Главная / Светильники

Люминесцентное освещение. Люминесцентные лампы

Представляет собой такой источник света, основой которого являются люминофоры (именно они отвечают за «превращение» ультрафиолета в видимый свет). Как правило, лампы такого типа используются для создания общего освещения в помещении.

Разновидности люминесцентных ламп

Современные люминесцентные лампы выпускаются самых разнообразных модификаций, различных типоразмеров и цоколей. Основными видами таких ламп считаются следующие:
- линейные (или трубчатые);
- кольцевые;
- U-образной формы.

В сауне важно, чтобы источник света не придавал ни слишком большого, ни слишком малого света. Слишком яркий свет был бы слишком ярким и слишком темным, вызывающим беспокойство. Кроме того, луковицы должны выдерживать температуры более 100 градусов Цельсия, поэтому наилучшим выбором являются бытовые лампы дневной печи.

В ванной вы должны выбрать макияж, бритье и стиль яркого теплого белого света, который находится в диапазоне выше 500 Кельвина. Для части комнаты, которая больше подходит для отдыха, и где, например, ванна находится, рекомендуются цветовые температуры ниже 300 Кельвинов.

Кроме того, подобные лампы подразделяют на образцы высокого (для освещения улиц) и низкого давления (для квартир или промышленных объектов). Также, существует классификация люминесцентных лампочек по «оттенку» света, который они излучают:
- белый свет (маркировка ЛБ) – холодный (ЛХБ) или теплый (ЛТБ);
- естественный (ЛЕ);
- дневной(ЛД).

Как правильно утилизировать луковицы?

При утилизации ламп всегда помните, что вы можете использовать только луковицы и галогенные лампы в бытовых отходах. Все остальные лампы относятся к опасным отходам. В частности, флуоресцентные трубки, содержащие ртуть, в противном случае могут быть огромной нагрузкой на окружающую среду. Теперь их можно найти во многих супермаркетах, аптеках или магазинах бытовой техники.

Предостережение: Не выворачивайте выжженную лампу из розетки сразу после ее гашения. Все типы ламп становятся очень горячими с течением времени, поэтому вы быстро сжигаете свои пальцы. Их преимущества, такие как долговечность и приятный свет, все чаще разыгрываются в рекламных технологиях.

Преимущества и недостатки люминесцентных ламп

У люминесцентных «источников» света достаточно много плюсов, среди которых:
- высокая надежность;
- отличная светоотдача;
- длительный период эксплуатации (примерно 5 лет);
- достаточно высокий КПД;
- множество сфер применения;
- экономичность;
- компактные размеры;
- не происходит сильного нагрева поверхности;
- различный спектр излучения (от холодного света до приближенного к дневному).

Недостатки, связанные с дизайном люминесцентной трубки

Люминесцентные лампы доступны в форме, известной нам около ста лет. Их предшественники были недостаточно яркими, чтобы служить нормальным источником света на работе или дома. Но поскольку внутренняя часть лампы была покрыта люминофором, который превращал ультрафиолетовый свет в видимый спектр, флуоресцентные лампы начали свой триумфальный прогресс в кухнях, столовых, офисах и, конечно же, в рекламной индустрии. Всего несколько лет назад 75% искусственного света в Германии поступали из люминесцентных ламп.

Кроме несомненных преимуществ использования люминесцентных ламп , есть и характерные для этого способа освещения недостатки.

Во-первых, необходимость специальной утилизации. Связано это с тем, что люминесцентные модели содержат некоторое количество ртути (около 3 мг). При правильной эксплуатации ламп вреда для здоровья человека они не представляют.

Композиция люминофора существенно определяет цвет излучаемого света. Необходимо добавить три вещества для красного, зеленого и синего света таким образом, чтобы в добавление был сделан белый свет. Внутренняя часть трубки заполнена газом, который испускает ультрафиолетовое излучение при приложении высокого напряжения.

Упорно, название неоновая трубка имеет, она представляет собой смесь ртути и аргона в качестве наполнителя в основном используется. Кстати, есть и настоящие неоновые трубки. Это люминесцентные лампы, в которых заполняющий газ светится непосредственно красочно. Вероятно, вы знаете буквы, которые сделаны из таких трубок. Неоновый загорается с применением высоковольтного оранжево-красного цвета. Люминесцентные лампы имеют в пять-десять раз энергетическую эффективность ламп накаливания, которые преобразуют много энергии в тепло, а не в свет.

