Опис люмінесцентної лампи

Люмінесцентні лампи з'явилися на ринку давно. Виробники довго не дотримувалися стандартів, що через простоту конструкції практично не впливало на якість освітлювальних приладів. Нині ринок ЛЛ став керованим та сучасні товари відповідають певним стандартам. Вони здатні забезпечувати необхідний світловий потік і при цьому відрізняються економічним споживанням енергії.

Що таке люмінесцентна лампа

Низький ККД традиційних ламп розжарювання довго був головним болем виробників електроустаткування. Проблема економії енергії ставала дедалі актуальнішою й у 1936 року було запропоновано рішення. У Росії її з'явилися спеціальні газорозрядні прилади, здатні поєднувати освітлення з економією електроенергії.

Люмінесцентна лампа - це конструкція з колби з поміщеними всередину електродами. Форма може бути будь-якою, на роботу впливає лише склад газу. Після подачі напруги між електродами запускається процес емісії електронів, який створює випромінювання.

Малюнок 1. Люмінесцентне джерело освітлення

Однак випромінювання, що отримується на цьому етапі, знаходиться в ультрафіолетовому діапазоні і не видно людському оку. Щоб світло стало видимим, колба зверху покривається спеціальним складом – люмінофором.

Усередині колби знаходиться інертний газ або пари ртуті для підтримки розряду, що тліє, між електродами. Інертний газ безпечний варіант, оскільки не вступає в жодну взаємодію з навколишнім простором. А ось прилади з парами ртуті украй небезпечні. Пристрої з подібним вмістом необхідно утилізувати за всіма правилами, а також бути обережними при поводженні з колбами.

Види люмінесцентних ламп

Всі люмінесцентні лампи прийнято ділити на великі групи: прилади високого і низького тиску.

Прилади високого тиску часто використовуються у вуличних ліхтарях. Вони здатні видавати сильний світловий потік, однак параметри передачі кольорів знаходяться на низькому рівні. У продажу можна знайти лампи з різним рівнем світловіддачі та відтінками свічення. Застосовуються для потужного освітлення, як декоративне підсвічування будівель.

ЛЛ низького тиску найпоширеніші. Їх широко використовують у побуті та на виробництві. Найчастіше моделі мають вигляд невеликих циліндрів. У подібних електроприладах є пускорегулююча апаратура, яка знижує коефіцієнт пульсації і робить світло більш рівномірним. Компонент є невеликою схемою, розміщеною в цоколі лампочки.

Маркування та розміри

Кожна ЛЛ має свої технічні характеристики, що зумовлюють її застосування. Зазвичай вся інформація про прилад зашифрована у маркуванні.

Позначення починається з літери Л, що означає лампу. Потім йде буквене позначення відтінку.

Іноді в маркуванні можна зустріти позначення Ц або ЦЦ, що свідчить про покращення передачі кольору люмінофора. Наприклад, позначення ЛДЦ характерне для лампи денного світла з покращеною перенесенням кольорів.

Далі йдуть цифрові позначення, що підпорядковуються загальносвітовим стандартам. Це три цифри, перша з яких визначає якість передачі кольору, а рештою позначається конкретна колірна температура.Чим більша перша цифра, тим краще передача кольору. Підвищення інших цифр свідчить про холодніше світіння.

Малюнок 3. Типи цоколя ЛЛ

Прилади ЛЛ розрізняються за розмірами. За розміри відповідає позначення "TX", де X - конкретний параметр розміру. Зокрема, Т5 означають діаметр 5/8 дюйми, а Т8 - 8/8 дюйми.

Цоколі можуть бути штиркові або різьбові. У першому випадку позначення має вигляд G23, G24, G27 чи G53. Число означає відстань між штирьками. Різьбові цоколі бувають з маркуванням E14, E27 та E40. Тут число визначає діаметр різьблення.

Додатково на лампі вказується напруга живлення і метод запуску. Якщо на коробці є позначення RS - значить, ніякого додаткового обладнання для роботи не потрібно. Усі необхідні елементи вже вбудовані у цоколь.

Потужність та спектр

Щоб джерело освітлення могло нормально працювати, його необхідно підключати до мережі 220 В із частотою 50 Гц. Відхилення може негативно зашкодити стабільності освітлення, значно скоротити термін служби.

Перепади напруги здатні змінювати потужність електричного приладу, знижуючи його ефективність. Навіть найпотужніша лампа при нестачі напруги світитиме слабо.

Дивитися обов'язково: з 2020 року забороняється на люмінесцентні лампи.

Сучасні ЛЛ мають практично будь-які відтінки. Спектр колірної температури змінюється від класичного теплого до денного світла. За відтінками кожна лампа маркується відповідно.

Окремо варто розглянути освітлювальні пристрої із ультрафіолетовим світінням. Вони позначаються відміткою ЛУФ, тоді як рефлекторні прилади синього кольору мають маркування ЛСР. УФ-лампи використовуються для бактерицидної обробки приміщень.

Більшість люмінесцентних ламп видає потік, за своєю довжиною наближений до звичайного сонячного світла. Побачити подібність між спектрами можна на малюнку нижче.

Рисунок 4. Порівняння спектра сонячного світла та ЛЛ

Зліва показаний спектр сонячного світла, праворуч – спектр якісної люмінесцентної лампи. Світло сонця має більш рівну характеристику, проте подібність виразно спостерігається. У ЛЛ присутній яскраво виражений пік у зеленій області, тоді як у червоній області є падіння.

Науково доведено, що чим ближче світло штучного джерела до природного освітлення, тим воно корисніше для здоров'я. З цієї причини люмінесцентні лампи кращі, ніж світлодіодні прилади.

У яких областях застосовуються

За допомогою люмінесцентних ламп можна ефективно висвітлювати великі площі, значно покращуючи умови в приміщенні, знижуючи витрати на електроенергію, а також збільшуючи термін служби системи освітлення.

Пристрої з вбудованим електронним баластом і гвинтовими цоколями різьбовими E27 або E14 застосовуються в побуті в якості ефективної заміни ламп розжарювання. Вони здатні забезпечити необхідний світловий потік, гарантувати стабільність та відсутність мерехтіння. У цьому повністю відсутня гул. Застосовуються у квартирах, будинках, торгових центрах, школах, лікарнях, банках та ін.

