Принцип работы люминесцентной лампы

Особенности люминесцентной лампы

Вот уже продолжительное время, весь мир напряженно думает о дополнительной экономии электрической энергии. Этому способствует использование энергосберегающих ламп, которые известны миру более 50 лет. Это достойная альтернатива традиционным лампам накаливания. Единственным спорным моментом является вопрос ее утилизации. Ниже предлагается рассмотреть, как устроена люминесцентная лампа, на что обратить внимание потенциальному покупателю.

Описание

Визуально люминесцентная лампа представляет собой стеклянную колбу. Как правило, выполняется в белом цвете, по краям выступают соответствующие контакты подключения. Форма может быть выполнена в виде:

В процессе производства из колбы выкачивается воздух, после чего закачивается в конструкцию инертный газ. В результате действия электричества инертный газ приводит к последующему свечению самого изделия. При этом создаются потоки холодного, теплого света, последний называется «дневным». От этого и возникло второе название ламп. Лампа светить бы не могла, если на поверхность колбы с внутренней стороны не был нанесен люминофор. В самом изделии находится ртуть.

Внимание! Из-за наличия ртути в составе относительно актуальности использования лампы до сих пор не угасают многочисленные споры у экологов во всем мире.

Технические характеристики

Перед совершением покупки необходимо знать, какое напряжение на люминесцентной лампе и почему обязательно стоит обратить внимание на данный показатель при выборе изделия:

• Накаливание мощностью 20 Вт будет соответствовать люминесцентной, мощностью 5-7 Вт.
• Накаливание мощностью 40 Вт будет соответствовать люминесцентной, мощностью 10-13 Вт.
• Накаливание мощностью 60 Вт будет соответствовать люминесцентной, мощностью 15-16 Вт.
• Накаливание мощностью 75 Вт будет соответствовать люминесцентной, мощностью 18-20 Вт.
• Накаливание мощностью 100 Вт будет соответствовать люминесцентной, мощностью 25-30 Вт.
• Накаливание мощностью 150 Вт будет соответствовать люминесцентной, мощностью 40-50 Вт.
• Накаливание мощностью 200 Вт будет соответствовать люминесцентной, мощностью 60-80 Вт.

Достоинства и недостатки

К преимуществам данного изделия можно отнести энергоэффективность. Под данным определением принято понимать количество потребляемой во время эксплуатации светильником с подключенными люминесцентными лампами электрической энергии.

Внимание! Отмечается, что изделие куда выгоднее обычной лампы накаливания и может запросто использоваться в дальнейшем во время эксплуатации как альтернативный источник света.

Благодаря устройству светильника с люминесцентными лампами качество излучения в разы выше. При учете, что цветовая передача лампы накаливания сравнительно невысока, под действующим светом люминесцентной лампы можно запросто различать истинные цвета без искажений.

К достоинствам стоит отнести и долговечность. Они могут запросто обеспечивать свечение вплоть до 10000 часов.

Мягкий свет благоприятно влияет на зрение, при этом само освещение куда более комфортное, поскольку излучение равномерно распределено по всей поверхности изделия. К примеру, если взять лампу накаливания, то яркая спираль быстро вызывает усталость глаз.

К недостаткам относится зависимость от условий сети, а также определенное количество запусков. Выходит из строя, как правило, ранее заявленного производителем срока. Нельзя не отметить и наличие паров ртути в конструкции.

Принцип работы

Инертный газ необходим для обеспечения тлеющего разряда. Ртуть же является актуальным компонентом, который позволяет усиливать разряд. Люминофор потребуется для последующего преобразования ультрафиолетового света, что актуально в свете видимого спектра. Электроды потребуются в дальнейшем для подключения лампы в электрическую схему, создания соответствующих разрядов электронов.

Как только напряжение подается на контакты, электроды начинают испускать электроны, которые, перемещаясь по колбе, создают разряд. Специально для этого, в схему дополнительно включают устройство, которое создает разовый электрический разряд, актуальный для старта свечения. Данное устройство носит название стартер фото, его задача сводится к тому, чтобы в кратковременном отрезке увеличивать силу тока примерно в 3-4 раза.

