Принцип работы и устройство ламп дневного света

Особенности лампы дневного света

Освещение играет большую роль в обустройстве жилых домов и различных учреждений. На смену обычным лампам накаливания приходят лампы дневного света. Они имеют большую мощность и эффективность. Но в сравнении с обычными таят в себе большую опасность из-за наличия ртути в трубках. В продаже имеются различные виды осветительного оборудования данного типа, начиная от классических энергосберегающих и заканчивая беспроводными лампами дневного света.

Что это такое

Лампа ДВС — это источник света, в котором в результате прохождения разряда в ртутных парах происходит образование ультрафиолетового излучения. При помощи люминофора (соединения галофосфата кальция) излучение преобразовывается в видимый свет.

Эффективность ламп дневного света выше, чем у ламп с нитью накаливания, в несколько раз. Срок службы данных ламп составляет примерно 5 лет.

Важно! Для максимального срока эксплуатации количество пусков должно составлять не более 2000 раз, то есть не более 5 раз в день в течение двухлетнего гарантийного периода.

Преимущества и недостатки

Люминесцентные источники света имеют следующие преимущества перед галогенными и лампами накаливаниями:

  • Высокая эффективность.
  • Отличная светоотдача, позволяющая при небольшой мощности создавать достаточно яркий свет.
  • Качество освещения (рассеянный свет).
    Опять же, энергопотребление ниже по сравнению с лампами накаливания
  • Длительная эксплуатация (в среднем 6000-9000 часов), срок службы таких ламп может быть увеличен в несколько раз (до 20 000 часов), если соблюдаются идеальные условия работы.

У ртутьсодержащего источника света есть один главный недостаток — наличие вредных веществ в составе газовой заправки. Содержание ртути в колбе линейного осветительного элемента может достигать 1 грамма на единицу продукции. Поскольку габариты довольно большие, а стекло ламп очень тонкое, при использовании данного вида освещения следует соблюдать осторожность. Также лампы дневного света имеют и некоторые другие менее значительные недостатки:

  • Диапазон рабочих температур узок, поскольку этот тип осветительных элементов характеризуется пониженной эффективностью работы в условиях холода, а при отрицательных температурах и вовсе такие лампы могут перестать работать
  • Мигание при работе из-за конструктивных особенностей (решить эту проблему поможет использование специальных устройств, именуемых электронными балластами).
  • Через некоторое время испускаемый свет ухудшается из-за истончения слоя люминофора в процессе эксплуатации и изменения из-за этого цветовой температуры.

Важно! Несмотря на значительное количество проблем с такими осветительными элементами, они используются достаточно широко из-за своей высокой эффективности в сравнении с аналогами.

Принцип работы

Принцип работы такого устройства заключается в следующем:

  1. В начале оба электрода, включенные в конструкцию, находятся в разомкнутом положении.
  2. При подключении к электросети внутри устройства возникает тлеющий разряд, сила которого изменяется между 20 и 50 мА.
  3. Результирующий разряд воздействует на биметаллический электрод и вызывает его постепенный нагрев.
  4. Нагретый материал вызывает изгиб электрода привода. Из-за этого происходит исчезновение тлеющего разряда, что помогает затем замкнуть цепь.
  5. Ток начинает двигаться в замкнутом контуре, что помогает нагревать дросселя и катодов люминесцентной лампы.
  6. Из-за исчезновения тлеющего разряда биметаллический электрод через определенный промежуток времени начинает постепенно охлаждаться. В результате этих изменений электроды расходятся, что приводит к обрыву цепи.
  7. Данное действие помогает генерировать быстрый импульс высокого напряжения, который воздействует на дроссель.
  8. Дроссель имеет большую степень индуктивности, поэтому этот процесс способствует воспламенению лампы.
  9. Освещенность лампы постепенно увеличивается, и она начинает потреблять большее количество напряжения от источника питания.
  10. Стартер подключается параллельно с лампой, поэтому стартер начинает испытывать недостаток энергии и, следовательно, может генерировать новый тлеющий разряд. Поэтому электроды затем остаются в открытом состоянии.

Характеристики

Оценка эффективности этого типа осветительного элемента основана на соответствии его параметров запланированным условиям эксплуатации. Люминесцентные лампы имеют следующие характеристики, на которые стоит обратить внимание при покупке:

  • Обозначение продукта. Дневной свет определяется буквой D.
  • Диаметр колбы. Этот параметр влияет на рабочее время: чем больше значение, тем дольше срок полезного использования продукта.
  • Значение мощности, по которому можно определить способность лампы освещать нужную область. По сравнению с лампами накаливания рассматриваемый продукт может сэкономить до 80% энергии из-за низкого уровня мощности при равном количестве испускаемого света.
  • Вид цоколя. В линейных вариациях обычно используется тип G13.
  • Напряжение питания. Дифференцированные люминесцентные лампы рассчитаны на 220 или 127 В.
  • Форма колбы.
  • Цветовая температура. В зависимости от модели показатель температуры компонентов освещения может превышать 5000 К.
  • Индекс цветопередачи — показывает качество освещения.
  • Диаметр трубки.
  • Световой поток продукта.

Из чего состоит лампа дневного света

Основные конструктивные элементы:

  • Колба.
  • Внутри колбы располагаются электроды.
  • Один или два цоколя зависимости от конструкции светильника и управляющего устройства. Последний из этих элементов может быть встроенным или удаленным.
  • Электронные пусковые устройства являются новым решением, имеющим определенные преимущества. Однако современные линейные источники света в большинстве своем оснащены дистанционными электромагнитными ПРА.
  • Пусковое регулирующее устройство включает в себя дроссель и стартер. Задача первого элемента состоит в том, чтобы ограничить силу тока до требуемого значения, а стартер отвечает за быстроту нагрева электродов, тем самым ускоряя реакцию лампы.

Лампы различаются по нескольким факторам: форма колбы и давление внутри. Каждый вариант имеет свои сферы применения и конструкционные особенности.

Лампы высокого и низкого давления

По величине давления внутри колбы лампочки делятся на два типа:

  • Высокого давления. Применяются в основном на улице.
  • Низкого давление. Используются в жилых домах и различных учреждениях.

Линейные лампочки

Линейная лампа дневного света представляет собой трубку из стекла, к концам которой приварены ножки, в которых находятся электроды. На внутренней поверхности нанесен слой люминофора.

Круглые лампы

Являются разновидностью линейных ламп. Имеют замкнутую кольцевую форму.

Трубчатые

Наиболее распространенная вариация с прямой конструкцией трубки.

U-образная лампа

Выгнутая конструкция лампы. Применяется чаще всего в различных светильниках.

