Устройство люминесцентная лампа: устройство, праметры, схема, плюсы и минусы

устройство, праметры, схема, плюсы и минусы

Современные люминесцентные лампы (ЛЛ) прекрасно справляются с освещением жилых, рабочих и технических помещений большой площади и позволяют снизить общее потребление электричества на 50-83%, уменьшив таким способом счета за коммунальные услуги.

В этой статье рассмотрим рабочие характеристики ЛЛ, их устройство, разберем основные преимущества и недостатки в сравнении с другими типами осветительных приборов. В дополнение приведем тематические фото и схемы, а также видеоролики о принципе работы лампочек люминесцентного типа и особенностях их применения.

Содержание статьи:

• Принцип работы и устройство ЛЛ
  • Как работает люминесцентная лампочка?
  • Конструкционные особенности прибора
• Распространенные виды таких лампочек
  • Вид #1 — модули высокого давления
  • Вид #2 — изделия низкого давления
• Особенности компактных ЛЛ
• Базовый спектр цветовых температур
• Сильные и слабые стороны устройств
  • Положительные стороны ламп
  • Основные недостатки модулей
  • Химическая угроза здоровью
• Сравнение с другими источниками света
• Выводы и полезное видео по теме

Принцип работы и устройство ЛЛ

Люминесцентный прибор представляет собой газозарядный источник света, где в ртутных парах электрический разряд создает интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Компактные модули люминесцентного типа имеют стандартный цоколь, благодаря которому становятся удобной заменой ярких, но более энергозатратных ламп накаливания.

Как работает люминесцентная лампочка?

В видимый человеческому глазу свет его преображает специальный состав под названием люминофор, состоящий из галофосфата кальция, смешанного с дополнительными элементами.

После подключения к центральной электросети люминесцентной лампы, внутри стеклянной колбы требуется поддерживать так называемый тлеющий разряд.

Он дает возможность обеспечить свечение люминофорного слоя в постоянном режиме и даже в период кратковременного отключения центрального электропитания.

Раньше классическая лампа люминесцентного типа имела вид запаянной с двух сторон трубки, внутри которой находятся пары ртути. Сейчас приборы выпускаются в более разнообразных формах и конфигурациях

Конструкционные особенности прибора

Традиционная лампа люминесцентного типа — это стеклянный цилиндр с внешним диаметром 12, 16, 26 и 38 мм, обычно представленный как:

• прямая удлиненная трубка;
• изогнутый U-образный модуль;
• кольцо;
• сложная фигура.

В торцевые края герметично впаяны ножки. На их внутренней стороне размещены вольфрамовые электроды, конструктивно напоминающие биспиральные тела накала, встроенные в лампочки «Ильича».

В отдельных типах люминесцентных ламп используются более прогрессивные триспирали, представляющие собой закрученную биспираль. Оснащенные ими приборы имеют повышенный уровень КПД и более низкий порог теплопотери, существенно поднимающие общую эффективность светопотока

С наружной части электродные элементы подпаяны к металлическим штырькам металлического , на которые подается рабочее напряжение.

U-подобные и прямые приборы обычно оснащены цоколями G5 и G13, где буквенная кодировка означает штырьковый тип цокольного элемента, а цифровая показывает, на каком расстоянии друг от друга располагаются рабочие элементы.

Электропроводная среда, располагающаяся внутри стеклянной колбы, обладает отрицательным сопротивлением. Когда между двумя противоположными электродами возникает рост тока, требующий ограничения, оно проявляется и снижает рабочее напряжение.

В схему цепи включения обычной люминесцентной лампочки входит или балластник. Он отвечает за создание высокоуровневого импульсного напряжения, необходимого для корректной активации лампы.

Рисунок показывает внутреннее обустройство лампы люминесцентного типа и наглядно объясняет базовый принцип работы ее основных составных элементов

Помимо этой детали, ЭмПРА комплектуется . Он представляет собой элемент тлеющего разряда, внутри которого располагаются два электрода, окруженные средой инертного газа.

Один из них состоит из биметаллической пластины. В спящем режиме оба электрода находятся в разомкнутом состоянии.

Распространенные виды таких лампочек

Первичная классификация изделий на люминесцентной основе производится по уровню базового давления. Приборы высокого давления используются для осветительных установок большой мощности и наружного уличного освещения.

Лампы низкого давления применяются в быту для подачи света в производственные, технические и жилые помещения различного назначения.

Вид #1 — модули высокого давления

Устройства высокого давления вырабатывают насыщенный светопоток хорошей плотности. Внутренняя поверхность колбового элемента имеет специальное люминофорное покрытие из фторогерманата или арсената магния.

Рабочая мощность таких люминесцентных ламп колеблется в диапазоне 50-2000 Вт.

Ртутные модули высокого давления для корректной работы нуждаются в 220 ваттном номинальном сетевом напряжении. Коэффициент их пульсации обычно составляет от 61 до 74%

Полный розжиг осветительного модуля происходит в течение 3 секунд. Срок службы 80-125-ваттных изделий составляет около 6 000 ч, а лампы от 400 Вт и более могут проработать до 15 000 ч при беспрекословном соблюдении правил эксплуатации, установленных изготовителем.

Вид #2 — изделия низкого давления

ЛЛ низкого давления применяется для обеспечения светопотоком жилых, технических и производственных помещений.

Конструкционно прибор является трубкой из прочного стекла, содержащей внутри аргон под давлением 400 Па и в небольшом количестве ртуть либо амальгаму. На рынке предлагается в самых разнообразных модификациях и оснащается двумя электродными элементами.

Самая низкая температура, которую могут переносить ЛЛ низкого давления, составляет -15 °C. Поэтому для использования на открытых площадках эти источники света считаются неактуальными

Стеклянная колба может иметь самый разный диаметр. Уровень светоотдачи варьируется в зависимости от мощности самого устройства. Для его корректной работы требуется стартер дроссельного типа. Средний срок службы составляет 10 000 часов.

Особенности компактных ЛЛ

ЛЛ компактного типа – это изделия-гибриды, соединяющие в себе некоторые специфические отличительные черты ламп накаливания и характеристики люминесцентов.

Благодаря прогрессивным технологиям и расширившимся инновационным возможностям, имеют небольшой диаметр и некрупные габариты, свойственные лампочкам «Ильича», а также высокий уровень энергоэффективности, характерный для линейки приборов ЛЛ.

