Что внутри люминесцентной лампы: устройство, принцип работы, виды, маркировка

Содержание

устройство, принцип работы, виды, маркировка

Среди огромного разнообразия устройств искусственного освещения достаточно весомую нишу занимают люминесцентные лампы. Этот вид световых приборов был впервые представлен еще в 1938 году, бросив вызов единственным монополистам того времени, лампочкам накаливания. С того времени их конструктивные особенности претерпели значительные изменения и доработки за счет чего люминесцентные лампы перешли в разряд энергосберегающих. Но, чтобы разобраться во всех за и против, детально ознакомиться с особенностями их эксплуатации в быту и промышленности, мы детально изучим этот вид осветительных приборов.

Устройство и принцип работы

Конструктивно люминесцентные лампы представляют собой стеклянную колбу, внутренняя поверхность которой покрывается специальным составом – люминофором. Он состоит из галофосфата кальция и других примесей, некоторые варианты содержат редкоземельные элементы – тербий, европий или церий, но такие комбинации являются довольно дорогими.

Из колбы на этапе изготовления откачивается весь воздух, а емкость заполняется смесью инертных газов, чаще всего аргона, и паров ртути. В зависимости от модели лампы химический состав, как инертных газов, так и люминофора будет отличаться. Внутри газовой смеси располагается вольфрамовая нить накала, которая покрывается эмитирующим покрытием.

Рис. 1. Устройство и принцип действия люминесцентной лампы

Принцип действия такой энергосберегающей лампы заключается в такой последовательности электрохимических процессов:

На контакты газоразрядной ртутной лампы подается напряжение питания, за счет чего в цепи нити накаливания начинает протекать электрический ток.
При протекании электрического тока с поверхности нити начинает распространяться тепловая энергия и частицы эмиттеры, которые активируют инертный газ и обуславливают выделение ультрафиолетового излучения.
Свечение газов имеет относительно низкий процент видимого спектра, так как большая часть приходится на ультрафиолетовые волны. Но при достижении ультрафиолетом стеклянной колбы газоразрядной лампы, происходит активация и последующей свечение люминофора.

Спектр свечения люминесцентных лампочек может варьироваться в довольно широком диапазоне. Выбор оттенков свечения в осветительных устройствах осуществляется посредством изменения процентного соотношения магния и сурьмы в составе люминофора.

Также важным моментом является температурный показатель, поэтому величина подаваемого напряжения и протекающего электрического тока должны иметь постоянное значение для каждого диаметра колбы. Именно строгое соблюдение электрических характеристик по отношению к ее геометрическим параметрам в люминесцентной лампе позволяет выдавать нужный цвет и яркость свечения.

Разновидности

Все разнообразие люминесцентных ламп характеризуется достаточно большим спектром параметров. Но в рамках данной статьи мы рассмотрим наиболее отличительные из них.

По величине давления газа внутри колбы, на практике различают светильники высокого и низкого давления:

Высокого давления – такие люминесцентные приборы выдают плотный световой поток насыщенных цветовых оттенков. Применяются в достаточно мощных моделях с номиналом от 50 до 2000 Вт, характеризуются сроком службы от 6 тыс. до 15 тыс. часов.
Низкого давления – отличается относительно небольшой плотностью газа в емкости, применяется для освещения помещений в быту или на производстве.

По форме колбы энергосберегающей лампочки – колба может иметь классическую грушевидную форму со стеклянной спиралью внутри, продолговатую вытянутую форму, вид спиралевидной трубки закрученной вокруг оси, кольцевидные и других форм.

Рис. 2. Разновидности колбы

По конструкции цоколя различают люминесцентные лампы со стандартным цоколем E с числовым обозначением, указывающим диаметр самого цоколя газоразрядного источника. G – штыревой, в котором число после буквенной маркировки показывает расстояние между контактами, а перед на количество пар контактов. Также можно встретить модели с цоколем типа W и F, но они используются довольно редко.

Рис. 3. Разновидности цоколей

По цветовой температуре свечения различают люминесцентные приборы с горячим желтым и холодным синим спектром. Также существуют варианты нейтрального цвета свечения. Цветовые температуры подбираются в соответствии с поставленными задачами: теплые для жилья, холодные для производственных объектов.