Устройство

Само устройство представляет собой небольшую газоразрядную лампу, которая использует принцип тлеющего разряда во время работы. Состоит из следующих составных частей:

  • Колба чаще всего изготавливается из стекла, внутри которой содержится инертный газ. В современных вариантах это может быть гелий или смесь водорода и гелия.
  • Колба помещается в защитный внешний кожух. Его изготавливают ​​из металла или прочного пластика.
  • Верхняя крышка может быть оснащена смотровым окном, если позволяет конструкция.
  • Стартер оснащен двумя биметаллическими электродами, их устройство у разных моделей может отличаться.
  • Кроме того, в конструкции всегда имеется конденсатор, который не только сглаживает ток в момент контактов замыкающего и размыкающего устройства, но и подавляет дугу, образующуюся между контактами. Если конденсатор отсутствует, существует риск приваривания электрода к дуге, что значительно сокращает срок службы стартера.

Маркировка ламп

Маркировка разработана таким образом, чтобы покупатели могли легко выбрать необходимый элемент освещения. Наиболее распространенные обозначения по российским стандартам:

  • LB (белый свет);
  • LD (дневной свет);
  • LHB (холодный белый свет);
  • LTB (теплый белый свет);
  • LE (естественный свет);
  • LHE (естественно холодный).

Видимый оттенок напрямую зависит от цветовой температуры. Цветовая температура LDS составляет 6400—6500K, что соответствует приблизительному цвету белого света.

В дополнение к типу лампы также указываются необходимые технические характеристики лампы: напряжение, форма, размер и тому подобное.

Трехзначный код на упаковке лампы обычно содержит информацию о качестве света (индекс цветопередачи и цветовая температура).

Первая цифра — индекс цветопередачи 1×10 Ra (компактная люминесцентная лампа имеет 60-98 Ra, поэтому чем выше индекс, тем надежнее цветопередача).

Вторая и третья цифры обозначают цветовую температуру лампы.

Поэтому метка «827» указывает индекс цветопередачи 80 Ra и цветовую температуру 2700 K (соответствующую цветовой температуре лампы накаливания).

Кроме того, индекс цветопередачи можно указывать согласно DIN 5035, где диапазон цветопередачи 20-100 Ra делится на 6 частей — от 4 до 1 A.

Коды цветопередачи согласно международной системе:

КодОсобенностиПрименение
530Свет тёплых тонов с плохой цветопередачей. Объекты кажутся коричневатыми и малоконтрастными. Посредственная светоотдача.Гаражи, кухни. В последнее время встречается всё реже.
640/740«Прохладный» свет с посредственной цветопередачей и светоотдачей.Весьма распространён, должен быть заменён на 840.
765Голубоватый «дневной» свет с посредственной цветопередачей и светоотдачей.Встречается в офисных помещениях и для подсветки рекламных конструкций.
827Похожий на свет лампы накаливания с хорошей цветопередачей и светоотдачей.Жильё.
830Похожий на свет галогеновой лампы с хорошей цветопередачей и светоотдачей.Жильё.
840Белый свет для рабочих поверхностей с очень хорошей цветопередачей и светоотдачей.Общественные места, офисы, ванные комнаты, кухни. Внешнее освещение.
865«Дневной» свет с хорошей цветопередачей и посредственной светоотдачей.Общественные места, офисы. Внешнее освещение.
880«Дневной» свет с хорошей цветопередачей.Внешнее освещение.
930«Тёплый» свет с отличной цветопередачей и плохой светоотдачей.Жилые помещения
940«Холодный» свет с отличной передачей цвета и удовлетворительной светоотдачей.выставочные залы, музеи.
954, 965«Дневной» свет с непрерывным спектром цветопередачи и посредственной светоотдачей.освещение аквариумов, выставочные залы,

Меры безопасности

В случае, если разбилась лампа дневного света, в воздух выделяются пары ртути, которые опасны для человека. Первоначальное отравление проявляется через 8-24 часа. Симптомами являются: общая слабость, головная боль, боль при глотании и жар. После этого наблюдаются боли в деснах, боли в животе, дискомфорт в желудке и пневмония. При сильном отравлении возможна смерть.

Удаление ртути включает три обязательных процедуры:

  1. Собрать ртуть механическим путем.
  2. Провести процесс демеркуризации.
  3. Провести работы по влажной очистке.

Данные действия необходимо совершать в промышленном противогазе марки G (на коробке с черным и желтым покрытием) или в респираторе РПГ-67-Г, РУ-60М-Г, У-2ГП, противогаз ППФМ-92.

Используйте амальгамедную медь или листья гвоздики для сбора пролитой ртути, чтобы предотвратить ее распространение и дробление либо используйте влажную щепу, песок. Иногда используется вакуумный метод — резиновые груши. Затем все места покрывают серой (мелкодисперсный порошок серы) или алюминиевой пудрой, и помещение хорошо проветривалось.

Наиболее эффективным методом удаления (нейтрализации) ртути является:

  • 20% концентрированный раствор хлорида железа (200 г хлорида железа, растворенного в 1 л воды).
  • 0,2% водный раствор перманганата калия (перманганат калия подкисляют соляной кислотой (5 мл кислоты на литр).
  • 5% водный раствор дихлорамина или хлорамина.

Лампы дневного света — эффективное и надежное средство освещения. Из-за наличия ртути данный тип ламп является опасным и требует особых условий хранения, транспортировки и эксплуатации.


Как устроены и работают пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп

Класс газоразрядных источников света, к которому относятся люминесцентные лампы, требует использования специальной аппаратуры, осуществляющей прохождение дугового разряда внутри стеклянного герметичного корпуса.

Устройство и принцип работы люминесцентной лампы

Ее форма изготавливается в виде трубки. Она может быть прямой, изогнутой или закрученной.

Поверхность стеклянной колбы внутри покрыта слоем люминофора, а на ее концах расположены вольфрамовые нити накала. Внутренний объем герметичен, заполнен инертным газом невысокого давления с парами ртути.

Свечение люминесцентной лампы происходит за счет создания и поддержания разряда электрической дуги в инертном газе между нитями накала, которые работают по принципу термоэлектронной эмиссии. Для ее протекания через вольфрамовую проволоку пропускается электрический ток, обеспечивающий нагрев металла.

Одновременно межу нитями накала прикладывается высокая разность потенциалов, обеспечивающая энергию протекания электрической дуги между ними. Пары ртути улучшают путь тока для нее в среде инертного газа. Слой люминофора преобразовывает оптические характеристики потока исходящих световых лучей.

Обеспечением прохождения электротехнических процессов внутри люминесцентной лампы занимается пускорегулирующая аппаратура . Ее сокращенно называют аббревиатурой ПРА.