Внимание! Чтобы обеспечивать полноценный запуск, последующую работу люминесцентной лампы, потребуется дополнительное устройство, которое называется дросселем. Это название фактически устарело, но продолжает активно использоваться.

Область применения

Актуальным решением станет использование лампы для освещения жилых домов, а также медицинских, общественных и учебных заведений. Помимо этого, нашла широкое применение в спортивных, а также торговых комплексах, прочно войдя в жизнь каждого пользователя. Постепенно люминесцентные конструкции все же сумели вытеснить традиционные лампы накаливания.

Актуальными данные элементы стали по той причине, что по технико-экономическим показателям они значительно эффективнее обычных ламп накаливания. Традиционная лампочка в этом случае будет расходовать только 6-8% на выполнение освещения, остальная же энергия будет трансформироваться в нагрев. В данном случае стоит отметить, что у люминесцентных источников данный показатель будет на 80% выше, что и обеспечит выгоду от его последующей покупки. Могут обеспечивать создание разного спектра, как дневного, естественного, так и холодного или теплого. Это позволит без проблем разнообразить и украсить палитру интерьера.

Помимо этого, они часто используются как источник контролируемого ультрафиолетового излучения, который отличается полезностью для жителей наиболее крупных мегаполисов. Их отличает продолжительность эксплуатации, доходит порой до 20000 часов, а также возможность легко устанавливать взамен неактуальных ламп накаливания.

Подключение к сети

Перед тем как выполнить подключение, стоит продумать разметку. Следует относиться к этому процессу с должным вниманием, ведь от этого во многом зависит качество последующей работы. Пометки необходимо делать в тех местах, где планируется установить как лампочку, так и выключатель. Выключатель ставится возле двери на высоте порядка 80-90 сантиметров от пола. Важно следить, чтобы при открытии двери выключатель не был перекрыт, чтобы оставался к нему полноценный доступ.

Внимание! Отмечаются маршруты последующей проводки, она должна идти непосредственно от выключателя и вплоть до распределительного элемента, после чего также нужно отметить и путь от лампочки до той же распределительной коробки или розетки.

Люминисцентные лампы на данный момент намного опережают по уровню энергоэффективности давно устаревшие лампы накаливания. Они прочно вошли в обиход как жителей квартир, так и владельцев промышленных зданий, чему способствует их широкая палитра спектра освещения и экономичность.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ

Люминесцентные лампы являются одним из основных источников освещения в офисных помещениях, на предприятиях, в общественных местах.

До недавнего времени такая ситуация была обусловлена несколькими факторами: утилитарным внешним видом, ограниченным модельным рядом и довольно сложным, для рядового пользователя, обслуживанием.

Однако, с недавних пор, появился довольно большой выбор бытовых люминесцентных ламп, как в плане новых конструкций и эксплуатационных характеристик, так и по внешнему виду и удобству эксплуатации. При этом замена в квартире всех лампочек накаливания на энергосберегающие люминесцентные источники света сэкономит до 80% электроэнергии.

Устройство и принцип действия люминесцентной лампы.

Стеклянная колба, наполненная инертным газом и парами ртути, покрыта изнутри слоем люминофора. Она может иметь различные размеры и разнообразные формы. Для подачи электроэнергии имеется от 2 до 4 электродов и набор элементов под общим названием – схема запуска.

Группа электродов состоит из двух или четырех токопроводящих контактных стержней, между которыми натянута нить накаливания. Ее покрывают специальным эмиссионным веществом для более интенсивного излучения электронов в процессе функционирования, а также для увеличения срока службы изделия.

Все люминесцентные лампы, независимо от особенностей их конструкции, имеют сходный принцип функционирования. На электроды подается ток, после чего они разогреваются и начинают постепенно испускать электроны. Однако интенсивности электронного потока недостаточно для возникновения между электродами тлеющего разряда – потока ионизированного газа.

После того как электроды разогрелись, активизируется схема управления отвечающая за запуск. Этот элемент посылает кратковременный импульс напряжения, зажигающий в колбе лампы, вначале инертный газ, а затем ртутные пары. Ионизация электрическим током соединения этих двух веществ дает свет в ультрафиолетовом диапазоне.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ И СВЕТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Является одной из главных характеристик изделия, зависит от состава люминофора. На сегодняшний день разработано множество составов, которые дают довольно широкую цветовую гамму. Наиболее распространенными оттенками для домашнего использования являются жёлтые, тёплые цвета, имеющие температуру около 2700 К.