Во-вторых, необходимо учесть тот факт, что люминесцентные лампы излучают ультрафиолет. Но содержание его настолько незначительно, что не способно негативно влиять на человеческий организм.

Также мерцание подобных источников света часто бывает раздражающим для глаз и может даже вызывать искажение форм и цветов (особенно у людей с ослабленным зрением).

Лампы накаливания доводят до 10 люменов на ватт, люминесцентные лампы - до 45-100 люмен на ватт. Тем не менее даже описание достаточно сложной техники показывает некоторые серьезные недостатки трубок. Токсичные ингредиенты: Люминесцентные трубки содержат высокотоксичную ртуть. При прорыве трубки выделяется около 10 миллиграммов. 150 миллиграммов считаются смертельной дозой для человека. Поэтому старые трубы не должны удаляться с бытовыми отходами. Они забираются обратно на перерабатывающие дворы городов и поселков бесплатно.

Подключение к электросети только обходным путем: нормальное сетевое напряжение 230 вольт недостаточно для пропускания тока через люминесцентную трубку. Чтобы загорелся газ, лампа должна загореться импульсом высокого напряжения. Поэтому лампы не могут быть подключены непосредственно к сети.

Сферы применения люминесцентных ламп

Лампы такого типа используются для общего освещения различных учреждений. Это офисные помещения и магазины, медицинские центры и больницы, производственные объекты и жилые дома. Кроме того, применяют люминесцентные лампы и в рекламных целях (в том числе для уличной рекламы).

Аканчивая рассказ о новых источниках света - люминесцентных лампах, рассмотрим, какими преимуществами и недостатками они обладают по сравнению с привычными лампочками накаливания. Сопоставим поочерёдно все важнейшие свойства ламп.

Вам нужен дроссель, который регулирует напряжение для зажигания и работы, и стартер, который нагревает нить так же, как лампочку, когда она включена. Низкое сопротивление коммутации: описанный процесс зажигания приводит к старению стартера. Люминесцентная лампа затем должна быть полностью заменена всеми неблагоприятными экологическими последствиями ртути. Трубчатые лампы поэтому пригодны только для непрерывного освещения, ни в коем случае, когда они часто включаются и выключаются.

Неприятный свет: многие люди воспринимают свет люминесцентных ламп как тревожный. Это происходит не только из-за частых мерцаний, когда возраст ламп, но и из-за светлого цвета. Как описано, это должно быть достигнуто с помощью правильной смеси различных люминофоров. В целом, это работает очень хорошо, вы можете выбирать между различными тонами, такими как теплый белый или нейтральный белый. Однако нельзя исключать выбросы и изменения со временем. Особенно с билбордами это очень негативно, если установлены трубки различного светлого цвета.

Экономичность. Прежде всего сравним лампы по их экономичности, т. е. по тому, какое количество света они дают при одинаковом расходе энергии. Образцом сравнения возьмём такой источник, который всю потребляемую энергию отдаёт полнвстью в виде излучения квантов с энергией 2,23 э-в, то есть квантов, лучше всего воспринимаемых глазом. Примем экономичность такого источника за единицу.

Три буквы обозначают английское слово светоизлучающего диода, для немецкого светодиода или просто светодиода. Полупроводниковый элемент, который в то же время дешев для производства, излучает видимый свет, как только ток течет через него. Длина волны света и, следовательно, светлый цвет зависят от используемых материалов. Белый цвет достигается в люминофорах путем аддитивного смешивания света. В автомобильных фарах и высокоэффективных фонариках они доказывают свое превосходство над другими лампами.

Этот метод достиг значительного прогресса здесь, но сейчас приближается к теоретическому максимуму 350 люменов на ватт. Неограниченный потенциал экономии больше не существует. Таким образом, преобразование экономит около двух третей предыдущих расходов на электроэнергию. Кстати, экономия на «реальных» неоновых буквах еще больше. При среднесуточном проживании в течение десяти часов, обмен может быть погашен после первого года, в зависимости от стоимости системы и цены на электроэнергию.