Типы пускорегулирующих аппаратов

В зависимости от используемой элементной базы устройства ПРА могут быть выполнены двумя способами:

1. электромагнитной конструкцией;

2. электронным блоком.

Первые модели люминесцентных ламп работали исключительно за счет первого метода. Для этого применялись:

Электронные блоки появились не так давно. Их стали выпускать после массового, бурного развития предприятий, производящих современный ассортимент электронной базы на основе микропроцессорных технологий.

Электромагнитные пускорегулирующие аппараты

Принцип работы люминесцентной лампы с электромагнитным ПРА (ЭМПРА)

Стартерная схема запуска с подключением электромагнитного дросселя считается традиционной, классической. Благодаря относительной простоте и дешевизне она остается популярной, продолжает массово использоваться в схемах освещения.

После подачи сетевого питания на лампу напряжение через обмотку дросселя и вольфрамовые нити накала подводится к электродам стартера. Он создан в виде малогабаритной газоразрядной лампы.

Поступившее на ее электроды напряжение сети вызывает между ними тлеющий разряд, формирующий свечение инертного газа и нагрев его среды. Находящийся рядом биметаллический контакт воспринимает его, изгибается. изменяя свою форму, и замыкает промежуток между электродами.

В цепи электрической схемы образуется замкнутый контур и по нему начинает течь ток, нагревая нити накала люминесцентной лампы. Вокруг них образуется термоэлектронная эмиссия. Одновременно происходит разогрев паров ртути, находящихся внутри колбы.

Образовавшийся электрический ток примерно наполовину снижает напряжение, приложенное от сети на электроды стартера. Тлеющий между ними разряд снижается, а температура падает. Биметаллическая пластина уменьшает свой изгиб, разъединяя цепь между электродами. Ток через них прерывается, а внутри дросселя создается ЭДС самоиндукции. Она мгновенно создает кратковременный разряд в подключенной к ней схеме: между нитями накала люминесцентной лампы.

Его величина достигает нескольких киловольт. Ее хватает для создания пробоя среды инертного газа с подогретыми парами ртути и разогретыми нитями накала до состояния термоэлектронной эмиссии. Между концами лампы возникает электрическая дуга, являющаяся источником света.

В то же время величины напряжения на контактах стартера не хватает для пробоя его инертного слоя и повторного замыкания электродов биметаллической пластины. Они так и остаются в разомкнутом состоянии. Стартер в дальнейшей схеме работы участие не принимает.

После запуска свечения ток в цепи необходимо ограничивать. Иначе возможно перегорание элементов схемы. Эта функция тоже возложена на дроссель. Его индуктивное сопротивление ограничивает возрастание тока, предотвращает выход лампы из строя.

Схемы подключения электромагнитных ПРА

На основе изложенного выше принципа работы люминесцентных ламп для них создаются различные схемы подключения через пускорегулирующую аппаратуру.

Самой простой является включение дросселя и стартера на одну лампу.

При таком способе в схеме питания возникает дополнительное индуктивное сопротивление. Чтобы уменьшить реактивные потери мощности от его действия используют компенсацию за счет включения на входе схемы конденстора, сдвигающего угол вектора тока в противовположную сторону.

Если мощность дросселя позволяет использовать его для работы нескольких люминесцентных ламп, последние собирают в последовательные цепочки, а для запуска каждой используют индивидуальные стартеры.

Когда требуется компенсировать действие индуктивного сопротивления, то применяют тот же прием, что и раньше: подключают компенсационный конденсатор.

Вместо дросселя можно использовать в схеме автотрансформатор, который обладает тем же индуктивным сопротивлением и позволяет регулировать величину выходного напряжения. Компенсацию потерь активной мощности на реактивной составляющей осуществляют подключением конденсатора.

Автотрансформатор может использоваться для освещения несколькими лампами, подключаемыми по последовательной схеме.

При этом важно создавать резерв его мощности для обеспечения надежной работы.

Недостатки эксплуатации электромагнитных ПРА

Габариты дросселя требуют создания отдельного корпуса для пускорегулирующей аппаратуры, занимающего определенное пространство. При этом он издает хоть и небольшой, но посторонний шум.

Читайте также:  Как правильно установить автоматические выключатели и УЗО в электрощитке

Конструкция стартера не отличается надежностью. Периодически лампы гаснут из-за его неисправностей. При отказе стартера происходит фальстарт, когда можно визуально наблюдать несколько вспышек до начала стабильного горения. Это явление влияет на ресурс нитей накала.

Электромагнитные ПРА создают относительно высокие потери энергии, снижают КПД.

Умножители напряжения в схемах запуска люминесцентных ламп

Эта схема часто встречается в любительских разработках и не используется в промышленных образцах, хотя не требует сложной элементной базы, проста в изготовлении, работоспособна.

Принцип ее работы заключается в ступенчатом увеличении питающего напряжения сети до значительно бо́льших значений, вызывающих пробой изоляции среды инертного газа с парами ртути без их разогрева и обеспечения термоэлектронной эмиссии нитей накала.

Такое подключение позволяет использовать даже баллоны ламп с перегоревшими нитями накала. Для этого в их схеме с обеих сторон колбы просто шунтируют внешними перемычками.

Подобные схемы обладают повышенной опасностью к поражению человека электрическим током. Ее источником является выходящее с умножителя напряжение, которое можно довести до киловольта и больше.

Мы не рекомендуем эту схему к использованию и публикуем ее для разъяснения опасности создаваемых ею рисков. Заостряем на этом вопросе ваше внимание специально: сами не применяйте этот способ и предупреждайте своих коллег об этом главном недостатке.

Электронные пускорегулирующие аппараты

Особенности работы люминесцентной лампы с электронным ПРА (ЭПРА)

Все физические законы, происходящие внутри стеклянной колбы с инертным газом и парами ртути для образования разряда дуги и свечения остались без изменений в конструкциях ламп, управляемых электронными пускорегулирующими устройствами.

Поэтому алгоритмы работы ЭПРА остались теми же, что и у их электромагнитных аналогов. Просто старая элементная база заменена современной.

Это обеспечило не только высокую надежность пускорегулирующей аппаратуры, но и ее маленькие габариты, позволяющие устанавливать ее в любом подходящем месте, даже внутри цоколя обычной лампочки Е27, разработанного еще Эдисоном для ламп накаливания.

По этому принципу работают малогабаритные энергосберегающие светильники с люминесцентной трубкой сложной закрученной формы, которые по габаритам не превышают лампы накаливания и создаются для подключения к сети 220 через старые патроны.

В большинстве случаев для электриков, занимающихся эксплуатацией люминесцентных ламп, достаточно представлять простую схему подключения, выполненную с большим упрощением из нескольких составных частей.

