Лампа люминесцентная прочно вошла в современную жизнь. Разнообразие форм, цветовой гаммы, интенсивности освещения, её энергосберегающие свойства позволяют использовать изделие в самых разных областях. Сфера применения настолько обширна, что трудно назвать область, где бы она не была востребована.

Устройство и принцип работы

Сама выглядит как стеклянная трубка. Внутренняя поверхность покрыта тонким слоем люминофора, в основном используют ортофосфаты кальция-цинка и галофосфаты кальция. Спиральные электроды установлены с каждой торцевой стороны прибора. Сама колба наполнена разряженными ртутными парами и инертным газом.

Под воздействием электрического поля возникает газовый разряд. Проходя через ртутные пары, ток стимулирует ультрафиолетовое излучение. Оно, в свою очередь, воздействует на люминофор, вызывая его свечение. Происходит процесс преобразования ультрафиолетового излучения в видимый свет.

Ещё одной важной деталью является стартер для люминесцентных ламп, представляет собой пусковой механизм. Во время работы он смыкает и разъединяет цепь, тем самым прогревает рабочий электрод. Это съемный механизм, который легко можно заменить.

Стартеры могут быть:

Специальное стекло, из которого изготовлена лампа люминесцентная, не допускает выхода ультрафиолетового излучения, предохраняя глаза человека.

Виды ламп

К самым распространенным видам можно отнести лампы высокого давления, их используют для уличного освещения и в приборах большой мощности. Вторая группа - лампы низкого давления для бытовых и производственных нужд.

Промышленность способна удовлетворить спрос на люминесцентные лампы. Цена существенно отличается от цен на обычные лампы накаливания. А с учетом энергосберегающих характеристик она может увеличиваться в разы и колебаться от доллара до нескольких десятков.

Для сравнения:

• люминесцентная линейная 18 Вт - 0,78$;
• люминесцентная энергосберегающая спиральная 15 Вт - 5,39$;
• люминесцентная энергосберегающая спиральная с цветной колбой 26 Вт - 4,71$;
• люминесцентная энергосберегающая спиральная 105 Вт - 26,78$;
• люминесцентная энергосберегающая спиральная 20 Вт - 78,94$;
• сервисная люминесцентная 24 Вт - 133,31$.

К стандартным вариантам исполнения относят:

• Линейные. Стеклянные трубки, различаются между собой по диаметру, длине и типу цоколя. Используют в основном на промышленных предприятиях.
• Компактные выпускаются в виде согнутой трубки или закрученной спирали. В последнее время выпускают много разных модификаций - U-образные, «груши», «свечи», «шары» и прочие. Цоколь может быть как обычный вкручивающийся, так и штырькового типа. Используются и в быту, и на производстве.

Отдельно следует отметить энергосберегающие качества ламп. Все виды и типы трудно перечислить. Самое главное их достоинство - возможность экономить до 80% потребления электроэнергии.

Техническая характеристика

Общие характеристики люминесцентных ламп следующие:

• срок службы - до 20 000 часов;
• КПД светильника - 40-75%;
• индекс цветопередачи - 80;
• световая эффективность - 80 Лм/Вт;
• средний вес - до 200 грамм;
• нагревание при горении - небольшое;
• устойчивость к вибрациям - средняя;
• электромагнитный шум - есть;
• работают при температуре - от +5 0 С до + 55 0 С;
• пульсация излучения - отсутствует;
• цветовая температура - в границах 2500-6500К;
• специальная утилизация - обязательна.

Вся информация есть на упаковке или на корпусе прибора. Обязательно указывается срок службы, мощность в ваттах, тип цоколя, параметр цветопередачи в Кельвинах.

Самый ходовой цоколь диаметром 27 мм. На упаковке имеет обозначение Е27, есть размер Е12 - в быту встречается очень редко, Е14 - используют для компактных лампочек в осветительных приборах или в холодильниках, Е40 - практически не используется обычными потребителями. Такие применяют в уличном освещении или для больших площадей в промышленных масштабах.

Со дня начала массового производства люминесцентных ламп и по сей день они остаются в лидерах по распространенности среди осветительных приборов. Возможно, когда-нибудь по этому параметру их обгонят светодиодные, но пока факт остается фактом. И дело не только в их экономичности по сравнению с галогенными или лампами накаливания. На сегодняшний день это самый доступный вариант освещения для школ, детских садов, офисов, производственных и складских помещений.

Люминесцентные, газоразрядные, лампы дневного света – как только не называют подобные осветительные приборы, порой даже не задумываясь, откуда взялось название. Все просто. Светильники с ЛДС работают с помощью дросселя и стартера. Стартер, создавая кратковременное короткое замыкание, способствует появлению искры, а дроссель посредством выработки высоковольтного разряда пробивает содержащиеся в колбе пары ртути, в результате чего возникает ультрафиолетовое свечение.

Классификация люминесцентных ламп

Для классификации и выделения технических характеристик ЛЛ необходимо определить их работоспособность, а так же понять, какова их конструкция. Для этого целесообразно:

• Определить свет, который излучается лампой. Он может быть обычным белым или дневным. Усовершенствованные модели возможны в универсальном исполнении.
• Узнать поперечную ширину трубки. Чем больше этот показатель, тем мощнее будет ЛДС, а также будут выше данные по температуре цвета, спектру и сроку службы. Наиболее распространены и эффективны колбы на 18, 26 и 38 мм. Данные диаметра и длины трубки обычно маркируют рядом, к примеру, 26/406.
• Посмотреть на такие показатели, как мощность ламп. На основе этих показателей возможно определение площади, освещаемой прибором. Также от этого параметра зависит и КПД.
• Узнать, сколько контактов имеет ЛЛ. Их может быть четыре, может два при скрученной в кольцо лампе.
• Определить, требуется ли для розжига люминесцентной лампы стартер и дроссель, или ЛЛ является бесстартерной. Некоторые думают, что если стартер не требуется, прибор будет более экономичным. Но это заблуждение, никакой связи между наличием либо отсутствием прерывателя и энергосберегаемостью нет.
• Учесть номинал необходимого питания. Есть лампы, работающие не от 220 В, а от 127 В.
• Посмотреть на форму лампы. Она может быть в форме кольца, U-образной, прямой, спиралевидной, шарообразной или дуговой.
• Обратить внимание на долговечность работы. Она зависит от того, где должна быть применена данная лампа. Наиболее долговечны ЛЛ, предназначенные для дома.
• Визуально понять цвет лампы. Является она ЛДЦ или ЛБ.

Маркировка

Лампы дневного света можно разделить на две группы – имеющие общее и специальное назначение. Общее назначение – приборы 15–80 ватт. Они могут быть как белыми, так и цветными (красный, желтый, зеленый, голубой и синий).

По параметру мощности бывают маломощными (менее 15 ватт) и мощными (более 80 ватт).

Имеет значение и тип разряда, они тоже бывают разными – дуговой, тлеющий и тлеющего сечения.

Излучение – естественный свет, цветная лампа, со специализированным спектром и ультрафиолетовая.

Форма трубки – трубчатая или фигурная. Светораспределение – направленное излучение (рефлекторная, щелевая, панельная и пр.) и ненаправленное.

Указание особенностей обязательно в названии, поэтому, посмотрев на обозначение люминесцентных ламп, можно определить все показатели этих осветительных приборов. У ЛЛ, имеющих улучшенное качество по цветопередаче, в маркировке за литерой цвета будет проставлена буква Ц, а при условии особого качества – ЦЦ.

К примеру, маркировка лампы выглядит следующим образом – ЛКЦУ-80. Значит, это люминесцентная красная U-образная лампа мощностью 80 ватт. Маркировка люминесцентных ламп OSRAM немного отличается, но все же основные данные в ней те же.

Преимущества и недостатки

При уменьшении размеров (длины) лампы увеличивается световая отдача. Получается, что уменьшаются потери, что способствует улучшению качества светового потока. Тогда напрашивается логичный вывод – лучшее освещение даст одна лампа мощностью 30 ватт, чем две по 15 ватт.