Мы уже говорили, что качество такого источника нас не удовлетворяет. С этой точки зрения наилучшим явился бы источник, дающий только видимый свет, с такой пропорцией квантов разных энергий, которая имеется в «естественном» белом свете. Если вычислить экономичность такого идеального источника, то она окажется примерно равной 0,35.

При замене обратите внимание на совместимость

Хотя люминесцентные лампы также даются как около 000 часов, теперь мы знаем, что стартер, вероятно, так долго не выживет. Это не так просто, как лампы накаливания со стандартизованными рамами. Сначала выясните, какой тип балласта используется. Самый простой способ - использовать обычный балласт или балласт с малыми потерями. Оба остаются в основании лампы, только стартер удаляется с помощью старой трубки. Обратите внимание на покупку «дооснащения» и, конечно, на нужный размер. Тем не менее, эта частичная замена является компромиссом, потому что в схеме по-прежнему допускается старый и теперь бесполезный балласт.

Подсчитанная таким же образом экономичность люминесцентных ламп равна 0,06, а лампочек накаливания - всего 0,02. Итак, хотя люминесцентные лампы в три раза экономичнее лампочек накаливания, они ещё очень далеки от идеального источника.

Каковы же причины потерь энергии в люминесцентных лампах, известны ли способы уменьшения этих потерь?

Напротив, электронный балласт обычно должен быть полностью удален. Таким образом, требуется новая проводка, которую может выполнять только квалифицированный электрик. С небольшой освещенной прозрачностью сомнительно, стоит ли это усилие. Поставщики имеют соответствующие каталоги. Хотя старую электрическую систему нельзя использовать повторно, в будущем возможно простое подключение к 230 вольт без какого-либо остаточного загрязнения в цепи.

Специалисты по рекламным материалам, основанным на светодиодах, в дополнение к освещенной прозрачности должны предлагать множество различных концепций. Знаки с непрямым освещением: текст и логотип выгравированы в акриловом стекле. Гравировка заставляет экран светить изнутри. Он подходит как подставка, вешалка или для настенного монтажа. Однако он только разворачивает свой эффект в темноте.

Подсчёты и измерения показали, что примерно две трети всей энергии, потребляемой лампой, идёт на излучение ультрафиолетовых квантов с энергией 4,9 и 6,7 э-в. Остальная треть идёт на нагревание электродов, на тепло, выделяющееся на стенках трубки при прохождении через неё тока, а также на испускание инфракрасных квантов. На непосредственное излучение видимого света расходуется лишь немногим более одного процента энергии.

Панели с подсветкой: они особенно популярны в ресторанах, потому что вы можете снова и снова отмечать область флуоресцентными перьями. При получении коротковолнового ультрафиолетового излучения. Трубка содержит небольшое количество пар ртути и инертный газ, обычно аргон или неон, под давлением, немного ниже атмосферного. Кроме того, на концах трубки имеются две нити из вольфрама.

Эти лампы, содержащие азот и углекислый газ, излучали белый и розовый свет, соответственно, и были умеренно успешными. Поскольку установка, техническое обслуживание и ремонт этих ламп были сложными, они не увенчались успехом. Тем не менее, его конструкция была очень близка к конструкции современных ламп, в дополнение к большей эффективности, чем аналогичные лампы накаливания.

Возникающие в трубке ультрафиолетовые кванты являются основным источником её свечения, поскольку под их действием происходит возбуждение люминофора, нанесённого на стенки. Однако, как мы уже говорили, при преобразовании ультрафиолетового излучения в видимое разница между энергией ультрафиолетовых квантов и квантов видимого света превращается в тепло и практически полностью для нас теряется. Вот что является основной причиной неполного использования энергии в люминесцентных лампах. Кроме того, следует учесть потери света в слое люминофора, поглощение части ультрафиолетовых квантов в стекле, потери энергии в катушке самоиндукции и некоторые другие, менее значительные потери. В результате оказывается, что люминесцентные лампы в 5-6 раз менее экономичны, чем идеальный источник света.

Необходимые элементы для его работы

Инмана сделал его доступным для коммерческого использования в хорошо известных прямых и предварительных нагревательных лампах зажигания, были впервые показаны Как только публика на Всемирной ярмарке в Нью-Йорке, в течение года С тех пор принципы работы остались неизменными, за исключением технологий производства и использования сырья, что привело к снижению цен и помогло популяризировать Эти лампы во всем мире. Рисунок - Схема подключения люминесцентной лампы.