Рис. 4. Цветовая температура

Маркировка

Система обозначения люминесцентных лампочек определяет их основные параметры Однако, в зависимости от страны производителя будут отличаться и стандарты в обозначении. Для сравнения рассмотрим оба варианта маркировки на примере отечественных и зарубежных производителей.

Отечественная

Отечественная маркировка включает в себя буквенно-цифровое обозначение, которое включает в себя четыре позиции для букв и одну для чисел. К примеру: ЛБЦК-60.

Первая буква в маркировке Л означает лампа. Вторая позиция более сложная, она может выражаться как одной, так и парой буквосочетаний, обозначает индексы цветопередачи, в ней возможны такие варианты:

Д – дневного спектра;
ХБ – холодное белое свечение;
Б – белого цвета;
ТБ – белый теплых оттенков;
ЕБ – белый естественного спектра;
УФ – ультрафиолетового спектра;
Г – голубого цвета;
С – синего оттенка;
К – красный спектр излучения;
Ж – желтого оттенка
З – зеленого цвета.

Третья позиция определяет качество цветопередачи, но в наличии есть только два варианта Ц – улучшенного качества или ЦЦ – особенно повышенного, которое часто применяется в декоративном освещении.

В четвертой позиции указывается конструкция светильника. Имеются пять основных позиций:

А – амальгамного типа;
Б – с быстрым пуском;
К – кольцевого вида;
Р – рефлекторные лампы
У – U образные.

Зарубежная

Люминесцентные лампы зарубежного образца имеют идентичный принцип маркировки. В начале указывается мощность изделия в ваттах, ее легко узнать по латинской букве W.

Тип свечения определяется цифровым кодом с буквенным пояснением на английском:

530 – это теплый тон люминесцентных ламп, но относительно плохой цветопередачи;
640/740 – не совсем холодный, но близкий к нему с посредственным уровнем цветопередачи;
765 – голубого оттенка с посредственным уровнем передачи цветов;
827 – близкий к лампе накаливания, но с хорошей передачей цветов;
830 – близкий к галогенной лампочке, с хорошим уровнем передачи цвета;
840 – белого оттенка с хорошим уровнем передачи цветов;
865 – дневного спектра с хорошей цветопередачей;
880 – дневной спектр с отличной степенью передачи света;
930 – теплый тон с отличными параметрами цвета и низким уровнем светоотдачи;
940 – холодный тон с отличной передачей цвета и средним уровнем светоотдачи.
954/965 – люминесцентные устройства с непрерывным спектром.

Технические характеристики

Важными техническими характеристиками для люминесцентных ламп являются:

Мощность лампы – может варьироваться в пределах от 10 до 80 Вт для классических бытовых нужд, промышленные модели могут достигать 2000 Вт;
Номинальное напряжение – в большинстве случаев применяется напряжение 220В;
Температура цветового свечения – варьируется в пределах от 2700 до 6500°К;
Светоотдача – количество выделяемого светового потока в перерасчете на 1Вт потребленной электроэнергии для люминесцентных устройств составляет от 40 до 60Лм/Вт, но существуют и более эффективные модели;
Габаритные параметры – зависят от конкретной модели люминесцентной лампы;
Тип цоколя – E14 (миньон), E27 (стандартный типоразмер), G10 и G13 штырькового образца и другие.

Особенности подключения к сети

В виду сложностей, связанных с ионизацией газового промежутка, в люминесцентных лампах может использоваться несколько вариантов схемы включения, упрощающих зажигание разряда. Наиболее популярными являются электрические схемы электромагнитного и электронного балласта, которые мы и рассмотрим далее.

Электромагнитный балласт

Является наиболее старым вариантом, применяемым в пуске люминесцентных ламп с холодными катодами.

Рис. 5. Схема подключения с электромагнитным балластом

Как видите, в этой схема лампа подключается через электромагнитный дроссель и стартер. В момент подачи напряжения стартер, состоящий из биметаллической пластины, представляет собой цепь с очень низким сопротивлением, поэтому ток в нем нарастает в значительной степени, но не доходит до величины КЗ благодаря дросселю. Этот процесс запускает электрический разряд в люминесцентной лампе, а при нагревании электроды стартера разомкнуться.

Электронный балласт

Такой способ подключения предусматривает использование специального автогенератора, собранного на трансформаторе и транзисторном блоке, способном выдавать напряжение повышенной частоты, что позволяет получить световой поток без мерцаний.