Малюнок 5. ЛЛ в інтер'єрі

Технічні характеристики

Технічні характеристики конкретного освітлювального приладу зашифровані у маркуванні та вказані на упаковці. Це інформація про потужність лампи, тип цоколя, розміри, колірну температуру, термін служби.

Більшість сучасних люмінесцентних приладів здатна опрацювати 8-12 тис. годин. Показник залежить від типу та розміру приладу.

Ефективність виражена показником 80 Лм/Вт, що значно більше ніж у традиційних ламп розжарювання. При роботі виділяється помірна кількість тепла, пристрої стійкі до вітру, здатні стабільно функціонувати за температури від +5 до +55 °C. Якщо є термостійке покриття, прилад можна використовувати при +60 °C.

Малюнок 6. Технічні характеристики

Колірна температура зазвичай становить від 2700 до 6000 До. Коефіцієнт корисної дії може сягати 75%.

Як працює лампа

Принцип роботи будь-якої люмінесцентної лампи включає подачу напруги на розташовані всередині колби електроди. Між електродами виникає тліючий розряд, який підтримується інертним газом, що знаходиться всередині колби, або парами ртуті.

Рисунок 7. Принцип роботи

Тліючий розряд породжує випромінювання в ультрафіолетовому діапазоні, яке через нанесений на колбу люмінофор перетворюється на видиме світло потрібного відтінку.

Щоб одержати ультрафіолетове випромінювання, використовуються газорозрядні лампи. Звичайне скло ультрафіолет не пропускає, тому виготовлення колби використовується спеціальне кварцове скло. Люмінофорне покриття у цьому випадку відсутнє. Прилади широко використовуються в соляріях та при знезараженні приміщень.

Для чого потрібний дросель у люмінесцентній лампі

Стандартна схема підключення люмінесцентної лампи включає саме джерело освітлення, стартер і дросель.

Дросель є котушкою індуктивності з пластинчастим сердечником. Він відіграє роль баласту, що стабілізує напругу і не дає лампі швидко прийти в непридатність.

Стартер при включенні отримує значну напругу, в рази вище за необхідну для лампи.Дросель знижує цю напругу і лише після цього подає її на контакти освітлювального приладу.

Рисунок 8. Схема підключення дроселя до лампи

Схема може бути доповнена конденсатором, підключеним паралельно до джерела живлення, що значно підвищує стабільність системи, продовжує термін служби та зменшує мерехтіння.

Люмінесцентна лампа

Люмінесцентна лампа - газорозрядне джерело світла, в якому видиме світло випромінюється в основному люмінофором, який, у свою чергу, світиться під впливом ультрафіолетового випромінювання розряду; сам розряд теж випромінює видиме світло, але значно меншою мірою.

Світлова віддача люмінесцентної лампи в кілька разів більша, ніж у ламп розжарювання аналогічної потужності. Термін служби люмінесцентних ламп може в 10 разів перевищувати термін служби ламп розжарювання за умови забезпечення достатньої якості електроживлення, баласту та дотримання обмежень за кількістю включень та вимкнень.

Різновиди

Найбільш поширені газорозрядні ртутні лампи високого та низького тиску.

• лампи високого тиску застосовують в основному у вуличному освітленні та в освітлювальних установках великої потужності;
• лампи низького тиску застосовують для освітлення житлових та виробничих приміщень.

Газорозрядна ртутна лампа низького тиску (ГРЛНД) — це скляна трубка з нанесеним на внутрішню поверхню шаром люмінофора, заповнена аргоном під тиском 400 Па і ртуттю (або амальгамою).

Плазмові дисплеї також є різновидом люмінесцентної лампи.

Область застосування

Люмінесцентні лампи знайшли широке застосування у висвітленні громадських будівель: шкіл, лікарень, офісів тощо.З появою компактних люмінесцентних ламп з електронними баластами, які можна включати в патрони E27 та E14 замість ламп розжарювання, люмінесцентні лампи завойовують популярність і в побуті.

Люмінесцентні лампи найбільше доцільно застосовувати для загального освітлення, насамперед приміщень великої площі (особливо спільно з системами DALI), що дозволяють покращити умови освітлення і при цьому знизити споживання енергії на 50-83 % і збільшити термін служби ламп. Люмінесцентні лампи широко застосовуються також у місцевому освітленні робочих місць, у світловій рекламі, підсвічуванні фасадів.

До початку застосування світлодіодів були єдиним джерелом для підсвічування рідкокристалічних екранів.

Переваги та недоліки

Популярність люмінесцентних ламп обумовлена ​​їх перевагами (над лампами розжарювання):

• значно більша світловіддача (люмінесцентна лампа 20 Вт дає освітленість як лампа розжарювання на 100 Вт) та вищий ККД;
• наближений до природного спектру випромінювання лампи;
• різноманітність відтінків світла;
• розсіяне світло;
• тривалий термін служби (2000 [1] -20000 годин на відміну від 1000 у ламп розжарювання), за умови забезпечення достатньої якості електроживлення, баласту та дотримання обмежень за кількістю включень та вимкнень.