ЛЛ компактного типа выпускаются под традиционные цоколи E27, E14, E40 и очень активно вытесняют с рынка классические лампы накаливания за счет обеспечения качественного света при существенно меньшем потреблении электроэнергии

КЛЛ в большинстве случаев оснащаются электронным дросселем и могут использоваться в осветительных приборах специфического типа. Также применяются для замены в новых и раритетных светильниках простых и привычных ламп накаливания.

При всех достоинствах у компактных модулей есть такие специфические недостатки, как:

• стробоскопический эффект или мерцание – основные противопоказания здесь касаются эпилептиков и людей с различными заболеваниями глаз;
• выраженный шумовой эффект – в процессе пролонгированного применения появляется акустический фон, способный вызвать определенный дискомфорт у человека, находящегося в помещении;
• запах – в некоторых случаях изделия издают едкие, неприятные ароматы, раздражающие обоняние.

Последняя позиция чаще наблюдается у безымянных поделок китайского происхождения, а первыми двумя часто страдают даже брендовые приборы, изготовленные согласно всем правилам и современным требованиям. Рейтинг лучших производителей КЛЛ мы привели .

Базовый спектр цветовых температур

Цвет свечения – один из самых важных параметров, напрямую зависящий от состава люминофора, преображающего ультрафиолетовое излучение в свет.

Сегодня к наиболее распространенным относятся 7 определений оттенков потока, вырабатываемого люминесцентными лампами:

• ЛЕБ – естественный белый с заметным холодным оттенком;
• ЛДЦ – натуральный дневной с улучшенным качеством цветопередачи;
• ЛТБ – теплый белый;
• ЛД – традиционный дневной белый;
• ЛБ – классический белый;
• ЛЕЦ – естественный с максимально качественной передачей оттенков;
• ЛХБ – простой холодный белый.

Для жилых помещений, где человек проводит много времени, подходят оттенки теплой гаммы или натуральные дневные лампы с повышенным уровнем цветопередачи.

Белые и дневные тона, как правило, присутствуют в офисных, рабочих, промышленных помещениях, кабинетах и аудиториях. Они способствуют концентрации внимания, повышают мозговую активность и улучшают общую обучаемость и производительность труда.

Самые холодные оттенки применяются в медицинских учреждениях, лабораториях, больницах и технических помещениях. Они придают предметам дополнительную четкость и усиливают остроту зрения.

Люминесценты для мясных витрин продовольственных магазинов отличаются специально подобранным спектром излучения розового цвета. Он подчеркивает естественные оттенки продукции, делая ее более привлекательной в глазах покупателей

Цветовые компоненты, добавленные в люминофор, позволяют получать розовый, голубой, зеленый и другие необычные ламповые оттенки.

Такие приборы используются в дизайнерских, рекламных и коммерческих целях. С их помощью создают оригинальное свечение, необходимое в конкретном отдельно взятом случае.

Больше информации о цветовой температуре света, особенностях восприятия цвета человеком и нюансах выбора мы писали .

Сильные и слабые стороны устройств

Как у любых технических приспособлений, предназначенных для освещения бытовых и рабочих помещений, у люминесцентных ламп имеются свои слабые и сильные стороны.

На основании этой информации можно определить, где разумнее их использовать, а в каких случаях стоит отдать предпочтение источникам света иного плана.

Положительные стороны ламп

Основным преимуществом люминесцентных изделий считается повышенная светоотдача и хороший уровень КПД. Они обеспечивают помещение освещением, не раздражающим глаз, и демонстрируют нормальную выносливость даже в условиях интенсивной эксплуатации.

Модуль примерно в 5 раз превышает базовую мощность обычной лампочки «Ильича». А 20-ваттный люминесцент дает световой поток, равный тому, что обеспечивает лампа накаливания в 100 Ватт

Разнообразные температуры световых оттенков, приближенные по гамме к естественному солнечному свету, позволяют подобрать подходящий осветительный прибор под различные цели и для помещений любого назначения.

Поток света, выдаваемый модулем, получается не направленным, а рассеянным. Спокойное, приятное глазу сияние исходит не только от вольфрамовой нити, располагающейся внутри, но и от всей наружной поверхности колбы.

Это позволяет использовать люминесцентные источники как для создания общего фонового освещения, так и для организации зонального света.

Для применения в местах, где освещение включается автоматически, согласно сигналам датчиков движения, люминесценты не подходят. Они ограничены по допустимому количеству включений за определенный временной период и при слишком частой активации могут выйти из строя

Продолжительность службы люминесцентных изделий варьируется в зависимости от модели и доходит до 20 000 часов или до 5 лет.

Однако, покупателю следует знать, что этот ресурс лампа вырабатывает только при соблюдении таких условий, как:

• наличие достаточного объема качественного электропитания без скачков и перепадов;
• качественный ;
• определенное количество активаций, обычно, не более 2000 за первые 2 года использования, что составляет всего 5 включений в день.

Нарушение этих базовых условий существенно ухудшит эффективность осветительного прибора, и значительно укоротит срок его жизни.

Модули можно использовать для освещения теплиц. Они обеспечивают естественный свет, максимально приближенный к солнечному, не потребляют много электропитания и проявляют хорошую стойкость к перепадам напряжения, характерным для загородных энергоподающих сетей

Уровень энергопотребления у люминесцентов почти в 5 раз ниже, чем у традиционных изделий, поэтому их можно отнести к источникам света.

С их помощью удастся эффективно осветить большое помещение, не расходуя при этом больших денег на коммунальные платежи.

Рабочая температура на поверхности колбы не превышает 50 градусов. Это дает возможность эксплуатировать лампу в помещениях, где к пожарной безопасности предъявляются повышенные требования.

Основные недостатки модулей

Первым большим минусом изделий является излишняя чувствительность к температурным перепадам. Они сильно реагируют на движение ртутного столбика и могут перестать работать при похолодании ниже -20 °C.

Жара, превышающая +50 °C, далеко не лучшим образом сказывается на функционировании и серьезно ограничивает спектр использования этих источников света.

Влаговоспримчивость тоже не относится к плюсам и не позволяет широко применять изделия в ванных комнатах и санитарных помещениях.

