Линейной люминесцентной лампой называется ртутная лампа низкого давления, имеющая прямую, U-образную или кольцевую форму. Основная часть излучаемого такой лампой света получается благодаря люминесцентному покрытию, которое возбуждается действующим на него ультрафиолетовым излучением разряда. Данные лампы часто называют трубчатыми лампами.

Люминесцентные лампы, по сравнению с обычными лампами накаливания, в 5 раз более экономичны, а по сроку службы превосходят последние в 5-10 раз.

Типичная «трубчатая» двухцокольная люминесцентная лампа включает в себя колбу в форме стеклянной трубки, на концах которой расположены впаянные электроды нитей прогрева, концы которых выведены в форме контактных штырьков для включения лампы в цепь. Внутренняя поверхность трубки покрыта кристаллическим порошком люминофора, тонким его слоем. Люминофоры - вещества, способные люминесцировать под действием различного рода возбуждений.

Внутреннее пространство трубки заполнено инертным газом или их смесью (неон, аргон, криптон), а сама трубка надежно запаяна. Некоторое количество ртути, строго дозированное, также вводится в колбу на стадии изготовления лампы. В процессе работы лампы ртуть становится паром. Именно парообразная ртуть и дает ультрафиолетовый спектр, заставляющий люминофор светиться.

Считается, что первую люминесцентную лампу изобрел Эдмунд Гермер, когда работая со своей командой, в 1926 году получил от газоразрядной лампы белый свет. Колба лампы имела изнутри покрытие в виде тонкого слоя флуоресцентного порошка. Несколько позже, в 1938 году, когда компания General Electric уже выкупила патент Гермера, лампы дневного света были доведены до широкого потребителя.

Первые люминесцентные лампы уже имели свет, напоминающий обычный дневной уличный свет в пасмурный день, цветовая температура которого около 6400К. В то время и стали называть данные лампы «лампами дневного света».

На территории СССР массово производить люминесцентные лампы стали в 1948 году, был составлен ГОСТ 6825-64, определяющий три типоразмера линейных люминесцентных ламп мощностью 20, 40 и 80 ватт, которые имели длину соответственно 600, 1200 и 1500 мм. Диаметр колбы составлял 38 мм, что обеспечивало легкое зажигание даже при низких температурах.

Сегодня на рынке представлено множество типоразмеров люминесцентных ламп, среди них лампы разной мощности, с различными диаметрами колб, разной длины, с разными цоколями, и с разным излучаемым светом (по цветовой температуре).

Наиболее популярны лампы с трубками диаметром Т4 (12,5 мм), Т5 (16 мм) и Т8 (26 мм). Две первые имеют цоколь G5, с расстоянием между штырьками 5 мм, а T8 – цоколь G13, с расстоянием между штырьками 13 мм. Лампы Т8 бывают мощностью от 10 до 70 ватт, Т5 - от 6 до 28 ватт, а Т4 - от 6 до 24 ватт.

Мощность напрямую связана с длинной колбы. Таким образом, какого бы производителя ни была лампа мощностью 18 ватт, если трубка имеет диаметр Т8 (26 мм), то ее длина будет составлять 590 мм.

Линейные люминесцентные лампы различных цветовых температур, для применения в самых разных условиях, можно встретить на рынке сегодня. Наиболее популярны 6500К и 4000К. По цветопередаче люминесцентные лампы с показателем Ra 70-89% наиболее распространены.

Далее рассмотрим примерные технические характеристики наиболее часто встречающихся и наиболее часто используемых линейных люминесцентных ламп, которые можно встретить как в быту, так и в муниципальных учреждениях и на промышленных предприятиях.

Это, пожалуй, самая популярная из ламп данного типа. Лампы мощностью 36 ватт и 18 ватт, длинную и короткую, может легко себе представить человек, когда слышит словосочетание «лампа дневного света».

Вообще, модельный ряд по мощностям довольно широк - от 10 до 70 ватт, однако 18 и 36 ватт - наиболее часто встречаются, ими заменяли .