Какие же преимущества у подобных световых приборов? Конечно, первое, что следует назвать – это приличный уровень КПД, он составляет приблизительно 25%. Что касается светоотдачи, то она почти в десять раз выше, чем у обычной лампы с нитью накаливания.

Следующий плюс — это большая долговечность. Она составляет 20 000 ч. К тому же такие лампы обладают огромным цветовым спектром. Конечно, с многоцветной светодиодной лентой его не сравнить, но все же возможно подобрать осветительный прибор со световым потоком такого цвета, который нужен.

Распределение свечения по всей люминесцентной лампе. Хотя, конечно, это преимущество сомнительно, скорее его можно отнести к недостаткам. А их и без того хватает.

К примеру, такие лампы дневного света требуют установки пускорегулирующего аппарата, т. к. необходима стабилизация и поддержка нормального функционирования прибора освещения. Также эти лампы находятся в зависимости от погодных условий (при установке на улице).

Оптимальный температурный режим подобных люминесцентных трубок – это 20 градусов по Цельсию.

Еще одна очень важная проблема – возможность отравиться при дефекте колбы и выделении паров ртути. По той же причине (испарения тяжелых металлов) возникают и проблемы с утилизацией. Производят ее только специализированные центры, и стоит это немалых средств.

Также при нестабильном напряжении возможно возникновение ощутимого мерцания, что, естественно, не добавит здоровья зрению и может вызвать головные боли и раздражительность. О последнем недостатке уже упоминалось – диммировать устройство очень сложно и трудоемко.

Как выбрать люминесцентную лампу?

При выборе нужно следовать некоторым правилам, которые могут повлиять в будущем на качество люминесцентной лампы, а также на продолжительность ее срока службы. Обращать внимание следует на следующие показатели технических характеристик:

1. погодные условия (если светильник на улице) и внутренняя среда в помещении, где предполагается использование;
2. температурный режим, при котором будет происходить функционирование осветительного прибора;
3. напряжение в сети, что важно для предотвращения мерцания;
4. размеры прибора. Необходимо предусмотреть, вместится ли люминесцентная лампа в светильник;
5. приемлемая и необходимая мощность прибора, его цвет и сила светопотока.

Выбрав люминесцентную лампу с подходящими характеристиками, возможно надолго получить качественное изделие. Его не придется менять каждый месяц.

Определить качество подобных приборов, опираясь на марку фирмы-изготовителя, не получится, т. к. определенная часть люминесцентных ламп у любого поставщика будет браком. И размер такого неликвида не зависит от цены изделия или раскрученности бренда.

При приобретении цветной люминесцентной лампы (ЛДЦ) или же специализированной придется переплатить около 10–15% от стоимости обычной ЛЛ. Это может быть бактерицидная лампа, какие устанавливаются в больницах для кварцевания, т. е. обеззараживания, либо лампы для растениеводства.

Некоторые данные для облегчения выбора

Естественно, что от мощности лампы зависит ее долговечность, а также сила светового потока, в том числе и через некоторое время работы. Зная подобные параметры люминесцентных ламп, можно подобрать оптимальный световой прибор, который не испортит настроения при установке.

К примеру, при потребляемой мощности подобного светового прибора в 30 ватт средний срок службы составит 15 000 часов. Средняя сила светового потока после 100 часов горения у белой (ЛБ) будет равна 140 лм, теплой и холодной белой – 100 лм. У дневной – 180 лм, а у дневной цветной этот показатель будет равен 80 лм. А вот у ЛДЦ параметры уже будут другими.

Не стоит забывать о том, что бесстартерные лампы хотя и расходуют не меньше электроэнергии, чем светильники со стартером, но все же долговечность их работы немного больше. А потому наилучшим вариантом будет приобретение именно таких люминесцентных ламп с последующим исключением из схемы их включения стартеров. Сделать это нетрудно, и времени много такая работа не займет.

Экзотика

Вообще нестандартная форма люминесцентных ламп берет свое начало со времен неоновых реклам. Сейчас, когда у производителя появилась масса возможностей изготовить трубку любой конфигурации, фигурные лампы в основном стали использоваться для смелых дизайнерских решений. Такие изделия не маркируются привычными символами. Для того чтобы узнать их технические характеристики, необходимо посмотреть в паспорт изделия.

Такие люминесцентные лампы очень неплохо вписываются в футуристические интерьеры. Интересно, что подобного вида светильника и распространяемого им света невозможно добиться при помощи любого другого вида источника освещения.

Люминесцентные лампы – это газоразрядные источники света. В них создается УФ излучение в процессе прохождения электрического заряда через пары ртути. В уловимое для человеческого глаза излучение оно преобразуется за счет специального покрытия на колбе – люминофора. Мощностью данных ламп меньше, чем накаливания, а световая отдача больше. За счет этого они в разы экономней.

Принцип работы и устройство

Лампочка состоит из таких элементов:

1. Трубка или колба. Этот компонент бывает разным в зависимости от исполнения.
2. Цоколь. Он может быть 1 или 2.
3. Нити накаливания, что расположены внутри.
4. На внутренней поверхности нанесен люминофор – важнейшая деталь.
5. Внутри содержится в вакуумных условиях инертный газ, пары ртути, под стабильным давлением.

Устройство и принцип работы люминесцентной лампы

Когда лампочка включается, между электродами внутри возникает дуговой тлеющий разряд. Газ проводит ток и провоцирует появление УФ излучения. Люминофор поглощает его и воспроизводит заметный для человеческого зрения свет. В подобных источниках применены энергосберегающие технологии. Разряд внутри поддерживает термоэлектронная эмиссия заряженных частиц с поверхностью катода.

Важно! В зависимости от того какой люминофор нанесен могут быть разные оттенки свечения.

Область применения

За счет незначительного энергопотребления такие лампы часто используются для общественных мест. В торговых центрах и офисах на потолках типа Армстронг монтируются именно ЛЛ линейного типа. Когда появились компактные изделия они стали очень востребованы в быту для освещения квартир и домов. ЛЛ заменили собой стандартные .

Особенно часто их используют в местах, где есть критические требования к цветопередаче. Конкретней:

• Больницы.
• Школы, в том числе для освещения коридоров и классов.
• Стоматологические клиники.
• Ювелирные мастерские.
• Парикмахерские.
• Магазины.
• Музеи.
• Типографии.
• Покрасочные цехи в автомастерских, текстильных цехах, графических студиях.

Люминесцентное освещение в подземном переходе

Их рационально использовать для основного освещения помещений большого размера. Качество освещения улучшается, а энергопотребление снижается на 50% как минимум. Часто используются в подсветке места работы, исторических строений, световой рекламе.

Классификация

Разновидностей люминесцентных лам существует много, ведь они используются не только для освещения помещений, но и для специфических целей. К примеру, лечебных. Они отличаются по вариантам исполнения, что также влияет на сферу применения.

Варианты исполнения

Изначально такие лампы были исключительно линейными, но с развитием технологий появились и компактные. Оба вида имеют одинаковые свойства, негативные и положительные стороны. Данную группу можно назвать общие, так как, по сути, они отличаются формой колбы и в определенной мере конструкцией.

Линейные лампы

Это ртутная лампа прямого, кольцевого или U-образного исполнения. Такие имеют классификацию по:

1. Длине.
2. Диаметру колбы.

При этом чем больше по габаритам лампа, тем она мощнее. Для линейных ламп используется цоколь G13, а диаметр колбы: Т4, Т5, Т8, Т10, Т12. Цифры после «Т» означают диаметр стеклянного элемента, выраженный в дюймах. Указанные выше типоразмеры считаются стандартными.

Линейные лампы разных размеров

Основное отличие подобной конфигурации в том, что она имеет вваренные электроды по краям, которые направлены внутрь изделия. Снаружи установлены цоколи с контактными штырьками для подключения ее в цепь.

Линейные лампы преимущественно используют в офисах, торговых центрах, транспорте, других общественных местах. Все потому что они потребляют не больше 15% электроэнергии, если брать за 100% потребления энергию лампочкой накаливания.

Компактные

Компактные классифицируются по:

• Форме и размеру колбы.
• Размеру и типу цоколя.