На этом рисунке выделяются, помимо самой лампы, два основных элемента: праймер и индуктивное сопротивление. Грунтовка образована небольшой стеклянной ампулой, заполненной неоновым газом при низком давлении, внутри которой находится контакт, образованный биметаллическими листами. Параллельно с этим контактом существует один, предназначенный для работы в качестве искрового присоска или искрогасителя. Наличие этого конденсатора не является существенным для работы флуоресцентной трубки, но это помогает увеличить срок службы биметаллической пары, когда она подвергается работе в качестве переключателя высокого напряжения.

Из сказанного можно заключить, что основной путь повышения экономичности люминесцентных ламп заключается в более выгодном использовании возбуждающего ультрафиолетового излучения, т. е. в более благоприятном соотношении между энергией возбуждающих квантов и энергией квантов, испускаемых люминофором. Не исключена возможность и такого подбора люминофоров и газа, наполняющего трубку, при котором происходил бы «размен» ультрафиолетового кванта на два видимых.

По этой причине рекомендуется использовать флуоресцентное освещение в непрерывных режимах, а не прерывистое освещение. Элемент индуктивного реактивного сопротивления состоит из катушки, намотанной на сердечник из стальных пластин, который называется балластом или балластом. Предпоследний термин не следует путать с материалом, используемым при строительстве железнодорожных путей.

При подаче напряжения питания газ, содержащийся в колбе праймера, ионизируется, что увеличивает его температуру, достаточную для того, чтобы биметаллический лист деформировал замыкание цепи, что приведет к воспламенению нитей на концах трубки. Функция конденсатора, содержащегося в грунтовке, заключается в поглощении пиков напряжения, которые возникают, когда контакт открыт и закрыт, избегая его износа из-за искр, которые в противном случае возникли бы.

Разумеется, не следует пренебрегать уменьшением и других непроизводительных затрат энергии, например нагреванием электродов и теплом, выделяющимся в катушке самоиндукции.

Состав света. Благодаря большому разнообразию люминофоров можно составлять их смеси с любым желаемым составом света. Кроме света, очень близкого к дневному («лампы дневного света»), можно получать разные оттенки белого света («лампы белого света», «лампы тёпло-белого света») и свет всевозможных цветов.

Возможность получения света любого состава является одним из главных преимуществ люминесцентных ламп по сравнению с лампочками накаливания.

Яркость. Смотреть прямо на нить лампочки накаливания, даже самой слабой, неприятно. Глаз быстро утомляется и теряет чувствительность. Это связано с тем, что свет излучается с очень маленькой поверхности. В светотехнике говорят «яркость источника велика», причём под яркостью подразумевают силу света с каждого квадратного сантиметра источника. Большая яркость неприятна и вредна для зрения.

Чтобы уменьшить яркость лампочек накаливания, приходится применять абажуры и колпаки, снижающие и без того низкую экономичность лампочек.

У люминесцентной лампы поверхностью излучения является вся трубка. Поэтому яркость люминесцентных ламп в сотни раз меньше яркости лампочек накаливания, и применять их можно даже без защитной арматуры.

Срок службы. Средний срок службы лампочки накаливания- 1000 часов. Прогорев этот срок, лампочка погибает, так как к этому времени у неё обычно перегорает нить. Люминесцентные лампы в два-три раза более долговечны.

Кроме того, они обычно выходят из строя не сразу, а постепенно, работая всё хуже и хуже и как бы предупреждая о необходимости замены. Сначала уменьшается поток света, который даёт лампа, затем она начинает труднее зажигаться и, наконец, совсем перестаёт работать. Сроком её службы считается не время горения до полного выхода лампы из строя, а время, в течение которого поток света уменьшается приблизительно на 20%.

Следует заметить, что срок службы лампы зависит от того, как часто она включается. При включении лампы напряжение значительно выше, чем при её горении, а это приводит к распылению электродов. Поэтому люминесцентная лампа тем долговечнее, чем дольше она каждый раз горит непрерывно.