Со временем люминофор в ламповых колбах деградирует и спектр излучения изменяется. Параллельно падает уровень светоотдачи прибора и заметно снижается КПД

Иногда к недостаткам причисляется и сам светопоток, имеющий линейчатый, неравномерный спектр, искажающий естественные оттенки находящихся в комнате предметов.

Не все ощущают это визуально, но для тех, кто улавливает этот минус слишком явственно, продаются лампы с люминофором, приближенным к сплошному, более натуральному спектральному цвету. Правда, их светоотдача существенно меньше.

Случаются ситуации, когда люминесценты мерцают с удвоенной частотой питающей сети. Проблема эта решаема некоторым усовершенствованием прибора, в частности, применением с подходящим уровнем емкости сглаживающего конденсатора выпрямленного тока на входе инвертора.

Но то, что производители пытаются сэкономить и не комплектуют приборы конденсаторами необходимой емкости, несколько огорчает.

Бытовые ЛЛ модули лучше всего себя чувствуют, когда температура окружающего воздуха держится в диапазоне от +5 до +35 ˚С. Когда градусник демонстрирует меньшие показатели, пуск устройства существенно затрудняется, а время эксплуатации заметно сокращается

Потребность в дополнительном пусковом устройстве тоже немного снижает популярность ламп. Им обязательно требуется либо чрезмерно шумный и довольно громоздкий дроссель со стартером низкой надежности или более прогрессивный ЭПРА, имеющий функцию корректировки мощности, но при этом стоящий солидных денег.

Еще одно уязвимое место люминесцентов – высокая чувствительность к включению. Во время непосредственной активации лампы на электродах выгорает и осыпается особый состав, который обеспечивает стабильность разряда и защищает внутреннюю вольфрамовую нить от перегрева.

Постоянное включение существенно снижает срок службы прибора. Кроме того, появляется заметное глазу, раздражающее мерцание, а края ламповой колбы темнеют и теряют эстетичность.

Химическая угроза здоровью

Одним из основных недостатков люминесцентных источников света является химическая опасность. В ламповой колбе содержится высокотоксичная ртуть, причем ее количество колеблется от 1 до 70 мг.

Пары этого вещества могут нанести вред здоровью людей, постоянно находящихся в помещениях, освещаемых приборами ЛЛ типа.

Целостность отработавшей лампы нельзя нарушать, иначе токсичная ртуть попадет во внешнюю среду. За несанкционированную утилизацию предусмотрен штраф, поэтому лучше передать изделие в центр, занимающийся переработкой элементов, опасных для природы и человека

Когда модуль выходит из строя, его ни в коем случае нельзя разбивать или отправлять в обыкновенную урну. Его необходимо и правилам, четко описанным в действующем законодательстве.

Например, отвозить на полигоны, где от населения принимают токсичные материалы для их корректного уничтожения или переработки.

Сравнение с другими источниками света

Изделия ЛЛ-типа существенно отличаются как от устаревающих ламп накаливания, так и от прогрессивных светодиодных.

По сравнению с первыми они потребляют в 5 раз меньше электроэнергии, обеспечивая при этом такой же уровень насыщенности светопотока. Зато LED-приборам они несколько уступают по мощности в сочетании с энергопотреблением.

Таблица наглядно в цифрах показывает, насколько выгоднее использовать вместо традиционных лампочек Эдисона более современные источники качественного освещения

Правда, лампа накаливания весь период работы горит с одинаковой интенсивностью, тогда как люминесценты теряют часть насыщенности из-за выгорания внутреннего слоя, отражающего ультрафиолет.

LED-изделия в процессе эксплуатации приобретают некоторую тусклость благодаря деградации рабочих диодов. А в отдельных моделях есть возможность регулировки яркости освещения при помощи диммера.

В лампах накаливания или люминесцентах такая функция не предусмотрена. Но этот удобный режим в LED-приборах не бесплатен и за него придется отдать дополнительную сумму.

По уровню конструкционной хрупкости лампы накаливания и люминесценты схожи, так как имеют стеклянную колбу. Лед-модули в этом плане более устойчивы к ударам и механическим повреждениям. Да и отсутствие внутри каких-либо вредных и токсичных элементов делает их значительно привлекательнее для эксплуатации в домашних условиях.

Самые высокие расходы за весь эксплуатационный период влечет за собой использование ламп накаливания. Люминесценты расходуют энергию в разумных пределах, а светодиоды дают возможность снизить затраты до самых минимальных показателей

Что касается финансовой стороны, то изначально меньше других стоит лампочка накаливания. Однако, учитывая ее рабочий ресурс всего в 1 000 часов, это вряд ли можно считать ярко выраженным достоинством.

Базовая цена люминесцентов выше, однако, и служат они значительно дольше. Как говорят солидные производители, их хватает на 10 000-15 000 часов в том случае, если количество ежедневных активаций не превышает 5-6 раз.

Светодиодные модули могут похвастаться еще лучшими показателями, но и заплатить за это удовольствие придется намного больше, а это не во всех случаях целесообразно. Хотя тенденция замены одних источников света другими, прослеживается повсеместно. О необходимости замены люминесцентных лампочек светодиодными и порядке выполнения этой работы .

Выводы и полезное видео по теме

По какому принципу работают люминесценты. Подробное объяснение всех нюансов функционирования экономичных и энергоэффективных приборов для освещения:

В чем заключаются основные отличия люминесцентных элементов от простых и традиционных ламп накаливания. Сравнение мощности, светопотока и энергопотребления двух современных осветительных изделий:

Что собой представляют компактные энергосберегающие лампочки люминесцентного типа. Как они работают, сколько ватт потребляют и для каких целей используются:

Прибор люминесцентного типа – это практичный аналог классической лампы накаливания. С его помощью можно обеспечить качественным светопотоком помещение любых габаритов, снизив при этом энергопотребление. Прослужит он долго и не доставит владельцам никаких существенных хлопот.

Потом, когда лампы отработают свой срок, их понадобится утилизировать, а взамен купить новые, более прогрессивные модули.

А какой тип лампочек предпочитаете вы и что думаете о лампочках-люминесцентах? Поделитесь с другими пользователями своим мнением, расскажите, в чем вы видите основные плюсы ЛЛ, а что, лично для вас, является существенным недостатком этих приборов.

Если вы владеете хорошими теоретическими знаниями по теме вышеизложенной статьи и хотите дополнить наш материал полезными нюансами, пишите, пожалуйста, свои комментарии в блоке ниже.