Для офисных помещений наибольшее распространение получило белое “дневное” искусственное освещение, которое находятся в диапазоне температур 4000 – 4500К. Довольно часто можно встретить лампы холодного белого цвета, используемые в специальных осветительных приборах на производстве и в медицине, они имеют цвет свечения до 6000 – 6500 К.

Для удобства пользователя была разработана специальная классификация цветов люминесцентных ламп:

• ЛКБ – естественный холодный;
• ЛДЦ – дневной с улучшенной цветопередачей;
• ЛТБ – белый теплый;
• ЛД – дневной;
• ЛБ – белый;
• ЛЕЦ – естественный с улучшенной цветопередачей;
• ЛХБ – холодный белый.

Кроме этого определённые добавки в люминофор могут изменять и цветность лампового света, делать его розовым, голубым, зелёным. Этот эффект широко используется в рекламной индустрии и коммерции. К примеру, люминесценции лампы розового цвета часто используют для подсветки стеклянных витрин мясных отделов. Это значительно улучшает внешний вид продукта.

В зависимости от конструкции используются две принципиальных формы цоколя.

Лампы в виде прямой трубки имеют двухконтактные штырьковые цоколи, расположенные по краям. Одной из разновидностей такой конструкции, использующейся в изделиях небольшого размера, является штырьковый цоколь для U-образной колбы, встроенный в пускорегулирующее устройство.

Патронные цоколи – имеют классическую форму с резьбой и могут быть использованы в бытовых устройствах освещения, без каких либо ограничений.

ОБЛАСТЬ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Выпускается множество разновидностей люминесцентных ламп, которые получили широкое применение в самых разнообразных областях. Иногда их называют лампами дневного света, вместе с тем, в зависимости от спектра цветопередачи различают следующие типы:

• с цветопередачей, аналогичной солнечному свету – получили наибольшее распространение в офисах, производственных цехах, общественных организациях, образовательных учреждениях;
• с улучшенной цветопередачей – выставочные залы, галереи, музеи, больницы, коммерческие организации специализирующиеся на продаже художественных товаров, красок, тканей и т.п.;
• с высоким уровнем изучения в красном и синем спектре – подсветка аквариумов, теплиц, оранжерей, используется в магазинах торгующих растениями;
• со смещением спектра в синий и УФ диапазон – применяется в сочетании с искусственными источниками дневного света для декорирования аквариумов с кораллами.
• со светом в чистом ультрафиолетовом диапазоне – солярии и косметические салоны, в устройствах автозагара;
• с ультрафиолетовым излучением высокой мощности – в медицинских учреждениях в качестве антибактериального освещения (аналогично кварцевым лампам).

Достоинства и недостатки.

Из основных достоинств люминесцентных ламп можно выделить следующие:

1. Сравнительно высокий КПД до 20-25%. Это значительно выше, чем у лампочки накаливания – 7-8%;
2. Высокий уровень светоотдачи, в 10 раз выше, чем у лампочки накаливания;
3. Длительный срок службы – 15000-20000 часов (до 1000 часов у лампочки накаливания);
4. Низкая температура стеклянной колбы позволяет использовать в осветительных приборах из чувствительных к температуре материалов;
5. Можно довольно точно подбирать цветовые оттенки, даже из различных партий и производителей изделий.

Однако у люминесцентных изделий есть и некоторые недостатки:

1. Достаточно высокая стоимость;
2. Опасность химического заражения и отравления ртутными испарениями при разрушении;
3. Мерцание при неисправной работе стартера, перепадах напряжения в электросети, окончании срока эксплуатации;
4. Появление раздражающего звука при эксплуатации;
5. Довольно требовательны эксплуатационным температурам окружающей среды. Не работают при отрицательных, максимальная температура эксплуатации у большинства моделей около 55°С.

Линейные люминесцентные лампы.

Вопреки названию линейная люминесцентная лампа может иметь, как прямую, так и u-образную и даже кольцевую форму. В соответствии с ГОСТ 6825-64 существовало три типа таких изделий с различной мощностью и длиной трубки:

• 20 Ватт – 600 мм;
• 40 Ватт – 1200 мм;
• 80 Ватт – 1500 мм.