Цеха, склады, школы, различные административные учреждения, офисы, - всюду лампы типа Т8 с цоколем G13. Такая лампа может работать в среднем 10000 часов. Для ее пуска используется специальная схема балласта на основе электромагнитного дросселя, либо электронная (ЭмПРА или ЭПРА). Osram и Philips располагают полным ассортиментом ламп этих типоразмеров.

Эта линейка ламп наиболее популярна в современных жилых помещениях. Лампы узкие, не толстые, легко размещаются в подвесных светильниках, хорошо вписываются в интерьеры кухонь, спален, где устанавливаются в светильники.

Диапазон мощностей - от 6 до 28 ватт, причем по световому потоку это полноценная замена лампам накаливания от 30 до 140 ватт. Цветовая температура 6400К и 4200К наиболее типична для люминесцентных ламп данного типоразмера.

Цоколь G5 имеет расстояние всего 5 мм между штырьками. Служит такая лампа в среднем от 6000 до 10000 часов. Для пуска применяется схема электронного балласта (ЭПРА). Полный ассортимент ламп этих типоразмеров производит фирма Uniel.

Данные лампы идеальны для мобильной подсветки. Кроме того, есть настольные светильники, где именно лампы Т4 с цоколем G5 подходят как нельзя кстати. Диаметр трубки всего 12,5 мм.

Диапазон мощностей - от 6 до 24 ватт, при этом получается полноценная замена по световому потоку ламп накаливания от 30 до 120 ватт. Цветовые температуры 6400К и 4200К наиболее типичны для ламп данного типа.

Продолжительность срока службы в среднем составляет от 6000 до 8000 часов. Для работы требуется электронный балласт (ЭПРА). Полный ассортимент ламп этих типоразмеров производит фирма Uniel.

Это специализированные источники света, у которых акцент в спектре сделан на синюю и красную области. Эти области спектра особенно благоприятствуют процессам жизнедеятельности растений в отсутствие естественного солнечного и дневного света, либо в условиях его дефицита. Диапазон мощностей - от 15 до 58 ватт.

Особый люминофор данных ламп выгодно подчеркивает натуральный внешний вид разнообразных продуктов питания. Их устанавливают в супермаркетах, в мясных и хлебных отделах, где особенно важно показать свежесть продукта. Цветопередача 76% идеально подходит для этой цели. Срок службы специальных ламп составляет 10000 часов, после чего их лучше заменить новыми. Диапазон мощностей - от 15 до 58 ватт.

Добавить сайт в закладки

1. Высокая эффективность: КПД - 20-25% (у ламп накаливания около 7%) и светоотдача в 10 раз больше.
2. Длительный срок службы – 15000-20000 ч. (у ламп накаливания - 1000 ч., сильно зависит от напряжения) питания.

Имеют ЛЛ и некоторые недостатки:

1. Как правило, все разрядные лампы для нормальной работы требуют включения в сеть совместно с балластом. Балласт, он же пускорегулирующий аппарат (ПРА), -- электротехническое устройство, обеспечивающее режимы зажигания и нормальной работы ЛЛ.
2. Зависимость устойчивой работы и зажигания лампы от температуры окружающей среды (допустимый диапазон 55 о C, оптимальной считается 20 о C). Хотя этот диапазон постоянно расширяется с появлением ламп нового поколения и использованием электронных балластов (ЭПРА).

Остановимся подробнее на достоинствах и недостатках ЛЛ. Известно, что оптическое излучение (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное) оказывает на человека (его эндокринную, вегетативную, нервную системы и весь организм в целом) значительное физиологическое и психологическое воздействие, в основном благотворное.

Дневной свет -- самый полезный. Он влияет на многие жизненные процессы, обмен веществ в организме, физическое развитие и здоровье. Но активная деятельность человека продолжается и тогда, когда солнце скрывается за горизонты. На смену дневному свету приходит искусственное освещение. Долгие годы для искусственного освещения жилья использовались (и используются) только лампы накаливания – теплый источник света, спектр которого отличается от дневного преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета.

Кроме того, лампы накаливания, как уже упоминалось, неэффективны, их коэффициет полезного действия - 6-8%, а срок службы очень мал – не более 1000 ч. Высокий технический уровень освещения с этими лампами невозможен.

Вот почему вполне закономерным оказалось появление ЛЛ – разрядного источника света, имеющего 5-10 раз большую световую отдачу, чем лампы накаливания, и в 8-15 раз больший срок службы. Преодолев различные технические трудности, ученые и инженеры создали специальные ЛЛ для жилья – компактные, практически полностью копирующие привычный внешний вид и размеры ламп накаливания и сочетающие при этом ее достоинства (комфортную цветопередачу, простоту обслуживания) с экономичностью стандартных ЛЛ.

В силу своих физических особенностей ЛЛ имеют еще одно очень важное преимущество перед лампами накаливания: возможность создавать свет различного спектрального состава – теплый, естественный, белый, дневной, что может существенно обогатить цветовую палитру домашней обстановки. Не случайно существуют специальные рекомендации по выбору типа ЛЛ (цветности света) для различных областей применения. Наличие контролируемого ультрафиолета в специальных осветительно-облучательных ЛЛ позволяет решить проблему профилактики «светового голодания» для городских жителей, проводящих до 80% времени в закрытых помещениях.

Так, лампы, выпускаемые фирмой OSRAM ЛЛ типа BIOLUX, спектр излучения которых приближен к солнечному и насыщен строго дозированным ближним ультрафиолетом, успешно используются одновременно и для освещения, и для облучения жилых, административных, школьных помещений, особенно при недостаточности естественного света.

Выпускаются также специальные агарные ЛЛ типа CLEO (PHILIPS), предназначенные для принятия «солнечных» ванн в помещении и для других косметических целей. При использовании этих ламп следует помнить, что для обеспечения безопасности необходимо строго соблюдать инструкции изготовителя облучательного оборудования. А теперь остановимся на недостатках люминесцентного освещения, к которым многие причисляют его пресловутую «вредность для здоровья».

Природа газового разряда такова, что, как уже было сказано выше, любые ЛЛ имеют в спектре небольшую долю ближнего ультрафиолета. Известно, что при передозировке даже естественного солнечного света могут возникнуть неприятные явления, в часности избыточное ультрафиолетовое облучение может привести к заболеваниям кожи, повреждению глаз. Однако, сравнив воздействие на человека в течение жизни естественного солнечного и искусственного люминесцентного излучения, становится понятно, насколько необоснованно предположение о вреде излучения ЛЛ.

Было доказано, что работа в течение года (240 рабочих дней) при искусственном освещении ЛЛ холодно-белого света с очень высоким уровнем освещенности в 1000 лк (это в 5 раз превышает оптимальный уровень освещенности в жилье) соответствует пребыванию на открытом воздухе в г. Давос (Швейцария) в течении 12 дней по 1 часу в день (в полдень). Следует заметить, что реальные условия в жилых помещениях бывают в десятки раз более щадящими, чем в приведенном примере.

Следовательно, о вреде обычного люминесцентного освещения говорить не приходится. К аналогичным выводам пришли медики, гигиенисты и светотехники, принявшие участие в проводившейся в Мюнхене развернутой научной дискуссии на тему «Влияние освещения ЛЛ на здоровье человека». Все участники дискуссии были единодушны: строгое соблюдение правил грамотного устройства освещения, которые включают ограничение прямой и отраженной блескости, ограничение пульсации светового потока, обеспечение благоприятного распределения яркости и правильной светопередачи, полностью устранит существующие жалобы на люминесцентное освещение.

В приведенном выше перечне важное место занимает вопрос ограничения пульсации светового потока. Дело в том, что традиционные линейные трубчатые ЛЛ, подключенные к сети с помощью электромагнитного пускорегулирующего аппарата (чаще всего применяемого в светильниках), создают свет непостоянный во времени, а «микропульсирующий», т.е. при имеющейся в сети частоте переменного тока 50 Гц пульсация светового потока лампы происходит 100 раз в секунду.

