люминесцентных изделий придется купить 7 штук, общая стоимость 1050 рублей.

Если осветительный прибор светится 5 часов в сутки, ЛЛ тратит 0,3 кВт, светодиоды – 0,2 кВт. За месяц получится 9 и 6 кВт, в рублях при тарифе 4 рубля за киловатт – 36 и 24 рубля, за год – 432 и 288 рублей. На первый взгляд различие небольшое.

Это расчет для одной лампочки, а в любой квартире несколько светильников, которые отличаются по мощности. Если провести расчет для каждого, результат будет более внушительный.

При расчетах необходимо учесть так же расходы на замену. Самые большие издержки при полной замене светильников. Сэкономить можно, если купить светодиодные изделия аналогичных размеров с таким же цоколем.

Если учесть самый главный параметр – светоотдачу, преимущество светодиодов еще более очевидно, ведь светодиодный источник с таким же количеством люмен, как у ЛЛ, освещает пространство лучше.

Основные выводы

После сравнения преимущество Led-ламп очевидно. Высокая стоимость светодиодов компенсируется длительным сроком эксплуатации и повышением качества освещения.

  • экологичность;
  • устойчивость к колебаниям напряжения;
  • низкий коэффициент пульсации;
  • отсутствие шума.

Все это справедливо лишь в том случае, если для замены используются высококачественные изделия. Хотя следует отметить, что светодиодная лампа не самого высокого качества повышает оптические показатели освещения за счет отсутствия шума и низкого коэффициента пульсации.

Размеры люминесцентных ламп

Среди различных газоразрядных источников освещения, лампы дневного света низкого давления занимают ведущее место, благодаря своей широкой популярности. Они отличаются качественным спектральным составом, высокой световой отдачей и большими сроками эксплуатации. Чаще всего используются линейные люминесцентные лампы, размеры которых дают возможность применять их во многих областях.

Высокие показатели световой отдачи выдает дуговой разряд в ртутных парах, сочетаясь с ультрафиолетовым излучением, преобразующимся в слое люминофора. В результате, по сравнению с обычной лампочкой, получается более ровный и устойчивый свет, максимально приближенный к естественному освещению.

Конструкция люминесцентной лампы

Лампа линейная люминесцентная относится к газоразрядным светильниками низкого давления, где электрический разряд образуется в газовой среде, смешанной с ртутными парами.

Основным конструктивным элементом является стеклянная колба со стандартными диаметрами 12, 16, 26 и 38 мм. В обычных лампах она имеет прямую форму, а в компактных применяется более сложная конфигурация. На концах цилиндра установлены стеклянные ножки, герметично впаянные в торцы. Они предназначены для размещения электродов, изготовленных из вольфрамовой проволоки. В свою очередь, электроды соединяются методом пайки со штырьками цоколя.

Во внутреннем пространстве колбы создается вакуум, после чего сюда закачивается инертных газ, чаще всего аргон. К нему добавляется небольшое количество ртути или ртутного сплава. Поверхность электродов покрывается активными веществами, содержащими окислы бария, кальция, стронция и других элементов. Их работа заметно влияет на коэффициент пульсации.

Под действием приложенного напряжения в газовой среде возникает разряд электричества, значение которого ограничено компонентами пускорегулирующей аппаратуры. Одновременно из электродов начинает испускаться поток электронов, подвергающих ионизации атомы ртути. В результате, возникает видимое свечение и ультрафиолетовое излучение, невидимое обычным зрением. Далее, ультрафиолет попадает на слой люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность колбы. Под его воздействием возникает световое излучение в видимой части спектра.

Таким образом, свечение лампы происходит за счет электрического разряда (в меньшей степени) и светящегося люминофорного покрытия, выдающего основную часть светового потока. В зависимости от состава люминофора можно получать любые цвета, начиная от обычного белого, и заканчивая разнообразными тонами и оттенками, количество которых постоянно увеличивается.

Размеры и эффективность

Для того чтобы получить максимальный эффект от электрического разряда, во внутреннем пространстве колбы должна поддерживаться определенная температура. В этом случае ультрафиолетовое излучение ртутных паров будет наибольшим. Данный параметр напрямую связан с диаметром колбы. Дело в том, что плотность тока во всех лампах должна быть примерно одинаковой. Этот показатель определяется путем деления величины тока на площадь сечения стеклянного цилиндра.