Из электронного блока ЭПРА для эксплуатации выделяются:

входная цепь, подключаемая к сети питания 220 вольт;

две выходных цепи №1 и №2, присоединяемые к соответствующим нитям накала.

Обычно электронный блок выполняется с высокой степенью надежности, длительным ресурсом. На практике чаще всего у энергосберегающих ламп при эксплуатации происходит разгерметизация корпуса колбы по разным причинам. Из него сразу уходит инертный газ и пары ртути. Такая лампа уже не загорится, а электронный блок у нее остается в исправном состоянии.

Его можно использовать повторно, подключить на колбу соответствующей мощности. Для этого:

цоколь лампы аккуратно разбирают;

из него извлекают электронный блок ЭПРА;

помечают пару проводов, задействованных в схеме питания;

маркируют проводники выходных цепей на нити накала.

Дальше остается только переподключить схему электронного блока на целую, исправную колбу. Она будет работать дальше.

Устройство электромагнитных ПРА

Конструктивно электронный блок состоит из нескольких частей:

фильтра, устраняющего и блокирующего электромагнитные помехи, поступающие из питающей сети в схему или создаваемые электронным блоком при работе;

выпрямителя синусоидальных колебаний;

схемы коррекции мощности;

электронного балласта (аналог дросселя).

Электрическая схема инвертора работает на мощных полевых транзисторах и создается по одному из типовых принципов: мостовой или полумостовой схеме их включения.

В первом случае работает четыре ключа в каждом плече моста. Такие инверторы создаются для преобразования больших мощностей у осветительных систем в сотни ватт. Полумостовая схема содержит всего два ключа, обладает меньшим КПД, используется чаще.

Обе схемы управляются от специального электронного блока — микродрайвера.

Как работает электронная ПРА

Для обеспечения надежного свечения люминесцентной лампы алгоритмы ЭПРА разбиты на 3 технологических этапа:

1. подготовительный, связанный с первоначальным нагревом электродов с целью увеличения термоэлектронный эмиссии;

2. поджигание дуги подачей импульса высоковольтного напряжения;

3. обеспечение стабильного протекания дугового разряда.

Такая технология позволяет быстро включать лампу в работу даже при отрицательной температуре, обеспечивает мягкий запуск и выдачу минимально необходимого напряжения между нитями накала для хорошего свечения дуги.

Одна из простых принципиальных схем подключения электронного ПРА к люминесцентной лампе показана ниже.

Диодный мост на входе выпрямляет переменное напряжение. Его пульсации сглаживаются конденсатором С2. После него работает двухтактный инвертор, включенный по полумостовой схеме.

В его состав входят 2 n-p-n транзистора, создающие колебания высокой частоты, которые управляющими сигналами подаются в противофазе на обмотки W1 и W2 трехобмоточного тороидального в/ч трансформатора L1. Его оставшаяся обмотка W3 выдает высокое резонансное напряжение на люминесцентную лампу.

Таким образом, при включении питания до начала зажигания лампы в резонансном контуре создается максимальный ток, который обеспечивает нагрев обеих нитей накала.

Параллельно лампе подключен конденсатор. На его обкладках создается большое резонансное напряжение. Оно запускает электрическую дугу в среде инертных газов. Под ее действием обкладки конденсатора закорачиваются и резонанс напряжений прерывается.

Однако свечение лампы не прекращается. Она продолжает работать автоматически за счет оставшейся доли приложенной энергии. Индуктивное сопротивление преобразователя регулирует ток, проходящий через лампу, поддерживает его в оптимальном диапазоне.

Принцип работы ламп дневного света

Люминесцентные осветительные приборы являются уникальным сочетанием эффективности и экономного использования электрической энергии. Потолочные и настенные лампы дневного света применяются для растений, освещения рабочей поверхности и жилых комнат.

Плюсы и минусы

Энергосберегающие газоразрядные люминесцентные лампы – это модели осветительных приборов для создания дневного света в помещениях, где нет солнечных лучей. Если модели накаливания или диодные не используют для горения специальные соединения газов, то люминесцентные излучают свет благодаря реакции смеси газов, которые находятся в колбе с фитилем.

Фото — светильники дневного света

Ранее считалось, что такие лампы приносят вред зрению, и они редко применялись в бытовых условиях. В большинстве случаев, ими оборудовали производственные помещения (для склада, гаража). Но специальные газовые смеси, в которые входит галофосфат кальция позволяют произвести спокойные желтые лучи, которые отлично воспринимаются глазными кристалликами.

Достоинства ламп дневного света:

  1. Флуоресцентные модели могут обеспечить световую отдачу, которая будет гораздо превышать показатель у ламп накаливания;
  2. Несмотря на яркое свечение, они экономят электроэнергию;
  3. Плафоны часто изготавливаются из прочных материалов, которые являются довольно прочными. Они могут не разбиться даже при падении;
  4. Долговечность газоразрядных светильников в разы больше, чем обычных;
  5. В данный момент у этих приборов освещения довольно широкая цветовая температура. Если раньше они выпускались исключительно низкой (свет был яркого белого цвета), то сейчас в продаже можно найти желтые и естественные варианты.

Недостатки:

  1. Утилизация ламп дневного света может выполняться только специалистами, либо если их сдать в определенные учреждения, т. к. в состав газовой смеси входят опасные для организма компоненты (к примеру, газ фосфор или ртутные соединения). В отличие от их аналогов без газа, их нельзя просто выбросить в мусорное ведро, а для демонтажа нужно вызывать специальных рабочих;
  2. Как и некоторые светодиодные светильники, люминесцентная лампа дневного света не включается сразу, она несколько секунд мигает, а после нагрева газоразрядной смеси происходит полное включение;
  3. Можно вставлять только в специальные патроны;
  4. Любая модель немного гудит, а иногда и моргает во время работы;
  5. Не всегда можно осуществить подключение лампы естественного дневного света своими руками, требуется электронная схема. В некоторых случаях нужен довольно серьезный подход, чтобы обеспечить монтаж и работу светильника. В то время как простой экономный светильник можно вкрутить в патрон в течение нескольких минут.

Бывают разные виды осветительных приборов. Их можно классифицировать по мощности, температуре и форме. В частности, сейчас наибольшей популярностью пользуются:

  1. Линейные варианты (вытянутая электрическая модель, подойдет для освещения коридоров или официальных кабинетов);
  2. Кольцевые (их еще называют круглыми). Идеально подходят для освещения жилых помещений и кухни.

Иногда они распределяются по типу установки. Например, могут быть переносные, подвесные и настенные предложения, которые можно закрепить на любой поверхности. Сейчас в особенности популярная аккумуляторная настольная лампа дневного света, которая позволяет в любом углу комнаты обеспечить естественное мягкое свечение.