До недоліків відносять:

• наявність додаткового пристрою для запуску лампи - пускорегулюючого апарату (громіздкий шумний дросель з ненадійним стартером або ЕПРА);
• мерехтіння лампи з частотою мережі живлення (нівелюється застосуванням ЕПРА);
• стартер, що вийшов з ладу, викликає фальстарт лампи (візуально визначається кілька спалахів перед стабільним запалюванням), скорочуючи термін служби ниток напруження;
• дуже низький коефіцієнт потужності ламп – такі лампи є невдалим для електромережі навантаженням;

Історія

Першим предком лампи денного світла були газорозрядні лампи. Вперше світіння газів під впливом електричного струму спостерігав Михайло Ломоносов, пропускаючи струм через заповнену воднем скляну кулю. Вважається, що перша газорозрядна лампа винайдена в 1856 році. Генріх Гайсслер отримав синє світіння від заповненої газом трубки, яка була збуджена за допомогою соленоїда. 23 червня 1891 року Нікола Тесла запатентував систему електричного освітлення газорозрядними лампами (патент № 454,622), яка складалася з джерела високої напруги високої частоти і газорозрядних аргонових ламп запатентованих ним раніше (патент № 335,787 від 9 лютого 1886 р.). Аргонові лампи використовуються і зараз. 1893 року на всесвітній виставці в Чикаго, штат Іллінойс, Томас Едісон показав люмінесцентне світіння. В 1894 М. Ф. Моор створив лампу, в якій використовував азот і вуглекислий газ, що випромінює рожево-біле світло. Ця лампа мала помірний успіх. У 1901, Пітер Купер Х'юїтт демонстрував ртутну лампу, яка випромінювала світло синьо-зеленого кольору, і таким чином була непридатна в практичних цілях. Однак, її конструкція була дуже близька до сучасної, і мала набагато більшу ефективність, ніж лампи Гайсслера та Едісона. У 1926 році Едмунд Гермер (Edmund Germer) і його співробітники запропонували збільшити операційний тиск у межах колби і покривати колби флуоресцентним порошком, який перетворює ультрафіолетове світло, що випромінюється збудженою плазмою в однорідніше біло-кольорове світло.Е.Гермер в даний час визнаний винахідником лампи денного світла. General Electric пізніше купила патент Гермера, та під керівництвом Джорджа Е. Інман довела лампи денного світла до широкого комерційного використання до 1938 року. У СРСР перші люмінесцентні лампи розробили під керівництвом академіка З. І. Вавілова В. А. Фабрикантом, Ф. А. Бутаєвої та ін [3] .

Принцип роботи

При роботі люмінесцентної лампи між двома електродами, що знаходяться в протилежних кінцях лампи, виникає розряд, що тліє. Лампа заповнена інертним газом і парами ртуті, струм, що проходить, призводить до появи УФ випромінювання. Це випромінювання невидиме для людського ока, тому його перетворять на видиме світло за допомогою явища люмінесценції. Внутрішні стінки лампи покриті спеціальною речовиною - люмінофором, яка поглинає УФ-випромінювання і випромінює видиме світло. Змінюючи склад люмінофора, можна змінювати відтінок свічення лампи. Як люмінофор використовують переважно галофосфати кальцію і ортофосфати кальцію-цинку.

Маркування

Трицифровий код на упаковці лампи містить як правило інформацію щодо якості світла (індекс кольору та колірної температури).

Перша цифра — індекс кольоропередачі в 1х10 Ra (компактні люмінесцентні лампи мають 60-98 Ra, таким чином, чим вищий індекс, тим достовірніша кольоропередача)

Друга та третя цифри – вказують на колірну температуру лампи.

Таким чином маркування «827» вказує на індекс кольору в 80 Ra, і колірну температуру в 2700 К (що відповідає колірній температурі лампи розжарювання)

Крім того, індекс кольору може позначатися відповідно до DIN 5035, де діапазон передачі кольору 20-100 Ra поділений на 6 частин - від 4 до 1А. [4] (нім.)

Особливості сприйняття

Сприйняття кольору людини сильно змінюється в залежності від яскравості. При невеликій яскравості ми краще бачимо синій та гірше червоний. Тому колірна температура денного світла (5000-6500K) в умовах низької освітленості здаватиметься надмірно синьою. Середня освітленість житлових приміщень – 75 люкс, тоді як в офісах та інших робочих приміщеннях – 400 люкс. При невеликій яскравості (50-75 люкс) найбільш природним виглядає світло з температурою 3000K. При яскравості 400 люкс таке світло вже здається жовтим, а найбільш природним здається світло з температурою 4000-6000K.

Міжнародне маркування за кольоропередачею та колірною температурою

Необхідно перевірити точність фактів та достовірність відомостей, викладених у цій статті.
На сторінці обговорення мають бути пояснення.

Маркування кольору по ГОСТ 6825-91*

Люмінесцентна лампа виробництва СРСР потужністю 20 Вт (ЛД-20). Зарубіжний аналог цієї лампи - TLD 20W

Відповідно до ГОСТ 6825-91* (МЕК 81-84) «Лампи люмінесцентні трубчасті для загального освітлення», що діє, люмінесцентні лампи лінійні загального призначення маркуються, як:

• ЛБ (біле світло)
• ЛД (денне світло)
• ЛЕ (природне світло)
• ЛХБ (холодне світло)
• ЛТБ (тепле світло)

Додавання літери Ц наприкінці означає застосування люмінофора «де-люкс» з покращеною передачею кольору, а ЦЦ — люмінофора «супер де-люкс» з високоякісною передачею кольору.

Лампи спеціального призначення маркуються як:

• ЛГ, ЛК, ЛЗ, ЛШ, ЛР, ЛГР (лампи кольорового свічення)
• ЛУФ (лампи ультрафіолетового світла)
• ДБ (лампа ультрафіолетового світла типу С)
• ЛСР (синього світла рефлекторні) [5]

Параметри ламп по кольоропередачі, що випускалися в СРСР, наведені в таблиці:

Особливості підключення

Люмінесцентна лампа, на відміну від лампи розжарювання, не може бути прямо включена в електричну мережу. Причин для цього дві:

• Для запалювання дуги в люмінесцентній лампі потрібний імпульс високої напруги.
• Люмінесцентна лампа має негативний диференціальний опір, після запалення лампи струм у ній багаторазово зростає. Якщо його не обмежити, лампа вийде з ладу.

Для вирішення цих проблем застосовують спеціальні пристрої – баласти. Найбільш поширені на сьогоднішній день схеми: електромагнітний баласт з неоновим стартером та різні різновиди електронних баластів.

Електромагнітний баласт

Електромагнітний баласт є електромагнітним дроселем, що підключається послідовно з лампою.Послідовно ниткам лампи підключається стартер, що є неоновою лампою з біметалевими електродами і конденсатор. Дросель формує рахунок самоіндукції імпульс, що запускає, а також обмежує струм через лампу. В даний час перевагами електромагнітного баласту є простота конструкції, надійність та низька вартість. Недоліків такої схеми досить багато:

• Довгий запуск (1-3 с в залежності від ступеня зносу лампи);
• Більше споживання енергії, ніж у електронної схеми - при напрузі 220 Вольт світильник 2 по 58 Ватт = 116 Ватт споживає 130 Ватт;
• Малий cos = 0.5 (без компенсуючих конденсаторів);
• Низькочастотний гул (100Гц), що виходить від дроселя, що зростає зі старінням дроселя;
• Мерехтіння лампи з подвоєною частотою мережі, яке може пошкодити зір, а іноді буває небезпечним (через стробоскопічного ефекту предмети, що обертаються синхронно з частотою мережі, можуть здаватися нерухомими. Тому люмінесцентні лампи з електромагнітним баластом не рекомендується застосовувати для освітлення рухомих частин верстатів і механізмів);
• Великі габарити та маса;
• При температурі нижче 10 °C яскравість лампи значно знижується через зменшення тиску газу лампі;
• За негативних температур лампи за класичною схемою можуть не запалюватися взагалі, за цих умов застосовуються автотрансформатори.

Електронний баласт

Електронний баласт подає на електроди лампи напруга не з частотою мережі, а високочастотна (25-133 кГц), внаслідок чого помітне для очей миготіння ламп виключено.Однак високочастотні коливання, проходячи через лампу, як антену, створюють електромагнітні перешкоди в широкому спектрі, тому радіодіапазон ДВ — довгі хвилі, що починається з 150 кГц, не придатний для використання [джерело не вказано 31 день], але аргументували це тим, що невигідно будувати антени великого розміру і перейшли на діапазон УКХ, хвилі якого поширюються лише в межах прямої видимості та потрібні повторювачі-репітери.

Може використовуватися один із двох варіантів запуску ламп:

• Холодний запуск - При цьому лампа запалюється відразу після включення. Таку схему краще використовувати у випадку, якщо лампа вмикається і вимикається рідко, оскільки режим холодного пуску шкідливіший для електродів лампи.
• Гарячий запуск - З попереднім прогріванням електродів. Лампа запалюється не відразу, а через 0,5-1 сек, проте термін служби збільшується, особливо при частих включеннях і вимкненнях.

Споживання електроенергії люмінесцентними світильниками при використанні електронного баласту зазвичай на 20-25% нижче. Матеріальні витрати (мідь, залізо) на виготовлення та утилізацію менші у кілька разів. Використання централізованих систем освітлення з автоматичним регулюванням дозволяє заощадити до 85% електроенергії. Існують електронні баласти з можливістю димування (регулювання яскравості) шляхом зміни шпару струму живлення лампи.

Механізм запуску лампи з електромагнітним баластом

У класичній схемі включення з електромагнітним баластом для автоматичного регулювання процесу запалювання лампи застосовується пускач (стартер), що є мініатюрною газорозрядною лампою, зазвичай неоновою.Один електрод стартера нерухомий жорсткий, інший - біметалічний, що згинається при нагріванні. Є також стартери з двома гнучкими електродами (симетричні). У вихідному стані електроди стартера розімкнені. Стартер підключений паралельно лампі так, щоб при замиканні електродів струм проходив через спіралі лампи.

У момент включення до електродів лампи і стартера прикладається повна напруга мережі, тому що струм через лампу відсутня і падіння напруги на дроселі дорівнює нулю. Електроди лампи холодні, відсутня розряд, і напруги мережі недостатньо для її запалювання. Але в стартері від прикладеної напруги виникає розряд, що тліє, і струм проходить через електроди лампи і стартера. Струм розряду малий для розігріву електродів лампи, але достатній для розігріву електродів стартера, через що біметалічна пластинка, згинається і замикається з жорстким електродом. Струм тече через електроди лампи і розігріває їх. Коли електроди стартера остигають, ланцюг розмикається, і завдяки самоіндукції відбувається кидок напруги на дроселі, необхідний запалювання розряду. Паралельно стартеру підключений мініатюрний конденсатор невеликої ємності, який служить для забезпечення умови виникнення резонансу струму спільно з індуктивністю дроселя і, внаслідок, запалення лампи. За відсутності конденсатора цей імпульс буде дуже коротким, а амплітуда дуже великий, і енергія, накопичена в дроселі, витрачається на розряд у стартері. На момент розмикання стартера електроди лампи вже досить розігріті, але в лампі ще не вся ртуть випарувалася і розряд проходить в атмосфері аргону, через що розряд у лампі нестійкий і процес запуску може повторитися неодноразово.Як тільки вся ртуть у колбі лампи випаровується у достатній кількості, лампа виходить на робочий режим.

Робоча напруга лампи нижче мережного рахунок падіння напруги на дроселі, тому повторного спрацьовування стартера немає. У процесі запалення лампи стартер іноді спрацьовує кілька разів поспіль, якщо він розмикається в момент, коли миттєве значення струму дроселя дорівнює нулю або електроди лампи ще недостатньо розігріті. У міру зношування робоча напруга зростає, кількість циклів спрацьовування стартера збільшується, і врешті-решт лампа вже не може вийти на робочий режим. Це викликає характерне миготіння лампи, що вийшла з ладу. Коли лампа гасне, можна побачити свічення катодів, розігрітих струмом, що протікає через стартер.

Механізм запуску лампи з електронним баластом

На відміну від електромагнітного баласту для роботи електронного баласту зазвичай не потрібно окремий спеціальний стартер, так як такий баласт у загальному випадку здатний сформувати необхідні послідовності напруги сам. Існують різні способи запуску люмінесцентних ламп. Найчастіше електронний баласт підігріває катоди ламп і прикладає до катодів напругу, достатню для запалювання лампи, зазвичай - змінну і вищу частоту, ніж мережеве (що заразом усуває мерехтіння лампи, характерне для електромагнітних баластів). Залежно від конструкції баласту та 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, в який лампа включена, є коливальним контуром. Параметри коливального контуру підбираються так, що за відсутності розряду лампи в контурі виникає явище електричного резонансу, що веде до значного підвищення напруги між катодами лампи. Як правило, це веде і до зростання струму підігріву катодів, оскільки при такій схемі запуску спіралі розжарення катодів нерідко послідовно з'єднані через конденсатор, будучи частиною коливального контуру. В результаті за рахунок підігріву катодів та відносно високої напруги між катодами лампа легко запалюється. Після запалювання лампи параметри коливального контуру змінюються, добротність зменшується і струм контуру значно падає, зменшуючи нагрівання катодів. Існують варіації цієї технології. Наприклад, у граничному випадку баласт може взагалі не підігрівати катоди, натомість приклавши досить високу напругу до катодів, що неминуче призведе до майже миттєвого запалювання лампи за рахунок пробою газу між катодами. По суті, цей метод аналогічний технологіям, що застосовуються для запуску ламп з холодним катодом (CCFL). Даний метод досить популярний у радіоаматорів, оскільки дозволяє запускати навіть лампи з нитками розпалу катодів, які не можуть бути запущені звичайними методами через неможливість підігріву катодів. Зокрема цей метод нерідко використовується радіоаматорами для ремонту компактних енергозберігаючих ламп, які є звичайними люмінесцентними лампами з вбудованим електронним баластом в компактному корпусі.Після невеликої обробки баласту така лампа може ще довго служити незважаючи на перегорання спіралей підігріву, і її термін служби буде обмежений лише часом до розпилення електродів.

Причини виходу з ладу

Перевіряє електроди однієї сторони на цілісність. Опір 9,9 Ω говорить про те, що нитка електрода на цій стороні ціла.

Перевіряє електроди однієї сторони на цілісність. Нескінченно великий опір говорить про те, що нитка електродів розірвана. Другою ознакою є потемніння поблизу електрода.

Електроди люмінесцентної лампи є вольфрамовими нитками, вкритими пастою (активною масою) з лужноземельних металів. Ця паста забезпечує стабільний розряд і оберігає вольфрамові нитки від перегріву. У процесі роботи вона поступово обсипається з електродів, вигоряє та випаровується. Особливо інтенсивно вона обсипається під час запуску, коли деякий час розряд відбувається не по всій площі електрода, а на невеликій ділянці поверхні, що призводить до локальних перепадів температур. Тому люмінесцентні лампи все ж таки мають кінцевий термін служби (він залежить головним чином від якості виготовлення електродів, швидкості запалювання), хоча він і більший, ніж у звичайних ламп розжарювання, у яких спіраль з постійною швидкістю випаровується. Звідси потемніння на кінцях лампи, що посилюється ближче до закінчення терміну служби. Коли паста повністю вигорить, струм лампи починає падати, а напруга, відповідно, зростатиме.

Вихід з ладу ламп з електромагнітним баластом

Підвищення напруги на лампі в процесі її старіння призводить до того, що починає постійно спрацьовувати стартер - звідси всім відоме миготіння ламп, що вийшли з ладу.При цьому електроди лампи постійно розігріваються, і врешті-решт (приблизно через 2-3 дні миготіння) одна з ниток перегорає. Потім хвилину-дві лампа горить без мерехтіння, розряд походить від залишків електрода, 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 цього розряд переходить на траверсу (дрот, до якого кріпиться вольфрамова нитка з активною масою), вона частково оплавляється і лампа знову починає мерехтіти. Якщо її вимкнути, вона більше не спалахне. При цьому через тривалу роботу в безперервному режимі часто виходить з ладу і стартер, так що при заміні лампи доводиться міняти його теж. При виході з ладу стартера через погану якість (замикання біметалевих контактів або пробою конденсатора) електроди лампи розігріваються і через кілька днів перегорають. При пробої дроселя лампа згоряє миттєво.

Вихід з ладу ламп з електронним баластом

У процесі старіння лампи поступово вигоряє активна маса електродів, після чого нитки розігріваються та перегорають. У якісних баластах передбачена схема автоматичного відключення лампи, що перегоріла. У неякісних ЕПРА подібний захист відсутня, і після підвищення напруги лампа згасне, а в ланцюзі настане резонанс, що призводить до значного зростання струму та перегорання транзисторів баласту.

Також нерідко в баласти низької якості (зазвичай на компактних люмінесцентних лампах із вбудованим баластом) на виході встановлюється конденсатор, розрахований на напругу, близьку до робочої напруги нової лампи.У міру старіння лампи напруга підвищується і в конденсаторі виникає пробій, що також виводить з ладу транзистори баласту [7] .

При виході з ладу лампи з електронним баластом мерехтіння, як у випадку з електромагнітним баластом, відсутня, лампа гасне відразу. Визначити причину виходу з ладу можна, перевіривши цілісність ниток лампи будь-яким омметром, мультиметром або спеціалізованим приладом для перевірки ламп. Якщо нитки лампи мають низький опір (порядку 10 Ом, тобто не перегоріли), то причина виходу з ладу в низькій якості баласту, якщо одна або обидві нитки мають високий (нескінченний) опір, то лампа перегоріла від старості або від перенапруги. В останньому випадку має сенс спробувати замінити саму лампу, проте, якщо нова лампа також не світиться і живлення схеми баласту є, то це також говорить про низьку якість баласту (при цьому є ризик зіпсувати і нову лампу).

Люмінофори та спектр випромінюваного світла

Спектр випромінювання: безперервний 60-ватної лампи розжарювання (вгорі) і лінійний 11-ватної компактної люмінесцентної лампи (внизу), лінійний спектр випромінювання може викликати спотворення в передачі кольору

Багато людей вважають світло, випромінюване люмінесцентними лампами, грубим і неприємним. Колір предметів, освітлених такими лампами, може бути дещо спотворений. Частково це відбувається через сині і зелені лінії в спектрі випромінювання газового розряду в парах ртуті, частково через тип люмінофора, що застосовується, частково від неправильно обраної лампи, призначеної для складів і нежитлових приміщень.

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, але при відображенні від предметів світло може містити неповний спектр, що сприймається як спотворення кольору. Однак такі лампи зазвичай мають дуже високу світлову віддачу.

Якщо врахувати, що в людському оці три типи колірних рецепторів, і сприйняття суцільного спектра — лише результат роботи мозку, то прагнути відтворювати суцільний сонячний спектр немає необхідності, достатньо відтворити таку саму дію на ці три рецептори. Цей принцип давно використовується у кольоровому телебаченні та кольоровій фотографії. Тому в 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, як правило, мають меншу світлову віддачу.

Колби спеціальних ламп виготовляються з увіолевого скла, що пропускає промені в ультрафіолетовому діапазоні хвиль. [8]

У домашніх умовах можна оцінити спектр лампи за допомогою компакт-диска. Для цього потрібно подивитися на відображення світла лампи від робочої поверхні диска — у дифракційній картині буде видно спектральні лінії люмінофора. Якщо лампа розташована близько, між лампою та диском краще помістити екран із маленьким отвором.

Спеціальні люмінесцентні лампи

Також існують спеціальні люмінесцентні лампи з різними спектральними характеристиками:

• Лампи денного світла, що відповідають найвищим вимогам до передачі кольору природного кольору при денному освітленні 5400К, служать для усунення ефекту колірної мімікрії. Вона незамінна у випадках, коли потрібна атмосфера живого денного світла, наприклад, у друкарнях, картинних галереях, музеях, зуболікарських кабінетах та лабораторіях, при перегляді діапозитивів та у спеціалізованих магазинах текстильних товарів.

• Лампи денного світла, які випромінюють світло, яке за своєю спектральною характеристикою схоже на сонячне світло. Дані лампи рекомендується для приміщень з нестачею денного світла, наприклад для офісів, банків та магазинів. Завдяки своїй дуже хорошій передачі кольору і високій температурі кольору (6500К) вона ідеально підходить для порівняння фарб і медичної світлотерапії.

• Лампи денного світла для рослин та акваріумів з посиленим випромінюванням у спектральному діапазоні синього та червоного світла. Ідеально впливає на фотобіологічні процеси. Дані лампи з позначеннями випромінюють світло з мінімальним вмістом ультрафіолетової складової типу А (при абсолютній відсутності ультрафіолетових складових типу і С). Зазвичай комбінуються з лампами денного світла (5400K - 6700K) для надання природності фонового освітлення.

• Лампи для морських мешканців акваріумів із випромінюванням у діапазоні синього кольору та ультрафіолету. Служать для надання природного забарвлення коралів та мешканців коралових рифів. Також, дані лампи дозволяють деяким видам коралівфлуоресціювати, що в свою чергу «оживляє» композицію. Зазвичай комбінуються з лампами денного світла (5400K - 6700K) для надання природності фонового освітлення.

• Декоративні лампи червоного, жовтого, зеленого, синього та малинового кольорів.Кольорові люмінесцентні лампи особливо придатні для декоративного освітлення та створення спеціальних світлових ефектів. Колір лампи отримують застосуванням спеціального люмінофора або фарбуванням колби. Крім іншого, люмінесцентна лампа жовтого кольору не містить у своєму спектрі ультрафіолетову складову. Тому ця лампа рекомендована для стерильних виробництв, наприклад, для цехів з виготовлення мікросхем (у подібному виробництві використовують фоторезисти - речовини, що реагують з УФ), а також для загального освітлення без ультрафіолетового випромінювання.

• Люмінесцентні лампи, призначені для освітлення приміщень, які містять птахи. Спектр цих ламп містить ближній ультрафіолет, що дозволяє створити більш комфортне для них освітлення, наблизивши його до природного, тому що птахи, на відміну від людей, мають чотирикомпонентний зір.

• Лампи призначені для освітлення м'ясних прилавків у супермаркетах. Світло цих ламп має рожевий відтінок, в результаті такого освітлення, м'ясо набуває більш апетитного вигляду, що приваблює покупців [9] .

• Люмінесцентні лампи для соляріїв та косметичних салонів бувають трьох виконань [10] :
  • Лампи із практично чистим ультрафіолетовим випромінюванням типу А вище 350 нм. При опроміненні в цьому діапазоні для нормальної шкіри небезпеки опіку практично не існує. При досить тривалому опроміненні внаслідок прямої пігментації шкіри ефект засмаги з'являється незабаром після першого сеансу опромінення.
  • Лампи з високою потужністю ультрафіолетового випромінювання типу А для прямої пігментації та з невеликою складовою ультрафіолетового випромінювання типу для нового утворення пігменту. Завдяки мінімальному значенню ультрафіолетової складової типу ризик отримання сонячного опіку мінімальний.
  • Лампи з дією, аналогічною дії сонячного світла завдяки значній складовій ультрафіолетового випромінювання типу А та гармонійній складовій біологічно ефективного випромінювання типу В. Після регулярного прийняття процедур опромінення в результаті тривалої пігментації шкіри утворюється свіжа і стійка «відпускна» засмага при високому ступені захисту шкіри від опромінення. Лампа дозволяє проводити опромінення з метою створення ефекту натуральної засмаги в найкоротші терміни, тому рекомендується для професійного застосування.
  • Ультрафіолетові люмінесцентні лампи з колбами з «чорного» скла: Різні матеріали мають здатність перетворювати невидиме ультрафіолетове випромінювання у світлове (створювати ефект флуоресценції). Такі лампи є опромінювачами з довгохвильовим ультрафіолетовим випромінюванням, створюючи даний ефект. Тому вони є незамінними джерелами випромінювання для будь-яких видів досліджень із застосуванням люмінесцентного аналізу. Ці лампи являють собою ртутний газорозрядний випромінювач, оточений світлофільтром, і світять тільки в довгохвильовому ультрафіолетовому діапазоні від 350 до 410 нм, яке не видно для ока і абсолютно нешкідливе (лінії 365.0153 нм і 404.6563 нм 8, добре видно. і 407.783 нм [11] [12]). Видиме випромінювання, а також короткохвильовий ультрафіолет майже повністю поглинаються склом світлофільтра. Області застосування:
    • Матеріалознавство: Дослідження матеріалів за допомогою люмінесценції, наприклад, виявлення найтонших тріщин валу двигуна.
    • Текстильна промисловість: Аналіз матеріалів, наприклад, хімічного складу та видів домішок у вовняних матеріалах. Розпізнавання невидимих ​​забруднень та можливих плям після чищення
    • Харчова промисловість: Виявлення фальсифікацій у продуктах харчування, місць гниття у фруктах (особливо в апельсинах), м'ясі, рибі тощо.
    • Криміналістика: Виявлення фальшивок серед банкнот, чеків та документів, а також внесених до них змін, віддалених плям крові, підробок картин тощо.
    • Пошта: Раціональна обробка кореспонденції за допомогою автоматичних штемпельних машин для конвертів, автентифікація поштових марок.
    • Створення світлових ефектів на сценах драматичних та музичних театрів, у кабарі, вар'єте, дискотеках, барах, кафе.
    • Інші сфери застосування: реклама та оформлення вітрин, сільське господарство (наприклад, перевірка посівного матеріалу), мінералогія, перевірка дорогоцінного каміння, мистецтвознавство…
    • Опромінювачі для стерилізації та озонування, типово з довжиною хвилі 253,7 нм [12] . Дані опромінювачі мають завдяки своєму короткохвильовому УФ-випромінюванню типу С бактерицидну дію і тому застосовуються для стерилізації. Раціональне застосування цих опромінювачів гарантується лише у спеціальних, призначених їм установках. Тому монтаж опромінювачів в установці повинен проводитися лише виробником установок. Області застосування:
      • Стерилізація (мікробіологія) води: в акваріумах, питної води, води для плавальних басейнів, стічних вод.
      • Стерилізація (мікробіологія) та дезодорування повітря в кондиціонерах, лікарнях, складських приміщеннях
      • Стерилізація (мікробіологія) поверхонь у фармацевтичній та пакувальній промисловості
      • стирання інформації з сучасних мікроелектронних блоків пам'яті (ППЗП)
      • Лампи зі спеціальними колірними характеристиками:
        • для полімеризації пластмас, клеїв, лаків, фарб на глибину трохи більше 1 мм; лікування гіпербілірубінемії.
        • для полімеризації пластмас, клеїв, лаків, фарб на глибину понад 1 мм; лікування псоріазу; залучення комах в інсектоловушки; для розпізнавання підробок

        Варіанти виконання

        Люмінесцентні лампи – газорозрядні лампи низького тиску – поділяються на лінійні та компактні.

        Лінійні лампи

        Лінійна люмінесцентна лампа - ртутна лампа низького тиску прямої, кільцевої або U-подібної форми, в якій більша частина світла випромінюється люмінесцентним покриттям, що збуджується ультрафіолетовим випромінюванням розряду. Часто такі лампи зовсім неправильно називають колбчастими або трубчастими, таке визначення є застарілим, хоча не суперечить ГОСТ 6825-91, в якому прийнято позначення «трубчасті».

        Двоцокольна прямолінійна люмінесцентна лампа є скляною трубкою, по кінцях якої вварені скляні ніжки із укріпленими на них електродами (спіральними нитками підігріву). На внутрішню поверхню трубки наноситься тонкий шар кристалічного порошку – люмінофора. Трубка заповнена інертним газом або сумішшю інертних газів (Ar, Ne, Kr) та герметично запаяна. Всередину вводиться дозована кількість ртуті, яка під час роботи лампи перетворюється на пароподібний стан. На кінцях лампи є цоколі з контактними штирями для підключення лампи до ланцюга.

        Лінійні лампи розрізняються за:

        Потужність лампи (тип.)	Довжина колби з цоколем G13 мм
        15 Вт	450
        18 Вт	600
        30 Вт	900
        36 Вт	1200
        40 Вт	1200
        58 Вт	1500
        80 Вт	1500

        Позначення	Діаметр у дюймах	Діаметр у мм
        T4	4/8	12,7
        T5	5/8	15,9
        T8	8/8	25,4
        T10	10/8	31,7
        T12	12/8	38,0

        Лампи такого типу часто можна побачити у виробничих приміщеннях, офісах, магазинах, транспорті тощо.

        У практиці виробників світлодіодних світильників і ламп часто зустрічається позначення ламп типу «Т8» або «Т10», а також цоколя «G13». Світлодіодні лампи можуть бути встановлені в стандартний світильник (після його незначного доопрацювання) для люмінесцентних ламп. Але принцип дії відрізняється і, крім зовнішньої подібності, вони нічого спільного з люмінесцентними лампами не мають.
        

        Компактні лампи

        Є лампами з вигнутою трубкою. Розрізняються за типом цоколя на:

        Випускаються також лампи під стандартні патрони E27, E14 та Е40, що дозволяє використовувати їх у багатьох світильниках замість ламп розжарювання.

        Безпека та утилізація

        Всі люмінесцентні лампи містять ртуть (у дозах від 1 до 70 мг), отруйна речовина 1-го класу небезпеки. Ця доза може завдати шкоди здоров'ю, якщо лампа розбилася, і якщо постійно зазнавати згубного впливу парів ртуті, то вони накопичуватимуться в організмі людини, завдаючи шкоди здоров'ю. Після закінчення терміну служби лампу, як правило, викидають абияк. На проблеми утилізації цієї продукції Росії індивідуальні споживачі не звертають уваги, а виробники прагнуть відсторонитися від проблеми.

        Законодавство по RoHS (скорочення з англ. Restriction of use of Hazardous Substances — Обмеження використання небезпечних речовин) регламентує застосування ртуті, а також інших потенційно небезпечних елементів в електротехнічному та електронному обладнанні. 1 липня 2006 року Директива RoHS вступила в дію на всій території Європейського Співтовариства.Мета Директиви очевидна — обмежити застосування шести основних небезпечних речовин в електричному та електронному обладнанні, забезпечуючи необхідний рівень захисту здоров'я людей та навколишнього середовища [13] . Прямого посилання немає, тому для перегляду потрібно натиснути посилання «Exemption List».