На данный момент рынок заполнен различными моделями среди которых наиболее популярными считаются изделия стандартов Т4, Т5 и Т8. Диаметр трубок составляет 12,5, 16 и 26 мм соответственно.

Наиболее популярная длина трубки 590 мм. Это связано со стандартом ячейки потолка Армстронг (600х600 мм) на который ориентируется большинство производителей осветительных приборов для офисных и общественных помещений.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ ЛАМЫ

Двумя элементами, без которых функционирование люминесцентной лампы является невозможным, являются стартер и дроссель.

Стартер представляет собой небольшую неоновую лампочку с расположенными в ней двумя биметаллическими электродами, которые в нормальном положении разомкнуты. После подачи электроэнергии электроды в стартере замыкаются. Электроэнергия передается на дроссель, в результате чего сила тока возрастает почти в три раза, практически моментально разогревая электроды внутри колбы.

Остывая, биметаллические контакты размыкаются. В момент их размыкания дроссель создает высоковольтный запускающий импульс, благодаря самоиндукции, возникающей в его обмотке. Этот импульс приводит к возникновению разряда в газоконденсатной среде внутри колбы, зажигая ее.

Стартер является элементом, который наиболее часто выходит из строя. Если в осветительном приборе погасла одна или несколько ламп необходимо, прежде всего, заменить стартеры.

Данная схема запуска характерна для светильников использующих электромагнитный балласт или по другому – электромагнитный пускорегулирующий аппарат (ЭмПРА). Его применение довольно широко распространено, однако системы подключения основанные на ЭмПРА, на данный момент являются морально устаревшим оборудованием.

Они имеют следующие недостатки:

• довольно долгий запуск 1-3 сек, в зависимости от степени износа изделия;
• неприятный звук, возникающий в процессе функционирования пластин дросселя, который со временем усиливается;
• мерцание (эффект стробоскопа), негативно влияющее на зрение.

Подключение люминесцентной лампы при помощи электронного пускорегулирующего устройства (ЭПРА) имеет принципиально другую схему активации. Прежде всего ЭПРА функционирует в высокочастотном диапазоне 25-133 кГц, используя выходной каскад на транзисторах и трансформатор.

Применение ЭПРА имеет следующие преимущества:

• отсутствие мерцания и шума в процессе функционирования;
• отсутствие стартеров в схеме управления;
• увеличение срока службы и экономия электроэнергии до 20%;
• некоторые модели выпускаются с возможностью регулировки яркости свечения.

Применение люминесцентных ламп, безусловно, даст положительный экономический эффект в любой организации, частном доме или квартире. Кроме того, можно довольно точно подобрать цвет к уже использующимся образцам. Однако стремительное распространение светодиодных ламп составило значительную конкуренцию, так как они превосходят люминесцентные по многим параметрам кроме стоимости.

На данный момент наиболее популярными производителями являются:

• Космос (Россия);
• OSRAM (Германия);
• PHILIPS (Голландия);
• General Electric (США);
• Sylvania (Бельгия).

Утилизация люминесцентных ламп.

Классификатор относит люминесцентные лампы к отходам, которые необходимо сортировать и собирать отдельно, и к которым применимы особые требования к эксплуатации и утилизации. В связи с тем, что в состав изделия входит ртуть, относящаяся к первому классу опасности.

Хранить вышедшие из строя, отработанные и потерявшие целостность люминесцентные лампы необходимо хранить в герметичных контейнерах. При этом необходимо вести журнал учета, где отмечены дата выхода из строя, а также дата передачи партии нерабочих изделий специализированной организации для утилизации.

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Принцип работы люминесцентной лампы. Устройство светильника

Представим, что кто-то из нас работает по вызовам и в своей практике мы сталкиваемся с различными просьбами граждан:

• установили и подключили люминесцентный светильник, — светильник не работает;
• заменили люминесцентные лампы в светильнике, — светильник не работает;
• заменили стартер с дросселем в светильнике, — светильник опять не работает

и так далее. На выполняемую работу можно потратить целый день и не найти причину неисправности, а можно потратить около тридцати минут, установить причину неисправности и устранить ее. То-есть, здесь все зависит от нашего опыта работы и элементарных знаний по электротехнике .