Фото — использование

Принцип работы

Лампа дневного света работает благодаря наличию дугового разряда между двумя электродами, которые необходимы для её питания. Внутри колба заполнена газовой смесью из инертных компонентов, в том числе, фосфора и ртути. Освещение обеспечивается благодаря тому, что когда электрический ток проходит через газовое пространство, смесь загорается и начинает производить ультрафиолетовое излучение, практически идентичное натуральному.

Как известно, ультрафиолетовое излучение незаметно для человеческого глаза, поэтому необходим специальный компонент, который сможет сделать свет видимым. Для этого используется вещество, которым покрывается корпус изнутри, чаще всего это производные кальция или цинка. Оно поглощает ультрафиолет и производит видимый световой поток. Светильники в зависимости от вида этого вещества, могут излучать разный цвет: теплый или холодный.

Если прибор мерцает при работе, это значит, что есть определенные проблемы с дуговым разрядом. Для контроля горения электродов используется своеобразный держатель или балласт, который контролирует поток направленных частиц. Устройство лампы дневного света таково, что для включения ток должен пройти через катод, нагреть его и далее удерживать температуру контактов на определенном уровне.

Маркировка

Для того чтобы выбрать нужную модель светильника, нужно знать, как расшифровывается маркировка ламп дневного света. Современные промышленные модели обозначаются кодом, который состоит из трех пунктов:

  1. На первом месте расположено определение индекса свечения. В зависимости от того, какой указан показатель, можно определить, как горит лампа. Чем выше цифра – тем более естественный свет получится в итоге;
  2. Следующие числа помогут определить конкретные показатели температуры, в большинстве случаев, также указывается люмены и мощность светильника.

Но отечественные производители посчитали, что такая маркировка будет сложно читаться, и сейчас в продаже есть более простые и понятные модели типа ЛБ. Эти виды не отличаются от импортных за исключением обозначения.

Л – первая буква, означает «люминесцентное свечение»;

Следующие буквы могут быть такими:

  • Б – белый цвет;
  • Х – холодный;
  • Т – теплый. Выходит, лампа ЛБТ – это холодный белый светильник.

Иногда также можно увидеть букву Е (естественный иди дневной). Нужно отметить, что именно с такой цветопередачей производится любая дневная автомобильная фара, но только для авто нужна кругла светодиодная модель. Еще есть типы для особых случаев, скажем, для освещения выставок нужны ЦЦ – особо яркие.

Как подключить лампу

Для того, чтобы подсоединить лампу, необходимо использовать довольно дорогой дроссель, который является слабой частью устройства. Его нити часто перегорают, а поменять их очень сложно. Поэтому сейчас многие электрики используют бездроссельное подключение ламп дневного света, при котором их характеристики не изменяются, но зато продлевается срок эксплуатации. Для его воспроизведения Вам понадобится схема:

Фото — бездроссельное соединение

Также перед тем, как подключить лампу дневного света, нужно купить все нужные радиоэлементы.

Фото — элементы для схемы

Предлагаем ознакомиться со схемами, где для подключения энергосберегающей лампы дневного естественного света не нужен трансформатор и стартер, вместо них потребуется конденсатор. Она тогда включается так:

Фото — подключение без стартера

Нужно быть осторожным, если запуск производится таким образом. Следите за тем, чтобы не потемнели провода контактов, иначе им потребуется замена. Нужно отметить, что у этой схемы есть серьезный недостаток – если зажечь лампу таким образом, то её управление будет невозможным.

Видео: как зажеть лампу дневного света без дросселя

Проверка и ремонт светильников

В случае, если лампа перегорела, её отремонтировать очень сложно, все же это вполне реально. Для начала нужно выяснить, в чем именно неисправность работы. Для того осуществляется проверка дросселя ламп дневного света. Нужно использовать контрольный светильник накаливания. Подключаете два провода от контактов в цоколь проверочной, и включаете конструкцию в сеть. Если пускатель цел, то контрольная модель начинает греть в полную силу, иногда она немного коротит.

При необходимости также можно осуществить ремонт дросселя лампы, но тогда нужно обращать внимание на мощность прибора дневного света, спектр излучения и размеры проводов (их сечения). Если подсоединить несоответствующие части – то она гореть не будет.

При полной неисправности всегда можно купить новые лампы дневного света, тем более их цена часто довольно доступная. Продажа осуществляется в любых магазинах электрической техники и комплектующих. Особой популярностью пользуются китайские Осрам (Osram) и Филипс (Philips), а также отечественные ЭПРА и ОКПД. При покупке всегда обращайте внимание на технические характеристики выбранных моделей, а также их потребление электроэнергии.

Люминесцентные лампы: параметры, устройство, схема, плюсы и минусы по сравнению с другими

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

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

Принцип работы и устройство ЛЛ

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

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

Как работает люминесцентная лампочка?

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

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

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

Конструкционные особенности прибора

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

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

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

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

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

Читайте также:  Расшифровка маркировки и сферы применения провода ПУГВ

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

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

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

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

Распространенные виды таких лампочек

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

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

Вид #1 — модули высокого давления

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

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

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

Вид #2 — изделия низкого давления

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

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

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

Особенности компактных ЛЛ

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

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

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

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

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

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

Базовый спектр цветовых температур

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сильные и слабые стороны устройств

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

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

Положительные стороны ламп

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основные недостатки модулей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Химическая угроза здоровью

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

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

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

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

Сравнение с другими источниками света

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Выводы и полезное видео по теме

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

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

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

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

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

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

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

Что такое люминесцентная лампа и как она работает?

Люминесцентными называются электрические газоразрядного типа лампы, отличающиеся большим сроком службы. Изделия обеспечивают искусственное освещение в жилых комплексах, офисных и торговых центрах, промышленных объектах. Разработаны варианты устройств с разными оттенками излучения, видом цоколя, формой трубки, функциональностью и т.д.

Устройство и принцип работы ламп

Согласно истории люминесцентной лампы, первое осветительное устройство газоразрядного типа было сконструировано в 1856 г. Г. Гейслером. Конструкция приборов усовершенствовалась. Лампы дневного света в массовое коммерческое использование поступили в конце 30 г. XX в.

Конструкция относится к газоразрядным источникам освещения, сконструирована с использованием трубки из стекла, которая с двух сторон запаяна. Изнутри на поверхности лампы нанесен слой специального вещества (люминофора). Устройство излучает рассеивающий свет после подключения к источнику электропитания. Изнутри колбу наполняют аргоном.

Люминесцентное устройство включает:

  • катоды, защищенные эмиттерным слоем;
  • выводные штыри;
  • концевую панель;
  • трубки для отвода инертного газа;
  • ртуть;
  • стеклянную штампованную ножку, дополненную электровводами и т.д.

Принцип функционирования основывается на возникновении электроразряда между электродами после подсоединения к электросети. После взаимодействия разряда с газами инертными и испарениями ртути возникает излучение ультрафиолета, воздействующее на люминофор, преобразующий энергию в световое излучение. Для корректировки оттенков ртутьсодержащих устройств применяются люминофоры с разными химическими компонентами.

Дуговой разряд в колбе создается оксидным самокалящимся катодом, на который воздействует электричество. Для включения ламп ДРЛ, ЛД катоды разогревают посредством пропускания разряда тока. Устройства с холодным катодом запускаются ионным воздействием в тлеющем разряде высокого напряжения.

Для функционирования люминесцентным приборам требуется дополнительный узел (балласт), обеспечивающий работу дросселем и стартером. Балласт регулирует силу разряда и выпускается 2 видов (электромагнитный и электронный).

Электромагнитный балласт является механическим. Устройство относится к бюджетным вариантам, в работе прибор может издавать шум.

Электронные узлы дороже по стоимости, работают бесшумно, оперативно включают систему, компактны.

Классификация люминесцентных ламп

По показателю спектрального излучения приборы люминесцентного типа подразделяются на 3 категории:

  • стандартные;
  • с усовершенствованной передачей цвета;
  • со специальными функциональными назначениями.

Стандартные приборы снабжаются люминофорами однослойными, позволяющими излучать разные тона белого. Приборы оптимальны для освещения жилых помещений, административных и производственных блоков.

Люминесцентные лампы с усовершенствованной передачей света оснащаются люминофором с 3-5 слоями. Структура позволяет качественно отражать оттенки за счет усиленной световой отдачи (на 12% больше типовых ламп). Модели подходят для витрин магазинов, выставочных залов и т.д.

Люминесцентные лампы специализированного назначения совершенствуются с помощью разных составов в трубке, позволяющих поддерживать заданную частоту спектра. Устройства применяют в больницах, концертных залах и т.д.

Приборы разделяются на модели высокого и низкого давления.

Конструкции с высоким давлением оптимальны для монтажа в уличных лампах и приборах, имеющих большую мощность.

Лампы невысокого давления применяются в квартирах, административных комплексах, производственных помещениях.

По внешнему виду ЛЛ представлены линейным и компактным вариантами.

Линейная конструкция колбы удлиненная, применяется для промышленных помещений, торговых центров, офисов, медучреждений, спортивных организаций, заводских цехов и т.д. Линейная модель представлена разными вариантами диаметров трубки и конфигураций цоколя. Устройства обозначаются кодами. Прибор с диаметром 1,59 см на упаковке отмечается знаком Т5, с размером 2,54 см — Т8 и т.д.

Читайте также:  Как подключить УЗО без заземления в квартире — варианты схем подключения

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) представляют спиралевидную стеклянную трубку и предназначены для установки в квартирах, офисах и т.д. КЛЛ делятся на 2 типа, главное отличие — виды цоколей (стандартный и с основанием в форме штыря).

Традиционный цоколь в форме резьбы отмечается знаком «Е» и кодом с размером диаметра.

Штырьковый вид цоколя отмечается символом «G»; цифровые данные обозначают расстояние между штырями. Этот вил лампы оптимален для установки в настольных лампах, подвесных бра в небольших помещениях.

Люминесцентные лампы различаются мощностью (слабые и сильные). Мощность люминесцентной лампы в Вт может превышать показатель 80 единиц. Устройства с небольшой мощностью представлены изделиями до 15 Вт.

По показателю распределения света устройства могут быть направленного действия (рефлекторные, щелевого типа) либо ненаправленного.

По типу разряда приборы подразделяются на дуговые, устройства свечения либо тлеющего разряда.

Различается сфера применения осветительных устройств (наружные, внутренние, взрывозащищенные, консольные).

Наружные устройства подходят для оформления зданий с внешней стороны, для освещения беседок, оформления двора и т.д. При выборе необходимо учитывать температурные режимы региона.

Внутренние подходят для офисных и жилых зданий. Устройства снабжаются защитой от влажности и воздействия пыли. Детали корпуса соединяются герметичным способом. Конструкция ламп может быть прямой, подвесной, предназначенной для крепления к поверхности потолка.

Приборы взрывозащищенные разработаны для территорий с риском возникновения взрывов (склады, цеха по производству красителей и т.д.).

Приборы консольного типа монтируются с помощью специальных креплений и имеют индивидуальный корпус.

Маркировка

Маркировочное обозначение люминесцентных ламп указано на коробке и содержит данные о фирме, мощности, конструкции цоколя, периоде работы, оттенке свечения и т.д.

Согласно расшифровке индекса первая буква маркировки приборов люминесцентного типа — Л. Последующие буквы указывают на цвет оттенка излучения прибора (дневной, белый, холодный тон белого, ультрафиолетовое излучение и т.д.). Кодовое значение будет включать символы Д, Б, УФ и т.д.

Особенности конструктивного исполнения на маркировках обозначаются соответствующими буквами:

  • u-образные люминесцентные лампы (У);
  • изделия кольцевой формы (К);
  • устройства рефлекторного типа (Р);
  • лампы быстрого запуска (Б).

В устройствах люминесцентного вида на маркировке отображаются и показатели свечения, единицей измерения служит Кельвин (К). Показатель температуры 2700 К по оттенку соответствует излучению лампы накаливания. маркировка 6500 К обозначает холодный белоснежный тон.

Мощность приборов маркируется цифрой и единицей измерения — Вт. Стандартные показатели представлены устройствами от 18 до 80 Вт.

На этикетке также представлено обозначение ламп в соответствии с такими характеристиками, как длина, диаметр и форма колбы.

Диаметр колбы на лампе фиксируется буквой «Т» с кодовым обозначением. Прибор, обозначенный кодом Т8, имеет диаметр 26 мм, Т12 — 38 мм и т.д.

Маркировки приборов по типу цоколя содержат буквы Е, G и цифровой код. Обозначение для миниатюрной формы резьбового цоколя — Е14. Средний резьбовой цоколь имеет код Е27. Цоколь втычного типа для декоративных конструкций и люстр маркируется символом G9. Приборы u-образные обозначаются символом G23, двойные u-образные приборы — G24 и т.д.

Технические характеристики

Техническая информация по люминесцентным приборам включает данные о мощности работы, типе цоколя, сроке службы и т.д.

Показатели срока годности люминесцентных приборов варьируются от 8 до 12 тыс. часов. Характеристики зависят от типа лампы. Устройства Т8 и Т12 работают 9-13 тыс. часов, лампы Т5 — 20 тыс. часов.

Световая эффективность устройств составляет 80 Лм/Вт. Выделение тепла при горении невысокое, ветроустойчивость — средняя, положение горения — горизонтальное. Параметры допустимой температуры окружающей среды для ламп составляют +5…+55°С. Оптимальные характеристики эксплуатации — +5… +25°С. Устройства, имеющие покрытие из амальгамы, используются при +60°С.

Показатели цветовой температуры приборов варьируются в зависимости от модели в пределах от 2000 до 6500 К. КПД светильника составляет 45-75%.

Цветность и состав излучения ламп

Характеристики передачи цвета показывают качество отображения в сравнении с естественным типом освещения. Высокая четкость передачи цвета присутствует в галогенных приборах и обозначается кодом 100.

Различаются оттенки светового излучения приборов, изменяющие цветовые характеристики предметов.

Согласно нормативам ГОСТ 6825-91, люминесцентные устройства имеют следующие типы оттенков излучения:

  • дневной (Д);
  • белоснежный (Б);
  • естественный оттенок белого (Е);
  • белый с теплым тоном (ТБ);
  • белый с холодным тоном (ХБ);
  • ультрафиолетовый (УФ);
  • холодное естественное свечение (ЛХЕ) и т.д.

Добавление знака Ц в указании цветности свидетельствует об использовании состава люминофора с усовершенствованной передачей цвета.

Отдельно обозначаются цвета в осветительных устройствах со специальным назначением. Лампы с ультрафиолетовым излучением фиксируются кодом ЛУФ, приборы рефлекторные синего света — ЛСР и т.д.

Преимущества и недостатки

Люминесцентные устройства имеют преимущества, достоинства и недостатки. Лампы имеют высокий показатель световой отдачи. Люминесцентные приборы в 20 Вт обеспечивают освещение в комнате, которое имеют устройства накаливания и иллюминационные лампы в 100 Вт.

Изделия отличаются высоким коэффициентом полезного действия. Энергосберегающие лампы используются до 20 тыс. часов при обеспечении требований эксплуатации.

Свет у люминесцентных конструкций не направленный, а рассеивающий. В северных регионах рекомендовано применение люминесцентных ламп дневного света в жилых и общественных зданиях.

Преимущество люминесцентных устройств в разнообразии конструктивных решений. Разные формы, цветовые оттенки устройств позволяют реализовывать оригинальные дизайнерские решения в архитектуре общественных и жилых комплексов.

К недостаткам люминесцентных приборов относится содержание в конструкции ртути, в зависимости от размера лампы объем вещества варьируется от 2,3 мг до 1 г. Однако производители разрабатывают конструкции, которые в применении не опасны.

Необходимо учитывать сложность в монтаже схем включения и ограниченную мощность на 1 единицу (150 Вт). Эксплуатация устройств зависит от климатических условий, т.к. при понижении температуры устройства гаснут либо не зажигаются. Световой поток в лампах снижается к концу эксплуатации прибора.

Как выбрать лампу

При выборе лампы важен температурный режим использования прибора, показатель электрического напряжения в сети, размеры ламп, сила светового потока, оттенок излучения. Параметры цоколей люминесцентных ламп должны соответствовать типам светильников, торшеров и т.д.

Различается подбор ламп по типу помещения (прихожие, гостиные, спальни, ванные и т.д.). Для жилых пространств подходят модели с резьбовым цоколем и электронным балластом, т.к. не имеют резкого мерцания и бесшумны.

Для прихожих необходимы мощные светильники с интенсивным, при этом рассеянным освещением. Для настенных бра подойдут приборы компактного типа с теплым оттенком (930) и цветопередачей высокого качества. Над карнизом под потолком можно монтировать ленточные светильники с лампами холодного оттенка (860) и трубчатой конструкцией.

В гостиной люминесцентные устройства используются для бра, которые монтируются для подсветки зон либо декоративных элементов. Цвет подбирается белый, высокого качества (940). Возможен монтаж осветительных устройств по периметру потолка.

В спальни рекомендуется выбирать люминесцентные приборы стандартные с показателем 930-933 либо компактные устройства с похожими качествами.

Освещение в кухонной зоне должно быть многоуровневым (общим и локальным). В качестве потолочных рекомендованы компактные устройства мощностью не меньше 20 Вт, оттенок света должен быть теплым, с показателем не ниже 840. Для обустройства рабочей зоны на кухне оптимальны лампы линейные люминесцентные, не создающие блики на поверхностях.

Как устроена люминесцентная лампа?

Люминесцентные лампы (ЛЛ) находят свое применение в самых разных областях деятельности человека. Изобретение этого источника света и организация массового производства позволили значительно улучшить качественные характеристики искусственного освещения и повысить энергетическую эффективность (коэффициент полезного действия) светильников, укомплектованных ЛЛ.

Последовательная замена неэффективных ламп накаливания на люминесцентные ускорилась с началом производства компактных ЛЛ. Самые современные на сегодня светодиодные источники света, несмотря на постоянное улучшение своих характеристик, пока не достигли некоторых параметров ЛЛ, например, по такому важному показателю, как цена. Исследования физических процессов, возникающих в газах при пропускании через них электрического тока, позволили физикам и инженерам разработать источник света, в корне отличающийся от ламп накаливания, доминировавших долгое время.

Трубчатая люминесцентная лампа

Историческая справка

История создания люминесцентной лампы интересна и поучительна сама по себе. В процессе ее разработки появились дополнительно полезные и для других областей технологии: вакуумная откачка, получение разных по составу люминофоров и другие.

Сначала была изобретена вакуумная стеклянная трубка. В 1856 году немецкий изобретатель Генрих Гайслер изобрел вакуумный насос, позволивший удалять (откачивать) воздушную среду из стеклянной колбы. Впоследствии колба в виде прямолинейной трубки стала именоваться трубкой Гайслера.

На концы трубки припаивались металлические электроды для проведения экспериментов по пропусканию электрического тока либо через вакуум (остаточный газ в трубке), либо через различные газы, которые напускались после откачки воздуха. При достижении напряжения пробоя от одного электрода к другому начинал течь ток и возникало свечение слабой интенсивности, цвет которого менялся в зависимости от того, какой именно газ напускался взамен удаленного воздуха: двуокись углерода (для белого свечения) или азот (для розового).

Экспериментальная лампа Гайслера

Далее французский физик Александр Беккерель в 1859 году предложил наносить на внутреннюю поверхность стеклянной трубки тонкий слой люминесцирующего слоя (люминофора), который начинал светиться в видимой области спектра при возбуждении атомов ультрафиолетовым (УФ) излучением.