В связи с этим, лампы с колбами одинакового диаметра, но с различной мощностью, способны работать при одном и том же номинальном токе. Между падением напряжения и длиной цилиндра существует прямая пропорциональная зависимость, определяющая класс энергоэффективности. То есть, чем длинее лампа, тем выше ее мощность, что наглядно отражено на рисунке. При диаметре Т5 и 13 т длина составит 52 см, 21 ватт – 85 см, 28 ватт – 115 см. Диаметр Т8 и мощность 15 ватт соответствуют длине 44 см.

Большие размеры люминесцентных ламп изначально делали их не совсем удобными в использовании, поскольку им требовались и светильники с аналогичными габаритами. Производители всегда хотели уменьшить это соотношение, используя различные способы. Однако нельзя было просто снизить длину колбы и увеличить ток разряда, чтобы достичь установленной мощности. Это привело бы к возрастанию температуры внутри колбы и увеличению давления ртутных паров. При таких параметрах световая отдача ламп заметно снижается.

Инженерная мысль пошла другим путем, и размеры изделий были снижены путем изменения их конфигурации. Длинные цилиндры сгибались пополам или соединялись в кольцо, что позволило получить источники света U-образной и кольцевой формы с уменьшенными габаритами без потерь мощности. Одновременно удалось повысить коэффициент мощности и снизить коэффициент пульсации.

Читайте также:  Как подключить новую электроплиту, если старая подключалась от двух фаз?

Окончательно проблема разрешилась лишь с появлением люминофоров, устойчивых к высоким электрическим нагрузкам. В результате, диаметр колб значительно снизился и достиг 12 мм. Общая длина ламп еще больше сократилась за счет многократных изгибов тонких стеклянных цилиндров. Появились компактные изделия, с таким же внутренним устройством и принципом работы, как у обычных ламп линейного типа.

Виды ламп дневного света

Все стандартные люминесцентные лампы разделяются на два основных типа – высокого и низкого давления, определивших различия и особенности конструкции каждого из них. Описание каждой из них приложено в инструкции по эксплуатации.

Первый вариант представлен лампами ДРЛ, получившими широкое распространение в уличных светильниках. Они отличаются высокой мощностью и низкой цветопередачей, поэтому и применяются на больших площадях, где не требуется высокое качество света. Существуют изделия с повышенной светоотдачей и различной цветовой гаммой. Они используются в качестве мощных точечных источников света и декоративной подсветки, выделяющей архитектурные элементы зданий.

Более всего оказалась востребована люминесцентная лампа низкого давления, которая используется повсеместно – в быту и на производстве. Преимущественно, это изделия цилиндрической формы, успешно заменяющие традиционные лампы накаливания. В настоящее время рынок электроники все больше заполняется компактными люминесцентными лампами. Независимо от конструкции, все они работают вместе со пускорегулирующей аппаратурой электромагнитного или электронного типа, снижающей коэффициент пульсации. Последний вариант представляет собой миниатюрную электронную схему, способную разместиться в цоколе лампы.

Пускорегулирующая аппаратура

Любые типы газоразрядных ламп не могут быть напрямую подключены к электрической сети. Находясь в холодном состоянии, они обладают высоким уровнем сопротивления и для создания разряда им требуется импульс высокого напряжения. После того как появляется разряд в осветительном устройстве возникает сопротивление с отрицательным значением. Для его компенсации нельзя обойтись простым включением сопротивления в цепи. Это приведет к короткому замыканию и выходу из строя источника освещения.

Для преодоления энергетической зависимости, вместе с лампами дневного света применяются балласты или пускорегулирующая аппаратура.

С самого начала и до сих пор в светильниках применяются устройства электромагнитного типа – ЭмПРА. Основой прибора служит дроссель, обладающий индуктивным сопротивлением. Он подключается вместе со стартером, обеспечивающим включение и выключение. Параллельно подключается конденсатор с высокой емкостью. Он создает резонансный контур, с помощью которого формируется продолжительный импульс, зажигающий лампу.

Существенным недостатком такого балласта является высокое потребление электроэнергии дросселем. В некоторых случаях работа устройства сопровождается неприятным гудением, возникает пульсация люминесцентных ламп, отрицательно влияющая на зрение. Данная аппаратура отличается большими размерами, имеет значительный вес. Она может не запуститься при отрицательных температурах.