Полагаю, что работа электрика должна заключаться не только в следующем:

• как правильно соединить провода в распределительной коробке;
• как починить электрический патрон в люстре;
• как установить и подключить выключатель к люстре;
• как подключить трехфазный двигатель к распределительной панели ВРУ

и далее. По этой специализации должны охватываться более обширные знания, в этой теме я хочу поделиться с Вами небольшой такой информацией.

Как загорается люминесцентная лампа

В начале ознакомимся со схематическим изображением устройства светильника с одной лампой рис.1, состоящего из:

• люминесцентной лампы, представляющей собой цилиндрическую стеклянную трубку 1;
• электродов, с закрепленной на них вольфрамовой спиралью 2;
• неоновой лампочки стартера с двумя электродами 3, 4;
• стартера Ст;
• дросселя Д;
• конденсатора С.

В начальный момент, при включении люминесцентного светильника, для лампы не хватает напряжения чтобы создать разряд в самой люминесцентной лампе. Как-же создать электрический разряд в люминесцентной лампе? — Для этого необходимо ознакомиться:

и понять, — для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе.

Устройство люминесцентной лампы

На двух торцах люминесцентной лампы рис.2 расположены вваренные стеклянные ножки, на каждой ножке смонтированы электроды 5, электроды выведены к цоколю 2 и соединены с контактными штырьками, на самих электродах по обеим торцам лампы закреплена вольфрамовая спираль.

На внутреннюю поверхность лампы нанесен тонкий слой люминофора 4, колба лампы 1 после откачки воздуха заполняется аргоном с небольшим количеством ртути 3.

Для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе

Дроссель в схеме люминесцентного светильника служит для броска напряжения. Рассмотрим отдельную электрическую схему рис.3, которая не относится к схеме люминесцентного светильника.

Для данной схемы, при размыкании ключа, лампочка на короткое мгновение загорится ярче и затем погаснет. Явление это связано с возникновением ЭДС самоиндукции катушки правило Ленца. Чтобы увеличить свойства проявления самоиндукции, катушку наматывают на сердечник — для увеличения электромагнитного потока.

Схематическое изображение рисунка 4 дает нам полное представление об устройстве дросселя для отдельных типов светильников с люминесцентными лампами.

Магнитопровод сердечник дросселя собирается из пластин электротехнической стали, две обмотки в дросселе — между собой соединены последовательно.

Принцип работы стартера люминесцентной лампы

Стартер в электрической схеме выполняет работу быстродействующего ключа, то-есть им создается замыкание и размыкание электрической цепи.

стартеры для люминесцентного свтильника

При включении стартера замыкании ключа происходит разогрев катодов, а при размыкании цепи создается импульс напряжения, необходимый для зажигания лампы. Стартер в разобранном виде представляет из себя так называемую лампу тлеющего разряда с биметаллическими электродами.

Принцип работы люминесцентного светильника

По двум предоставленным схемам люминесцентных светильников рис.5 можно понять, — в каком соединении состоят каждые отдельные элементы.

Все элементы двух светильников состоят в последовательном соединении, — кроме конденсаторов. Когда мы включаем люминесцентный светильник, происходит прогревание биметаллической пластинки стартера. Пластинка при прогревании изгибается и стартер замыкается, тлеющий разряд при замыкании пластинок гаснет и пластинки начинают остывать, при остывании — пластинки размыкаются. Когда пластинки размыкаются в парах ртути происходит дуговой разряд и лампа зажигается.

В настоящее время имеются более усовершенствованные люминесцентные светильники — с электронным балластом, принцип работы которых тот-же самый что и у люминесцентных светильников, которые были рассмотрены в этой теме.

Предоставленные для Вас записи вносятся мною в сайт из личных конспектов, почерк в которых очень плохой, часть информации берется из собственных знаний. Фотоснимки и электрические схемы подбираются для темы — из интернета. Чтобы предоставить свои записи с личными фотоснимками при выполнении каких-либо работ, нужно наверное иметь личного фотографа или непосредственно обращаться с просьбой к кому-либо, а обращаться с такой просьбой просто не хочется.

На этом пока все друзья. Следите за рубрикой.

{SOURCE}