Ртутна люмінесцентна лампа

Найбільш поширеним різновидом подібних джерел є ртутна люмінесцентна лампа.

Ртутна лампа є скляною трубкою, заповненою парами ртутіз нанесеним на внутрішню поверхню шаром люмінофора.

Ртутна лампа, люмінесцентна лампа - світловий потік якого визначається в основному світінням люмінофорів, що перевипромінюють під впливом плазмі (видиме свічення розряду не перевищує декількох відсотків).

Люмінесцентні лампи широко застосовуються для загального освітлення, їх світлова віддача в 4-6 разів більша, ніж у ламп розжарювання тієї ж електричної потужності. Термін служби люмінесцентних ламп у 10-20 разів перевищує термін служби ламп розжарювання за умови забезпечення достатньої якості електроживлення, баласту та дотримання обмежень за кількістю комутацій, інакше швидко виходять з ладу.

Гостре отруєння ртуттю проявляється за кілька годин.
Симптоми:

• загальна слабкість, відсутність апетиту, головний біль,
  
• біль при ковтанні, металевий смак у роті, слинотеча,
  
• набухання та кровоточивість ясен, поява по краю ясен облямівки синьо-чорного кольору,
  
• нудота та блювання.
  

Як правило, з'являються сильні болі в животі, слизовий пронос (іноді кров'ю).
Нерідко запалення легенів, катар верхніх дихальних шляхів, біль у грудях, кашель і задишка, часто сильний озноб.
Температура тіла піднімається до 38–40 °C. У сечі значна кількість ртуті.

У найважчих випадках за кілька днів настає смерть.

Що робити, якщо розбилася ртутна лампа

Забруднені приміщення підлягають демеркуризації, тобто комплексу заходів щодо видалення ртуті різними методами:

• механічними (збір пролитої ртуті (в т.ч. на протруєну мідну пластинку) та передача компетентним органам; сорбція, вологе механічне прибирання, видалення забруднених конструкцій тощо),
• фізичними (прожарювання, примусова вентиляція гарячим повітрям),
• хімічними (переведення ртуті у зв'язаний стан, для зниження швидкості випаровування за допомогою хлорного заліза, порошкової сірки, розчинів препарату [1]

Область застосування [ ]

Люмінесцентні лампи - найбільш поширене та економічне джерело світла для створення розсіяного освітлення в приміщеннях громадських будівель. З появою сучасних компактних люмінесцентних ламп, призначених для встановлення у звичайні патрони E27 або E14 замість ламп розжарювання, вони стали завойовувати популярність і в побуті. Застосування електронних пускорегулюючих пристроїв (баластів) замість традиційних електромагнітних дозволяє покращити характеристики люмінесцентних ламп — позбутися мерехтіння та гулу, збільшити економічність, підвищити компактність.

Головні переваги люмінесцентних ламп у порівнянні з лампами розжарювання - висока світловіддача (люмінесцентна лампа 23 Вт дає освітленість, рівну лампі розжарювання 100 Вт) і триваліший термін служби (2000 [2] -20000 годин проти 1000 годин). У деяких випадках це дозволяє люмінесцентним лампам економити значні кошти, незважаючи на вищу початкову ціну.

Застосування люмінесцентних ламп особливо доцільно у випадках, коли освітлення включено тривалий час, оскільки включення для них є найважчим режимом і часті включення-вимикання сильно знижують термін служби.

Історія [ ]

Принцип роботи

При роботі люмінесцентної лампи між двома електродами, що знаходяться в протилежних кінцях лампи, виникає тліючий електричний розряд. Лампа заповнена парами ртуті і струм, що проходить, призводить до появи Особливості підключення [ ]

З погляду електротехніки люмінесцентна лампа — пристрій з негативним диференціальним опором (що більший струм через неї проходить — тим менший її опір, і менше падіння напруги на ній). Тому при безпосередньому підключенні до електричної мережі лампа дуже швидко вийде з ладу через величезний струм, що проходить через неї. Щоб запобігти цьому, лампи підключають через спеціальний пристрій (баласт).

У найпростішому випадку це може бути звичайний резистор, однак у такому баласті втрачається значна кількість енергії. Щоб уникнути цих втрат при живленні ламп від мережі змінного струму, як баласт повинен застосовуватися реактивний опір (конденсатор або котушка індуктивності).

В даний час найбільшого поширення набули два типи баластів - електромагнітний та електронний.

Електромагнітний баласт [ ]

Вироблений в СРСР електромагнітний баласт «1УБІ20». Недоліком був низький Електронний баласт.