Принцип работы люминесцентной лампы

Среди газоразрядных осветительных приборов широкую известность получили люминесцентные лампы. Они изготавливаются в форме стеклянных цилиндров, на внутреннюю поверхность которых нанесен слой люминофора. Принцип работы люминесцентной лампы состоит в появлении внутри колбы газового разряда в газовой среде, смешанной с разреженными ртутными парами. Далее под влиянием ультрафиолетового излучения начинает светиться люминофор, являющийся источником основного светового потока.

Содержание

Как появились люминесцентные лампы

Прежде чем рассматривать вопрос, как работает люминесцентная лампа, необходимо хотя бы в общих чертах изучить историю ее появления. Впервые эффект свечения наблюдал известный русский ученый М.В. Ломоносов еще в середине 18 века. В эксперименте был использован стеклянный шар, наполненный водородом. После того как к нему был приложен электрический ток, шар начал испускать видимый свет. Однако это устройство не рассматривалось в качестве источника освещения, а полноценная работа в этой области началась уже в 19 веке.

В 1856 году немецкому стеклодуву Гейслеру удалось откачать воздух из стеклянной колбы с помощью изобретенного им же вакуумного насоса. Используя высоковольтную катушку, он вызвал внутри колбы свечение зеленоватого цвета. Данное устройство получило название трубки Гейслера. Немного позднее, в 1859 году Александр Беккерель осуществил покрытие трубок изнутри веществами, обладающими люминесцирующими свойствами.

Именно с этого момента началось развитие технологий данного типа освещения. Проводимые работы так и остались экспериментами, но сама идея получила дальнейшее развитие на практике.

Первую демонстрацию трубок Гейслера в 1891 году провел американский ученый Никола Тесла. Он на практике показал возможность светиться у трубок с различными покрытиями под действием высокочастотного электрического поля. В этом же году Тесла получил патент на аргоновые газоразрядные лампы, спроектированные для систем освещения.

Первые лампы для светильника на основе ртути удалось получить американцу Питеру Хьюитту. Ртутные пары светились мягким сине-зеленым светом, а по техническим характеристикам эти устройства превосходили лампы Эдисона. Однако полученные цветовые оттенки не нашли широкого применения в искусственном освещении.

Ровное белое свечение было получено в 1926 году немецким изобретателем Эдмундом Гермером. На внутреннюю часть колбы наносился флуоресцентный порошок – люминофор, после чего внутри нее увеличивалось давление. Свет от такого источника был гораздо ярче по сравнению с лампами накаливания. Конструкция этих устройств считается максимально близкой к современным люминесцентным лампам.

С 1934 года компания General Electric приобрела патент и приступила к выпуску осветительных приборов нового типа. Они сразу же приобрели широкую популярность и стали повсеместно использоваться в искусственном освещении вместо обычных лампочек.

Особенности конструкции

Колбы всех ламп, независимо от конфигурации, всегда имеют цилиндрическую форму. Их наружный диаметр составляет 12, 16, 26 и 38 мм. Чаще всего источники света изготавливаются прямыми, но некоторые из них сформированы в кольцо, букву U, спираль и т. д.

Устройство люминесцентной лампы предполагает герметичное соединение торцов со стеклянными ножками, внутри которых установлены зажигательные электроды. Они изготавливаются из вольфрама и закручиваются в спираль, так же как у обычных ламп накаливания. Снаружи электроды соединяются со штырьками цоколя, выполняющими функцию контактов. Устройства прямой и U-образной формы для светильника оборудованы двумя видами цоколей – G5 и G13. В указанной маркировке цифры означают размер зазора между штыревыми контактами в миллиметрах.

Рассматривая вопрос, как устроена лампа, следует помнить, что в одну из стеклянных ножек впаян специальный штенгель, через который производится откачка воздуха изнутри колбы. После этого внутрь закачивается инертный газ с небольшим количеством ртути, примерно 30 мг. Вместо чистой ртути может использоваться амальгама, представляющая собой ее сплавы с такими металлами, как индий, висмут и другие. Вольфрамовые электроды покрываются активирующим веществом. Для этой цели используются оксиды бария, кальция или стронция. В некоторых случаях к ним добавляется торий.

Основной функцией электродов является отдача и прием ионов и электронов, обеспечивающих течение электрического тока в пространстве, где образуется разряд. Чтобы запустить процесс термоэмиссии, они разогреваются до температуры 1100-1200 градусов. Электроны начинают вылетать с поверхности активирующего вещества. В процессе эксплуатации слой этих веществ постепенно уменьшается, происходит его оседание на стеклянных стенках, что делает зависимым от этого общий срок эксплуатации люминесцентной лампы.

Максимальное ультрафиолетовое излучение ртути достигается наиболее эффективным использованием разряда. Для этого внутри колбы должна поддерживаться определенная температура. Ее диаметр определяется именно этим техническим условием.

Работоспособность лампы для светильника во многом зависит от плотности тока. Чтобы найти эту величину, необходимо значение тока разделить на площадь сечения цилиндра. Мощность лампы находится в прямой зависимости с ее длиной, поэтому просто так колбу нельзя сделать короче. В связи с этим, габариты стали уменьшаться за счет измененной конфигурации, при которой общая протяженность изделия остается прежней.

Как работает устройство с люминофором

Принцип работы люминесцентных ламп во многом зависит от ее конструкции. Газ, наполняющий внутреннее пространство колбы, создает электропроводную среду с отрицательным сопротивлением. Его проявление заключается в изменении напряжения между электродами, расположенными с противоположных сторон. Напряжение начинает снижаться при возрастании тока, который требует ограничения.

Включение в работу люминесцентной лампы для светильника осуществляется при помощи электромеханической пускорегулирующей аппаратуры – ЭмПРА. Основными компонентами данной схемы служат дроссель и стартер. Первое устройство создает импульс напряжения с большой величиной, обеспечивающий зажигание. Второй компонент представляет собой лампу тлеющего разряда, внутри которой в газовой среде размещаются два электрода. Один электрод является биметаллической пластиной, а в исходном положении они оба разомкнуты.