В основном колба в них изогнутая, и «сложена» в виде спирали или в другую форму. За счет этого они и компактны. Использование в бытовых условиях очень удобное и практичное. Ведь можно найти изделие со (е27) и устанавливать в любой бытовой светильник без какой-либо его переделки. Кроме того, цоколи бывают: g-11, g23 и другие.

Важно! Как только КЛЛ появились, они практически вытеснили использование ламп накаливания в люстрах, бра, светильниках в различных помещениях, в том числе в детской. В первую очередь за счет своей энергоэффективности.

Компактные люминесцентные лампы

Есть ЛЛ с улучшенной светопередачей. Эта их особенность достигается за счет нанесения нескольких слоев люминофора. Как результат, они качественней ретранслируют цвета. Могут быть как линейного, так и компактного исполнения.

Специальные

Основное отличие их от стандартных люминесцентных ламп дневного света – это спектр излучения. Существуют такие специальные:

• Лампы дневного света, отвечающие повышенным требованиям по цветопередаче. Используются для типографий, музеев, картинных галерей.
• Источники света со спектральным излучением близким к солнечному. Часто используются в медицинских целях для проведения светотерапии.
• Для растений (рассады в том числе) и аквариумов, обозначаются fluora. Для них характерен усиленный спектральный диапазон синего и красного. Он оказывает положительное влияние на фотобиологические процессы. Могут использоваться даже в саду или в собственной теплице.

Люминесцентная лампа для подсветки растений

• Аквариумные с преобладанием синего спектра и ультрафиолета. Они помогают создать оптимальные условия для роста кораллов. Отдельные виды способны при таком освещении флуоресцировать.
• Изделия для освещения помещений, в которых содержаться птицы. Их спектр излучения характеризуется присутствием ближнего ультрафиолета. Это способствует созданию оптимальных условий для птиц, очень приближенных к естественным, применять их стараются в домашних условиях в холодное время года, а на фабриках круглогодично.
• Лампы с разной цветностью: зеленые, синие, фиолетовые, красные, желтые и др. Активно используются для создания световых эффектов, к примеру, в ночных клубах и других развлекательных заведениях. Достигается световой эффект за счет окрашивания колбы или покрытия ее специальным составом люминофора изнутри. Подобные цветные лампы розового оттенка активно используются для подсветки мясных витрин в магазинах. Они делают мясо привлекательным для глаз, а значит, покупатель с большей вероятностью его купит.
• Лампы для соляриев. Еще одно направление среди специальных люминесцентных осветительных элементов.
• УФ лампы из черного стекла, переносные. Используются в сфере лабораторных исследований.
• Лампы для стерилизации и озонирования – ртутно-кварцевые и бактерицидные, гигиенические.

Важно! Разные типы ЛЛ специального назначения активно используются в механике, текстильном, пищевом производстве, криминалистике, сельскохозяйственной сфере.

Разбираться в маркировке люминесцентных ламп просто необходимо, чтобы правильно выбирать источник освещения для своих потребностей. На металлических элементах или колбе могут быть нанесены буквы и цифры, что они значат понять несложно.

Маркировка ЛЛ разных производителей

Первое что удастся обнаружить это буква Л – она расшифровывается, что лампа люминесцентная. Далее, проставляется:

• Б – означает белый свет или white.
• Д – дневной.
• У – универсальный.
• ХБ – холодный белый или просто cool.
• ТБ – теплый белый.
• Е – естественно белый.
• К, Ж, З, Г, С – соответственно красный, желтый, зеленый, голубой, синий.
• УФ – ультрафиолетовый.

Следующие обозначение расскажет о диаметре колбы. Считается, что чем он больше, тем дольше будет служить лампа. Чаще всего встречаются изделия с диаметром – 18, 26 и 38 м. Перед цифрой, которая обозначает диаметр, стоит буква «Т».

Следующий важный параметр мощность. Отталкиваясь от этого показателя, удастся определить, какое по размерам помещение удастся осветить. Обозначается W (Ватт), цифра после это мощность. К примеру, 13 W, 18 W, обозначение может быть и таким 9 Вт, 28 Вт.

Следующий параметр в маркировке физическая характеристика цоколя. Варианты обозначения:

1. FS – один.
2. FD – двухцокольная или трубчатая.
3. FB – так подписывается компактная.

Напряжение в сети обозначается в вольтах. Варианты нанесенной маркировки: 127 В или 220 В. И последнее обозначения, которое можно найти на колбе это ее форма. Варианты:

• U – дуга, подковообразная.
• 4U – четырехдуговая.
• S – спиральная.
• C – свеча.
• G – шарообразная.
• R – рефлекторная.
• T – в виде таблетки.

Форма колбы указывается в маркировке

Важно! Последняя маркировка практически не используется для стандартных ламп дневного света.

Располагаться эти обозначения могут и в другом порядке.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Существует мнение, что излучаемый рассматриваемыми лампами свет неприятен для глаз, а предметы имеют искаженный цвет. Это происходит по нескольким причинам:

• Синие и зеленые линии в спектре.
• Неправильно подобранного типа ламп, в нем использован не тот, что требуется в конкретных условиях люминофор.

В ЛЛ, которые относятся к недорогим, используется галофосфатный люминофор, его спектр излучения преимущественно желтый и синий, красного и зеленого значительно меньше. Для глаза свет воспринимается как белый, но при отражении от предметов их цвет выглядит искаженным. Но у таких источников света существенное преимущество – они обеспечивают наивысшую светоотдачу.

Люминесцентные лампы с разным люминофором

В более дорогих лампах наноситься трехполосный и пятиполосный люминофор. Он обеспечивает более равномерное распределение излучения в части видимого спектра. Как результат, предметы, от которых он отбивается, выглядят более естественными.

Совет! Чтобы в домашних условиях оценить спектр лампы можно использовать обычные компакт-диски. На источник света следует посмотреть в отражении диска. В дифракционной линии удастся рассмотреть спектральные линии люминофора.

Преимущества и недостатки

Основные достоинства подробно:

1. Высокий КПД и большая светоотдача, если сравнивать с лампами накаливания, что позволяет экономить энергию.
2. Разные цвета и оттенки – существенный плюс в современных условиях.
3. Спектр излучения ближе к солнечному.
4. Рассеивание света, поток идет по всей колбе, а не только по нити накала.
5. Продолжительный срок службы – производитель гарантирует до 20 тыс. часов. Такой показатель удастся достичь только при условии достаточного качества электропитания и соблюдения количества включений/выключений. То есть, сколько она реально прослужит, зависит от правильности использования.
6. Слабый нагрев, то есть они не будут перегревать плафон, то есть она отвечает нормам пожарной безопасности. Светиться при этом лучше лампы накала.
7. Питание от сети 220В.
8. Подходят для стандартных бытовых осветительных приборов, которые используются в спальне, гостиной, кухне. Установка компактных ламп не требует какой-либо переделки.
9. Небольшой вес лампы, то есть и вся люстра не будет много весить.

Люминесцентные лампы очень экономны

Недостатки:

• Необходимость специальной утилизации –главный минус.
• Мигание, от чего устают глаза. Меньше мигать она будет, если используется балласт.
• Необходимость подключения пускорегулирующего оборудования.
• Лампы достаточно хрупкие.
• Люминофор изнашивается, что приводит к изменению спектра.
• Возможность использование при нормальной температуре. Работать она может только в диапазоне от -40 до + 50 градусов.
• Чувствительность к повышенной влажности.
• Задержка включения – необходимо время для разогрева. То есть они не сразу запускаются и дают тот свет, который способны, через пару минут он становиться ярче.

Важно! Одними из самых качественных считаются лампы от торговых брендов Philips (Филипс) и Osram (Осрам). Цены лампочек этих марок вполне доступны.

Безопасность и утилизация

Когда люминесцентная лампа исправна (нет трещин и других повреждений на колбе) ее использование абсолютно безопасно для человека, животных, растений. Но с ними следует обращаться предельно аккуратно, ведь внутри содержатся пары ртути. Даже в тех небольших количествах, они способны принести вред человеку.

Люминесцентные лампы нельзя выбрасывать с обычным бытовым мусором после отработки срока эксплуатации. При попадании в почву способны загрязнять огромные площади. Если пары ртути проникнут в воду она будет медленно отравлять все живое. Функционируют пункты приема таких ламп, в которых бесплатно можно сдать опасный бытовой мусор подобного типа.