Електронний баласт є електронною схемою, що перетворює мережеву напругу в високочастотний (20-60 кГц) змінний струм, який живить лампу.Перевагами такого баласту є мерехтіння та гулу, більш компактні розміри та менша маса, порівняно з електромагнітним баластом. При використанні електронного баласту можна досягти миттєвого запуску лампи (холодний старт), але такий режим несприятливо позначається на терміні служби лампи, тому застосовується і схема з попереднім прогріванням електродів протягом 0,5-1 сек (гарячий старт). Лампа при цьому запалюється із затримкою, проте цей режим дозволяє збільшити термін служби лампи.

Пуск з електромагнітним баластом [ ]

підключення 58-ватних ламп класичним способом у рекламному щиті

У класичній схемі включення з електромагнітним баластом для автоматичного регулювання процесу запалювання лампи застосовується пускач (стартер), що є мініатюрною газорозрядною лампочкою з неоновим наповненням і двома металевими електродами. Один електрод пускача нерухомий жорсткий, інший - біметалічний, що згинається при нагріванні. У вихідному стані електроди пускача розімкнуті. Пускач включається паралельно лампі.

У момент включення до електродів лампи і пускача прикладається повна напруга мережі, оскільки струм через лампу відсутня і падіння напруги на дроселі дорівнює нулю. Електроди лампи холодні та напруга мережі недостатньо для її запалення. Але в пускачі від напруги виникає розряд, в результаті якого струм проходить через електроди лампи і пускача. Струм розряду малий для розігріву електродів лампи, але достатній для електродів пускача, через що біметалічна пластинка, нагріваючись, згинається і замикається з жорстким електродом. Струм у загальному ланцюзі зростає та розігріває електроди лампи.Наступного моменту електроди пускача остигають і розмикаються. Миттєвий розрив ланцюга струму викликає миттєвий пік напруги на дроселі, що викликає запалювання лампи. Паралельно стартеру підключений мініатюрний конденсатор невеликої ємності, що служить для зменшення радіоперешкод, що створюються. Крім того, він впливає на характер перехідних процесів у стартері так, що сприяє запаленню лампи. Конденсатор разом з дроселем утворює коливальний контур, який контролює пікову напругу та тривалість імпульсу запалювання (за відсутності конденсатора під час пуску з електронним баластом [ ]

На відміну від електромагнітного баласту для роботи електронного баласту часто не потрібно окремий спеціальний стартер, оскільки такий баласт у загальному випадку здатний сформувати необхідні послідовності напруг сам. Існують різні технології запуску люмінесцентних ламп електронними баластами. У найбільш типовому випадку електронний баласт підігріває катоди ламп і прикладає до катодів напругу, достатню для запалювання лампи, найчастіше - змінну і високочастотну (що заразом усуває мерехтіння лампи характерне для електромагнітних баластів). Залежно від конструкції баласту і часових параметрів послідовності запуску лампи такі баласти можуть забезпечувати, наприклад, плавний запуск лампи з поступовим наростанням яскравості до повної за кілька секунд або миттєве включення лампи.

Часто зустрічаються комбіновані методи запуску, коли лампа запускається не тільки за рахунок факту підігріву катодів лампи, але й за рахунок того, що ланцюг у який включена лампа є коливальним контуром.Параметри коливального контуру підбираються так, щоб за відсутності розряду лампи в контурі виникає явище електричного

Баласт від енергозберігаючої лампи, що перегоріла, підключений до лампи Т5

Причини виходу з ладу

Електроди люмінесцентної лампи є вольфрамовими нитками, вкритими пастою (активною масою) з лужноземельних металів. Ця паста і забезпечує стабільний розряд, що тліє, якби її не було, вольфрамові нитки дуже скоро перегрілися б і згоріли. У процесі роботи вона поступово обсипається з електродів, вигоряє, випаровується, особливо при частих пусках, коли деякий час розряд відбувається не по всій площі електрода, а на невеликій ділянці поверхні, що призводить до перегріву електрода. Звідси потемніння на кінцях лампи, що спостерігається ближче до закінчення терміну служби. Коли паста-активатор повністю вигорить, струм лампи починає падати, а напруга, відповідно, зростатиме. Це призводить до того, що починає постійно спрацьовувати стартер - звідси всім відоме миготіння ламп, що вийшли з ладу. Лампа перетворюється на діод після втрати емісії одного з електродів, адже емісія іншого електрода все ще збереглася. Діод у свою чергу веде себе в ланцюзі електромагнітного баласту як випрямляч, струм дроселя зростає в рази через насичення сердечника баласту, напруга на лампі зростає (оскільки немає більше електромагнітного опору), і стартер починає спрацьовувати. Електроди лампи постійно розігріваються і, зрештою, одна з ниток перегорає, це відбувається приблизно через 2 — 3 дні, залежно від виробника лампи. Після цього хвилину-дві лампа горить без жодних мерехтінь, але це останні хвилини в її житті.У цей час розряд відбувається через залишки електроду, що перегорів, на якому вже немає пасти з лужноземельних металів, залишився тільки вольфрам. Ці залишки вольфрамової нитки дуже сильно розігріваються, через що частково випаровуються, або обсипаються, після чого розряд починає відбуватися за рахунок траверси (це тяганина, до якої кріпиться вольфрамова нитка з активною масою), вона частково оплавляється. Після цього лампа знову починає мерехтіти. Якщо її вимкнути, повторне запалення буде неможливим. На цьому все закінчиться. Вищесказане справедливо при використанні електромагнітних ПРА (баластів). Якщо застосовується електронний баласт, все станеться трохи інакше. Поступово вигорить активна маса електродів, після чого відбуватиметься все більший їхній розігрів, рано чи пізно одна з ниток перегорить. Відразу після цього лампа згасне без миготіння і мерехтіння за рахунок конструкції автоматичного відключення несправної лампи конструкції електронного баласту.