И хотя эта частота выше критической для глаза и, следовательно, мелькающие яркости освещаемых объектов глазом не улавливаются, пульсация освещения при длительном воздействии может отрицательно влиять на человека, вызывая повышенную утомляемость, снижение работоспособности, особенно при выполнении напряженных зрительных работ: чтение, работе за компьютером, рукоделии и т. д.

Вот почему появившиеся достаточно давно светильники с электромагнитным низкочастотным ПРА рекомендуется использовать в так называемых «нерабочих» зонах (подсобных помещениях, повалах, гаражах и т. д.). В светильниках с электронным высокочастотным ПРА указанная особенность работы ЛЛ полностью устранена, но даже такие светильники с линейными ЛЛ достаточно громоздки и для местного (рабочего) освещения не всегда удобны. Поэтому для традиционного освещения жилья люстрами, настенными, напольными, настольными светильниками целесообразно применять упомянутые выше компактные люминесцентные лампы.

И, наконец, последнее небольшое замечание, связанное с эксплуатацией светильников с ЛЛ. В лампу для ее работы вводится капля ртути – 30-40 мг, а компактных 2-3 мг, Если вас это пугает, вспомните, что в термометре, имеющемся в каждой семье, содержится 2 г этого жидкого металла. Разумеется, если лампа разобьется, поступить следует так же, как мы поступаем, когда разбиваем термометр, – тщательно собрать и удалить ртуть. ЛЛ в жилье – это не только более экономичный, чем лампа накаливания, источник света.

Грамотное освещение ЛЛ имеет множество преимуществ перед традиционным: экономичность, обилие и красочность света, равномерность распределения светового потока, особенно в случаях высвечивания протяженных объектов линейными лампами, меньшая яркость ламп и значительно меньшее выделение тепла.

На сегодняшний день наиболее качественную продукцию и широкий ассортимент на нашем рынке представляют мировые светотехнические брэнды:

1. Германская фирма OSRAM.
2. Голландская PHILIPS и ряд других, которые предлагают широчайший выбор высококачественных ЛЛ на любой вкус и цвет.

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

Принцип действия и строение

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

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

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

Устройство и схема подключения

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

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

Процесс включения осветительного элемента обеспечивается посредством реализации основных этапов:

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

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

Какие существуют виды?

Различают несколько разновидностей, отличных по форме колбы:

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

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

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

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

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

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

Основные технические характеристики

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

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

Классификация и характеристики различных производителей

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

Плюсы и минусы ламп данного вида

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

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

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

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

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

Критерии выбора

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

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

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

Нюансы эксплуатации и утилизации

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

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

Что такое люминесцентная лампочка, какой у нее принцип работы и преимущества по сравнению с альтернативными вариантами. Забегая наперед, хотелось бы сразу отметить, что такой вариант источника освещения несет некую опасность, если вдруг . Именно поэтому сначала рекомендуем Вам внимательно изучить технические характеристики люминесцентных ламп, на основании чего взвесить все за и против по поводу выбора данного варианта.

Устройство

Устройство люминесцентной лампы имеет некоторые сходства с конструкцией 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%.

Характеристика энергосберегающих лампочек

Типы

Предоставляем к Вашему вниманию основные типы люминесцентных ламп:

• линейные;
• компактные.

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 , 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.

Основными преимуществами являются:

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 ).

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 );
5. Интенсивность освещения невозможно регулировать с помощью диммера;
6. Запрещается использовать в запыленных и влажных помещениях (к примеру, при );
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.

Люминесцентные лампы - это газоразрядные источники света. Их световой поток формируется за счет свечения люминофоров, на которые воздействует ультрафиолетовое излучение разряда. Его видимое свечение обычно не превышает 1-2%. Люминесцентные лампы (ЛЛ) получили широкое применение в освещении помещений разного типа. Их световая отдача в разы больше, чем у привычных ламп накаливания. При обеспечении ряда условий (качественное электропитание, использование балласта, соблюдение ограничений по числу коммутаций), такие лампы могут в десятки раз дольше служить, нежели лампы накаливания. Сегодня мы с вами познакомимся с историей люминесцентной лампы и принципом ее работы.

Область использования

Линейные люминесцентные лампы давно зарекомендовали себя как наиболее удобный и экономичный способ освещения общественных помещений: офисов, учебных заведений, магазинов, больниц, предприятий и так далее. С появлением современных технологий, позволяющих создать компактную ЛЛ под обычные патроны марки Е14 или Е27, они быстро завоевали популярность в быту и стали вытеснять лампы накаливания. Чаще всего в обиходе используют экономные люминесцентные лампы на 18 или больше ватт.

Благодаря использованию электронных балластов вместо привычных электромагнитных удается значительно улучшить эксплуатационные характеристики ламп - избавиться от гула и мерцания, повысить экономичность и компактность.

Главными преимуществами люминесцентных ламп по сравнению с привычными всем лампами накаливания являются высокая светоотдача (превышает в несколько раз), и более длительный срок работы (превышает в несколько десятков раз). Их применение особенно актуально в случаях, когда освещение не выключается на протяжении длительного времени, так как именно включение является самым сложным режимом и от количества включений зависит срок работы. Таким образом, несмотря на более высокую стоимость, люминесцентные лампы позволяют значительно сэкономить.

История

Первое подобие светильника с люминесцентной лампой было разработано в далеком 1856 году Генрихом Гайсслером, который добился свечения от стеклянной трубки, заполненной газом и возбужденной с помощью соленоида. В 1893 году на выставке в Чикаго Томас Эдисон впервые продемонстрировал публике люминесцентное свечение. Через год, М.Ф. Моором была создана лампа, наполненная азотом и углекислым газом и испускающая розово-белый свет. Успех этого изобретения был весьма ограниченным. В 1901-м Питер Хьюитт создал ртутную лампу, испускающую сине-зеленый свет. Именно из-за цвета она была непригодна для практического применения. Тем не менее, изобретение Хьитта было близко к современным лампам и имело намного больший потенциал, чем лампы предшественников. В 1926-м Эдмунд Джермер вместе со своими сотрудниками предложил увеличить давление внутри колбы и покрыть ее флуоресцентным порошком, преобразующим ультрафиолетовое цветное излучение в однородное белое. Вскоре компания General Electric купила у изобретателя патент, и под его руководством, к 1938 году вывела ЛЛ на широкий рынок. Таким образом, именно с Джермером часто ассоциируют начало истории люминесцентных ламп.

Принцип работы

Когда люминесцентная лампа подключается к электросети, между двумя электродами, расположенными в ее противоположных концах, возникает электрический разряд. Благодаря прохождению тока через пары ртути, которыми заполнена внутренняя полость лампы, возникает УФ-излучение, которое незаметно для человеческого глаза. С помощью люминофора, нанесенного на стенки, это излучение превращается в видимый свет. Таким образом, люминофор призван поглощать УФ излучение и излучать видимый свет. Меняя его состав можно варьировать оттенок свечения лампы.

Преимущества и недостатки люминесцентных ламп

ЛЛ имеют такие достоинства:

1. Высокие показатели светоотдачи и КПД.
2. Разнообразие оттенков свечения.
3. Рассеянный свет.
4. Длительный срок службы.

Недостатки люминесцентных ламп:

1. Химическая опасность. Причина в токсичных парах ртути.
2. Неравномерный, неприятный для некоторых свет, вызывающих искажение цвета освещенных поверхностей. Лампы, которые лишены этой проблемы, имеют меньшую светоотдачу.
3. Люминофор со временем "срабатывается", в результате меняется спектр, уменьшается светоотдача и падает КПД.
4. В случае удвоенной частоты питающей сети, может возникнуть мерцание некоторых ламп.
5. Наличие пускорегулирующих аппаратов.
6. Низкий коэффициент мощности.

Подключение

С электротехнической точки зрения, люминесцентная лампа - это устройство с отрицательным сопротивлением. Это значит, что чем более сильный ток через нее проходит, тем больше падает сопротивление. В этой связи при непосредственном подключении лампы к электросети она быстро выходит из строя из-за чересчур сильного тока. Эта проблема решается путем подключения лампы через так называемый балласт.

В простейшем варианте в качестве балласта выступает простой резистор. Его недостаток состоит в потере значительного количества энергии. Избежать потерь можно путем использования в качестве балласта конденсатора или катушки индуктивности, создающих реактивное сопротивление. Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются электромагнитные и электронные балласты.

Электромагнитный балласт

Балласты люминесцентных ламп - это пускорегулирующие устройства. Устройства данного типа представляют собой дроссель (индуктивное сопротивление) подключаемый последовательно с лампой. Чтобы запустить лампу с таким балластом, потребуется также стартер. Преимуществом такого подключения является его простота и дешевизна. Главный недостаток - мерцание ламп при удвоенной частоте сетевого напряжения. Из-за этого у людей, находящихся в помещении, повышается утомляемость глаз, что может негативно сказаться на их здоровье. Кроме того, лампы с электромагнитным балластом относительно долго запускаются (от одной до нескольких секунд, в зависимости от их срока службы), издают гул, и потребляют больше энергии, чем аналоги с электронным балластом.

Кроме вышеперечисленных недостатков, стоит также отметить эффект стробирования, возникающий из-за мерцания ламп. Его суть состоит в том, что при наблюдении за вращающимся или колеблющимся предметом, частота движения которого равна частоте мерцания люминесцентной лампы, этот предмет может казаться неподвижным. Подобный эффект может возникнуть, к примеру, при наблюдении за шпинделем токарного или сверлильного станка, мешалкой кухонного миксера, циркуляционной пилой и прочими движущимися приборами. Поэтому, во избежание травмирования, на производстве использование люминесцентных ламп для подсвечивания движущихся механизмов разрешается лишь при условии дополнительной установки ламп накаливания.

Электронный балласт

Этот тип балласта представлен электронной схемой, преобразующей сетевое напряжение в высокочастотный переменный ток, питающий лампу. Достоинством этого балласта является отсутствие мерцания и гула. Кроме того, по сравнению с электромагнитным аналогом, он имеет меньшую массу и размеры.

При использовании такого типа подключения можно добиться так называемого холодного старта - мгновенного запуск лампы. Однако из-за того, что этот режим неблагоприятно сказывается на сроке службы ламп, применяется горячий старт, предполагающий предварительный подогрев электродов. Стоит признать, что на подогрев уходит не более одной секунды, поэтому эта особенность подключения не несет каких-либо неудобств.

Запуск электромагнитного балласта

В классической схеме пуска лампы с электромагнитным балластом используется стартер (пускатель), который представляет собой миниатюрную газоразрядную неоновую лампочку с парой металлических электродов. Один из электродов жесткий и неподвижный, а другой - биметаллический, изгибающийся. Следовательно, в исходном состоянии электроды разомкнуты.

Стартер активируется параллельно с лампой. В момент включения, к электродам стартера и лампы поступает полное напряжение. Это связано с тем, что ток через лампу не идет, а падение напряжения на пускателе равно нулю.

Так как электроды лампы холодные, напряжения сети не хватает для ее зажигания. Благодаря возникновению разряда в пускателе через него и лампу проходит ток, которого достаточно для электродов пускателя, но недостаточно для разогрева лампы. В результате ток в общей цепи растет и разогревает электроды лампы. Когда это происходит, электроды пускателя охлаждаются и размыкаются. Благодаря мгновенному разрыву цепи возникает пик напряжения на дросселе, который и стимулирует зажигание лампы. Электроды тем временем уже достаточно разогреты.

Во время горения напряжение в лампе составляет примерно половину от сетевого, так же, как и в пускателе. Причина в том, что проходя через дроссель, оно падает, что позволяет устранить повторное срабатывание пускателя.

При зажигании, пускатель может срабатывать несколько раз. Это связано с отклонениями его характеристик от характеристик лампы. В некоторых случаях стартер начинает работать циклически. Если это происходит, то лампа постоянно гаснет и снова вспыхивает. При погасании можно созерцать свечение накаленных током катодов.

Запуск электронного балласта

При использовании электронного балласта, как правило, нет необходимости в отдельном специальном стартере, так как этот балласт способен самостоятельно сформировать нужные последовательности напряжений.

Запуск люминесцентной лампы электронным балластом может производиться по разным технологиям. В наиболее типичной из них пускорегулирующее устройство подогревает катоды лампы и подает на них напряжение, которого достаточно для зажигания. Как правило, это переменное и высокочастотное напряжение. Такое подключение позволяет устранить мерцание ламп, которое является весомым недостатком электромагнитных балластов.

В зависимости от конструктивных особенностей и временных параметров последовательности пуска лампы, такие пускорегулирующие устройства могут обеспечивать как мгновенное включение света, так и плавное, с постепенным нарастанием яркости.

Часто используются комбинированные методы пуска, когда лампа активируется не только за счет подогрева катодов, но и благодаря тому, что цепь, подпитывающая ее, выступает в качестве колебательного контура. Характеристики колебательного контура подбираются таким образом, чтобы в случае отсутствия разряда в лампе, в нем возникало явление электрического резонанса, которое ведет к значительному повышению напряжениям между катодами лампы. Обычно это приводит также к возрастанию тока подогрева катодов. Причина заключается в том, что при использовании такой схемы пуска спирали накала катодов часто соединяются последовательным образом через конденсатор, и выступают частью колебательного контура. В результате из-за подогрева катодов и высокого напряжения между ними лампа быстро и легко зажигается.

После зажигания параметры колебательного контура меняются, резонанс прекращается, а напряжение в контуре значительно снижается, сокращая тем самым ток накала катодов.

Существуют разные вариации данной технологии. К примеру, в предельных случаях, балласт может не подогревать катоды вовсе, а лишь приложить к ним напряжение, достаточно высокое для зажигания за счет пробоя газа расположенного между катодами. Аналогичная технология используется для пуска ламп с холодным катодом. Она пользуется популярностью среди радиолюбителей, благодаря возможности осуществить запуск даже с перегоревшими нитями накала катодов. Обычными методами их запустить нельзя, так как катоды в таком случае не нагреваются. В частности, радиолюбители используют этот способ для восстановления компактных энергосберегающих ламп, представляющих собой обычные люминесцентные лампы с электронным балластом, встроенным в небольшой корпус. После переделки балласта, такая лампа долго работает, несмотря на перегорание спиралей подогрева. Срок ее службы ограничивается разве что временем полного распыления электродов.

Причина поломок

Электроды люминесцентных ламп - это вольфрамовые нити, покрытые активной массой (пастой) из щелочноземельных металлов. Именно эта паста обеспечивает тлеющий разряд. Без нее вольфрамовые нити перегорали бы гораздо быстрее. В процессе работы лампы паста постепенно осыпается, выгорает и испаряется. Процесс ускоряется в случае частых пусков, когда разряд на протяжении короткого промежутка времени проходит не по всей площади электрода, а на малом участке его поверхности. Это приводит к перегреву электрода и возникновению потемнений на концах лампы, которые обычно свидетельствуют о ее скором выходе из строя.

Когда паста полностью выгорает, ток лампы падает, а напряжение - возрастает. В результате стартер начинает срабатывать постоянно, вызывая мигания, которые также свидетельствуют о том, что дни работы лампы сочтены. Электроды находятся в постоянном разогреве и, в конце концов, один из них перегорает. Происходит это через несколько дней после появления мерцания.

В последние минуты работы лампа горит без мерцаний. В этот момент разряд проходит через остатки электрода, на котором уже не осталось активной массы. Когда остатки вольфрама осыпаются или испаряются, разряд поступает на траверсы (крепления вольфрамовых нитей, выполненные из проволоки). После перегорания траверсов лампа вновь начинает мерцать. Если выключить ее и заново включить, она уже не будет светить.

Описанный выше механизм перегорания лампы справедлив для тех моделей, в которых используются электромагнитные балласты. В случае применения электронных балластов, все происходит несколько иначе. Так же, как и в предыдущем случае, все начинается с выгорания активной массы электродов, после которой следует их перегрев и перегорание одной из нитей. Отличие состоит в том, что сразу после перегорания, лампа гаснет без каких-либо мерцаний и миганий. Этим она обязана конструкции электронного балласта, которая предусматривает автоматическое отключение лампы в случае ее неисправности.

Люминофоры и спектр излучения

Многие пользователи считают, что свет люминесцентных ламп грубый и неприятный. Кроме того, цвет предметов, которые освещаются такими лампами, может искажаться. Виной тому синие и зеленые линии в спектре излучения разряда и тип применяемого люминофора.

В дешевых светильниках с люминесцентными лампами используют галофосфатный люминофор, излучающий главным образом желтый и синий свет, и в меньшей мере зеленый и красный свет. Глазу такая смесь цветов кажется белым светом, однако если свет отражается от предметов, его спектр меняется и возникает эффект искажения. Достоинством таких ламп является высокая световая отдача.

В более дорогих моделях применяет трех- или пятиполосный люминофор. Благодаря этому удается получить более равномерное распределение излучения по видимому спектру. Так свет воспроизводится более натурально. Недостатком этих ламп является не такая высокая светоотдача, как в предыдущем случае.

Существуют также специальные люминесцентные лампы, используемые в освещении помещений, в которых живут птицы. Их спектр содержит ближний ультрафиолет, позволяющий питомцам практически не чувствовать разницу между естественным и искусственным освещением. Необходимость применения таких технологий обусловлена тем, что в отличие от людей, птицы имеют четырехкомпонентное зрение.

Варианты исполнения

По стандарту, люминесцентные лампы подразделяют на колбные и компактные. Оба типа используются довольно широко.

Колбные лампы имеют в качестве оболочки стеклянную трубку. Они могут отличаться по типу и диметру цоколя. Такие лампы часто используются в крупных помещениях: магазины, офисы, цеха, склады и так далее.

Компактные люминесцентные лампы имеют оболочку в виде более тонкой (по сравнению с колбными) изогнутой трубки. Их различают по типу цоколя и размерам. Эти лампы производятся под стандартный патрон Е27 и Е14, поэтому их можно использовать вместо ламп накаливания в обычных светильниках. Их мощность, как правило, колеблется в пределах 16-36 Вт. Люминесцентная лампа такого типа имеет небольшие габариты и устойчивость к механическим воздействиям (умеренным, разумеется).

Кроме типа цоколя, на коробке из-под лампы указываются такие данные:

1. Цвет излучения: Д - дневной, Б - белый, ХБ - холодно-белый и т. д.
2. Мощность в ватах: 16W, 18W и т. д.
3. Длина корпуса (если это колбный вариант люминесцентной лампы): 765, 450 и т. д. Подразумевается длина в миллиметрах.

Возвращаясь к типу цоколей, стоит отметить, что они бывают резьбовыми (например, Е27) и штырьковыми (например, G13). Люминесцентная лампа может иметь и другие типы цоколей, но они слабо распространены.

Все лампы такого типа содержат ртуть, которая, как известно, является ядовитым веществом. В разных моделях ламп ее доза может колебаться от 40 до 70 мг. Но даже небольшого количества ртути, находящегося в люминесцентной лампе на 18 Вт, достаточно, чтобы причинить вред здоровью. Ртуть представлена в виде пара, поэтому, если лампа разбилась, нужно сразу же проветрить помещение.

Когда срок службы ламп истекает, их обычно выбрасывают вместе с простым мусором, что совсем неправильно. Существуют фирмы, утилизирующие такие лампы, но к ним обращаются лишь крупные предприятия. Справедливости ради стоит отметить, что количество попадающей в воздух ртути из залежей на свалках не так велико, как количество этого вещества, выбрасываемое при выработке электроэнергии. А так как ЛЛ являются экономными, их использование даже положительно сказывается на экологическом состоянии планеты. Тем не менее утилизация люминесцентных ламп является открытой проблемой.