Классификация, параметры и область применения люминесцентных ламп
Люминесцентные лампы получили свое название от люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность трубки. Это вещество состоит из фосфора — естественного источника света, позволяющего усилить мощность светового потока. При одинаковом энергопотреблении яркость люминесцентных конструкций намного выше в сравнении с лампами накаливания.
Дополнительные составляющие позволяют создать разнообразные цветовые эффекты.
Устройство и принцип действия
В основе функционирования изделий лежит процесс люминесценции. Внутренняя часть колбы покрывается люминофором, «впитывающим» ультрафиолет и выдающим свечение в спектре, видимом для глаз человека. Для формирования ультрафиолетовых лучей используется ртуть или инертный газ, которым заполнена колба. При прохождении электрического заряда капли ртути начинают испаряться, образуя излучение.
Изделия состоят из колбы с электродами, одного или двух цоколей и пускорегулирующей аппаратуры (ПРА). Последний компонент бывает встроенным и вынесенным.
В свою очередь ПРА содержит дроссель и стартер. Первое устройство ограничивает подачу тока, понижая напряжение до рабочего, а второе ускоряет процесс нагрева электродов и выход лампочки на заданный режим.
Включение изделия обеспечивается путем реализации следующих этапов:
Классификация
Существует несколько критериев классификации таких электротехнических изделий. Они могут:
Маркировка
В России и за рубежом используются разные стандарты маркировки данных изделий.
Международная маркировка
Американские производители люминесцентных ламп маркируют свои продукты по схеме FxTy, где
После этого латинскими буквами указывается цвет прибора:
В конце строки добавляются буквы, указывающие на особенности изделия. Это могут быть следующие обозначения:
Как видно, производители указали в маркировке изделия основные технические характеристики.
Российская маркировка
Отечественные производители наносят иную маркировку с использованием букв кириллицы:
Если модель компактная, то в начале маркировки используется буква «К». Лампы дневного света с улучшенной цветопередачей в конце строки имеют букву «Ц». Иногда можно встретить две такие буквы, что указывает на наилучшую цветопередачу.
Первая цифра в маркировке описывает цветовую передачу (нужно умножить на 10), две следующие — цветовую температуру (в кельвинах), деленную на 100.
Внешний вид
Есть две основные разновидности люминесцентных ламп по внешнему виду.
Линейный тип
Конструкция подразумевает использование удлиненной колбы (трубки). Область применения — общественные и промышленные объекты (например, торговые или спортивные залы). Маркировка содержит букву «Т».
Компактный тип (КЛЛ, или «экономки»)
Предназначены для бытового применения. Характеризуются изогнутой колбой, напоминающей спираль. Делятся на две подкатегории:
Штырьковые КЛЛ без дросселя эксплуатируют в настольных светильниках.
Преимущества и недостатки
Преимущества люминесцентных ламп:
Недостатки, которые обязательно нужно учитывать:
Подключение
В зависимости от типа активного балласта подключение люминесцентных ламп к сети будет разным. В электромеханической конструкции питание подается на стартер, постепенно нагревающий и приводящий к замыканию электрода (при нагреве компонент деформируется, изгибается и замыкает цепь). Далее повышается температура электродов, после чего цепь размыкается. Балласт периодически включается и выключается, но данный процесс сопровождается посторонним шумом и мерцанием.
Электронные лампы не используют стартер. Прибор включается плавно, а прогрев осуществляется электроникой, что устраняет мерцание. Пользователь задает настройки балласта, от которых зависит, как быстро электротехнический элемент будет выходить на рабочий режим.
Внимание! Основная причина, по которой ломаются изделия, — механический износ вольфрамовой нити, расположенной в колбе.
Электромагнитные люминесцентные лампы при сильном износе начинают резко мерцать, в то время как электронные отключаются незамедлительно.
Область применения
Люминесцентные лампы используются во всех сферах человеческой жизнедеятельности. Доступность на рынке и экономичность при эксплуатации делают КЛЛ выбором номер один для общественных организаций, административных центров.
Нередко их можно встретить в учебных заведениях, торговых центрах, спортивных залах и медицинских или банковских учреждениях. Люминесцентные лампы с резьбовым цоколем используются даже в быту.
Важно! Для повышения долговечности люминесцентного изделия необходимо гарантировать стабильное напряжение без перепадов, а также свести к минимуму количество включений и выключений.
Для бытового применения рекомендуется покупать лампы с электронным балластом, что исключает мерцание. Из-за небольшого содержания ртути в колбе приборы следует утилизировать отдельно от остального мусора.
Как устроены и действуют люминесцентные лампы?
В сравнении с лампами накаливания люминесцентные экономят расходы на электроэнергию до 80% и служат в 13 раз дольше. Благодаря чему это происходит? Мы расскажем об устройстве и принципе работы ламп дневного света, которые обладают такими привлекательными для потребителей свойствами.
Содержание:
Доказано, что вид источника света влияет на работоспособность и эмоциональное состояние человека. Поэтому во всех общественных местах (офисах, разного рода учреждениях, на производстве) необходимо создавать комфортный свет, который не раздражает, не вызывает утомления и в целом сохраняет хорошее самочувствие человека. Требования к рабочему освещению в организациях прописаны в нормативных документах. Если не соблюдать их, возникает риск ухудшения здоровья сотрудников.
Люминесцентный свет: используем в офисе, дома и на улице
Каким же должно быть рабочее освещение, чтобы человек чувствовал себя комфортно? Санитарные правила и нормы рекомендуют люминесцентные лампы. Эти современные источники света мгновенно включаются, не мерцают, не гудят, излучают ровный, мягкий для глаз свет. Их используют даже в учреждениях с высокими требованиями к освещению: школах, детсадах, больницах, администрациях. Сегодня лампы дневного света активно применяют и в жилых домах – для создания как общего освещения, так и акцентной подсветки. Их устанавливают на потолках, а также в настольных лампах и других светильниках. Кроме того, люминесцентные лампы актуальны и на улице – в подсветке витрин и фасадов зданий, в рекламных вывесках. Они используются в специальных целях, например, при исследованиях в ультрафиолетовом свете различных веществ и в целях дезинфекции медицинских кабинетов.
Популярность этих ламп объясняется, в том числе, экономичностью и долговечностью. Все это обусловлено их устройством и принципом действия. Об этом, а также о видах изделий поговорим сейчас.
Что представляют собой люминесцентные лампы?
Колба изделий содержит пары ртути или амальгаму – соединения ртути с другими металлами. В ней же находятся инертные газы, в состав которых могут входить гелий, неон, аргон, криптон, ксенон. Изнутри на сосуд нанесено специальное напыление из кристаллического порошка – смеси галофосфатов кальция с ортофосфатами цинка-кальция. Это вещество получило название люминофор. При подаче электричества в лампе формируется дуговой разряд, и химические элементы начинают взаимодействовать. Создается УФ-излучение, которое не воспринимается глазом человека. Люминофор в зависимости от своего состава превращает его в световой поток определенного оттенка. Таким образом, вы можете выбрать комфортный для глаз свет: холодный белый, теплый белый или нейтральный.
Лампы подключаются к электрической сети с помощью дополнительных приспособлений, которые могут быть встроены в цоколь или приобретаются отдельно. Дело в том, что для их зажигания нужен большой электрический импульс, но сопротивление ламп отрицательное: при включении в сеть ток стремительно возрастает, и напряжение надо ограничить. Для разрешения данного противоречия используются, например, дроссели и электронные балласты. С этой современной пускорегулирующей аппаратурой работа лампы протекает стабильно, увеличивается ее световой поток, не возникает неприятного мерцания и шума.
Разновидности моделей
Колба обычно изготавливается из прозрачного или матового, а также цветного стекла. Лампы могут иметь разные формы и типы цоколей. Предлагаем классификации видов изделий и их сферу применения.
По форме колбы и типу цоколя
Линейные лампы имеют форму прямой трубки, поэтому их еще называют трубчатыми (такое обозначение принято и в ГОСТ). Колбы выпускаются строго заданного диаметра. Каждый вариант имеет свою маркировку в виде буквы Т с цифрой, обозначающей размер трубки в дюймах по международному стандарту мер длины. В России принято определять диаметр трубок люминесцентных ламп в миллиметрах. Эта величина показывает, к светильникам какого размера подойдет та или иная модель. Для того, чтобы вы могли разобраться в маркировке изделий, приводим ниже таблицу.
| Маркировка колбы | T4 | T5 | T8 | T10 | T12 |
| Диаметр трубки, дюйм/мм | 4/12,8 | 5/16 | 8/25 | 10/32 | 12/38 |
Линейные модели имеют штырьковые цоколи G13 с расстоянием между контактами 13 мм.
Компактные лампы выглядят как изогнутая в виде буквы U трубка или несколько соединенных вместе трубок. Лампа имеет небольшие размеры, поэтому ее называют компактной, и она подходит к настольным лампам и бра. Модели могут иметь штырьковые цоколи и тогда маркируются буквой G и цифрой, которая обозначает расстояние между контактами: G23, G27, G24. Лампы с ними применяются в специальных светильниках. Цоколь 2D имеет прямоугольную форму с размерами сторон 36х60 мм, а колба-трубка изогнута по форме плоского квадрата. А вот лампа с цоколем G53 имеет форму круга диаметром 73 мм; колба заключена в круглый диск, который выполняет функцию отражателя и рассеивателя, благодаря чему получается ровный, рассеянный свет.
Модели могут выпускаться с резьбовыми цоколями: Е14, Е27, Е40. Цифры после буквы обозначают диаметр резьбы в миллиметрах. Изделия применяются в любых светильниках, созданных под классические лампы накаливания с патронами соответствующего диаметра.
По назначению
Для общего освещения. Колба изготавливается из прозрачного или матового стекла. В последнем случае уменьшается образование бликов и теней. Изделия заменяют дневной свет. Применяются повсеместно.
Для специального освещения. Выпускаются для особых целей с колбами из цветного стекла (красного, синего, черного и др.). Применяются для дизайнерской подсветки элементов мебели, витрин, создания световых эффектов в ночных клубах, барах. Изделия из прозрачного увиолевого (кварцевого) стекла находят применение для дезинфекции помещений, воды в аквариумах, а также в исследованиях веществ и материалов в УФ-спектре, например: обнаружение трещин в металле, брака на ткани, фальшивых купюр. Кстати, кварцевое стекло изготовлено из чистого оксида кремния путем плавления с горным хрусталем, поэтому имеет особые свойства – пропускает УФ-лучи, в отличие от обычного стекла, которое их задерживает.
От чего зависит свет люминесцентных ламп?
Чем больше размеры лампы, тем выше ее мощность и насыщенность светового потока и, соответственно, тем интенсивнее излучаемый свет. Линейные лампы светят тем ярче, чем длиннее трубка их колбы. А компактные – чем больше изогнутых трубок соединены вместе в одном цоколе. Рассмотрим это подробнее.
Мощность влияет на яркость лампы. Приведем таблицу соответствия длины колбы и мощности линейных ламп.
| Длина колбы, мм | 450 | 600 | 900 | 1200 | 1200 | 1500 | 1500 |
| Мощность, Вт | 15 | 18 | 30 | 36 | 40 | 58 | 80 |
Например, модель на 15 Вт может применяться в настольной лампе, 30 Вт – для освещения рабочего кабинета, 58 Вт – на производственных площадях. Чем меньше размер колбы, тем меньше лампа потребляет электроэнергии, тем она экономичнее для потребителя.
Мощность компактных люминесцентных ламп связана с типом цоколя:
2D – обычно выпускаются на 16, 28, 36 Вт. Применяются, в основном, для декоративной подсветки или общего освещения небольших по площади комнат, например, их вставляют в светильники для ванной;
G23 и G27 – как правило, имеют мощность от 5 до 14 Вт, широко распространены в настольных лампах и настенных светильниках;
G24 – производятся с характеристиками от 10 до 36 Вт и используются в настольных и настенных светильниках;
G53 – имеют мощность от 6 до 11 Вт, их применяют для подсветки во встроенных нишах, гипсокартонных конструкциях интерьера, натяжных потолках.
Компактные люминесцентные лампы – наиболее экономичный вариант: они потребляют впятеро меньше энергии, чем обычные лампы накаливания, и даже вдвое меньше, чем галогенные, также широко применяемые для точечной подсветки.
Световой поток определяет количество света: чем выше значение, тем ярче светит лампа. Этот параметр напрямую связан и с мощностью: чем она выше, тем насыщеннее будет свет. Для примера приведем таблицу соответствия некоторых значений мощности и интенсивности света люминесцентных ламп.
| Мощность лампы, Вт | 5 | 8 | 12 | 15 | 20 | 24 | 30 |
| Количество света, лм | 250 | 400 | 630 | 900 | 1200 | 1500 | 1900 |
К примеру, лампы на 250 – 400 лм популярны в акцентной подсветке и настольных лампах, на 1200 – 1900 лм – используются в общем освещении квартир и офисов.
Свет лампы зависит и от давления газов в колбе. Различают лампы низкого и высокого давления. В первых химическая реакция протекает медленно, поэтому источники излучают равномерный, мягкий свет и применяются в жилых, административных помещениях, так как создают комфортное, оптимальное для глаз человека освещение. В лампах высокого давления взаимодействие веществ протекает интенсивно, поэтому изделия дают яркий, насыщенный свет и используются для освещения заводских цехов и улиц.
Цветовая температура показывает оттенок света, который зависит от состава люминофора. Выбирайте модель люминесцентной лампы с комфортным для глаз светом в зависимости от того, где планируете ее применять: от 2700 до 3500 К – теплый свет с желтым оттенком; применяется в жилых помещениях; от 4000 до 4200 К – нейтральный, естественный, подходит для любого освещения; от 4500 до 6500 К – холодный, с голубоватым или белым оттенком, используется в учреждениях, на производствах, для наружного освещения.
Люминесцентные лампы помогут вам создать качественное освещение и сэкономить расходы! Заказывайте их в нашем интернет-магазине по доступной цене. Для этого перейдите в раздел «Купить в один клик» и оформите покупку.
Что такое люминесцентная лампа и как она работает?
Среди огромного разнообразия устройств искусственного освещения достаточно весомую нишу занимают люминесцентные лампы. Этот вид световых приборов был впервые представлен еще в 1938 году, бросив вызов единственным монополистам того времени, лампочкам накаливания. С того времени их конструктивные особенности претерпели значительные изменения и доработки за счет чего люминесцентные лампы перешли в разряд энергосберегающих. Но, чтобы разобраться во всех за и против, детально ознакомиться с особенностями их эксплуатации в быту и промышленности, мы детально изучим этот вид осветительных приборов.
Устройство и принцип работы
Конструктивно люминесцентные лампы представляют собой стеклянную колбу, внутренняя поверхность которой покрывается специальным составом – люминофором. Он состоит из галофосфата кальция и других примесей, некоторые варианты содержат редкоземельные элементы – тербий, европий или церий, но такие комбинации являются довольно дорогими.
Из колбы на этапе изготовления откачивается весь воздух, а емкость заполняется смесью инертных газов, чаще всего аргона, и паров ртути. В зависимости от модели лампы химический состав, как инертных газов, так и люминофора будет отличаться. Внутри газовой смеси располагается вольфрамовая нить накала, которая покрывается эмитирующим покрытием.
Рис. 1. Устройство и принцип действия люминесцентной лампы
Принцип действия такой энергосберегающей лампы заключается в такой последовательности электрохимических процессов:
Спектр свечения люминесцентных лампочек может варьироваться в довольно широком диапазоне. Выбор оттенков свечения в осветительных устройствах осуществляется посредством изменения процентного соотношения магния и сурьмы в составе люминофора.
Также важным моментом является температурный показатель, поэтому величина подаваемого напряжения и протекающего электрического тока должны иметь постоянное значение для каждого диаметра колбы. Именно строгое соблюдение электрических характеристик по отношению к ее геометрическим параметрам в люминесцентной лампе позволяет выдавать нужный цвет и яркость свечения.
Разновидности
Все разнообразие люминесцентных ламп характеризуется достаточно большим спектром параметров. Но в рамках данной статьи мы рассмотрим наиболее отличительные из них.
По величине давления газа внутри колбы, на практике различают светильники высокого и низкого давления:
По форме колбы энергосберегающей лампочки – колба может иметь классическую грушевидную форму со стеклянной спиралью внутри, продолговатую вытянутую форму, вид спиралевидной трубки закрученной вокруг оси, кольцевидные и других форм.
Рис. 2. Разновидности колбы
По конструкции цоколя различают люминесцентные лампы со стандартным цоколем E с числовым обозначением, указывающим диаметр самого цоколя газоразрядного источника. G – штыревой, в котором число после буквенной маркировки показывает расстояние между контактами, а перед на количество пар контактов. Также можно встретить модели с цоколем типа W и F, но они используются довольно редко.
Рис. 3. Разновидности цоколей
По цветовой температуре свечения различают люминесцентные приборы с горячим желтым и холодным синим спектром. Также существуют варианты нейтрального цвета свечения. Цветовые температуры подбираются в соответствии с поставленными задачами: теплые для жилья, холодные для производственных объектов.
Рис. 4. Цветовая температура
Маркировка
Система обозначения люминесцентных лампочек определяет их основные параметры Однако, в зависимости от страны производителя будут отличаться и стандарты в обозначении. Для сравнения рассмотрим оба варианта маркировки на примере отечественных и зарубежных производителей.
Отечественная
Отечественная маркировка включает в себя буквенно-цифровое обозначение, которое включает в себя четыре позиции для букв и одну для чисел. К примеру: ЛБЦК-60.
Первая буква в маркировке Л означает лампа. Вторая позиция более сложная, она может выражаться как одной, так и парой буквосочетаний, обозначает индексы цветопередачи, в ней возможны такие варианты:
Третья позиция определяет качество цветопередачи, но в наличии есть только два варианта Ц – улучшенного качества или ЦЦ – особенно повышенного, которое часто применяется в декоративном освещении.
В четвертой позиции указывается конструкция светильника. Имеются пять основных позиций:
Зарубежная
Люминесцентные лампы зарубежного образца имеют идентичный принцип маркировки. В начале указывается мощность изделия в ваттах, ее легко узнать по латинской букве W.
Тип свечения определяется цифровым кодом с буквенным пояснением на английском:
Технические характеристики
Важными техническими характеристиками для люминесцентных ламп являются:
Особенности подключения к сети
В виду сложностей, связанных с ионизацией газового промежутка, в люминесцентных лампах может использоваться несколько вариантов схемы включения, упрощающих зажигание разряда. Наиболее популярными являются электрические схемы электромагнитного и электронного балласта, которые мы и рассмотрим далее.
Электромагнитный балласт
Является наиболее старым вариантом, применяемым в пуске люминесцентных ламп с холодными катодами.
Рис. 5. Схема подключения с электромагнитным балластом
Как видите, в этой схема лампа подключается через электромагнитный дроссель и стартер. В момент подачи напряжения стартер, состоящий из биметаллической пластины, представляет собой цепь с очень низким сопротивлением, поэтому ток в нем нарастает в значительной степени, но не доходит до величины КЗ благодаря дросселю. Этот процесс запускает электрический разряд в люминесцентной лампе, а при нагревании электроды стартера разомкнуться.
Электронный балласт
Такой способ подключения предусматривает использование специального автогенератора, собранного на трансформаторе и транзисторном блоке, способном выдавать напряжение повышенной частоты, что позволяет получить световой поток без мерцаний.
Рис. 6. Использование электронного балласта
Как видите, готовый блок электронного балласта для питания люминесцентных ламп, применяется в соответствии со схемой подключения, которая указывается прямо на корпусе изделия.
Причины выхода из строя
Достаточно часто потребители, столкнувшиеся с проблемой прекращения работы или ухудшением параметров свечения люминесцентных ламп, задаются вопросом поиска причин неисправности.
Наиболее частыми причинами выхода люминесцентных ламп со строя являются:
Плюсы и минусы
В связи с жесткой конкуренцией на рынке люминесцентные осветительные приборы принято сравнивать с параметрами работы ламп другого принципа действия.
К преимуществам люминесцентных устройств следует отнести:
Однако и недостатков у люминесцентных ламп существует немало:
Область применения
Перечень сфер, в которых могут устанавливаться люминесцентные лампы, достаточно большой. Наиболее часто вы можете встретить их в бытовых помещениях или офисах как основное освещение. В магазинах или торговых центрах устанавливаются в качестве приборов подсветки витрин, стен и других элементов интерьера и могут легко заменить неоновую лампочку. Часто их можно встретить в подсветке коридоров и помещений большой площади удлиненными трубчатыми люминесцентными светильниками.
В промышленной сфере часто применяются как лампы для работы прожекторного освещения, которое охватывает большую площадь. Прожекторные люминесцентные приборы имеют отличную светопередачу, несмотря на удаленность по высоте от освещаемой поверхности.