Люмінофори, спектри [ ]

Типовий спектр люмінесцентної лампи.

Багато хто вважає світло випромінюване люмінесцентними лампами грубим і неприємним. Колір предметів, освітлених такими лампами, може бути дещо спотворений. Частково це відбувається через сині та зелені лінії в спектрі випромінювання газового розряду в парах ртуті, частково через тип люмінофора, що застосовується.

У багатьох дешевих лампах застосовується галофосфатний люмінофор, який випромінює переважно жовте та синє світло, тоді як червоного та зеленого випромінюється менше. Така суміш кольорів оку здається білим, проте при відображенні від предметів світло може містити неповний спектр, що сприймається як спотворення кольору. Однак такі лампи зазвичай мають дуже високу світлову віддачу.

У дорожчих лампах використовується «трисмуговий» та «п'ятисмуговий» люмінофор. Це дозволяє досягти більш рівномірного розподілу випромінювання за видимим спектром, що призводить до більш натурального відтворення світла. Однак такі лампи зазвичай мають нижчу світлову віддачу.

Також існують люмінесцентні лампи, призначені для освітлення приміщень, які містять птахи. Спектр цих ламп містить ближній [3]

Варіанти виконання [ ]

За стандартами лампи денного світла поділяються на колбні та компактні.

Колбні лампи [ ]

Радянська люмінесцентна лампа потужністю 20 Вт (ЛД-20). Сучасний європейський аналог цієї лампи - T8 18W

Є лампами у вигляді скляної трубки. Розрізняються за діаметром і за типом цоколя, мають такі позначення:

• T5 (діаметр 5/8 дюйма=1.59 см),
• T8 (діаметр 8/8 дюйма = 2.54 см),
• T10 (діаметр 10/8 дюйма=3.17 см) та
• T12 (діаметр 12/8 дюйма = 3.80 см).

[ ]

Лампи такого типу часто можна побачити у промислових приміщеннях,

Компактні лампи [ ]

Універсальна лампа Osram для всіх типів цоколів G24

Є лампами зі зігнутою трубкою. Розрізняються за типом цоколя на:

Випускаються також лампи під стандартні патрони E27 та E14, що дозволяє використовувати їх у звичайних світильниках замість ламп розжарювання. Перевагою компактних ламп є стійкість до механічних пошкоджень та невеликі розміри. Цокольні гнізда для таких ламп дуже прості для монтажу у звичайні світильники, термін служби таких ламп становить від 6000 до 15000 годин.

G23 [ ]

У лампи G23 усередині цоколя розташований стартер, для запуску лампи додатково необхідний лише G24 [ ]

Лампи G24Q1, G24Q2 і G24Q3 також мають вбудований стартер, їх потужність зазвичай від 11 до 36 Ватт. Застосовуються як у промислових, так і у побутових світильниках. Стандартний цоколь G24 можна кріпити як саморізами, так і на купол (сучасні моделі світильників).

Утилізація [ ]

Всі люмінесцентні лампи містять пари ртуті (40 - 70 мг), які мають перспективи [ ]

До появи світлодіодних джерел світла ртутні лампи холодного світла були найбільш економічними. Однак через екологічні проблеми останнім часом потужні світлодіоди становлять все більшу конкуренцію ртутним лампам.

Джерела [ ]

1. ↑Отруєння ртуттю Часто джерелом забруднення цією небезпечною речовиною стають медичні термометри
2. ↑Олександр Гореславець.Аналіз ринку електронних баластів. Компанія "Додека Електрик" (September 20, 2005). Перевірено 11 листопада 2008 року.
3. ↑http://www.src-master.ru/article13158.html

Посилання [ ]

• На основі горіння: Хімічний джерело світла

• Електричні: Лампа розжарювання Світлодіод | Ксенонові лампи | Лампа чорного світла