Запуск лампы и ее принцип действия происходят в следующей последовательности:

• В пусковую схему изначально поступает напряжение. Изначально ток не будет проходить через лампу, поскольку он ограничивается высоким сопротивлением внутренней среды. Он попадает на спирали катодов и производит их разогрев. Одновременно ток идет на стартер и дает толчок к образованию внутри него тлеющего разряда.
• После того как под действием тока контакты дросселя разогреются, наступает замыкание биметаллической пластины. В результате, металл становится проводником и действие разряда прекращается.
• На следующем этапе происходит остывание биметаллического электрода, что приводит к размыканию контактов. В дросселе под влиянием самоиндукции образуется импульс высокого напряжения, дающий толчок к зажиганию лампы.
• Ток, проходящий через лампу для светильника, постепенно уменьшается в два раза из-за падения напряжения на дросселе. Его не хватает, чтобы повторно запустить стартер с разомкнутыми контактами, но сама лампа будет продолжать свою работу.

Если в один светильник установлены сразу две светящиеся лампы, схема включения предусматривает для них общий дроссель. Подключение ламп осуществляется последовательно, однако к каждой из них параллельно подключен собственный стартер. При выходе из строя одной из ламп, вторая также отключается. В схеме включения рекомендуется устанавливать только качественные выключатели. У бюджетных моделей возможно залипание контактов под влиянием пусковых токов. Поскольку дроссель и стартер являются основными компонентами пусковой схемы, их работу следует рассмотреть более подробно.

Дроссель: назначение и устройство

Люминесцентные светильники не могут быть включены как обычные лампы, одной лишь подачей электроэнергии. Для того чтобы они заработали и начали светиться, необходимо использовать специальную пускорегулирующую аппаратуру.

Ток, протекающий через электроды требуется ограничить, поэтому в схеме используется сопротивление, называемое балластом. Его функции выполняет дроссель, в котором присутствует реактивное сопротивление, не выделяя при этом лишнего тепла. Он ограничивает ток, тем самым предупреждая его нарастание после подключения к сети.

Помимо включения, дроссель в пусковой схеме выполняет следующие функции:

• Создает безопасный ток, достаточный для быстрого разогрева электродов в лампе при розжиге.
• В обмотке образуется импульс высокого напряжения, благодаря которому внутри колбы возникает разряд.
• Стабилизирует разряд при достижении током номинального значения.
• Обеспечивает устойчивую работу лампы, несмотря на скачки и перепады сетевого напряжения.

Основным элементом дросселя служит катушка индуктивности, которая состоит из проводов, намотанных на сердечник. Именно она выполняет основную ограничивающую функцию. Вся конструкция залита компаундом – специальной массой, устойчивой к возгоранию. За счет этого обеспечивается дополнительная изоляция проводов. Катушка помещается в корпусе из термоустойчивой пластмассы.

Функции стартера в схеме подключения

Вторым компонентом, входящим в состав пускорегулирующей аппаратуры, является стартер, имеющий довольно простую конструкцию. Продукция разных производителей отличается собственными параметрами и техническими характеристиками, которые необходимо учитывать при покупке ламп. Однако устройство и принцип работы этих приборов одинаковый.

Конструкция стартера выполнена в виде стеклянного баллона, заполненного инертным газом – неоном или смесью водорода с гелием. В цоколь баллона неподвижно впаяны металлические электроды, выведенные наружу. Сама стеклянная конструкция располагается в металлическом или пластмассовом корпусе, покрытом термоизоляционным составом.

Параллельно с электродами подключен конденсатор емкостью 0,003-0,1 мкф, предназначенный для борьбы с радиопомехами, возникающими при контакте электродов. Кроме того, данный элемент принимает участие в запуске лампы и понижает величину импульса напряжения, возникающего во время размыкания электродов. Параллельное включение конденсатора существенно понижает вероятность залипания электродов под действием электрической дуги.

Основной функцией стартера является замыкание и размыкание электрической цепи, запуск механизма розжига инертного газа, закачанного в колбу. При замыкании цепи электроды самой лампы нагреваются, и весь процесс зажигания заметно облегчается. После нагрева цепь разрывается с одновременным образованием импульса повышенного напряжения, пробивающего газовый промежуток колбы. Такой принцип работы каждого стартера.

Несмотря на устойчивую и долговременную работу, схемы ЭмПРА с использованием стартера считается несовершенной. Рабочий процесс нередко сопровождается мерцанием, шумом дросселя и другими неприятными явлениями. Поэтому все современные люминесцентные лампы работают с более совершенной электронной пусковой схемой – ЭПРА.

Подключение через электронный балласт – ЭПРА

Схема ЭПРА с люминесцентными лампами функционирует на основе полупроводниковых элементов, что позволило снизить габариты и повысить качество работы этих устройств. Заметно возросли сроки эксплуатации, повысился КПД, появилась возможность плавной регулировки яркости, увеличился коэффициент мощности.

В состав схемы электронного пускорегулирующего устройства входят следующие компоненты:

• Устройство для выпрямления тока и напряжения.
• Фильтр электромагнитных излучений.
• Корректор для регулировки коэффициента мощности.
• Фильтр сглаживания напряжения.
• Инверторная схема.
• Элемент с функциями дросселя.

Схема ЭПРА может быть мостовой или полумостовой. Первый вариант предназначен для очень мощных ламп, а второй используют все остальные люминесцентные лампы низкого давления.

В основе работы электронного балласта лежат увеличенные частотные характеристики, обеспечивающие равномерное свечение, без каких-либо мерцаний. Современные микросхемы, используемые в конструкции, позволили существенно уменьшить размеры устройства и обеспечить равномерный подогрев электродов. Благодаря ЭПРА, люминесцентная лампа может быть автоматически подстроена под конкретные технические характеристики.

HUBBELL WIRING DEVICE-KELLEMS Стартер люминесцентной лампы: 25 Вт Макс.

Мощность лампы накаливания, 2 контакта, FS-25 — 4D241|FS25

ЭЛЕКТРОМОНТАЖНОЕ УСТРОЙСТВО HUBBELL-KELLEMS

• Вещь #
  4Д241
• производитель Модель #

  ФС25

• UNSPSC #

  39111810

• № страницы каталога

  476

  476

Страна происхождения

Китай.

Страна происхождения может быть изменена.

Стартеры люминесцентных ламп устанавливаются в магнитные балласты люминесцентных ламп с предварительным нагревом. Они обеспечивают небольшое количество электричества, которое ионизирует газ внутри люминесцентной лампы, позволяя газу проводить электричество, чтобы лампочка могла загореться. Стартеры следует заменить, когда люминесцентные лампы начинают мерцать или не загораются.