Рис. 6. Использование электронного балласта

Как видите, готовый блок электронного балласта для питания люминесцентных ламп, применяется в соответствии со схемой подключения, которая указывается прямо на корпусе изделия.

Причины выхода из строя

Достаточно часто потребители, столкнувшиеся с проблемой прекращения работы или ухудшением параметров свечения люминесцентных ламп, задаются вопросом поиска причин неисправности.

Наиболее частыми причинами выхода люминесцентных ламп со строя являются:

перегорание нити накала – характеризуется полным отсутствием свечения;
нарушение целостности контактов – также не дает лампе загореться;
разгерметизация колбы с последующим выходом инертного газа – характеризуется вспышками оранжевого цвета;
перегорание стартера, пробой его конденсатора – мерцание, неспособность долго запуститься, черное пятно возле контактов;
обрыв обмотки дросселя или пробой на корпус – не включается или дает попеременное включение/выключение в процессе работы люминесцентной лампы;
замыкание в патроне люминесцентной лампы или его контактах – характеризуется миганием, но без последующего пуска.

Плюсы и минусы

В связи с жесткой конкуренцией на рынке люминесцентные осветительные приборы принято сравнивать с параметрами работы ламп другого принципа действия.

К преимуществам люминесцентных устройств следует отнести:

Достаточно высокая эффективность, в сравнении с теми же лампами накаливания выдают на порядок больший световой поток на каждый ватт потребленной электроэнергии;
Имеет несколько вариантов цветового спектра, что делает обоснованным их применение для различных целей;
Срок эксплуатации до наработки на отказ в 10 – 15 раз превышает тот же показатель у ламп накаливания и галогенок;
Достаточно большое разнообразие конструкций – компактные, большие, удлиненные и т.д.

Однако и недостатков у люминесцентных ламп существует немало:

Гораздо более высокая стоимость;
Наличие ртути, которая при разрушении колбы попадает в окружающее пространство;
Даже уцелевшие отработанные лампы требуют специальной утилизации, которая также требует дополнительных затрат;

Стабильность работы во многом зависит от температуры и влажности окружающей среды;
Люминесцентные лампочки вызывают повышенную усталость глаз при длительном чтении или зрительном напряжении;
В сравнении со светодиодными светильниками, бояться механических повреждений;
Не поддаются классическим методам управления яркостью.

Область применения

Перечень сфер, в которых могут устанавливаться люминесцентные лампы, достаточно большой. Наиболее часто вы можете встретить их в бытовых помещениях или офисах как основное освещение. В магазинах или торговых центрах устанавливаются в качестве приборов подсветки витрин, стен и других элементов интерьера и могут легко заменить неоновую лампочку. Часто их можно встретить в подсветке коридоров и помещений большой площади удлиненными трубчатыми люминесцентными светильниками.

В промышленной сфере часто применяются как лампы для работы прожекторного освещения, которое охватывает большую площадь. Прожекторные люминесцентные приборы имеют отличную светопередачу, несмотря на удаленность по высоте от освещаемой поверхности.

Люминесцентное освещение: как это работает?

Удобные и практичные люминесцентные лампы широко используются в разных сферах деятельности человека. Сегодня трудно представить офисы, учебные аудитории, спортзалы и другие помещения общественного назначения без ламп дневного света. Среди причин их популярности — долговечность, экономичность, высокое качество и яркость освещения. Рассмотрим подробнее, что из себя представляет и как работает люминесцентная лампа.

Особенности конструкции, принципы работы

Устройство и работа люминесцентных ламп, независимо от производителя, их размера или формы, имеют общие конструктивные и функциональные особенности. Классическая схема включает:

Стеклянную кварцевую колбу с парами ртути и инертным газом (это может быть гелий, аргон, неон или ксенон). Стекло может быть матовым, прозрачным или цветным. Колба изнутри покрыта слоем люминофора.
1-2 цоколя с группой электродов (2 или 4 контактных стержней с нитью накаливания, покрытой эмиссионным веществом).

Пускорегулирующий аппарат (стартер и дроссель). Стартер для первоначального поджига — корпус из пластика или металла с небольшой стеклянной колбой, внутри которой расположены электроды: один неподвижный и один подвижный (биметаллический). Трубка заполнена инертным газом.