Все негативные проявления, в том числе и пульсации люминесцентных ламп удалось преодолеть с появлением электронного балласта – ЭПРА. Вместо громоздких компонентов здесь использованы компактные микросхемы на основе диодов и транзисторов, что позволило заметно снизить их вес. Данное устройство также обеспечивает лампу электрическим током, доводя его параметры до нужных значений, снижая разницу в потреблении. Создается нужное напряжение, частота которого отличается от сетевой и составляет 50-60 Гц.

На некоторых участках частота достигает 25-130 кГц, что позволило устранить мигание, негативно влияющее на зрение и снизить коэффициент пульсации. Прогрев электродов осуществляется за короткий промежуток времени, после чего лампа сразу же загорается. Использование ЭПРА существенно увеличивает срок годности и нормальной эксплуатации люминесцентных источников света.

Параметры ламп и их маркировка

Все типы люминесцентных ламп обладают своими параметрами и техническими характеристиками, отображаемыми в маркировке изделий. В основном это показатели мощности и цветопередачи, а также различные виды типоразмеров.

В маркировке первая буква Л означает лампу, а следующие буквенные обозначения – это характеристика и соответствующие параметры изделия:

  • Д – дневной свет.
  • Б – белый.
  • ХБ – холодно-белый.
  • ТБ – тепло-белый.
  • Е – естественных тонов.
  • ХЕ – холодный естественный свет.
  • Г, К, З, Ж, Р – свет различных цветов и оттенков, которые более подробно отражает таблица.

На некоторых изделиях присутствует буква Ц или ЦЦ, что соответствует люминофору с улучшенной цветопередачей.

Цифровые обозначения наносятся по международным стандартам и включают в себя три цифры. Первая соответствует качеству цветопередачи, 2 и 3 – обозначается цветовая температура люминесцентных ламп. Чем выше первая цифра, тем лучше качество цветопередачи. Повышение остальных цифр делает оттенки цветов более холодными.

Все люминесцентные лампы имеют размеры и диаметр отражаемый следующим образом: Т5 – диаметр 5/8 дюйма или 1,59 см; Т8 – 8/8 или полный дюйм 2,54 см; Т10 – 10/8 дюйма или 3.17 см и т.д. Штырьковые цоколи маркируются как G23, G24, G27, G53 или 2D, а резьбовые – E14, E27, E40. В первом случае цифры означают сколько будет расстояние между штырьками, а во втором – диаметр резьбы цоколей. Для более точного выбора используется специальная таблица.

На каждом изделии указано питающее напряжение и способ его запуска. Например, маркировка люминесцентной лампы RS или rapid start указывает на отсутствие необходимости в дополнительных элементах для пуска, а вся аппаратура уже находится внутри корпуса изделия.

Сетевое напряжение и мощность лампы

Для нормальной работы источников освещения требуется рабочее напряжение сети 220В с частотой 50 Гц. Это стандартные параметры, отклонение от которых отрицательно влияет на технические характеристики люминесцентных ламп, снижая их функциональность и качество освещения.

От напряжения практически полностью зависит потребляемая мощность. Его воздействие проявляется следующим образом:

  • Значительные перепады напряжения приводят к изменению мощности в люминесцентной лампе как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Даже очень мощный прибор будет слабо светить при недостаточном напряжении, произойдет снижение энергоэффективности ламп. Поэтому, прежде чем говорить о неисправности, следует замерить сетевое напряжение.
  • Резкие колебания напряжения значительно снижают качество светового потока. В случае изменения частоты возрастает коэффициент пульсации и лампа начинает мерцать.
  • Нестабильность сетевого напряжения приводит к быстрому износу и снижению работоспособности источника освещения. Колебания не должны превышать 10% от номинала, в противном случае срок службы люминесцентных ламп снизится и они быстро выйдут из строя.

Поэтому, выбирая лампу для конкретного места хранения и установки, следует обращать внимание на то, сколько мощности она потребит. При отсутствии маркировки нужно произвести замеры и уже потом принимать решение об использовании данной лампы.

Принцип работы и схемы балласта для люминесцентных ламп

Что это такое

Люминесцентная лампа – это газоразрядный источник света низкого давления (от 0,1 до 25 кПа). Разряд в парах ртути и инертного газа вызывает ультрафиолетовое свечение, которое люминесцирующее вещество преобразует в видимые лучи.