Коснитесь изображения, чтобы увеличить его.

Наведите курсор на изображение, чтобы увеличить его.

ЭЛЕКТРОМОНТАЖНОЕ УСТРОЙСТВО HUBBELL-KELLEMS

• Вещь #
  4Д241
• производитель Модель #

  ФС25

• UNSPSC #

  39111810

• № страницы каталога

  476

  476

Страна происхождения

Китай.

Страна происхождения может быть изменена.

Стартеры люминесцентных ламп устанавливаются в магнитные балласты люминесцентных ламп с предварительным нагревом. Они обеспечивают небольшое количество электричества, которое ионизирует газ внутри люминесцентной лампы, позволяя газу проводить электричество, чтобы лампочка могла загореться. Стартеры следует заменить, когда люминесцентные лампы начинают мерцать или не загораются.

Устройство, параметры, схема, плюсы и минусы

Современные люминесцентные лампы (ЛЛ) отлично справляются с освещением больших, жилых, рабочих и технических помещений и позволяют снизить общее потребление электроэнергии на 50-83%, уменьшая тем самым коммунальные платежи .

В данной статье рассмотрим ТТХ ЛЛ, их устройство, разберем основные преимущества и недостатки по сравнению с другими типами осветительных приборов. Кроме того, мы даем тематические фото и схемы, а также видеоролики о принципе работы люминесцентных ламп и особенностях их применения.

Содержание статьи:

• Принцип действия и устройство ЛЛ
  • Как работает люминесцентная лампа?
  • Особенности конструкции прибора
• Распространенные типы лампочек
  • Вид №1 — модули высокого давления
  • Вид №2 — изделия низкого давления недостатки приборов
    • Положительные стороны светильников
    • Основные недостатки модулей
    • Химическая опасность для здоровья
  • Сравнение с другими источниками света
  • Выводы и полезное видео по теме

  Принцип работы и устройство ЛЛ

  А люминесцентный прибор газозарядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути создает интенсивное ультрафиолетовое излучение.

  Компактные модули люминесцентного типа имеют стандартный цоколь, благодаря чему становятся удобной заменой ярким, но более энергоемким лампам накаливания.

  Как работает люминесцентная лампа?

  Специальный состав, называемый люминофором, состоящий из галофосфата кальция, смешанного с дополнительными элементами, преобразует свой свет в свет, видимый человеческому глазу.

  После подключения люминесцентной лампы к центральной электрической сети внутри стеклянной колбы необходимо поддерживать так называемый тлеющий разряд.

  Позволяет обеспечить свечение слоя люминофора в постоянном режиме и даже при кратковременном отключении центрального источника питания.

  Раньше классическая люминесцентная лампа выглядела как запаянная с двух сторон трубка, внутри которой находятся пары ртути. Инструменты теперь доступны в более разнообразных формах и конфигурациях.

  Особенности конструкции прибора

  Традиционная люминесцентная лампа представляет собой стеклянный цилиндр с внешним диаметром 12, 16, 26 и 38 мм, обычно представленный как:

  • прямая удлиненная трубка;
  • U-образный изогнутый модуль;
  • кольцо;
  • сложная фигура.

  Ножки герметично припаяны к торцевым кромкам. На их внутренней стороне расположены вольфрамовые электроды, конструктивно напоминающие биспиральные тела накала, встроенные в лампочки Ильича.

  В некоторых типах люминесцентных ламп используются более прогрессивные триспирали, представляющие собой закрученную биспираль. Приборы, оснащенные ими, имеют повышенный уровень эффективности и более низкий порог теплопотерь, что значительно повышает общую эффективность светового потока

  С внешней стороны электродные элементы припаяны к металлическим штырям из металла, на который подается рабочее напряжение.

  П-образные и прямые устройства обычно комплектуются гнездами G5 и G13, где буквенное кодирование означает тип штыря базового элемента, а цифровое показывает, насколько удалены рабочие элементы друг от друга.

  Электропроводящая среда, расположенная внутри стеклянной колбы, имеет отрицательное сопротивление. Когда между двумя противоположными электродами возникает нарастание тока, требующее ограничения, оно появляется и снижает рабочее напряжение.

  В цепь входит обычная люминесцентная лампа или балласт. Он отвечает за создание импульсного напряжения высокого уровня, необходимого для правильного включения лампы.

  На рисунке показано внутреннее устройство люминесцентной лампы и наглядно поясняется основной принцип работы ее основных составляющих элементов

  Помимо этой детали, ЭМПР комплектуется . Он представляет собой элемент тлеющего разряда, внутри которого расположены два электрода, окруженные инертной газовой средой.

  Один из них состоит из биметаллической пластины. В спящем режиме оба электрода находятся в разомкнутом состоянии.

  Распространенные типы лампочек

  Первичная классификация изделий на люминесцентной основе производится по уровню базового давления. Приборы высокого давления применяются для осветительных установок большой мощности и наружного уличного освещения.

  Лампы низкого давления применяются в быту для освещения производственных, технических и жилых помещений различного назначения.

  Вид №1 — модули высокого давления

  Аппараты высокого давления дают насыщенный световой поток хорошей плотности. Внутренняя поверхность элемента колбы имеет специальное люминофорное покрытие из фторгерманата или арсената магния.

  Рабочая мощность таких люминесцентных ламп колеблется в пределах 50-2000 Вт.

  Для правильной работы ртутных модулей высокого давления требуется номинальное напряжение сети 220 Вт. Их коэффициент пульсации обычно составляет от 61 до 74%

  Полное зажигание модуля освещения происходит в течение 3 секунд. Срок службы 80-125-ваттных изделий составляет около 6 000 часов, а лампы от 400 ватт и более могут прослужить до 15 000 часов при строгом соблюдении правил эксплуатации, установленных производителем.

  Вид №2 — изделия низкого давления

  ЛЛ низкого давления применяют для обеспечения светового потока жилых, технических и производственных помещений.

  Конструктивно прибор представляет собой трубку из прочного стекла, содержащую внутри аргон под давлением 400 Па и в небольшом количестве ртуть или амальгаму. Он предлагается на рынке в самых разных модификациях и оснащен двумя электродными элементами.