В 1901 году американец Питер-Купер Хьюитт предложил добавлять ртуть, что существенно повысило яркость нового светового источника. ЛЛ была экономичней лампочек накаливания в 8 раз, но ее излучение имело сине-зеленый оттенок, придававший человеческим лицам жутковатый трупный цвет.

На основании этих результатов знаменитый американский изобретатель Томас Эдисон в 1907 году впервые запатентовал люминесцентную лампу с люминофором из вольфрамата кальция.

За год до Эдисона аналогичную лампу смог воспроизвести Даниэль Фарлан Мур, экспериментировавший с двуокисью углерода (СО2) и азотом (N2).

Ближе всего к современному варианту ЛЛ подошли в 1927 году немецкие изобретатели Эдмунд Джермер, Фридрих Мейер и Ганс Шпаннер. Первоначальной целью их исследований было получение источника УФ-излучения. После нанесения люминофора определенного состава лампа стала давать равномерный белый свет, что привело Э. Джермера к мысли о создании нового источника дневного света, комфортного для глаз человека.

Кроме этого инженеры значительно улучшили параметры ЛЛ, увеличив давление паров ртути. Получение соответствующего патента закрепило за Э. Джермером авторские права на базовые принципы устройства ЛЛ.

Люминесцентные лампы начали массово производиться и продаваться только в 1938 году, когда лампы четырех типоразмеров были обнародованы американской фирмой «General Electric», которая выкупила патенты и надолго получила почти монопольные права на освоение этого перспективного рынка.

Как устроена современная ЛЛ

Основной принцип действия современной люминесцентной лампы заключается в получении УФ-излучения с помощью пробоя газового промежутка между электродами и последующего преобразования этого излучения в видимый свет с помощью эффекта люминесценции в специальных фосфорсодержащих покрытиях, так называемых люминофорах. Варьируя состав люминофора, получают разные цвета видимого участка спектра, от синего до красного. На рисунке ниже схематично представлен разрез типичной ЛЛ.

Кроме указанных компонентов каждая лампа наполняется инертным газом (обычно это Ar) для увеличения ресурса вольфрамовых электродов. Наличие ртути (Hg) в небольшом количестве резко увеличивает светоотдачу из-за роста плотности тока, вызванного повышением концентрации электронов, появляющихся в результате ионизации атомом этого металла. Существуют версии ламп, в которых ртуть отсутствует, а УФ-излучение появляется только от ионизации атомов инертного газа. Световой поток таких светильников существенно меньше, но зато они безопасны при эксплуатации.

Принципиальная схема люминесцентной лампы

Специфика подключения ЛЛ

Для получения тока через лампу требуется произвести пробой промежутка газа, для чего подается напряжение порядка 1 000 вольт. Ток растет лавинообразно, сопротивление резко падает (отрицательное дифференциальное сопротивление), что может привести к разрушению (перегоранию) лампы. Чтобы предотвратить этот процесс, применяется устройство, называемое балластом (или балластником), с помощью которого ограничивают рост тока при достижении определенного уровня. Применяются два вида балластников:

  • электромагнитное пускорегулирующее устройство (ЭмПРА) – состоит из дросселя (активной нагрузки), последовательно подключенного в цепь лампы, и стартера, подключенного между нитями накала. Стартер представляет собой небольшую неоновую лампочку;
  • электронное пускорегулирующее устройство (ЭПРА) – это по сути плата с электронными деталями (диодами, транзисторами, динисторами, микросхемами).

В электронном варианте балластника отдельный стартер не нужен – его функции реализованы на общей плате. ЭПРА работает на высокой частоте (десятки кГц), что полностью устраняет эффект мерцания, присущий ЭмПРА.

Электромагнитный балласт

ЭПРА имеют ряд неоспоримых преимуществ:

  • небольшие геометрические размеры и вес;
  • отсутствие мерцания и шума от вибраций, поскольку устройства работают на высоких частотах;
  • быстрое включение ламп;
  • снижение тепловых потерь по сравнению с ЭмПРА;
  • значения коэффициента мощности – до 0,95 ;
  • наличие в устройствах нескольких вариантов защиты от короткого замыкания, что продлевает ресурс изделий и повышает безопасность.

Электронное пускорегулирующее устройство

Типы ЛЛ

  • Высокого давления – для использования в осветительных установках большой мощности и для применения вне помещений, для повышения устойчивости к низким внешним температурам, правда, колба лампы может нагреваться до 300 °С.

Для уличного освещения эти лампы имеют общее название ДРЛ (дуговая ртутная лампа). Они имеют большую мощность , но плохую цветопередачу. Поэтому сфера их применения ограничена. Основное отличие ДРЛ от трубчатой ЛЛ состоит в способе получения дугового разряда, требующего больших затрат электроэнергии.

ДРИ – это тоже дуговые ртутные лампы с добавками солей металлов (металлогалогеновые), имеют более высокую светоотдачу и могут давать цветовые оттенки. Этот тип светильников используется в архитектурной и рекламной подсветках.

Лампа ДРЛ

  • Низкого давления – для применения в быту и для освещения крупных общественных и производственных помещений. Значения давления инертного газа в диапазоне 300–400 Па. В маркировке этих люминесцентных ламп первые буквы означают следующее:
    • ЛБ – белый свет;
    • ЛД – дневной свет;
    • ЛХБ – холодный белый свет;
    • ЛТБ – теплый белый свет;
    • ЛДЦ – дневной свет с улучшенной цветопередачей.

Преимущества и недостатки

  • небольшая цена;
  • возможность получения различных оттенков белого цвета;
  • экономичное, по сравнению с лампами накаливания, энергопотребление;
  • незначительный нагрев поверхности лампы – не более 50 °С;
  • срок службы – до 8 000 часов. Лампы накаливания работают не более 2 000 часов;
  • световой поток – до 3 000 лм;
  • рассеянное, равномерное излучение по всей поверхности источника;
  • высокая световая отдача – до 85 лм/Вт;
  • большой выбор цветовых оттенков, не требующий применения дополнительных светофильтров.

  • большие габариты (особенно для линейных ЛЛ);
  • наличие ртути (до 5 мг на одну лампу), что требует обеспечения дополнительных мер безопасности при эксплуатации;
  • проведение дополнительных работ по утилизации по окончании срока службы;
  • неравномерный спектр у дешевых ламп;
  • медленное включение, вызванное требованием постепенного разогрева электродов;
  • повышенная чувствительность к влажности;
  • мерцание с удвоенной частотой питающего напряжения при использовании электромагнитных балластников;
  • медленный запуск (или его отсутствие) при пониженных температурах внешней среды. При повышенных температурах ( более 50 °С) также высока вероятность отказов.

Линейные ЛЛ

Ссылка на основную публикацию