Технические характеристики: цоколи, вес и цветовая температура

Цоколь служит для крепления лампы к патрону светильника и для подачи питания к нему. Основные виды цоколей:

  • Резьбовые — обозначаются (Е). Колба вкручивается в патрон по резьбе. Применяются диаметры по ГОСТу 5 мм (Е5), 10 мм (Е10), 12 мм (Е12), 14 мм (Е14), 17 мм (Е17), 26 мм (Е26), 27 мм (Е27), 40 мм (Е40).
  • Штырьковые — обозначаются (G). В конструкцию входят штырьки. В выражение типа цоколя входит расстояние между ними. G4 – расстояние между штырьками 4 мм.
  • Штифтовые — обозначаются (В). Цоколь соединяется с патроном двумя штифтами, расположенными по внешнему диаметру. Маркировка зависит от расположения штифтов:
  • ВА — симметричное;
  • ВАZ — смещение одного по радиусу и высоте;
  • ВАY— смещение по радиусу.

Следующая за буквами цифра указывает диаметр цоколя в мм.

Для правильной утилизации необходима информация о весе люминесцентной лампы. Запрещено выбрасывать использованные источники света в ёмкости для бытового мусора. Они сдаются для уничтожения в специальные организации. Отработанный материал принимают у населения по весу. Средний вес лампы – 170 г.

На лампе указывают цветовую температуру, единицей измерения служит градус Кельвина (К). Характеристика показывает близость свечения лампы к источникам естественного света. Она делится на три диапазона:

  1. Тёплый белый 2700К – 3200 К — лампы с такой характеристикой излучают белый и мягкий свет, подходят для жилых помещений.
  2. Холодный белый 4000К – 4200 К — подходят для рабочих помещений, общественных зданий.
  3. Дневной белый 6200К – 6500 К — излучают белый свет холодных тонов, подходят для нежилых помещений, для улиц.

Температура света влияет на цвет окружающих предметов. Цветовая температура люминесцентных ламп зависит от толщины люминофора. Чем больше толщина, тем ниже цветовая температура лампы в Кельвинах.

Световой поток

Световой поток определяет количество света, которое даёт источник, измеряется в Люменах. Характеризует эффективность освещения. Зависит от мощности лампы. Величина указана на упаковке, по ней косвенно судят о параметрах энергосбережения.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Люминофор превращает ультрафиолетовые лучи в видимый свет. У дешёвых моделей однослойное люминесцирующее вещество на внутренней поверхности трубки. У ламп жёлтое или голубоватое свечение с цветовым искажением.

Читайте также:  240v-50/60hz можно подключать в обычную розетку?

У дорогих видов покрытие люминофора состоит из трёх или пяти слоёв. Это позволяет равномерно распределяться излучению и добиваться подобие естественного освещения. В специальных типах ламп используют ультрафиолетовые лучи. Они применяются для птицеферм и для обеззараживания помещений в больницах.

В зависимости от состава спектрального излучения лампы бывают:

  • Стандартные. Поверхность покрыта однослойным люминофором. Свечение имеет различные оттенки белого цвета. Источники света применяют для освещения общественных зданий.
  • Улучшенной цветопередачи. Применяют трёх и пятислойный люминофор. Световой поток повышается на 12%, по сравнению со стандартными лампами. Более точная передача цвета создаёт лучшие условия для восприятия. Лампы применяют в местах, где требуется точная информация об освещаемых предметах: в витринах, мебельных салонах, музеях, выставках.
  • Специальные. Применяют напыление с добавками или особый тип. В спектре выделяются полосы заданной частоты, зависящие от назначения лампы. Примером служат бактерицидные лампы, обеззараживающие воздух, помещения, воду.

Устройство, строение и состав лампы дневного света

Лампа дневного света состоит из стеклянной трубки, запаянной с двух сторон. На внутреннюю поверхность стекла нанесён слой люминофора. Внутри создан вакуум и добавлен инертный газ с парами ртути. С двух противоположных концов трубки расположены электроды, между которыми при прохождении тока появляется электрический тлеющий разряд.