  Минимальная температура, которую может выдержать ЛЛ низкого давления, составляет -15°С. Поэтому для использования на открытых площадках данные источники света считаются неактуальными

  Стеклянная колба может иметь различные диаметры. Уровень светоотдачи варьируется в зависимости от мощности самого прибора. Для его корректной работы требуется дроссельный пускатель. Средний срок службы составляет 10 000 часов.

  Особенности компактных ЛЛ

  Компактные ЛЛ представляют собой гибриды, сочетающие в себе некоторые специфические отличительные черты ламп накаливания и люминесцентные характеристики.

  Благодаря передовым технологиям и расширяющимся инновационным возможностям они имеют малый диаметр и малые габариты, характерные для ламп Ильича, а также высокий уровень энергоэффективности, характерный для приборов линейки ЛЛ.

  ЛЛ компактного типа выпускаются под традиционные цоколи Е27, Е14, Е40 и очень активно вытесняют с рынка классические лампы накаливания, обеспечивая качественный свет при значительно меньшем энергопотреблении

  КЛЛ в большинстве случаев оснащены электронный дроссель и может использоваться в определенных осветительных приборах. Также их используют для замены простых и привычных ламп накаливания в новых и редких лампах.

  При всех достоинствах компактные модули имеют такие специфические недостатки, как:

  • стробоскопический эффект или мерцание — основные противопоказания здесь касаются эпилептиков и людей с различными заболеваниями глаз;
  • выраженный звуковой эффект — при длительном использовании появляется акустический фон, который может вызывать некоторый дискомфорт у человека, находящегося в помещении;
  • запах — в некоторых случаях продукты выделяют едкие, неприятные запахи, раздражающие обоняние.

  Последнее положение чаще наблюдается у безымянных поделок китайского производства, а первыми двумя часто страдают даже фирменные приборы, изготовленные по всем правилам и современным требованиям. Мы составили рейтинг лучших производителей КЛЛ.

  Базовый спектр цветовых температур

  Цвет свечения – один из важнейших параметров, который напрямую зависит от состава люминофора, преобразующего ультрафиолетовое излучение в свет.

  На сегодняшний день наиболее распространены 7 определений оттенков потока, создаваемого люминесцентными лампами:

  • Лоб — натуральный белый с заметным холодным оттенком;
  • LDC — естественный дневной свет с улучшенным качеством цветопередачи;
  • Ltb — теплый белый;
  • LD — традиционный дневной белый;
  • LB — классический белый;
  • ЛЭЦ — натуральный с максимально качественными оттенками;
  • LHB — однотонный холодный белый.

  Для жилых помещений, где человек проводит много времени, подходят оттенки теплых тонов или естественного дневного света с повышенным уровнем цветопередачи.

  Белые и дневные тона, как правило, присутствуют в офисных, рабочих, производственных помещениях, кабинетах и ​​учебных классах. Они способствуют концентрации внимания, повышают активность мозга и улучшают общую обучаемость и продуктивность.

  Наиболее холодные оттенки используются в медицинских учреждениях, лабораториях, больницах и технических помещениях. Они придают объектам дополнительную четкость и повышают остроту зрения.

  Люминесцентные лампы для мясных витрин продовольственных магазинов отличаются специально подобранным спектром розового излучения. Он подчеркивает натуральные оттенки продукта, делая его более привлекательным в глазах покупателей.

  Цветовые компоненты, добавляемые в люминофор, позволяют получать розовые, голубые, зеленые и другие необычные оттенки ламп.

  Такие устройства используются в дизайнерских, рекламных и коммерческих целях. С их помощью создают оригинальное свечение, необходимое в конкретном индивидуальном случае.

  Мы писали больше информации о цветовой температуре света, особенностях восприятия цвета человеком и нюансах выбора. .

  Сильные и слабые стороны приборов

  Как и любые технические светильники, предназначенные для освещения бытовых и рабочих помещений, люминесцентные лампы имеют свои сильные и слабые стороны.

  На основании этой информации можно определить, где их целесообразнее использовать, а в каких случаях стоит отдать предпочтение источникам света другого плана.

  Положительные стороны светильников

  Основным преимуществом люминесцентных изделий считается повышенная светоотдача и хороший уровень КПД. Они обеспечивают помещение освещением, не раздражающим глаза, и демонстрируют нормальную выносливость даже в условиях интенсивного использования.

  Модуль примерно в 5 раз превышает базовую мощность обычной лампочки Ильича. А 20-ваттная люминесцентная дает световой поток, равный тому, что дает 100-ваттная лампа накаливания

  Разнообразие температур световых оттенков, близких по шкале к естественному солнечному свету, позволяют подобрать подходящий осветительный прибор для различных целей и задач. для помещений любого назначения.

  Световой поток, излучаемый модулем, не рассеивается, а рассеивается. Спокойное, приятное для глаз сияние исходит не только от вольфрамовой нити, расположенной внутри, но и от всей внешней поверхности колбы.

  Позволяет использовать люминесцентные источники как для создания общего фонового освещения, так и для организации зонального освещения.

  Для использования в местах, где освещение включается автоматически по сигналам датчиков движения, люминесцентные лампы не подходят. Они ограничены допустимым количеством включений в течение определенного периода времени и при слишком частом включении могут выйти из строя

  Срок службы люминесцентных изделий варьируется в зависимости от модели и достигает до 20 000 часов или до 5 лет.

  Однако покупателю следует знать, что данная лампа вырабатывает данный ресурс только при соблюдении следующих условий, таких как:

  • наличие достаточного количества качественной мощности без скачков и падений;
  • качество ;
  • определенное количество активаций, обычно не более 2000 за первые 2 года использования, то есть всего 5 включений в сутки.

  Нарушение этих основных условий значительно ухудшит эффективность работы осветительного прибора и значительно сократит срок его службы.

  Модули можно использовать для освещения теплиц. Они обеспечивают естественное освещение, максимально приближенное к солнечному, не потребляют много электроэнергии и обладают хорошей устойчивостью к скачкам напряжения, характерным для загородных электросетей

  Уровень энергопотребления люминесцентных почти в 5 раз ниже, чем у традиционных изделий, поэтому они можно отнести к источникам света.

  С их помощью можно будет эффектно осветить большую комнату, не тратя много денег на оплату коммунальных услуг.