Контейнеры для утилизации люминесцентных ламп

Важно! Если лампа, новая или старая, имеет следы повреждения, трещины, пробои использовать ее нельзя ни при каких условиях. При покупке каждую лампу следует проверить не только на работоспособность, но и на целостность.

Обращение с довольно хрупкими лампами должно быть аккуратным. Ремонт их своим силами, в том числе разборка, запрещена. Еще один важный момент, люминофор, что находится внутри колбы, со временем утратит свойства, поэтому меняется спектр. Как раз по этой причине использовать дольше указанного срока на упаковке такую лампочку нежелательно, даже если она еще не перегорела.

Переработка рассматриваемых ламп в заводских условиях проводится при необходимых условиях безопасности. В таком случае они не вредят экологии. При этом применяются разные методы извлечения опасных паров ртути. Остатки ламп отправляются на вторичную переработку.

Видео сравнения люминесцентных ламп и ламп накаливания

В видео можно ознакомиться с детальным описанием люминесцентных ламп их техническими особенностями.

Вывод

Люминесцентные лампы более практичное решение для освещения дома и общественных мест. Правда, с появлением светодиодных источников света их востребованность несколько снизилась.

Люминесцентные лампы низкого давления явились первыми газоразрядными лампами, которые благодаря высокой световой отдаче, хорошему спектральному составу и большому сроку службы нашли применение для целей общего освещения, несмотря на некоторую сложность их включения в электрическую сеть. Высокая световая отдача люминесцентных ламп достигнута благодаря сочетанию дугового разряда в парах ртути низкого давления, отличающегося высокой эффективностью перехода электрической энергии в ультрафиолетовое излучение, с преобразованием последнего в видимое в слое люминофора.

Люминесцентные лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие электроды (рисунок 1). Электроды представляют собой вольфрамовую биспираль или триспираль с нанесенным на нее слоем активного вещества, обладающего низкой работой выхода при температуре нагрева около 1200 К (оксидные катоды), либо холодный оксидный катод с увеличенной поверхностью, исключающей превышение его температуры во время горения лампы.

Рисунок 1. Схема люминесцентной лампы:
1 - ножка; 2 - электрод; 3 - катод; 4 - слой люминофора; 5 - трубка колбы; 6 - цоколь; 7 - ртутные пары

Оксидный катод покрыт слоем эмитирующего вещества, состоящего из оксидов щелочноземельных металлов, получаемых при нагреве и разложении карбонидов (BaCO 3 , CaCO 3 , SrCO 3). Покрытие активировано малыми примесями щелочноземельных элементов. В результате наружная поверхность катода превращается в полупроводниковый слой с малой работой выхода. Оксидные катоды работают при 1250 - 1300 К, обеспечивая большой срок службы и малые катодные падения напряжения.

В трубку люминесцентной лампы введены небольшое количество ртути, создающее при 30 - 40 °С давление ее насыщающих паров, и инертный газ с парциальным давлением в несколько сотен паскалей. Давление паров ртути определяет снижение напряжения зажигания разряда, а также выход ультрафиолетового излучения резонансных линий ртути 253, 65 и 184,95 нм. В качестве инертного газа в люминесцентной лампе используют главным образом аргон при давлении 330 Па. В последнее время для наполнения ламп общего назначения применяют смесь, состоящую из 80 - 90 % Ar и 20 - 10 % Ne при давлении 200 - 400 Па. Добавка инертного газа к парам ртути облегчает зажигание разряда, снижает распыление оксидного покрытия катода, увеличивает градиент электрического потенциала столба разряда и повышает выход излучения резонансных линий ртути. В люминесцентных лампах 55% мощности приходится на долю линии 253,65 нм, 5,7% - линии 184,95 нм, 1,5 - 2% - линии 463,546 и 577 нм, на световое излучение других линий - 1,8%. Остальная мощность расходуется на нагрев колбы и электродов. На внутреннюю поверхность трубки равномерно по всей ее длине наносят тонкий слой люминофора. Благодаря этому световая отдача ртутного разряда, равная 5 - 7 лм/Вт, возрастает до 70 - 80 лм/Вт в современных люминесцентных лампах мощностью 40 Вт. При использовании люминофоров на основе редкоземельных элементов световая отдача люминесцентной лампы диаметром 26 мм повышается до 90 - 100 лм/Вт.

Используемое в люминесцентных лампах низкое давление паров ртути, получающееся при температуре колбы, мало отличающейся от температуры внешней среды, делает ее параметры зависящими от внешних условий. Эксплуатационные параметры ламп определяются параметрами пускорегулирующей аппаратуры.

Ввиду многообразия и сложности указанных выше зависимостей рассмотрим каждую из них отдельно. При этом будем иметь в виду, что в реальных условиях работы ламп они взаимосвязаны.

Основные свойства ртутного разряда низкого давления

Основная часть мощности излучения ртутного разряда низкого давления, используемого в люминесцентной лампе, сосредоточена в резонансных линиях ртути с длинами волн 253,65 и 184,95 нм. Это излучение возникает в столбе разряда при давлении паров ртути 1 Па и плотности тока около 10 А/мм². Давление насыщенных паров ртути определяется, как известно, температурой наиболее холодной части колбы лампы, содержащей ртуть в жидкой фазе.

Излучение резонансных линий зависит от давления паров ртути, рода и давления используемого в лампах инертного газа. Такая зависимость для чистой ртути и ртути с аргоном приведена на рисунке 2. Увеличение потока излучения в лампах, наполненных парами ртути (кривая 2 на рисунке 2) при давлениях до 5 Па, практически пропорционально давлению ртути, при больших давлениях наступает насыщение. Последнее связано с тем, что при увеличении давления возрастает концентрация атомов ртути, приводящая к росту числа соударений атомов ртути с электронами, увеличению числа возбужденных атомов и как следствие к росту числа испускаемых фотонов.

Введение добавки инертного газа (кривая 1 на рисунке 2) увеличивает выход резонансного излучения атомов ртути, так как наличие инертного газа даже в небольших концентрациях приводит к возрастанию давления в лампе. В ртутном разряде имеется также значительная концентрация нестабильных атомов, которые обычно оседают на стенках трубки, повышая ее температуру. При увеличении давления в лампе, наполненной инертным газом, вероятность достижения метастабильными атомами стенок без соударения с другими атомами газа или электронами резко снижается. В результате большая часть атомов ртути переходит в возбужденное состояние с последующим излучением энергии, что увеличивает световую отдачу.

На рисунке 3 показана зависимость выхода резонансного излучения для линии ртути 253,65 нм от плотности тока J . Так как основным источником резонансного излучения является столб разряда, занимающий лишь часть пространства между электродами, то очевидно, что световая отдача резонансного излучения будет зависеть от длины лампы, с увеличением которой влияние катодной области, не участвующей в создании резонансного излучения, будет уменьшаться. На рисунке 4 приведена зависимость световой отдачи люминесцентной лампы от ее длины l .

Падение напряжения на лампе убывает с ростом плотности тока. Это означает, что градиент потенциала на единице длины столба разряда также уменьшается с ростом плотности тока. Значение падения напряжения на единице длины столба в зависимости от тока необходимо для расчетов, связанных с определением параметров лампы. На рисунке 5 дана зависимость градиента потенциала E на единицу длины столба от тока для ламп различного диаметра, а на рисунке 6 - зависимость падения напряжения в катодной области разряда U к от давления и рода наполняющего газа.
У люминесцентной лампы с самокалящимися оксидными катодами катодное падение напряжения, полученное путем экстраполяции зависимости напряжения на лампе от длины столба разряда составляет от 12 до 20 В. Поэтому для большинства типов люминесцентных ламп считают, что на катодное падение напряжения приходится 10 - 15 В, а на анодное 3 - 6 В.

Рисунок 5. Зависимость градиента потенциала на единицу длины положительного столба от тока для ламп различного диаметра, мм: 1 - 19; 2 - 25; 3 - 38; 4 - 54	Рисунок 6. Зависимость падения напряжения в катодной области разряда от давления и рода инертного газа (давление паров ртути около 1 Па)

В современных люминесцентных лампах применяют, как правило, оксидные катоды, работающие в режиме самоподогрева с катодным пятном и повышенной термоэлектронной эмиссией со всей поверхности. Конструкции оксидных катодов показаны на рисунке 7.

Рисунок 7. Конструкции катодов люминесцентных ламп:
а - холодный катод тлеющего разряда; б - самокалящийся оксидный катод; 1 - катод; 2 - анод; 3 - электроды

Количество активирующего вещества, содержащегося в оксидном слое, определяет фактический срок службы ламп, так как именно это вещество расходуется в процессе горения.

Концы вольфрамовой проволоки, составляющей основу самокалящегося оксидного катода, выводятся наружу лампы, что позволяет пропускать через него ток как для обработки и активирования катода, так и для его предварительного прогрева в целях снижения напряжения зажигания в условиях эксплуатации. В процессе образования оксидного слоя на поверхности раздела вольфрамовой проволоки и оксидной пасты возникает промежуточный слой благодаря диффузии ионов щелочноземельных металлов внутрь поверхностного слоя вольфрама. Это способствует переходу электронов из вольфрама в оксид. Их выход в газоразрядный промежуток обеспечивается за счет малой работы выхода нагретого бария. После образования дугового разряда выход электронов концентрируется на катодном пятне, расположенном у новой лампы вблизи того конца электрода, который непосредственно присоединен к источнику питания. По мере обеднения барием, испаряющимся внутрь лампы, катодное пятно перемещается по спирали электрода к противоположному концу, что приводит к постепенному незначительному повышению напряжения на лампе. В конце срока службы лампы, когда барий израсходован вдоль всего оксидного катода, значительно повышается напряжение зажигания лампы; лампа включаемая с обычной пускорегулирующей аппаратурой, перестает зажигаться.

В настоящее время отсутствует полный метод расчета катодов. Поэтому их разработка осуществляется на основе опытных данных и представляет собой один из наиболее трудоемких процессов создания люминесцентных лап.

Оптимальный выход резонансного излучения зависит от давления насыщающихся паров ртути, которое определяется температурой наиболее холодной части колбы. Температура концов колбы, в которых расположены катоды, довольно высокая, так как температура термоэлектронной эмиссии оксидного катода превышает 1200 К. Таким образом, при отсутствии каких-либо специальных устройств в обычных люминесцентных лампах наиболее холодной будет область столба разряда в середине колбы. Зависимость температуры колбы t к от мощности P 1ст, выделяющейся в столбе разряда, приходящейся на единицу внешней поверхности и зависящей от внешнего диаметра трубки колбы, может быть получена из соотношения

P 1ст = π × d 2 × c × (t к - t в),

где c - коэффициент, слабо зависящий от диаметра трубки d 2 ; t в - температура окружающей среды (воздуха).

Ввиду того что на поточных линиях производства трудно измерять диаметр трубок, для изготовления ламп разной мощности выбран определенный ряд диаметров - 16, 25, 38 и 54 мм. Зависимость температуры внешней поверхности трубки ламп от тока и диаметра приведена на рисунке 8. Из рисунка видно, что с ростом тока, то есть мощности ламп для получения практически приемлемой длины и обеспечения температуры стенки, необходимо увеличивать диаметр трубки колбы. Лампы одинаковой мощности можно, в принципе создать в колбах различного диаметра, но при этом они будут иметь разную длину. Для унификации ламп и возможности их применения в различных светильниках длины люминесцентных ламп стандартизированы и составляют 440, 544, 900, 1505 и 1200 мм.

Цветность и состав излучения ламп

Излучение люминесцентных ламп создается в основном за счет люминофора, трансформирующего ультрафиолетовое излучение разряда в прах ртути. Эффективность преобразования ультрафиолетового излучения в видимое зависит не только от параметров исходного люминофора, но и от свойств его слоя. В люминесцентных лампах слой люминофора покрывает практически полностью замкнутую поверхность трубки, причем свечение возбуждается изнутри, а используется снаружи. Кроме потока люминесценции суммарный световой поток люминесцентных ламп содержит видимое излучение линий ртутного разряда, просвечивающее сквозь слой люминофора. Световой поток люминесцентных ламп зависит, таким образом, как от коэффициента поглощения люминофора, так и от коэффициента отражения. Цветность излучения люминесцентной лампы не точно соответствует цветности используемого люминофора. Поток излучения ртутного разряда как бы сдвигает цветность лампы в синюю область спектра. Это смещение незначительно, поэтому поправка на цветность находится в пределах допуска на цветность ламп.

Для люминесцентных ламп, используемых в установках общего освещения, из многочисленных оттенков, которые можно получить с помощью люминофора галофосфата кальция, выбраны четыре, определяющие типы люминесцентных ламп: ЛД - дневного света, цветовая температура 6500 К; ЛХБ - холодно-белого света с цветовой температурой 4800 К; ЛБ - белого света с цветовой температурой 4200 К; ЛТБ - тепло-белого света с цветовой температурой 2800 К. Среди ламп указанных цветностей различают также лампы с улучшенным спектральным составом излучения, обеспечивающим хорошую цветопередачу. К обозначению таких ламп после букв, характеризующих цвет излучения, добавляется буква Ц (например, ЛДЦ, ЛХБЦ, ЛБЦ, ЛТБЦ). Для изготовления ламп с улучшенной цветопередачей к галофосфату кальция добавляют другие люминофоры, излучающие главным образом в красной области спектра. Контроль соответствия ламп по излучению заданной цветности осуществляют путем проверки цветности излучения с помощью колориметров.

В люминесцентных лампах излучение охватывает практически весь видимый диапазон с максимум в желтой, зеленой или голубой его части. Оценить цвет такого сложного излучения только по длине волны не предоставляется возможным. В этих случаях цвет определяют по координатам цветности x и y , каждой паре значений которых соответствует определенный цвет (точка на цветовом графике).

Правильное восприятие цвета окружающих предметов зависит от спектрального состава излучения источника света. В этом случае принято говорить о цветопередаче источника света и оценивать ее по значению параметра R а , называемого общим индексом цветопередачи. Значение R а является показателем восприятия цветного предмета при его освещении данным источником искусственного света по сравнению с эталонным. Чем больше значение R а (максимальное значение 100), тем выше качество цветопередачи лампы. Для люминесцентных ламп типа ЛДЦ R а = 90, ЛХЕ - 93, ЛЕЦ - 85. Общий индекс цветопередачи является усредненным параметром источника света. В ряде специальных случаев дополнительно к R а используют индексы цветопередачи, обозначаемые R i , которые характеризуют восприятие цвета, например, при его сильной насыщенности, необходимости правильного восприятия цвета человеческой кожи и тому подобного.

Процессы в газе, люминофоре и на катоде ламп в процесс горения

Проследим процессы, происходящие во времени, в газе или парах металла при прохождении через них электрического тока, а также некоторые специфические процессы, свойственные люминесцентным лампам, в частности их люминофорному слою.

В первые часы горения происходит некоторое изменение электрических параметров, связанное с завершением активировки катода и с поглощением и выделением некоторых примесей из материалов внутренних деталей ламп в условиях повышенной химической активности, характерной для плазмы. В течение остального срока службы электрические параметры остаются неизменными до тех пор, пока не будет израсходован запас активирующего вещества в оксидном катоде, что приводит к значительному повышению напряжения зажигания, то есть практически к невозможности дальнейшей эксплуатации ламп.

Сокращение срока службы люминесцентных ламп может происходить и в результате уменьшения содержания ртути, определяющей давление ее насыщенных паров. При охлаждении лампы ртуть частично оседает на люминофоре, который при соответствующей структуре слоя может связывать ее так, что она больше не участвует в дальнейшем процессе испарения.

Необратимые процессы протекают во время срока службы в слое люминофора, что приводит к постепенному уменьшению светового потока люминесцентных ламп. Как видно из приведенных на рисунке 9 кривых изменения светового потока люминесцентных ламп в течение срока службы, это уменьшение происходит особенно интенсивно в течение первых 100 часов горения, затем замедляется, становясь после 1500 - 2000 часов примерно пропорциональным длительности горения. Такой характер изменения светового потока люминесцентных ламп в течение срока службы объясняется следующим. В течение 100 часов преобладают изменения состава люминофора, связанные с химическим реакциями с примесями в наполняющем газе; в течение всего процесса горения имеет место медленное разрушение люминофора под действием квантов, обладающих большой энергией, соответствующих резонансному излучению ртути. К последнему процессу добавляется образование на поверхности люминофора слоя адсорбированной ртути, непрозрачного для возбуждающего ультрафиолетового излучения. Кроме этих процессов, а также изменения в результате взаимодействия со стеклом на слое люминофора осаждаются продукты распада катодов, образующих около концов лампы характерные темные, иногда зеленоватые кольцевые зоны.

Опытами установлено, что стойкость люминофорного слоя зависит от удельной электрической нагрузки. Для люминесцентных ламп с повышенной электрической нагрузкой применяют люминофоры более стойкие, чем галофосфат кальция.

Основные параметры ламп

Люминесцентные лампы характеризуются следующими основными параметрами.

Световые параметры: 1) цвет и спектральный состав излучения; 2) световой поток; 3) яркость; 4) пульсация светового потока.

Электрические параметры: 1) мощность; 2) рабочее напряжение; 3) род питающего тока; 4) тип разряда и используемая область свечения.

Эксплуатационные параметры: 1) световая отдача; 2) срок службы; 3) зависимость световых и электрических параметров от напряжения питания и условий внешней среды; 4) размеры и форма ламп.

Основным признаком, выделяющим из всего многообразия люминесцентных ламп лампы массового применения для целей освещения, является их напряжение горения, связанное с видом используемого разряда. По этому признаку лампы делят на три основных типа.

1. Люминесцентные лампы дугового разряда с напряжением горения до 220 В. Эти лампы получили наибольшее распространение в нашей стране и европейских странах. Такие лампы имеют оксидный самокалящийся катод и зажигаются при его предварительном нагреве, что обуславливает основные особенности их конструкции.

2. Люминесцентные лампы дугового разряда с напряжение горения до 750 В. Такие лампы (типа Slim line) получили распространение в США, они работают без предварительного нагрева катодов, имеют мощность более 60 Вт.

3. Люминесцентные лампы тлеющего разряда с холодными катодами. Этот тип ламп используется для рекламного и сигнального освещения. Они работают при малых токах (от 20 до 200 мА) в установках высокого напряжения (до нескольких киловольт). Ввиду малого диаметра применяемых трубок им легко придается любая форма.

В особую группу выделяют высокоинтенсивные лампы повышенной мощности, имеющие размеры ламп первой группы. В таких лампах оказалось необходимым применять специальные способы поддержания давления насыщенных паров ртути.

Рассмотрим основные параметры люминесцентных ламп первой группы. Из перечисленных выше параметров, характеризующих люминесцентные лампы, нами уже рассмотрены цвет и спектральный состав излучения, световой поток, мощность, тип разряда и используемая область свечения. Значения других параметров люминесцентных ламп приведены в таблице 1. Средний срок службы ламп всех типов мощностью от 15 до 80 Вт в настоящее время превышает 12000 часов при минимальной продолжительности горения каждой лампы 4800 - 6000 часов. За время среднего срока службы стандартом допускается спад светового потока не более 40% начального, а за время, равное 70% среднего срока службы, - не более 30%.

Таблица 1

Характеристики люминесцентных ламп общего назначения по ГОСТ 6825-74

Типы ламп	Мощность, Вт	Ток, А	Рабочее напряжение, В	Размеры, мм		Световой поток, лм		Срок службы, ч
				Длина со штырьками	Диаметр	средний	после минимальной продолжительности горения	средний	минимальный
ЛБ15 ЛТБ15 ЛХБ15 ЛД15 ЛДЦ15	15	0,33	54	451,6	27	820 820 800 700 600	600 540 525 450 410	15000	6000
ЛБ20 ЛТБ20 ЛХБ20 ЛД20 ЛДЦ20	20	0,37	57	604	40	1200 1100 1020 1000 850	940 760 735 730 630	12000	4800
ЛБ30 ЛТБ30 ЛХБ30 ЛД30 ЛДЦ30	30	0,36	104	908,8	27	2180 2020 1940 1800 1500	1680 1455 1395 1180 1080	15000	6000
ЛБ40 ЛТБ40 ЛХБ40 ЛД40 ЛДЦ40	40	0,43	103	1213,6	40	3200 3100 3000 2500 2200	2490 2250 2250 1900 1630	12000	4800
ЛБ65 ЛТБ65 ЛХБ65 ЛД65 ЛДЦ65	65	0,67	110	1514,2	40	4800 4650 4400 4000 3160	3720 3310 3165 2705 2500	13000	5200
ЛБ80 ЛТБ80 ЛХБ80 ЛД80 ЛДЦ80	80	0,865	102	1514,2	40	5400 5200 5040 4300 4800	4170 3745 3650 3100 2890	12000	4800

Яркость люминесцентных ламп различной цветности и мощности составляет от 4 × 10³ до 8 × 10³ кд/м². Яркость лампы связана с ее световым потоком Ф л и геометрическим размерами соотношением

где L 0 - средняя по диаметру яркость средней части лампы в направлении, перпендикулярном оси, кд/м 2 ; Ф л - световой поток, лм; k - коэффициент, учитывающий спад яркости к концам трубки, k = 0,92 для всех ламп, за исключением ламп мощностью 15 Вт, у которых k = 0,87; d - внутренний диаметр трубки, м; l св - длина светящейся части трубки, м.

Неравномерность яркости по диаметру трубки связана с изменением коэффициента отражения стекла, который увеличивается с ростом угла падения. Необходимо отметить, что все указанные электрические и световые параметры люминесцентных ламп определены при включении лампы с образцовым измерительным дросселем (ДОИ) на номинальное стабилизированное напряжение.

Сила света люминесцентных ламп I v в направлении, перпендикулярном их оси, связана со световым потоком соотношением

I v = 0,108 × Ф л.

Пространственное распределение силы света люминесцентных ламп в продольной плоскости близко к диффузному.

При включении люминесцентных ламп в сеть переменного тока в каждый полупериод происходит погасание и перезажигание разряда в лампе, что приводит к пульсации светового потока. Благодаря послесвечению люминофора пульсации светового потока лампы ослаблена по сравнению с пульсацией разряда. Снижение стробоскопического эффекта, создаваемого пульсирующим световым потоком люминесцентных ламп, осуществляется благодаря соответствующему присоединению к сети питания групп одновременно включаемых люминесцентных ламп, к примеру, на две или три разноименные фазы питающей сети.

Электрические и световые параметры люминесцентных ламп определяются параметрами схемы включения и напряжением сети. При изменении напряжения сети электрические параметры ламп и те из световых и эксплуатационных параметров, которые непосредственно связаны с электрическими, также изменяются. При любых схемах включения параметры люминесцентных ламп значительно меньше зависят от напряжения питания, чем .

Зависимость параметров люминесцентных ламп от давления насыщенных паров ртути определяет их чувствительность к изменению температуры окружающей среды и условиям охлаждения. На рисунке 10 показана зависимость светового потока от температуры окружающего воздуха. Как известно, воздух в зависимости от скорости его движения существенно изменяет свое охлаждающее действие. Поэтому зависимость световой отдачи ламп, как это видно из рисунка 10, определяется не только температурой, но и скоростью движения воздуха.

Лампы с самокалящимися оксидными катодами

Основная масса люминесцентных ламп с самокалящимися оксидными катодами изготовляется в виде прямых трубок, отличающихся диаметром и длиной, то есть мощностью. Длина ламп жестко регламентируется стандартом. Это обеспечивает возможность установки ламп в светильники.

Для прямых люминесцентных ламп применяют несколько конструкций цоколей. Установленная ГОСТ 1710-79 конструкция с номинальными размерами показана на рисунке 11. Цоколь к лампе присоединяется с помощью цоколевочной мастики аналогично цоколеванию ламп накаливания.