Стартер с конденсатором

Принцип работы стартера люминесцентной лампы-излучателя газоразрядного типа простой: в обычном состоянии электроды разомкнуты. После подачи электричества подвижный электрод под воздействием температуры изгибается, что приводит к его быстрому замыканию с неподвижным электродом, последующему понижению температуры и разрыву цепи. Электромагнитный дроссель вступает в работу после сигнала от стартера, создает импульс напряжения большой амплитуды, достаточный для моментального разогрева электродов внутри колбы.

Цоколь. Применяют цоколи двух видов: традиционный патронный с резьбой и маркировкой Е с диаметром резьбы в мм (можно использовать в любых бытовых осветительных устройствах), а также двухконтактный штырьковый (маркировка G с указанием расстояния между контактами в мм (например — 5, 23, 24).

Принцип действия люминесцентной лампы низкого давления основан на эффекте классической люминесценции: возникшая под воздействием электроразряда энергия ультрафиолетового излучения благодаря нанесенному на поверхности колбы люминофору превращается в видимое глазу человека свечение. В зависимости от наличия в составе покрытия различных химических компонентов, световой поток может приобретать различные оттенки: нейтральный, дневной, теплый белый, холодный белый.

Принцип работы люминесцентной лампы со стартером традиционен:

подключение к источнику переменного тока;
подача электрической энергии на электроды стартера;
передача электрической энергии на дроссель, в результате индукции сила тока возрастает в 2-3 раза;
разогрев электродов внутри лампы;
возникновение дугового разряда, появление УФ-излучения

Мощность и насыщенность светового потока зависят от размеров лампы.

Какую модель предпочесть?

На рынке есть большой выбор линейных и компактных люминесцентных ламп для общего или специального освещения. Учитывая тот факт, что принцип работы люминесцентной лампы основан на электрическом разряде в парах ртути, которая может нанести вред здоровью человека, многие пользователи стараются не использовать подобные источники света в спальной, детской и других жилых помещениях. Как показывает приведенное выше описание работы люминесцентной лампы, ее использование при аккуратном обращении, сохранении целостности колбы и правильной утилизации, абсолютно безопасно. Наша компания предлагает исключительно оригинальную продукцию известных производителей электрической осветительной техники:

OSRAM (Германия) — модели FQ HO 54W/840 G5, L 18W/640 T8 G13; STUDIOLINE 55W/5600K 2G11;
PHILIPS (Голландия, производительные мощности расположены в Польше) — Philips TL-D 18W/54-765 1SL/25;
SYLVANIA (Бельгия) — SYLVANIA F48T12/CW/HO 60W R17d.

В «УВИНТЕХ» можно купить экономичные, надежные, комфортные для зрения люминесцентные лампы нового поколения, которые не навредят здоровью человека.

Люминесцентная лампа | Определение, типы и факты

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Этот день в истории
Викторины
Подкасты
Словарь
Биографии
Резюме
Популярные вопросы
Инфографика
Демистификация
Списки
#WTFact
Товарищи
Галереи изображений
Прожектор
Форум
Один хороший факт

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
#WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.

На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!

SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полета на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые питают наше любопытство к космосу!

Содержание

Введение

Краткие факты

Связанный контент

Ртутные и компактные люминесцентные лампы

Компактные люминесцентные лампы (также известные как компактные люминесцентные лампы или энергосберегающие световые шары) широко используются в Австралии с тех пор, как в 2008 году правительство Австралии начало поэтапный отказ от использования ламп накаливания.

Как работают компактные люминесцентные лампы

Белое порошковое покрытие внутри стеклянной трубки КЛЛ содержит флуоресцентное покрытие. Когда электричество поступает в КЛЛ, пары ртути и аргона внутри лампы излучают невидимый ультрафиолетовый (УФ) свет. Этот ультрафиолетовый свет вступает в реакцию с флуоресцентным покрытием, создавая белый видимый свет, который вы видите, когда включаете КЛЛ. Поскольку передача УФ-энергии происходит с небольшой задержкой, свет, излучаемый КЛЛ, сначала тускнеет, а со временем становится ярче.

Компактные люминесцентные лампы содержат небольшое количество ртути. При использовании компактных люминесцентных ламп до 60 процентов ртути внутри колбы может быть связано с флуоресцентным покрытием на стекле.