  Рабочая температура на поверхности колбы не выше 50 градусов. Это дает возможность эксплуатировать светильник в помещениях, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.

  Основные недостатки модулей

  Первый большой недостаток изделий – излишняя чувствительность к перепадам температур. Сильно реагируют на движение ртутного столбика и могут перестать работать при понижении температуры ниже -20°С.

  Нагрев, превышающий +50°С, далеко не лучшим образом влияет на функционирование и серьезно ограничивает диапазон применения этих источники света.

  Влагостойкость также не является плюсом и не позволяет широко использовать изделия в ванных и санузлах.

  Со временем люминофор в колбах ламп деградирует и меняется спектр излучения. При этом снижается уровень светоотдачи прибора и заметно снижается КПД

  Иногда недостатком считают и сам световой поток, имеющий линейный, неравномерный спектр, искажающий естественные оттенки предметов в помещении.

  Не все это ощущают визуально, но для тех, кто слишком явно улавливает этот минус, продаются лампы с люминофором, близким к сплошному, более естественному спектральному цвету. Правда, светоотдача у них существенно меньше.

  Бывают ситуации, когда свечение мерцает с удвоенной частотой питающей сети. Эта проблема решается некоторым усовершенствованием устройства, в частности, применением с подходящим уровнем емкости сглаживающего конденсатора выпрямленного тока на входе инвертора.

  А вот то, что производители пытаются сэкономить и не оснащают устройства конденсаторами нужной емкости, несколько разочаровывает.

  Бытовые ЛЛ-модули лучше всего себя чувствуют при температуре окружающей среды от +5 до +35 ˚С. Когда термометр демонстрирует более низкую производительность, пуск прибора значительно затрудняется, а время работы значительно сокращается

  Необходимость в дополнительном пусковом устройстве также несколько снижает популярность ламп. Им обязательно нужен либо чрезмерно шумный и довольно громоздкий дроссель с малонадежным пускателем, либо более совершенный электронный балласт, имеющий функцию регулировки мощности, но при этом стоящий больших денег.

  Еще одним слабым местом люминесценции является высокая чувствительность к включениям. При непосредственной активации лампы на электродах выгорает и крошится специальный состав, обеспечивающий стабильность разряда и предохраняющий внутреннюю вольфрамовую нить накала от перегрева.

  Постоянное включение значительно сокращает срок службы устройства. Кроме того, глазу появляется заметное мерцание, а края колбы лампы темнеют и теряют эстетичность.

  Химическая опасность для здоровья

  Одним из основных недостатков люминесцентных источников света является химическая опасность. Колба лампы содержит высокотоксичную ртуть, и ее количество колеблется от 1 до 70 мг.

  Пары этого вещества могут нанести вред здоровью людей, постоянно находящихся в помещениях, освещаемых приборами типа ЛЛ.

  Нельзя нарушать целостность отработанной лампы, иначе во внешнюю среду попадет токсичная ртуть. За самовольную утилизацию предусмотрен штраф, поэтому товар лучше передать в центр, перерабатывающий опасные для природы и человека элементы

  Когда модуль выходит из строя, его ни в коем случае нельзя ломать или отправлять в обычную урну для голосования. Его необходимость и правила четко описаны в действующем законодательстве.

  Например, отвезти их на свалки, где токсичные материалы забирают у населения для их надлежащего уничтожения или переработки.

  Сравнение с другими источниками света

  Изделия типа ЛЛ существенно отличаются как от устаревших ламп накаливания, так и от прогрессивных светодиодных.

  По сравнению с первыми потребляют в 5 раз меньше электроэнергии, обеспечивая при этом тот же уровень насыщенности светового потока. А вот светодиодные устройства несколько уступают по мощности в сочетании с энергопотреблением.

  Таблица наглядно показывает в цифрах, насколько выгоднее использовать более современные источники качественного освещения вместо традиционных ламп Эдисона

  Правда, лампа накаливания горит с одинаковой интенсивностью за весь период эксплуатации, а люминесцентная теряет часть его насыщения за счет выгорания внутреннего слоя, отражающего ультрафиолет.

  Светодиодные изделия в процессе эксплуатации приобретают некоторое помутнение из-за деградации рабочих диодов. А в некоторых моделях есть возможность регулировать яркость освещения диммером.

  В лампах накаливания или люминесцентных такая функция не предусмотрена. Но этот удобный режим в LED-устройствах платный и за него придется заплатить дополнительную сумму.

  По конструктивной хрупкости лампы накаливания и люминесцентные аналогичны, так как имеют стеклянную колбу. Ледяные модули в этом плане более устойчивы к ударам и механическим повреждениям. А отсутствие внутри каких-либо вредных и токсичных элементов делает их гораздо более привлекательными для эксплуатации в домашних условиях.

  Наибольшие затраты за весь эксплуатационный период влечет за собой использование ламп накаливания. Люминесцентные используют энергию в разумных пределах, а светодиоды позволяют снизить затраты до минимально возможных уровней

  Что касается финансовой стороны, то изначально лампочка накаливания стоит меньше других. Однако, учитывая его ресурс работы всего в 1000 часов, вряд ли это можно считать ярко выраженным преимуществом.

  Базовая цена люминесцентных выше, однако и служат они значительно дольше. Как заявляют авторитетные производители, их хватает на 10 000-15 000 часов, если количество ежедневных включений не превышает 5-6 раз. 9Светодиодные модули 0003

  могут похвастаться еще лучшими характеристиками, но за это удовольствие придется заплатить гораздо больше, а это целесообразно не во всех случаях. Хотя тенденция замены одних источников света другими наблюдается повсеместно. О необходимости замены люминесцентных ламп на светодиодные и порядке выполнения этой работы.

  Выводы и полезное видео по теме

  Каков принцип свечения? Подробное объяснение всех нюансов эксплуатации экономичных и энергоэффективных осветительных приборов:

  В чем основные отличия люминесцентных элементов от простых и традиционных ламп накаливания. Сравнение мощности, светового потока и энергопотребления двух современных осветительных приборов:

  Что такое компактные энергосберегающие люминесцентные лампы? Как они работают, сколько ватт потребляют и для каких целей используются:

  Прибор люминесцентного типа является практичным аналогом классической лампы накаливания.

  Устройство люминесцентная лампа: устройство, праметры, схема, плюсы и минусы