Технические характеристики люминесцентных ламп и светильников
Centr86.ru

Ремонт бытовой техники

Технические характеристики люминесцентных ламп и светильников

Анализируем технические характеристики разных видов люминесцентных ламп

В настоящее время не будет ошибкой сказать, что люминесцентные лампы представляют собой наиболее распространенный вид среди всех ламп, используемых в освещении. Еще в 1970-ые гг. они сменили лампы накаливания в производственных помещениях и различных общественных учреждениях. Являясь энергоэффетивными, они давали возможность качественно осветить большие площади: коридоры, фойе, классы, палаты, цеха, офисы.

Дальнейшее совершенствование технологии производства люминесцентных ламп сделало возможным уменьшение их размера, увеличение яркости и качества излучаемого света. Начиная с 2000-х гг. эти лампы начинают активно проникать в домашние хозяйства и использоваться там, где ранее светили «лампочки Ильича». Люминесцентные лампы отличаются привлекательной ценой, позволяют экономить электроэнергию, предоставляют возможность выбора цветовой температуры света.

Типы выпускаемых люминесцентных ламп

Существует терминологическая путаница, в результате которой энергосберегающие лампы были выделены в отдельных класс ламп. При этом в России под энергосберегающими лампами понимаются компактные люминесцентные лампы для домашнего использования.

Для многих является открытием, что лампы спиральной формы, которые мы используем дома, по своему принципу работы являются теми же самыми люминесцентными лампами, которыми оборудованы все общественные учреждения. Если же говорить о сбережении энергии, то все такие осветительные приборы относятся к классам энергоэффективности А или В.

Представляется оптимальным классифицировать люминесцентные лампы в соответствии с различными основаниями. В рамках наиболее общей типологии, основанной на технологии производства и сферах использования, можно выделить три вида:

  1. Стандартные лампы с одним, тремя и пятью слоями люминофора (диаметр 26 мм).
  2. Компактные лампы с трубкой различной формы с несколькими слоями люминофора.
  3. Специальные лампы для использования в соответствии с узкоспециализированными целями.

Помимо этого, типы люминесцентных ламп определяются на основании следующих признаков:

  • Мощность потребляемой энергии (W). В отличии от этого же показателя ламп накаливания технические характеристики люминесцентных ламп указывают не на силу излучаемого света, а на энергоэффективность.
  • Излучаемый световой поток (Лм).

710 Лм соответствует лампе накаливания мощностью 60 W, 1340 Лм – 100 W, 3040 Лм – 200 W.

Цветовая температура света (К).

От красного (2000 К) до бело-голубого (7000 К).

Индекс цветопередачи (Ra).

Определяется по 100-балльной шкале. Чем ни выше значение, тем «правильнее» цвет освещаемых лампой вещей.

Но главным недостатком такого устройства является его цена. Поэтому многие все так же предпочитают пользоваться электромагнитным дросселем, о характеристиках которого можно прочитать в отдельной статье.

Одиночное, последовательное или парное.

Размещение пускорегулирующего аппарата.

Может быть размещен в самой лампе (компактная лампа) или в светильнике (стандартная лампа).

Основу всех люминесцентных ламп составляют пары ртути в небольшой концентрации, которые при пропускании через них электричества, излучают ультрафиолетовый свет. Люминофор – химический состав, содержащийся на поверхности трубки внутри, преобразует ультрафиолет в видимую часть спектра.
Характеристики излучаемого лампой света зависят от состава и качества люминофора.

Параметры стандартных видов источников света

Используются для общего освещения и обладают следующими характеристиками.

  1. Мощность: 18-58 W.
  2. Световой поток:
    • 1000-4000 Лм (однослойный люминофор),
    • 1300-5200 Лм (трехслойный люминофор),
    • 1000-3600 Лм (пятислойный люминофор).
  3. Индекс цветопередачи:
    • 50-76 (однослойный люминофор),
    • 85 (трехслойный люминофор),
    • 93-98 (пятислойный люминофор).
  4. Цветовая температура:
    • 3000-7000 К (однослойный люминофор),
    • 2700-7000 К (трехслойный люминофор),
    • 3000-5400 К (пятислойный люминофор).
  5. Цоколь: G13.
  6. Длина: 590-1500 мм.

Технические особенности КЛЛ

Данный вид ламп подразделяется на три категории:

  1. С трубкой П-образной или Н-образной формы, стартером внутри и внешней пускорегулирующей аппаратурой. (1)
  2. С изогнутой трубкой, встроенными стартером и пускорегулирующей микросхемой. (2)
  3. С трубкой в форме кольца, встроенными стартером и пускорегулирующей аппаратурой. (3)

Указанные виды компактных ламп обладают следующими особенностями:

  1. Напряжение: 5-35 W.
  2. Световой поток:
    • 400-900 Лм (1),
    • 425-1200 Лм (2),
    • 700-1450 Лм (2).
  3. Индекс цветопередачи: 60-98 Ra.

Домашнему мастеру не обязательно идти в магазин за приобретениями всех нужных для работ инструментов, многие из них собираются своими руками. Как, например, штроборез — из болгарки. Или сварочный инвертор, при изготовлении которого может понадобится много ранее ненужных деталей.

Характеристики люминесцентных ламп специального назначения

Лампы спецназначения устанавливаются в общественных местах с целью дополнительного выделения тех или иных особенностей интерьера, акцентированной подсветки в определенном спектре для более точной передачи цвета и оттенков предметов. Сферы, в которых они применяются:

  • в развлекательной клубной индустрии.
  • в медицинских учреждениях в качестве ультрафиолетовых бактерицидных ламп.
  • для подсветки витрин в магазинах, экспонатов на выставках и т.п.

Выделяют следующие параметры люминесцентных ламп со специфичными целями использования:

  1. Мощность: 18-58 В
  2. Световой поток: 550-3700 Лм
  3. Вариативность:
    • с цветным люминофором;
    • синие рефлекторные;
    • ультрафиолетовые.
  4. Цветовая температура: 3000-7000 К.
  5. Цоколь: G13.
  6. Длина: 600-1500 мм.

Таким образом, люминесцентные лампы излучают мощный световой поток, обеспечивают адекватную передачу цвета освещаемых предметов, позволяют выбирать наиболее подходящий по цветовой температуре свет, обладают адекватной стоимостью и долгим сроком службы.

При всей своей привлекательности люминесцентные лампы имеют большой минус: пары ртути внутри трубки лампы. Это создает опасность в случае ее повреждения, а также предполагает специальные меры утилизации, что делает ее использование не совсем удобным.

Несмотря на массовый характер распространения люминесцентных ламп, следует признать, что они, скорее, уже относятся к прошлому и так же, как лампы накаливания, уступят место более совершенной технологии. Которая абсолютно безопасна, не требует специальных мер утилизации, отличается длительным жизненным циклом и, кроме того, является более энергоэффективной. Название этой технологии – диодные лампы для дома.

Познавательный ролик о создании современной люминесцентной лампы

Технические характеристики энергосберегающих ламп — что нужно знать при выборе

В современном мире, с ростом энерговооруженности человека, остро встает вопрос о внедрении новых энергосберегающих технологий во всех сферах человеческой деятельности. И первое, на что обратили внимание ученые – это электрическое освещение, где преобладали лампы накаливания, которые вырабатывают световую энергию за счет сильного нагрева спирали.

В результате огромное количество просто улетает в атмосферу, а ведь на него было потрачено гигантское количество киловатт-часов. Энергосберегающие или как еще их называют энергоэффективные лампы, это те, которые обладают существенно большей светоотдачей, чем эталонные лампы накаливания. Для начала стоит разобраться, что такое светоотдача.

Световой отдачей источника света называют отношение светового потока — Φv к потребляемой им мощности – P. Она вычисляется по формуле:

Измеряется η в лм/Вт, люменах деленных на Ватт. Очевидно, что чем больше светоотдача, тем более энергоэффективной будет лампа.

Светоотдача различных видов ламп

Для того, чтобы определится какие лампы более энергоэффективны приведем значения световой отдачи различных видов ламп.

  • У ламп накаливания, в том числе и галогеновых и высокотемпературных кинопроекционных она составляет от 5 до 35 лм/Вт.
  • У люминесцентных ламп, к которым относятся и линейные T5, T8, T12 и компактные люминесцентные лампы светоотдача находится в пределах от 45 до 100 лм/Вт.
  • У светодиодных ламп, она находится в пределах 10—200 лм/Вт, причем от перспективных образцов ожидается до 260 лм/Вт.
  • У дуговых ламп, ксеноновых и дуговых ртутных она изменяется от 30 до 55 лм/Вт.
  • У газоразрядных ламп высокого давления (ГЛВД), натриевых, серных, а также ламп на основе галогенидов металлов она составляет 65—200 лм/Вт.

Для удобства, данные по светоотдачи ламп сведены в таблице:

Из этого сравнения видно, что ощутимо большую светоотдачу, чем лампы накаливания имеют люминесцентные, светодиодные и ГЛВД. Поэтому, в принципе, их можно назвать энергоэффективными и энергосберегающими по сравнению с лампами накаливания.

Дело в том, что ГЛВД в быту не используются из-за чрезвычайно большой яркости, в процессе работы нагреваются до высоких температур, для их зажигания используется высокое напряжение и они содержат химические соединения опасные для человека и животных. Такие источники света используются для уличного освещения, в прожекторах, для архитектурной подсветки, где требуется мощный световой поток, в автомобильных фарах и в других, явно небытовых целях.

Какие лампы принято относить к энергосберегающим

Исходя из самого понятия энергосберегающей лампочки, к этому классу можно смело отнести следующие виды ламп:

Линейные люминесцентные лампы или как они называются по научному – газоразрядные лампы низкого давления. К ним относятся лампы T4, T5, T8, T10, T12 с диаметром трубки 4/8, 5/8, 8/8, 10/8 и 12/8 соответственно. Цоколь у всех этих ламп один – G13, где расстояние между штырьками составляет 13 мм.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) – это те же лампы, но с изогнутой трубкой, позволяющей им иметь меньшие габариты. Эти лампы имеют широкий ряд штырьковых цоколей: 2D, G23, 2G7, G24, G53. Но наиболее известными эти лампы стали благодаря тому, что их стали выпускать со стандартными резьбовыми цоколями E14, E27, E40 и встроенной электронной пускорегулирующей арматурой – ЭПРА. Это позволило их устанавливать вместо ламп накаливания.

Светодиодные лампы – их свечение основано на принципиально других эффектах – свечении твердого тела полупроводника при пропускании через него электрического тока. Это самые экономичные, экологически чистые и безопасные лампы. Их повсеместное применение ограничивает только пока еще большая цена, которая постоянно снижается. Светодиодные лампы выпускают под все наиболее используемые виды цоколей сменных ламп накаливания и люминесцентных ламп.

Несмотря на то что все вышеперечисленные виды ламп являются энергосберегающими, этим понятием все же принято в быту называть только компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), адаптированные под стандартный патрон E14 и E27. Образ именно такой лампы, как энергосберегающей, был навязан в рекламе, именно под таким названием их продают все торговые точки, именно так они указываются в буклетах большинства производителей. Поэтому не будем отходить от этого стойкого заблуждения и рассмотрим технические характеристики именно таких ламп.

Общие ТХ энергосберегающих люминесцентных ламп

На любой упаковке КЛЛ, да и на самой лампе нанесены буквы и цифры, которые красноречиво говорят о предназначении и ее технических характеристиках. Очень часто бывает, что некоторые цифры и таинственные буквенно-цифровые коды ничего не говорят покупателю лампочки, а внимание привлекают кричащие надписи о выдающемся времени работы, световом потоке и чуть ли не пожизненной гарантии.

Настоятельно рекомендуется смотреть именно на технические характеристики лампы, которые расскажут потребителю гораздо больше. Следует отметить, что любой производитель обязан указывать характеристики лампы и в большинстве случаев указывает. И как это бывает в юридических договорах, в том, что написано мелким шрифтом нужной информации гораздо больше. В качестве примера приведем лампу Osram Dulux Superstar Dim >

Напряжение питания

Напряжение питания в наших электросетях принят 220 В при частоте 50 Гц. Именно к таким параметрам и адаптируют КЛЛ производители. Бывает, что на наш рынок «заносит» лампы из-за рубежа, где существуют другие параметры электросети, но это может произойти только в том случае, если лампа куплена с рук. О параметрах электропитания указано на упаковке и на лампе. Например, 220—240V/50Hz.

Мощность

На лампе обязательно указывается мощность, потребляемая лампой из сети. На упаковках еще любят указывать эквивалентную мощность лампы накаливания, которая обеспечивает аналогичныйсветовой поток. У хороших производителей обычно мощность эквивалентной лампы накаливания в 4–5 раз превышает мощность КЛЛ о чем маркетологи могут сообщить на упаковке в виде неправильного математического равенства 16 Вт=80 Вт, или кричащей надписи «экономия 80%». Мощность указывается в Ваттах. В нашем примере мощность 16 Вт, а эквивалент указан в 69 Вт.

Световой поток

Он характеризует количество световой мощности в общем потоке излучения. Измеряется он лабораторно при помощи специальных приборов. На самой лампе он может быть не указан, но на упаковке и в паспорте должен быть указан обязательно. Обозначается — Φv, измеряется в люменах. В нашем примере Φv=880 лм.

Световая отдача

Эта величина не всегда указывается на лампе и на упаковке, но исходя из вышеизложенного, ее легко вычислить:

η=880/16=55 лм/Вт. Это очень неплохой показатель для КЛЛ.

Цветовая температура

Этот показатель измеряется в градусах Кельвина, и она характеризует то, какого бы цветового тона излучало свет абсолютно черное тело, нагретое до указанной температуры. В паспорте и на упаковке лампы всегда должна быть указана цветовая температура. Этому показателю уделяют при покупке ламп незаслуженно мало внимания и очень зря. От нее зависит то, насколько близко свечение лампы к естественным источникам света. Условно ее делят на три диапазона:

Диапазон 2700—3200 К называют «теплым белым». Лампы, имеющие такие характеристики, излучают белый и мягкий свет, который может быть с оттенками желтого цвета. Для жилых помещений такие лампы – наилучший выбор.

Диапазон 4000—4200 К называют «холодным белым». Такими лампами оправдано освещать общественные здания, рабочие помещения и офисы.
Диапазон 6200—6500 К называют «дневным белым». Такими светильниками освещают улицы, нежилые помещения и театральные сцены. Свет от таких ламп имеет резкий белый свет холодных тонов.

При выборе ламп цветовую температуру нужно учитывать обязательно. При замене нужно покупать лампы той же цветовой температуры, что и другие. На рисунке показан диапазон цветовых температур, а такжекак распределяются по этой шкале источники естественного и искусственного света. В нашем примере лампа Osram Dulux Superstar Dim Classic A, 16 W, выпускается в двух вариантах: 2500 К и 4000 К.

Индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи, обозначаемый CRI, показывает насколько естественные цвета, освещенные данным источником света, соответствуют видимым (кажущимся) цветам. За эталон принят самый главный естественный свет – солнечный. Коэффициент цветопередачи CRI изменяется в диапазоне от 0 до 100. Условно он делится на шесть поддиапазонов, указанных в таблице.

На предыдущем рисунке указана шкала и какую цветопередачу обеспечивают те или иные виды ламп. Очевидно, что индекс цветопередачи зависит от вида лампы, ее цветовой температуры, а также от качества люминофора. В КЛЛ с пятикомпонентным люминофором CRI может быть даже больше 90. В нашем случае CRI≥80, что очень хорошо.

Особенности маркировки цветовой температуры и индекса цветопередачи

В международной системе маркировки принято обозначать эти два важных показателя в виде трехзначного цифрового кода, который обозначают как цветность. Первая цифра означает CRI, а вторая и третья – цветовую температуру. В нашем примере цветность равна 825. Каким образом можно расшифровать этот код?

Первую цифру необходимо умножить на 10, и тогда получим CRI=8*10=80.
Вторую и третью цифры надо умножить на 100 и получим цветовую температуру: 25*100=2500 K.

Эксплуатационные характеристики КЛЛ

К этим характеристикам относится несколько показателей:

  • Вид цоколя (E14, E27, E40 и другие).
  • Срок службы лампы в часах. К этому показателю надо относиться очень осторожно, так как он довольно приблизительно показывает, сколько лампа теоретически может гореть при стабильном напряжении сети. В реальности при перепадах напряжениях, при частых включениях и отключениях срок службы сокращается. В нашем примере производитель обещает 10000 часов.
  • Количество циклов включения и отключения. Как известно именно моменты включения и особенно отключения создаются броски тока, которые могут значительно сократить время службы лампы. В нашем примере производитель обещает, что лампа выдержит 30000 циклов.
  • Возможность регулирования яркости. В самых «продвинутых» моделях КЛЛ может быть реализована такая функция, которая позволит регулировать яркость стандартными диммерами. В указанной ранее лампе такая функция есть.
  • Содержание ртути в лампе. Каждая люминесцентная лампа содержит в своем составе пары ртути, что требует ее должной утилизации. В рассматриваемой лампе содержится 2,8 мг ртути.
  • Габаритные размеры и вес. Знание габаритных размеров всегда поможет в подборе нужной лампы для имеющегося светильника.

Заключение

При выборе энергосберегающей лампы всегда следует доверять не столько ярким цифрам на упаковке, сколько характеристикам, указанных на лампе и в паспорте. В одном помещении следует использовать лампы одной цветности (цветовой температуры в сочетании с индексом цветопередачи).

Лучше всего покупать продукцию известных мировых брендов, у этих ламп небольшой разброс параметров.

Люминесцентные светильники: характеристики и устройство

Люминесцентными светильниками принято считать устройства, работающие с соответствующим видом газоразрядных ламп. Принцип работы источников света основан на способности электрического тока излучать световые волны ультрафиолетового спектра при прохождении через металлизированный газ.

В люминесцентных лампах используются ртутные пары и минеральный люминофор, преобразующий ультрафиолетовое свечение в свет видимого спектра. Лампы имеют продолжительный срок службы (> 5 лет), хорошую яркость, превышающую аналогичный показатель ламп накаливания в несколько раз, и более широкие возможности в плане оттенков и температуры свечения.

Основные характеристики люминесцентных светильников

Большое разнообразие форм и размеров источников света, относящихся к упомянутому типу, открыло широкие возможности для производителей осветительных приборов. Принцип работы люминесцентных светильников и их комплектацию можно назвать унифицированными величинами. Все модели состоят из элементов:

  • стального или алюминиевого каркаса;
  • защитной решетки;
  • отражателя;
  • рассеивателя;
  • системы запуска.

Светильники разделяются по классу распределения света, степени защиты, способу установки и классу цветопередачи. Показатель распределения высчитывается в процентах, где за единицу (100%) берется прямой столб света. По данному признаку светильники делятся на:

  • отражающие – не более 20%;
  • частично отражающие – до 40%;
  • направленные – более 80%
  • частично направленные – 60-80%;
  • рассеивающие – не более 60%.

Степень защиты в соответствии международной классификацией Ingress Protection (IP) определяет сферу использования осветительных приборов. По предназначению и защищенности от влажности и загрязнений люминесцентные светильники подразделяются на типы:

  • промышленные;
  • офисные;
  • бытовые.

Светильник, вне зависимости от сферы его применения, может иметь несколько способов установки. Если речь идет о потолочных осветительных приборах, то можно рассматривать подвесные, накладные и встраиваемые приборы. Светильники могут комплектоваться линейными и компактными лампами (ЛЛ и КЛЛ). Существуют одно-, двух и трехламповые приборы.

Яркость и интенсивность освещения прямо зависит от количества ламп, их мощности и качества люминофора. Цветность ламп данного типа регламентирована государственным стандартом ГОСТ 6825-91 и имеет следующую кодировку:

  • лампы дневного света 6-6,5 КК (кило кельвинов) – Д;
  • белого холодного свечения 5 КК – ХБ;
  • белого теплого свечения 3 КК – ТБ;
  • белые естественного света 4 КК – Б.

Максимально качественной цветопередачей обладают лампы с люминофором класса «Люкс» и «Супер Люкс», имеющие маркировку Ц и ЦЦ. Показатель цветопередачи влияет на комфорт. Он рассчитывается и приравнивается к аналогичной величине естественного света, взятой за коэффициент 100, обозначаемый как Ra.

Устройство люминесцентных светильников

В короб светильника вмонтированы контактные узлы с элементами крепления ламп. При подаче тока на электроды газ, находящийся внутри стеклянной колбы, начинает светиться в ультрафиолетовом спектре. Изнутри стенки колбы обработаны люминофором, состав которого влияет на цветопередачу и яркость. За подачу тока и стабильную работу ламп отвечает электронный узел со стартером-пускателем.

Существует две основные разновидности пускорегулирующих аппаратов для люминесцентных светильников:

  1. ЭПРА – электронный пусковой аппарат современного типа, состоящий из инвертора, выпрямителя, фильтров и балласта. Ток из сети 220В поступает в выпрямитель, затем поступает в блок конденсатора и перенаправляется в инвертор. Для «запуска» процесса люминесценции требуется ток мощностью 600Вт. Именно таким показателем обладает энергия, выходящая из дроссельного блока. Средняя скорость срабатывания лампы с ЭПРА равна 1,7 сек.

  1. ЭмПРА – электромагнитный стартер, состоящий из индукционной катушки, зажигателя и конденсатора. Это устаревший механизм запуска, работа которого сопровождается большими потерями энергии, гулом и «миганием» лампы при включении. Также ЭмПРА отличается большим весом и значительным нагревом.

Среди востребованных в настоящее время светильников с люминесцентными лампами для офисов и квартир, можно отметить модели следующих конструкций:

  • экранированные – двух- или четырехламповые приборы с двойной отражающей решеткой;
  • экранированные матовые – аналогичные по конструкции приборы, отличающиеся наличием матированной или окрашенной решетки;
  • с рассеивателем опалового или призматического типа;
  • с отражателями различного вида;
  • открытые;
  • с регуляторами яркости – диммерами;
  • с направленным световым потоком – даунлайт;
  • модульные светильники.

К недостаткам люминесцентных ламп можно отнести наличие значительного количества ртути, мерцание ламп при включении, постепенную деградацию люминофора и изменение спектра свечения, потребность в сложном пускорегулировочном узле.

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.

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.

Читать еще:  Закон ома для полной цепи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector