Для работы люминесцентных ламп требуется дополнительное устройство (балласт), которое берет на себя дросселирование и запуск. Балласт контролирует интенсивность разряда и выпускается в 2 вариантах (электромагнитный и электронный).
Люминесцентные лампы: параметры, устройство, схема, плюсы и минусы по сравнению с другими
Современные люминесцентные лампы (CFL) идеально подходят для освещения больших жилых, рабочих и технических помещений и позволяют снизить общее потребление электроэнергии на 50-83%, тем самым уменьшая счета за электричество.
В этой статье мы представим обзор эксплуатационных характеристик ЛЛ, их структуру, а также основные преимущества и недостатки по сравнению с другими типами осветительных приборов. Мы также предоставим тематические фотографии и диаграммы, а также видеоролики о принципе работы люминесцентных ламп и особенностях их применения.
Принцип работы и устройство ЛЛ
Люминесцентная лампа — это газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути создает интенсивный ультрафиолетовый свет.
Компактные люминесцентные лампы имеют стандартизированный цоколь, что делает их практичной заменой ярким, но более энергоемким лампам накаливания.
Как работает люминесцентная лампочка?
Преобразование в свет, видимый человеческим глазом, осуществляется специальным соединением, называемым фосфором, который состоит из галофосфата кальция в сочетании с другими элементами.
Как только люминесцентная лампа подключается к сети, внутри стеклянной колбы должен поддерживаться так называемый тлеющий разряд.
Это заставляет люминофорный слой светиться постоянно, даже если основной источник питания отключен на короткое время.
Классическая флуоресцентная лампа представляла собой трубку с парами ртути внутри, запаянную с обеих сторон. Сегодня они доступны в более широком разнообразии форм и конфигураций.
Конструкционные особенности прибора
Обычная люминесцентная лампа представляет собой стеклянный цилиндр с внешним диаметром 12, 16, 26 и 38 мм, обычно называемый
- прямая, удлиненная трубка,
- изогнутый U-образный блок,
- кольцо,
- композитная форма.
Дистальные концы имеют запаянные, приваренные ножки. Внутри находятся вольфрамовые электроды, структурно похожие на сферические нити накаливания ламп Ильича.
В некоторых типах люминесцентных ламп используются более сложные трис-спирали, которые представляют собой скрученные диски. Осветительные приборы, оснащенные ими, имеют более высокий КПД и более низкий порог теплопотерь, что значительно повышает общую эффективность светового потока.
Снаружи электродные элементы привариваются к металлическим клеммам металлического основания, куда подается рабочее напряжение.
U-образные и прямые блоки обычно оснащаются основаниями G5 и G13, буквенный код которых указывает на тип штифта элемента основания, а цифровой код — на расстояние между рабочими элементами.
Электропроводящая среда внутри стеклянной колбы имеет отрицательное сопротивление. Когда ток между двумя противоположными электродами увеличивается, требуя дросселирования, это становится заметным и снижает рабочее напряжение.
Схема обычной люминесцентной лампы включает в себя катушку или балласт. Он отвечает за генерирование высокого импульсного напряжения, необходимого для правильного питания лампы.
Иллюстрация показывает внутреннее устройство люминесцентной лампы и наглядно объясняет основной принцип работы ее важнейших компонентов.
В дополнение к этой части ЭКГ оснащен стартером. Он представляет собой элемент тлеющего разряда с двумя электродами внутри, окруженными средой инертного газа.
Распространенные виды таких лампочек
Основная классификация люминесцентных изделий основана на уровне базового давления. Устройства высокого давления используются для мощных осветительных установок и наружного уличного освещения.
Лампы низкого давления используются в быту для обеспечения светом промышленных, технических и жилых помещений.
Вид #1 — модули высокого давления
Устройства высокого давления производят насыщенный световой поток хорошей плотности. Внутренняя поверхность элемента лампы покрыта специальным люминофорным покрытием из фторметана или арсената магния.
Рабочая мощность этих люминесцентных ламп варьируется от 50 до 2000 Вт.
Для нормальной работы ртутных ламп высокого давления требуется напряжение в сети 220 Вт. Их коэффициент пульсации обычно составляет от 61% до 74%.
Полное зажигание осветительного прибора занимает 3 секунды. Срок службы изделий мощностью 80-125 Вт составляет около 6 000 часов, а изделия мощностью 400 Вт и более могут прослужить до 15 000 часов при строгом соблюдении правил эксплуатации, установленных производителем.
Вид #2 — изделия низкого давления
ЛЛ низкого давления используется для освещения в бытовых, технических и промышленных целях.
Конструктивно фитинг представляет собой прочную стеклянную трубку, содержащую аргон при давлении 400 Па и небольшое количество ртути или амальгамы. Он представлен на рынке в различных модификациях и оснащен двумя электродными элементами.
Самая низкая температура, которую может выдержать ЛЛ низкого давления, составляе т-15 °C. По этой причине эти источники света не подходят для использования на улице.
Стеклянная колба выпускается в широком диапазоне диаметров. Световой поток зависит от мощности самого устройства. Для правильной работы требуется газовый стартер. Средний срок службы составляет 10 000 часов.
Газоразрядные лампы могут терять свою эффективность во время работы. При установке светильника с люминесцентными лампами иногда рекомендуется проверить источник света перед установкой.
Разновидности
Существует целый ряд люминесцентных ламп с достаточно широким диапазоном параметров. Однако в рамках данной статьи мы рассмотрим наиболее типичные из них.
На практике различают светильники высокого и низкого давления, в зависимости от давления газа внутри лампы:
- Высокого давления — эти люминесцентные светильники создают плотный световой поток с насыщенными цветовыми оттенками. Они используются в нескольких мощных моделях с мощностью от 50 до 2000 Вт, характеризующихся сроком службы от 6 до 15 тысяч часов.
- Низконапорные — с относительно низкой плотностью газа в баллоне, для бытового или промышленного освещения.
В зависимости от формы колбы энергосберегающей лампы, она может иметь классическую форму колбы со стеклянной спиралью внутри, вытянутую форму, спиральную трубку, вращающуюся вокруг своей оси, форму кольца и другие формы.
Рисунок 2. Форма бутылок
По конструкции различают люминесцентные лампы со стандартным цоколем E и цифровым обозначением, указывающим на диаметр цоколя самого газоразрядного источника. G — штырь, где цифра после буквенного обозначения указывает на расстояние между штырями, а до нее — на количество пар штырей. Существуют также модели с розетками W и F, но они используются редко.
Рисунок 3. Типы розеток
Различают флуоресцентные лампы с горячим желтым спектром и лампы с холодным синим спектром. Существуют также варианты нейтральных цветов. Цветовая температура выбирается в зависимости от задачи: теплая температура для бытового использования, холодная — для промышленного.
Рисунок 4. цветовая температура
Маркировка
Система маркировки люминесцентных ламп определяет их основные параметры. Однако стандарты маркировки также различаются в зависимости от страны-производителя. Для сравнения рассмотрим оба варианта маркировки на примере отечественных и зарубежных производителей.
Отечественная
Внутренняя маркировка состоит из буквенно-цифрового обозначения с четырьмя позициями для букв и одной для цифр. Например: LBC-60.
Первая буква в маркировке L обозначает лампу. Вторая позиция более сложная, может быть выражена буквой или парой букв и указывает на индексы цветопередачи, для которых возможны следующие варианты:
- D — спектр дневного света,
- CHB — холодный белый свет,
- B — белый цвет,
- TB — белый с теплыми тонами,
- EB — белый цвет натурального спектра,
- УФ — ультрафиолетовый спектр,
- D — голубой; C — синий,
- С — синий оттенок; С — синий оттенок,
- К — красный спектр света; К — красный оттенок,
- Ж — желтый оттенок; З — зеленый оттенок
- H — зеленый цвет.
Третья позиция определяет качество цвета, но существует только два варианта, CD — улучшенное качество или CC — значительно улучшенное качество, которое часто используется в декоративном освещении.
Четвертая позиция определяет конструкцию светильника. Имеется пять основных позиций:
- A — Тип амальгамы,
- B — тип быстрого запуска,
- K — Циркуляр,
- P — тип отражателя
- U — U-образный.
Зарубежная
Люминесцентные лампы иностранного типа должны иметь идентичный принцип маркировки. Мощность изделия в ваттах указывается в начале и легко узнается по латинской букве W.
Тип светового потока обозначается цифровым кодом с алфавитным пояснением на английском языке:
- 530 — теплый тон люминесцентных ламп, но относительно плохая цветопередача,
- 640/740 — не совсем круто, но близко, с умеренной цветопередачей,
- 765 — голубой оттенок с умеренной цветопередачей,
- 827 — аналогичны лампам накаливания, но с хорошей цветопередачей,
- 830 — аналогично галогенной лампе, с хорошей цветопередачей,
- 840 — белый оттенок с хорошей цветопередачей,
- 865 — спектр дневного света с хорошей цветопередачей,
- 880 — спектр дневного света с отличной цветопередачей,
- 930 — теплый тон с отличной цветопередачей и пропусканием света при низкой освещенности
- 940 — холодный тон с отличной цветопередачей и умеренной светоотдачей.
- 954/965 — флуоресценты непрерывного спектра.
Технические характеристики
Важными техническими характеристиками люминесцентных ламп являются:
- Мощность лампы — может составлять от 10 Вт до 80 Вт для традиционного бытового использования, в то время как промышленные модели могут достигать 2000 Вт,
- В большинстве случаев используется напряжение 220 В,
- Цветовая температура — в диапазоне от 2700 до 6500°K,
- Световая отдача — количество светового потока, излучаемого на 1 Вт потребляемой электроэнергии, для люминесцентных ламп составляет от 40 до 60 Лм/Вт, но существуют и более эффективные модели,
- Размеры — в зависимости от модели люминесцентной лампы,
- Тип цоколя — E14 (Minion), E27 (стандартный цоколь), тип G10 и G13 и другие.
Совет: Чтобы оценить дальность действия лампы в домашних условиях, можно использовать обычные компакт-диски. Источник света должен быть виден в отражении диска. Спектральные линии люминофора можно увидеть в дифракционной линии.
Классификация
Существует несколько критериев для классификации этих электротехнических изделий. К ним относятся:
- Излучают дневной или белый свет,
- Они имеют разную ширину поперечных трубок (с увеличением их размера увеличивается мощность лампы, от которой зависит потенциальная площадь освещаемого пространства),
- Они имеют множество контактов,
- Поставляется со стартером или без него (последняя модель более экономична),
- Он работает с различными напряжениями сети,
- различаются по форме (дуга, сфера или спираль).
Маркировка
В России и за рубежом для маркировки этой продукции используются различные стандарты.
Международная маркировка
Американские производители люминесцентных ламп маркируют свою продукцию в формате FxTy, где
- F — флуоресцентный,
- x — мощность (Вт),
- T означает трубчатый и может иметь другие формы,
- Y — диаметр 1/8″.
Затем латинскими буквами указывается цвет устройства:
В конце строки добавляются буквы, указывающие на характеристики продукта. Они могут быть следующими:
- RS — Быстрый старт,
- IS — мгновенный старт,
- RS — высокая производительность.
Как вы видите, производители указали основные технические характеристики продукта на этикетке изделия.
Российская маркировка
Отечественные производители используют различные маркировки с кириллическими буквами:
- «L» — Лампа,
- «D» — дневной свет,
- B» — белый,
- T» — горячий,
- «E» — натуральный,
- «X» — круто.
Если это компактная модель, в начале маркировки используется буква «K». Дневные ходовые огни с улучшенной цветопередачей имеют букву «С» в конце строки. Иногда встречаются две такие буквы, что указывает на лучшую цветопередачу.
Первая цифра маркировки описывает цветопередачу (нужно умножить на 10), а следующие две цифры описывают цветовую температуру (в Кельвинах), деленную на 100.
Внешний вид
Существует два основных варианта люминесцентных ламп по внешнему виду.
Линейный тип
Конструкция состоит из удлиненной колбы (трубки). Зона применения — общественные и коммерческие помещения (например, магазины розничной торговли или спортивные залы). Маркировка содержит букву «Т».
Компактный тип (КЛЛ, или «экономки»)
Эти лампы предназначены для бытового использования. Они характеризуются изогнутой, спиральной луковицей. Они делятся на две подкатегории:
- На основе штырей — для идентификации используется буква G, а цифры указывают на расстояние между штырями,
- Со стандартным цоколем (аналогичным лампам накаливания) — буква Е, цифры указывают на диаметр цоколя.
Штырьковые лампы CFL без нити накаливания используются в настольных лампах.
Преимуществом люминесцентных ламп является разнообразие дизайна. Различные формы, цвета и оттенки блоков позволяют реализовать оригинальные дизайнерские решения в архитектуре общественных и жилых комплексов.
Маркировка
Маркировка люминесцентных ламп указывается на упаковке и содержит информацию о фирме, мощности, конструкции цоколя, времени работы, абажуре и т.д.
После расшифровки индикатора первая буква маркировки люминесцентных приборов — L. Следующие буквы указывают на цветовой тон излучения прибора (дневной свет, белый, холодный белый, ультрафиолетовый и т.д.). Кодовое значение должно включать символы D, B, UV и т.д.
Конструктивные особенности должны быть обозначены соответствующими буквами на разметке:
- u-образные (U) люминесцентные лампы,
- кольцеобразные изделия (К),
- отражающие продукты (P),
- лампы быстрого запуска (B).
Для люминесцентных приборов значение яркости также указывается на этикетке, единицей измерения является Кельвин (К). Значение температуры 2700 K соответствует цветовому тону лампы накаливания. Цифра 6500 К означает холодный белый тон.
Мощность приборов обозначается цифрой, а единицей измерения является Вт. Типичными значениями являются единицы от 18 до 80 Вт.
На этикетке также указано обозначение ламп в соответствии с такими характеристиками, как длина, диаметр и форма лампы.
Диаметр колбы лампы обозначается буквой «T» с идентификационным кодом. Лампа с кодом T8 имеет диаметр 26 мм, T12 — 38 мм и т.д.
Идентификация агрегатов по типу основания включает буквы E, G и цифровой код. Обозначение миниатюрного винтового цоколя — E14. Средний винтовой цоколь имеет кодовое обозначение E27. Цоколь с вилкой для декоративных узоров и люстр имеет кодировку G9. U-образная чашка имеет код G23, двойная U-образная чашка имеет код G24 и т.д.
Технические характеристики
Техническая информация о люминесцентных лампах включает сведения о рабочей мощности, типе цоколя, сроке службы и т.д.
Срок службы люминесцентных ламп составляет от 8 000 до 12 000 часов. Технические характеристики зависят от типа лампы. Устройства T8 и T12 имеют срок службы 9-13 тысяч часов, лампы T5 — 20 тысяч часов.
Световая отдача устройств составляет 80 Лм/Вт. Тепловыделение при горении низкое, сопротивление ветру умеренное, положение горения горизонтальное. Параметры допустимой температуры окружающей среды для ламп составляют +5 … +55 °C. Оптимальные рабочие характеристики составляют +5 … +25 °C. Аппараты с амальгамным покрытием используются при температуре +60 °C.
Цветовая температура варьируется от 2000 K до 6500 K, в зависимости от модели. Эффективность светильника составляет 45-75%.
Цветность и состав излучения ламп
Свойства цветопередачи показывают качество экрана по сравнению с условиями естественного освещения. Высокая цветопередача обеспечивается галогенными светильниками и обозначается кодом 100.
Различают световые тона, излучаемые светильниками, которые изменяют цветовые характеристики объектов.
Согласно ГОСТ 6825-91, люминесцентные лампы имеют следующие типы тонов светового излучения
- дневной свет (D),
- белый (B),
- естественный оттенок белого (E),
- белый с теплым тоном (TB),
- белый с холодным тоном (CB),
- ультрафиолет (УФ),
- холодное естественное свечение (CREE) и т.д.
Добавление буквы C к обозначению цвета указывает на использование люминофорной композиции с улучшенной цветопередачей.
Для светильников специального назначения цвета указываются отдельно. Ультрафиолетовые лампы обозначаются аббревиатурой LUF, светильники отражающего синего света — LSR и т.д.
Первоначально эти лампы были исключительно линейными, но с развитием технологий появились компактные люминесцентные лампы. Оба типа имеют одинаковые характеристики, негативные и позитивные аспекты. Эту группу можно назвать общей, так как на самом деле они отличаются формой лампы и, в некоторой степени, дизайном.
Типы цоколей ламп дневного света
Независимо от дизайна лампы, она всегда будет оснащена основанием. Это обязательный элемент. Он используется для подключения и подачи питания к электродам светильника. Розетка предназначена для надежной фиксации и обеспечения контакта. При покупке важно обратить внимание на тип цоколя, иначе вы не сможете установить лампу. Основание и розетка должны быть совместимы друг с другом.
Они делятся на две основные категории: резьбовые и шипованные. В последнее время резьбовая муфта становится все более популярной. Их можно отнести к классике. В повседневной жизни они используются без замены цоколя, т.е. вместо обычной лампы можно использовать люминесцентную лампу с цоколем E14 или E27. Наиболее важными техническими характеристиками являются диаметр и расстояние между витками.
Штыревые цоколи люминесцентных ламп обычно располагаются на концах источника света. Это могут быть прямые или U-образные лампы.
Маркировка и технические характеристики
Напряжение в сети в разных странах разное. Например, 220 вольт распространены в странах бывшего Советского Союза, а 110 вольт — в США, Японии и других странах.
В нашей стране очень популярны лампы с цоколями E14, E27 и E40. Маркировка обычно имеет вид Exx. Буква «E» — это обычная буква из фамилии изобретателя Эдисона. И xx — цифры, указывающие на диаметр в мм.
E14 — самая маленькая из вышеперечисленных групп. Обычно для маленьких лампочек в форме свечи. Его можно использовать для освещения и небольших ламп.
E27 — базовый для нашей страны. Сейчас также используются для ламп накаливания, энергосберегающих ламп и светодиодных ламп.
E40 — редко встречаются в повседневной жизни и предназначены для мощных ламп. В основном он используется на производственных предприятиях, где необходимо большое количество света. Или, например, уличное освещение.
Существует также E10, но он используется для низковольтных ламп накаливания, например, для елочных гирлянд. Лампы с таким цоколем не используются для освещения, а только в декоративных целях.
Маркировка ламп со штырьковым цоколем всегда должна содержать латинскую букву G. Затем следует цифра, указывающая расстояние между центрами штифтов в миллиметрах. Цифрам может предшествовать одна из букв U, X, Y, Z.
Коридоры нуждаются в сильном освещении с мощной, но рассеянной подсветкой. Для настенных светильников подходят компактные светильники с теплым цветом (930) и высокой цветопередачей. Над карнизом, под потолком, можно установить ленточное освещение с лампами холодного оттенка (860) и трубчатыми.
Подключение люминесцентных ламп
Наконец, я представляю три простые схемы подключения люминесцентных ламп к светильнику дневного света с одной и двумя лампами.
- СФ — Лидер,
- LL — утопление,
- EL — лампа,
- C — конденсатор.
Основная классификация люминесцентных изделий основана на уровне базового давления. Устройства высокого давления используются для мощных осветительных установок и наружного уличного освещения.
Люминофоры и спектр излучаемого света
Свет от таких ламп воспринимается как неприятный для глаз, а цвет предметов искажается. На это есть несколько причин:
- Синие и зеленые линии в спектре.
- Неправильный тип лампы, использование люминофора, не подходящего для данных условий.
LL, которые дешевы, используют галогенный люминофор, спектр излучения которого в основном желтый и синий, красного и зеленого гораздо меньше. Для глаза свет воспринимается как белый, но при отражении от предметов цвет кажется искаженным. Однако у этих источников света есть важное преимущество — достижение наивысшей световой отдачи.
Люминесцентные лампы с различными люминофорами
В более дорогих лампах используются трех- и пятиполосные люминофоры. Это обеспечивает более равномерное распределение излучения в видимой части спектра. В результате объекты, от которых он отражается, выглядят более естественно.
Совет: Чтобы оценить дальность действия лампы в домашних условиях, можно использовать обычные компакт-диски. Источник света должен быть виден в отражении диска. Спектральные линии люминофора можно увидеть в дифракционной линии.
Преимущества и недостатки
Наиболее важные преимущества представлены подробно:
- Высокая эффективность и высокая светоотдача по сравнению с лампами накаливания, что позволяет экономить электроэнергию.
- Высокая эффективность люминесцентных ламп, высокий КПД и низкое энергопотребление, т.е. высокое энергопотребление, высокий КПД, высокий КПД, высокое энергосбережение, различные цвета и оттенки — основное преимущество в современных условиях.
- Спектр излучения ближе к солнечному излучению.
- Распространение света, световой поток распределяется по всей лампе, а не только по нити накаливания.
- Длительный срок службы — производитель гарантирует до 20 тысяч часов. Этот показатель может быть достигнут только при условии поддержания достаточного качества сети и количества циклов включения/выключения. Другими словами, то, как долго он прослужит, зависит от правильного применения.
- Низкое тепловыделение, что означает, что платформа не перегревается, а значит, соответствует нормам пожарной безопасности. Она светит лучше, чем лампа накаливания.
- Работает от сети 220 В.
- Подходит для стандартных бытовых ламп, используемых в спальне, гостиной и кухне. Для установки компактных ламп не требуется никаких модификаций.
- Малый вес светильника, а значит, вся люстра будет весить не так много.
- Специальная утилизация — самый большой недостаток.
- Она мигает и делает глаза усталыми. При использовании балласта мерцание сводится к минимуму.
- Необходим балласт.
- Луковицы довольно хрупкие.
- Люминофор изнашивается, вызывая изменение спектра.
- Можно использовать при нормальной температуре. Может работать только при температуре о т-40 до +50 градусов Цельсия.
- Чувствителен к повышенной влажности.
- Задержка запуска — время, необходимое для прогрева. Это означает, что они включаются не сразу и не дают того света, на который способны, через несколько минут он становится ярче.
Примечание: Некоторые лампы лучшего качества представлены брендами Philips (Филипс) и Osram (Осрам). Цены на лампы этих брендов вполне доступны.
Безопасность и утилизация
Если люминесцентная лампа находится в хорошем состоянии (без трещин и других повреждений лампы), она совершенно безопасна для использования людьми, животными и растениями. Однако обращаться с ними нужно очень осторожно, так как они содержат пары ртути. Даже в таких небольших количествах они могут быть вредны для человека.
Люминесцентные лампы по окончании срока службы не следует выбрасывать вместе с обычными бытовыми отходами. Если они попадают в почву, то могут загрязнить большие территории. Если пары ртути попадают в воду, они медленно отравляют все живое. Существуют пункты сбора, где можно бесплатно утилизировать этот вид опасных бытовых отходов.
Контейнеры для утилизации люминесцентных ламп
Это важно: если лампа, будь то новая или старая, имеет признаки повреждения, трещины или поломки, ее ни в коем случае нельзя использовать. При покупке каждую лампу следует проверить не только на работоспособность, но и на целостность.
Обращайтесь с более хрупкими лампами осторожно. Самостоятельный ремонт, включая разборку, запрещен. Еще один важный момент — люминофор в лампе со временем теряет свои свойства, поэтому спектр меняется. Именно по этой причине нежелательно использовать такую лампу дольше указанного на упаковке времени, даже если она еще не перегорела.
Такие лампы перерабатываются на заводе при соблюдении необходимых условий безопасности. Таким образом, они не наносят вреда окружающей среде. Для извлечения опасных паров ртути используются различные процессы. Остатки ламп перерабатываются.