Мелькание света. Мы знаем, что переменный ток, которым мы пользуемся для освещения, сто раз в секунду меняет направление. Лампочка накаливания этих перемен практически не чувствует. За время нарастания и убывания тока температура нити почти не меняется. Поэтому совсем незаметно колеблется и сила света лампочки.

Иначе ведёт себя люминесцентная лампа. Излучаемый ею свет к моменту прекращения тока падает почти до нуля. Остаётся лишь небольшое остаточное свечение

Люминофора. Глаз человека не замечает этого мелькания света, так как световое впечатление в глазу сохраняется несколько больше десятой доли секунды. Этого времени достаточно, чтобы свет люминесцентной лампы казался нам непрерывным.

Однако быстро движущийся предмет, освещённый люминесцентной лампой, как бы размножается на несколько одинаковых предметов, сдвинутых друг относительно друга. Убедиться в этом можно, быстро проведя рукой перед лампой.

Для устранения этого явления включают по две и три лампы таким образом, чтобы они гасли не одновременно. В некоторых установках применяется так называемый трёхфазный ток. В трёх проводах трёхфазного тока напряжение относительно четвёртого «нулевого» провода меняется не одновременно, а со сдвигом друг относительно друга на одну трёхсотую долю секунды.

Включив три лампы между каждым из основных проводов и нулевым проводом (рис. 23), мы получим почти

Катушка самоиндукции

Стартер

Рис. 24. Способ включения двух ламп в обычную осветительную сеть для уменьшения мигания.

Непрерывный свет. Сначала погаснет одна лампа, вторая - через одну трёхсотую секунды, третья - через две трёхсотые. Через три трёхсотых, т. е. через одну сотую секунды, вновь погаснет первая и т. д.

В обычных осветительных сетях, где применяется однофазный переменный ток, включаются одновременно две лампы. С помощью специального соединения катушек самоиндукции и конденсаторов (рис. 24) удаётся добиться того, чтобы каждая лампа гасла в тот момент, когда другая горит всего сильнее. При двух лампах равномерность
света хотя и меньше, чем при трех, но значительно лучше, чем когда горит только одна лампа.

Влияние окружающей температуры. Одним из важнейших недостатков люминесцентных ламп является их сильная чувствительность к окружающей температуре. Лампочка накаливания работает при любых температурных условиях, а люминесцентная лампа заметно изменяет свои свойства при понижении и при повышении температуры.

При охлаждении уменьшается плотность паров ртути. От этого снижается количество возникающих ультрафиолетовых квантов и соответственно ослабляется свечение люминофора. Дальнейшее охлаждение затрудняет зажигание лампы, а при температуре окружающей среды около нуля лампа совсем перестаёт работать. При перегреве лампы увеличивается количество испускаемых ою инфракрасных квантов и соответственно снижается её экономичность.

Такая зависимость работы люминесцентных ламп от окружающей температуры сильно сужает область их применения. Особенно сложно использовать эти лампы для уличного освещения в зимнее время. Делаются разные попытки уменьшить чувствительность люминесцентной лампы к окружающей температуре. Наиболее простой способ состоит в окружении её стеклянным кожухом. Воздушная прослойка между кожухом и лампой помогает сохранить более постоянную температуру стенок лампы.

В настоящее время ведутся опыты по освещению люминесцентными лампами улиц Москвы и Ленинграда.

Включение и обслуживание ламп. Включение в осветительную сеть лампочки накаливания весьма
просто. Универсальный винтовой патрон и выключатель - вот и все вспомогательные устройства, необходимые для этого. А для того чтобы присоединить к сети люминесцентную лампу, нужны стартёр, катушка самоиндукции и конденсатор.

Заменить вышедшую из строя лампу можно только лампой такой же мощности, иначе потребуется другая катушка самоиндукции и другой конденсатор. Кроме того, так как размеры ламп разной мощности различны, то и арматура с определённым расстоянием между патронами годится только для определённых ламп. Большая длина лампы, полезная с точки зрения уменьшения её яркости поверхности, в ряде случаев может оказаться неудобной для установки.

Обслуживание люминесцентных ламп также сложнее, чем лампочек накаливания, в частности, возможны нарушения нормальной работы лампы (затруднённое зажигание, мигание и другие), связанные не с выходом из строя лампы, а с порчей какого-либо из вспомогательных приборов.