Опасно ли для здоровья при использовании компактных люминесцентных ламп?

В целом риск для здоровья очень низок из-за небольшого количества присутствующей ртути. Большинство CHL содержат менее 5 мг ртути. Для сравнения, это количество примерно равно количеству чернил на кончике шариковой ручки.

Лишь очень небольшое количество ртути обнаруживается в виде паров в компактных люминесцентных лампах, и риск для здоровых людей любого возраста очень незначителен.

В случае поломки компактной люминесцентной лампы

Когда КЛЛ разбивается, пары ртути высвобождаются и быстро рассеиваются. Это дополнительно снижает вероятность значительного воздействия ртути.

Исследования показали, что если компактная люминесцентная лампа выходит из строя, уровень ртути быстро рассеивается при проветривании помещения. К тому времени, когда комната будет очищена и собраны чистящие средства, небольшое количество ртути в парах будет достаточно растворено, чтобы больше не представлять опасности для здоровья.

Руководство по очистке разбитых компактных люминесцентных ламп

Обеспечьте, чтобы маленькие дети быстро и безопасно покинули зону, находящуюся в непосредственной близости от сломанного КЛЛ.

Не следует:

убирать осколки стекла голыми руками – надевайте одноразовые пластиковые перчатки во избежание прямого контакта с порошковым покрытием на осколках стекла
используйте пылесос, который может улавливать и распространять ртуть.

Сделать:

Соберите сломанный материал (используя жесткую бумагу или картон) или используйте одноразовую щетку, чтобы аккуратно подмести осколки.
Аккуратно поместите осколки стекла в контейнер, который можно запечатать или обернуть бумагой, чтобы защитить кого-либо от возможных порезов осколками стекла.
Используйте липкую ленту и/или влажную ткань, чтобы вытереть оставшиеся осколки стекла и/или порошки. С ковров или тканей осторожно удалите как можно больше стекла и/или порошкообразного материала с помощью совка и липкой ленты. Если для удаления отходов требуется пропылесосить поверхность, убедитесь, что вакуумный мешок выброшен, а канистра тщательно вытерта.
Утилизируйте чистящее оборудование (например, перчатки, щетку или бумагу) в герметичных контейнерах. Всегда выбрасывайте сломанные компактные люминесцентные лампы в общий мусорный бак с зеленой крышкой, а не в мусорный бак.

Органы местного совета или графства по сбору опасных грузов

Отдельные городские предприятия и местные советы имеют пункты сбора опасных материалов (внешние площадки).

Некоторые советы местного самоуправления создали специальные пункты сбора для утилизации компактных люминесцентных ламп. Эти специализированные станции сбора позволяют легко утилизировать:

старые мобильные телефоны
Шары и трубки для компактных люминесцентных ламп
картриджи для принтеров
бытовые сухие аккумуляторы.

Свяжитесь с местным органом власти (внешний сайт), чтобы узнать, действует ли программа в вашем сообществе.

Когда специализированный пункт сбора недоступен

Большинство городских мусорных баков теперь отправляют предметы в зеленых баках на свалку, а в баках с желтой крышкой — в центры переработки.

Не выбрасывайте компактные люминесцентные лампы в мусорный бак (обычно это контейнеры с желтой крышкой). Поскольку компактные люминесцентные лампы могут сломаться во время транспортировки и загрязнить другие предметы, подлежащие вторичной переработке, они не считаются подходящими для мусорных баков, поставляемых для отдельных домохозяйств.

Положите сломанных компактных люминесцентных лампы в обычные мусорные баки (обычно с зеленым верхом). Оберните использованные компактные люминесцентные лампы, чтобы они не разбились, и поместите их в общий мусорный бак, если специализированная станция сбора недоступна.

Дополнительная информация

Электронная почта в Управление гигиены окружающей среды или телефон 9222 2000.

Помните

Компактные люминесцентные лампы содержат лишь небольшое количество ртути.
По-прежнему рекомендуется следовать инструкциям по безопасной очистке сломанного компактного люминесцентного светильника.

Благодарности

Общественное здравоохранение

Эта публикация предназначена только для образовательных и информационных целей. Это не замена профессиональной медицинской помощи. Информация о терапии, услуге, продукте или методе лечения не означает одобрения и не предназначена для замены рекомендаций вашего лечащего врача.