Большая длина прямых люминесцентных ламп ограничивает в ряде случаев их применение, особенно в быту. Поэтому разработаны и выпускаются люминесцентные лампы различной формы: U и W -образные, кольцевые а в последние несколько лет компактные люминесцентные лампы конструкция которых приближена к лампе накаливания общего освещения, включая цоколь, что обеспечивает их успешное применение. Фигурные U и W -образные лампы обеспечивают возможность одностороннего крепления и присоединения к питающей сети. Фигурные лампы изготовляют сгибанием заваренных, но еще не откачанных прямых ламп требуемой мощности. Световая отдача изогнутых ламп меньше, чем прямых, из-за взаимного экранирования частей колбы. Кольцевые люминесцентные лампы сгибают в практически сплошное кольцо. Расстояние между концами согнутой лампы определяется возможностью присоединения согнутой лампы к вакуумной установке для откачки и вакуумной обработки. Этот небольшой промежуток заполняется в готовой лампе специальным цоколем с четырьмя штырьками. Параметры некоторых люминесцентных ламп приведены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры люминесцентных ламп специального назначения

Тип лампы	Мощность люминесцентных ламп, Вт	Ток, А	Рабочее напряжение, В	Размеры, мм		Световой поток, лм		Срок службы, ч
				Длина без штырьков	Диаметр	номинальный	После 40% средней продолжительности горения	средний	Каждой лампы
Малогабаритные
ЛБ4-1 ЛБ6-2 ЛБ8-3 ЛБ13-1	4 6 8 13	0,15 0,15 0,17 0,175	30 46 61 95	135,8 211,0 288,2 516,8	16 16 16 16	110 250 385 780	85 187 290 585	6000 6000 6000 6000	- - - -
Фигурные (U-, W-образные, кольцевые)
ЛБУ30-У4 ЛБ30-У4 ЛБК22 ЛБК32 ЛБК40	30 30 22 32 40	0,36 0,35 0,38 0,41 0,44	104 108 66 82 110	465 231 - - -	86 230 216 311 412	1920 1800 1050 1900 2600	1280 1280 790 1420 1950	15000 15000 7500 7500 7500	6000 6000 3000 3000 3000
Рефлекторные
ЛБР40 ЛБР80 ЛХБР40 ЛХБР80	40 80 40 80	0,43 0,865 0,43 0,865	103 102 103 102	1213,6 1514,2 1213,6 1514,2	40 40 40 40	2500 4350 2080 3460	390 * 600 * 300 * 500 *	10000 10000 10000 10000	4000 4000 4000 4000
Амальгамные
ЛБА15-1 ЛБА30-1 ЛБА40	15 30 40	0,33 0,36 0,43	54 104 103	451,6 908,8 1213,6	27 27 40	780 2040 3040	550 1450 2260	12000 12000 12000	4800 4800 4800
Цветные
ЛК40БП ЛЖ40БП ЛР40БП ЛЗ40БП ЛГ40БП	40 40 40 40 40	0,43 0,43 0,43 0,43 0,43	103 103 103 103 103	1213,6 1213,6 1213,6 1213,6 1213,6	40 40 40 40 40	330 1450 560 2100 1000	230 1020 390 1500 700	7500 7500 7500 7500 7500	4000 4000 4000 4000 4000

* Сила света в канделах

В целях использования цветовых преимуществ люминесцентных ламп и их низкой температуры в установках местного освещения разработана серия малогабаритных ламп в колбе диаметром 16 мм. Лампы этой серии, параметры которых приведены в таблице 2, отличаются от ламп основной серии меньшими световыми отдачами и сроками службы. Для присоединения к сети питания они снабжаются цилиндрическими штырьковыми цоколями типа G-5 по ГОСТ 17100-79 (рисунок 11).

Для работы при высоких окружающих температурах, например в закрытых светильниках, выпускаются специальные амальгамные люминесцентные лампы, в которых ртуть заменена амальгамой (таблица 2). Амальгамой называется сплав металла со ртутью. В зависимости от соотношения ртути и металла амальгамы при комнатной температуре могут быть в жидком, полужидком и твердом состоянии. При высоких температурах амальгама разлагается с выделением ртути, которая, испаряясь участвует в процессах создания газового разряда, как и в обычной люминесцентной лампе. Введение амальгамы увеличивает температуру, при которой достигается оптимальное давление паров ртути (до 60 - 90 °С), что позволило создать лампы с большой удельной мощностью на единицу длины, работающие при повышенных до 70 - 95 °С температурах окружающей среды. Однако введение ртути в виде амальгамы затрудняет зажигание ламп. Кроме того, постепенное испарение ртути приводит к постепенному повышению светового потока ламп - их разгоранию за определенное время. Время разгорания амальгамных ламп при указанных выше температурах окружающей среды составляет 10 - 15 минут. В качестве амальгамы в отечественных лампах используют состав, состоящий из 20 % ртути, 75 % свинца и 5 % бериллия в твердом состоянии.

Дальнейшее увеличение мощности люминесцентных ламп в приемлемых для их практического использования габаритных размерах потребовало разработки приемов и методов поддержания давления насыщенных паров ртути в необходимых пределах в условиях роста температуры средней части колбы. Сохранение давления паров ртути при высоких удельных нагрузках достигается созданием более холодного места на колбе лампы, чем ее средняя часть. Основными способами такого рода являются: приваривание в середине колбы цилиндрического отростка, как бы относящего часть внешней поверхности колбы на большее расстояние от оси разряда (рисунок 12, а ); увеличение длины закатодной области с экранированием конца трубки от нагрева излучением катода (рисунок 12, б ). Недостаток этих способов состоит в том, что при остывании лампы вся ртуть собирается в холодном месте, в результате чего замедляется разгорание лампы. Увеличение длины закатодной области приводит к уменьшению длины столба разряда. Поэтому световая отдача таких амальгамных ламп ниже, чем ламп с обычной конструкцией катода. Области их применения определяются параметрами окружающей среды. Из дополнительных недостатков ламп с отростком укажем на трудность их упаковки и транспортирования.

Рисунок 12. Способы получения холодных зон на колбе:
а - отросток на колбе; б - удлиненная и экранированная закатодная область; в - желобковая колба

Наилучшие результаты дает применение желобковых трубок (рисунок 12, в ). Подобная форма колбы приводит к удлинению канала разряда, ось которого как бы изгибается вслед за перемежающимися желобками, при этом ряд участков поверхности трубки удаляется от оси разряда. Однако увеличение длины разрядного промежутка в таких конструкциях не приводит к ощутимому росту напряжения зажигания. Более длинный разрядный промежуток позволяет получить ту же мощность за счет несколько меньшего тока. Развитие таких люминесцентных ламп в последнее время приостановилось из-за успехов, достигнутых в производстве ламп высокого давления, прежде всего натриевых с улучшенной цветопередачей и высокими световыми отдачами.

Из специальных люминесцентных ламп следует упомянуть также так называемые облучательные лампы, излучение которых лежит за пределами видимой области. К таким лампам относят, в частности, бактерицидные лампы, которые не имеют люминофора. Бактерицидные лампы имеют значительный поток излучения в ультрафиолетовой области спектра (доминирующая длина волны 253,65 нм), отличающийся бактерицидным действием, то есть способностью обезвреживать бактерии. Для колб таких ламп применяют специальное увиолевое стекло, пропускающее более 50 % потока излучения с длиной волны 253,65 нм.

Бактерицидные лампы типа ДБ мощностью 8, 15, 30 и 60 Вт выпускают в колбах тех же размеров, что и люминесцентные лампы аналогичной мощности. Излучение бактерицидных ламп оценивают в специальных единицах бактерицидного потока - бактах (1бк - поток излучения мощностью 1 Вт с длиной волны 253,65 нм). Лампы типа ДБР8 (рефлекторные) имеют поток излучения 3 бк, ДБ15 - 2,5 бк, ДБ30-1 - 6,6 бк, ДБ60 - 8 бк.
Люминесцентные лампы с колбами из увиолевого стекла, но с худшим пропусканием излучения с длиной волны 253,65 нм из-за нанесения на внутреннюю стенку люминофора на основе фосфата кальция создают эритемный поток излучения, используемый в ряде установок загарного и лечебного действия. Излучение эритемных ламп оценивается в единицах эритемного потока - эрах (1 эр - поток излучения мощностью 1 Вт с длиной волны 297 нм). Эритемные лампы выпускаются типов ЛЭ, ЛЭР и ЛУФЩ мощностью от 4 до 40 Вт с эритемным потоком на расстоянии 1 м от 40 до 140 мэр/м².

Кроме рассмотренных выпускаются облучательные люминесцентные лампы специальной конструкции, рекламные, сигнальные и декоративные. Так, серия декоративных ламп включает в себя лампы различного цвета, что указывается в их маркировке (К - красные, Ж - желтые, Р - розовые, З - зеленые, Г - голубые).

Помимо рассмотренных люминесцентных ламп с оксидными самокалящимися катодами, используемыми в стартерных схемах включения, существуют лампы, предназначенные для работы в бесстартерных схемах и схемах мгновенного зажигания. Лампы для работы в бесстартерных схемах - лампы быстрого зажигания по конструкции не отличаются от стартерных, но имеют нормированные значения сопротивления катодов и токопроводящую полосу на колбе, облегчающую зажигание.

Особую группу люминесцентных ламп составляют рефлекторные лампы с направленным светораспределением. На внутреннюю поверхность трубки (до 2/3 ее окружности) наносят слой порошка металла, обладающего диффузным отражением, а затем слой люминофора. Отражающий слой концентрирует поток излучения. Такие лампы имеют меньшую световую отдачу из-за поглощения в отражающем слое, но обеспечивают большую эффективность светильников. Лампы с таким покрытием называют щелевыми. Щелевые лампы обладают большой концентрацией излучения, что позволяет применять их в электрических аппаратах (лампы типа ЛЩ47) и для облучения растений в теплицах (типа ЛФР150).

В связи с разработкой высокостабильных узкополосных люминофоров на основе редкоземельных элементов появилась возможность производства высокоэкономичных люминесцентных ламп в колбе диаметром 26 мм вместо 38 мм. Такие лампы имеют пониженную мощность - 18 вместо 20 Вт, 36 вместо 40 Вт, 58 вместо 65 Вт и высокую световую отдачу (до 100 лм/Вт), благодаря чему их световой поток оказывается выше, чем у стандартных ламп большей мощности.

Производство люминесцентных ламп связано с применением токсичной ртути. Поэтому разработка безртутных ламп давно привлекала внимание. Удалось создать лампы низкого давления в колбах диаметром 38, длиной 1200 мм, наполненные неоном, с люминофором на основе оксида иттрия, со световой отдачей 23 - 25 лм/Вт. Благодаря большему градиенту потенциала столба разряда в неоне (примерно в 2 раза выше, чем в ртутных люминесцентных лампах) можно создавать экономичные лампы, для определенных целей. Безртутные люминесцентные лампы из-за облегчения условий зажигания при пониженных температурах применяют, например, в установках освещения подводного лова рыбы.

Что такое люминесцентная лампочка, какой у нее принцип работы и преимущества по сравнению с альтернативными вариантами. Забегая наперед, хотелось бы сразу отметить, что такой вариант источника освещения несет некую опасность, если вдруг . Именно поэтому сначала рекомендуем Вам внимательно изучить технические характеристики люминесцентных ламп, на основании чего взвесить все за и против по поводу выбора данного варианта.

Устройство

Устройство люминесцентной лампы имеет некоторые сходства с конструкцией и галогенных изделий. Состоит она из герметичной колбы и электродов.

Колба заполнена инертным газом и небольшим количеством ртути (до 30 мг). Внутренние стенки колбы покрыты люминофором, который преобразует ультрафиолетовое излучение в свет, видимый человеку. Электроды установлены с обеих сторон колбы (на торцах). Конструкция электрода представляет собой все ту же вольфрамовую нить, к которой припаяны контактные ножки, пропускающие электрический ток. Принцип действия следующий — при прохождении электроэнергии электрод нагревается и возникает ультрафиолетовое излучение, которое проходя через стенки колбы, преобразуется в видимый световой поток.

Характеристика

Технические характеристики люминесцентных ламп освещения:

• диапазон мощностей изделий – от 15 до 80 Вт (для общего назначения);
• номинальное напряжение — 220 и 127 В;
• температура накала вольфрамовой нити – от 2700 до 6500 градусов (по Кельвину);
• световая отдача – может достигать рекордных 104 Лм/1 Вт (в среднем от 40 до 80 Лм/1 Вт);
• размер цоколя – 14 мм (миньон E14) и 27 мм (стандарт E27);
• диаметр колбы – 12,16,26,38 мм;
• срок службы – от 10000 до 40000 часов;
• коэффициент полезного действия превышает 20%.

Характеристика энергосберегающих лампочек

Типы

Предоставляем к Вашему вниманию основные типы люминесцентных ламп:

• линейные;
• компактные.

Линейные люминесцентные источники света применяются для освещения производственных и офисных зданий, а также спортивных площадок. Их особенность в высокой мощности и повышенной светоотдаче. К тому же данные изделия способны экономить до 30% потребляемой электроэнергии, что является их главным достоинством.

Компактные либо другими словами энергосберегающие лампы (КЛЛ) применяются для общего назначения. Они имеют специфическую конструкцию, представленную изогнутой колбой. Изделия применяются не только во время , но и для декоративной подсветки витрин, а также дезинфекции больничных помещений. Основное преимущество заключается в высокой светоотдаче и продолжительном сроке службы.

Маркировка

На сегодняшний день существует несколько маркировок люминесцентных ламп, сейчас рассмотрим каждую из них.

Отечественная

Отечественная маркировка представлена цифро-буквенной аббревиатурой, которая расшифрована на картинке.

Первая буква «Л» — лампа.

Вторая буква – характеристика светового потока (Д — дневной, ХБ — холодный белый, ТБ — белый, ЕБ — естественно белый, Б — белый, УФ – ультрафиолетовый, Г – голубой, С – синий, К – красный, Ж – желтый, З – зеленый).

Третья буква – качество цветопередачи (Ц – улучшенное качество, ЦЦ – особо высокое качество).

Четвертая буква – конструктивная особенность (А –амальгамная, Б – быстрого пуска, К – кольцевая, Р – рефлекторная, У – у образная).

Цифра после букв – мощность в Вт.

Обращаем Ваше внимание на то, что в маркировке люминесцентной лампы могут присутствовать такие аббревиатуры, как ЛХЕ и ЛЕ, что означает естественного свет и холодный естественный свет.

Зарубежная

Зарубежная маркировка представлена в данной таблице:

Как вы видите, вместо цифро-буквенного шифра используется трехзначное число, а также определение в виде простой подписи на английском языке (к примеру, марка cool white так и переводиться «холодный свет»).

Преимущества

Энергосберегающие люминесцентные лампочки имеют массу преимуществ, поэтому на мировом рынке источников света занимают второе место после лидеров — светодиодных изделий.

Основными преимуществами являются:

1. Высокие энергосберегающие показатели, в чем они и превосходят лампы накаливания;
2. Хорошее качество света и светоотдача;
3. Широкая разновидность изделий для специального и общего назначения;
4. Длительный срок службы (на порядок продолжительнее, чем у ).

Недостатки

Среди недостатков люминесцентных ламп выделяют:

1. Повышенная стоимость изделий;
2. Вредное влияние на самочувствие человека при длительной работе искусственного освещения. К тому же такие экономки вредны для глаз;
3. Срок службы заметно сокращается при частом включении/отключении света;
4. Выходят из строя при перепадах напряжения (необходимо дополнительно устанавливать );
5. Интенсивность освещения невозможно регулировать с помощью диммера;
6. Запрещается использовать в запыленных и влажных помещениях (к примеру, при );
7. Плохо работают при низких температурах;
8. Если колбу разбить, ртуть может негативно повлиять на организм человека;
9. Требуют специализированную утилизацию, которая может присутствовать далеко не в каждом городе.

Как Вы видите, недостатков у данных изделий больше, чем преимуществ. Все же при правильном использовании все недостатки сразу же «отлетают», оставляя только главное достоинство — высокие энергосберегающие свойства.