        Існує кілька фірм з утилізації ламп, та юридичні особи, а також індивідуальні підприємці зобов'язані здавати лампи на переробку та розробляти паспорт небезпечного відходу. Крім того, у ряді міст існують полігони з утилізації токсичних відходів, що приймають відходи від приватних осіб безкоштовно. У Москві люмінесцентні лампи, що перегоріли, безкоштовно приймаються для подальшої переробки в районних ЖЕКах, де встановлені спеціальні контейнери. [14] [15] Якщо лампи не приймають у ДЕЗ та РЕУ, необхідно скаржитися в управу чи префектуру. [16] У магазинах IKEA у відділі «Обмін або повернення покупок» приймають на переробку будь-які енергозберігаючі лампи будь-якого виробника. [17]

        У Росії 3 вересня 2010 р. Голова Уряду Володимир Путін підписав Постанову № 681 «Про затвердження Правил поводження з відходами виробництва та споживання в частині освітлювальних пристроїв, електричних ламп, неналежні збирання, накопичення, використання, знешкодження, транспортування та розміщення яких може спричинити заподіяння шкоди життю, здоров'ю громадян, шкоди тваринам, рослинам та навколишньому середовищу.».

        Згідно з цими правилами,

        V. Правила ліквідації аварійних ситуацій при поводженні з відходами, що містять ртуть. 27. У разі бою лампи, що містить ртуть (ламп) фізичною особою у побутових умовах, або у разі складного ртутного забруднення в організації, забруднене приміщення має бути людьми покинуто і, одночасно, має бути організовано виклик відповідних підрозділів (спеціалізованих організацій) через Міністерство Російської Федерації у справах цивільної оборони, надзвичайних ситуацій та ліквідації наслідків стихійних лих. 28. Після евакуації людей повинні бути вжиті достатні заходи щодо виключення доступу на забруднену ділянку сторонніх осіб, а також можливі заходи щодо локалізації меж поширення ртуті та її парів. 29. У разі одиничного руйнування ламп, що містять ртуть, в організації усунення ртутного забруднення може бути виконано персоналом самостійно за допомогою створеного для цих цілей демеркуризаційного комплекту (склад демеркуризаційного комплекту затверджується Урядом Російської Федерації за поданням Міністерства Російської Федерації у справах цивільної оборони, надзвичайних ситуацій і надзвичайних ситуацій. лих спільно з Федеральною службою з екологічного, технологічного та атомного нагляду та Федеральною службою з нагляду у сфері захисту прав споживачів та благополуччя людини).

        Джерела

        1. ↑Олександр ГореславецьАналіз ринку електронних баластів. Компанія "Додека Електрик" (20 вересня 2005). Перевірено 11 листопада 2008 року.
        2. ↑Б. Ю. Семенів. Силова електроніка для любителів та професіоналів. - 1-е вид. - М.: "СОЛОН-Р", 2001. - С. 291. - 327 с. - 10 000 прим. - ISBN 5-93455-089-6
        3. ↑Вікіпедія
        4. ↑http://www.ecotopten.de/download/EcoTopTen_Endbericht_Lampen.pdf Energiesparlampe als EcoTopTen-Produkt
        5. ↑http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00044/12300.htm Люмінесцентна лампа. Вікіпедія
        6. ↑Параметри люмінесцентних ламп для акваріума
        7. ↑http://www.pavouk.org/hw/lamp/en_index.html (англ.) Compact Fluorescent Lamp (CFL)
        8. ↑ [Денісов Ст П., Мельников Ю. Ф. Технологія та виробництво електричних джерел світла - М., Вища школа, 1983]
        9. ↑Освітлення, яке продає
        10. ↑ Каталог Osram: Джерела світла, стор. 6.06
        11. ↑В.П.Гладишев, С.А.Левицька, Л.М.Філіппова Табл. 18// Аналітична хімія ртуті. - С. 50.
        12. ↑ 12Зайдель, Прокоф'єв, Райський, Славний, Шрейдер Таблиці спектральних ліній. - 4-те. - М.: Hаука, 1977.
        13. ↑RoHS
        14. ↑http://businesspravo.ru/Docum/DocumShow_DocumID_61031.html%20 Розпорядження уряду Москви «Про організацію робіт зі збору, транспортування та переробки відпрацьованих люмінесцентних ламп» від 20 грудня 1999 р. № 1010-РЗП
        15. ↑ Компактні люмінесцентні лампи (КЛЛ) http://greenpeace.org/russia/ua/643172/647372/1827524
        16. ↑Лампа згоріла - викинути нікуди // KP.RU - Москва
        17. ↑IKEA | Висвітлення майбутнього

        Джерела штучного світла
        Накалювання	Лампа розжарювання • Галогена лампа
        Флуоресцентні	Люмінесцентна лампа (компактна люмінесцентна лампа) • Катодолюмінесцентна лампа • Індукційна лампа • Ртутна лампа • Лампа чорного світла
        Газорозрядні	Лампи високої інтенсивності • Неонова лампа • Натрієва газорозрядна лампа • Ксенонова лампа-спалах • Газосвітні лампи • Безелектродна лампа • Плазмова лампа • Плазмова лампа із зовнішніми електродами
        Електродугові	Вугільна дугова лампа • Ксенонова дугова лампа • Яблочкова свічка • Металологогенна лампа
        на згорянні	Промінь • Смолоскип • Свічка • Масляна лампа • Газова лампа • Ацетиленова лампа • Гасова лампа • Гаряча сітка • Друммондів світло
        Напівпровідникові	Світлодіоди (світлодіодна лампа • органічний світлодіод)
        Інші	Сірчана лампа
        Люмінесценції	Електролюмінесценція • Хемілюмінесценція • Біолюмінесценція • Радіолюмінесценція • Сонолюмінесценція • Термолюмінесценція • Фотолюмінесценція (флуоресценція • фосфоресценція) • Триболюмінесценція • Кандолюмінесценція • Черенківське випромінювання
        Освітлювальне оформлення	Прожектор • Люстра • Торшер • Бра • Лампочка Ілліча • Ліхтар (вуличний • кишеньковий) • Вибухобезпечна лампа • Плазмова лампа • Електролюмінесцентний дріт • Лава лампа • Оптичне волокно

        • Джерела світла
        • Світлотехніка
        • Джерела ультрафіолетового випромінювання

        Wikimedia Foundation 2010 .