Принцип действия

Принцип действия заключается в возникновении разряда между электродами при подключении источника питания. Разряд взаимодействует с парами ртути и газа, вызывая невидимое для глаз ультрафиолетовое излучение. Для преобразования его в видимый свет, служит люминофор. Состав люминофора влияет на оттенки свечения лампы.

При использовании лампы необходимы дроссель или балласт, обеспечивающий запуск лампы, устранение мерцания. Применяют типы балластов:

  • электромагнитные — имеют механический принцип действия, сокращают срок службы лампы;
  • электронные — работают без звука, обеспечивают мгновенное включение ламп.

Люминесцентные лампы и их характеристики (Часть1)

С.И. Паламаренко, г Киев

Классификация люминесцентных ламп, характеристики обычных люминесцентных ламп, зависимость параметров ламп от напряжения сети, зависимость характеристик от окружающей температуры и условий охлаждения, изменение характеристик люминесцентных ламп в процессе горения, энергоэкономичные люминесцентные лампы, зарубежные люминесцентные лампы, компактные люминесцентные лампы, безэлектродные люминесцентные лампы.

Классификация люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы (ЛЛ) делятся на осветительные общего назначения и специальные. К ЛЛ общего назначения относят лампы мощностью от 15 до 80 Вт с цветовыми и спектральными характеристиками, имитирующими естественный свет различных оттенков. Для классификации ЛЛ специального назначения используют различные параметры. По мощности их разделяют на маломощные (до 15 Вт) и мощные (свыше 80 Вт); по типу разряда на дуговые, тлеющего разряда и тлеющего свечения; по излучению на лампы естественного света, цветные лампы, лампы со специальными спектрами излучения, лампы ультрафиолетового излучения; по форме колбы на трубчатые и фигурные; по светораспределению с ненаправленным светоизлучением и с направленным (рефлекторные, щелевые, панельные и др.).

Маркировка обычно состоит из 2-3 букв. Первая буква Л означает люминесцентная. Следующие буквы означают цвет излучения: Д — дневной; ХБ — холодно-белый; Б — белый; ТБ — теплобелый; Е — естественно-белый; К, Ж, 3, Г, С — соответственно красный, желтый, зеленый, голубой, синий; УФ — ультрафиолетовый. У ламп с улучшенным качеством цветопередачи после букв, обозначающих цвет, стоит буква Ц, а при цветопередаче особо высокого качества — буквы ЦЦ. В конце ставят буквы, характеризующие конструктивные особенности: Р — рефлекторная, У — U-образная, К — кольцевая, А — амальгамная, Б — быстрого пуска. Цифры обозначают мощность в ваттах. Маркировка ламп тлеющего разрада начинается с букв ТЛ.

Характеристики обычных ЛЛ

В табл.1 приведены характеристики наиболее распространенных ЛЛ дневного света. Обозначения: Р — мощность; U -напряжение на лампе; I — ток лампы; R -световой поток; S — световая отдача.

Зависимость параметров ламп от напряжения сети

При изменении напряжении сети в пределах + 10% изменение параметров лампы можно определить из соотношения dX/X = Nx dUc/Uc, где X — соответствующий параметр лампы; dX — его изменение; Nx — коэффициент для соответствующего параметра. Для схемы с дросселем коэффициенты имеют следующие значения: для силы света Ni = 2,2; для мощности Np = 2,0; для светового потока Nф = 1,5. В схеме с емкостно-индуктивным балластом величины Nx несколько меньше.

При падении напряжения сети ниже допустимого ухудшаются условия перезажигания. Повышение напряжения выше допустимого вызывает перекал катодов и перегрев пускорегулирующих устройств. И в том, и в другом случае происходит значительное сокращение срока службы ламп.

Размеры, мм (рис.1) L1 L2 D

Зависимость характеристик от окружающей температуры и условий охлаждения

Изменение температуры трубки по сравнению с оптимальной как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, вызывает снижение светового потока, ухудшение условий зажигания и сокращение срока службы. Надежность зажигания стандартных ламп при работе со стартерами начинает особенно заметно падать при температурах ниже -5°С и при понижении напряжения сети. Например, при -10°С и напряжении сети 180 В вместо 220 В число незажигающихся ламп может доходить до 60-80%. Такая сильная зависимость делает применение ЛЛ в помещениях с низкими температурами неэффективным.

Повышение температуры относительно оптимальной может происходить при повышении температуры окружающей среды и при работе ламп в закрытой арматуре. Перегрев ЛЛ кроме уменьшения светового потока сопровождается некоторым изменении их цвета. На рис.2 показана зависимость параметров ЛЛ от температуры окружающей среды.

Изменение характеристик ЛЛ в процессе горения

В первые часы горения происходит некоторое изменение электрических характеристик ламп, связанное с доактивиров-кой катодов, выделением и поглощением различных примесей. Эти процессы обычно заканчиваются на первой сотне часов. В течение остального срока службы электрические характеристики изменяются очень незначительно. Происходит постепенное уменьшение яркости свечения люминофора и светового потока лампы (рис.3: кривая 1 для ЛЛ 40 Вт, кривая 2 для ЛЛ 15 и 30 Вт). В некоторых лампах уже спустя несколько сотен часов горения начинают появляться темные налеты и пятна у концов трубки, связанные с распылением катодов. Они свидетельствуют о плохом качестве ламп.

Энергоэкономичные люминесцентные лампы (ЭЛЛ)

ЭЛЛ предназначены для общего освещения и полностью взаимозаменяемы со стандартными ЛЛ мощностью 20, 40 и 65 Вт в существующих осветительных установках без замены светильников и пускорегулирующей аппаратуры. Они имеют стандартную длину, стандартные значения рабочих токов и напряжений на лампах и те же или близкие значения световых потоков, что и у стандартных ламп соответствующей цветности при пониженной на 10% мощности (18, 36 и 58 Вт). Внешне ЭЛЛ отличаются от стандартных ламп только меньшим диаметром (26 мм вместо 38 мм). За счет уменьшения диаметра снижается расход основных материалов (стекло, люминофор, газы, ртуть и др.).

Для обеспечения того же падения напряжения на лампах при уменьшении их диаметра пришлось применить для наполнения смесь аргона с криптоном и снизить давление до 200-330 Па (вместо обычных 400 Па в стандартных лампах). В ЭЛЛ возрастает температура трубки до 50°С, но создавать специальные условия для охлаждения не требуется. Люмино-форный слой в ЭЛЛ находится в более тяжелых рабочих условиях, поэтому наиболее подходящими для этих ламп являются редкоземельные люминофоры. Однако такие люминофоры примерно в 40 раз дороже стандартного галофосфата кальция (ГФК), поэтому и лампы с такими люминофорами в несколько раз дороже обычных. Для снижения стоимости ламп применяют двухслойное покрытие. Сначала на стекло наносят ГФК, а поверх него редкоземельный люминофор небольшой толщины.

Промышленность выпускает ЭЛЛ мощностью 18, 36 и 58 Вт цветностей ЛБ, ЛДЦ и ЛЕЦ со световыми параметрами, совпадающими с параметрами обычных ЛЛ тех же цветностей мощностью 20, 40 и 65 Вт. Под маркой ЛБЦТ выпускаются ЭЛЛ с трехком-понентной смесью редкоземельных люминофоров со сроком службы 15000 ч.

Зарубежные фирмы выпускают ЭЛЛ трех-четырех стандартизованных цветовых тонов и с двух-трехкомпо-нентной смесью редкоземельных люминофоров. В табл.2 приведены параметры некоторых типов ЭЛЛ в колбах диаметром 26 мм фирмы OSRAM (Германия).

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

В начале 80-х годов стали появляться многочисленные типы компактных ЛЛ мощностью от 5 до 25 Вт со световыми отдачами от 30 до 60 лм/Вт и сроками службы от 5 до 10000 ч. Часть типов КЛЛ предназначена для непосредственной замены ламп накаливания. Они имеют встроенную пускорегулирующую аппаратуру и снабжены стандартным резьбовым цоколем Е27.

Разработка КЛЛ стала возможной только в результате создания высокостабильных узкополосных люминофоров, активированных редкоземельными элементами, которые могут работать при более высоких поверхностных плотностях облучения, чем в стандартных ЛЛ. За счет этого удалось значительно уменьшить диаметр разрядной трубки. Что касается сокращения габаритов ламп в длину, то эта задача была решена путем разделения трубок на несколько более коротких участков, расположенных параллельно и соединенных между собой либо изогнутыми участками трубки, либо вваренными стеклянными патрубками.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector