Виды и принцип работы люминесцентной лампы

В современном мире наблюдается настоящий бум в сфере экономии любого вида ресурсов, в том числе и электроэнергии. Одно из его проявлений – повышенный спрос на энергосберегающие приборы.

Однако, помимо всем известных светодиодов, уже более 50 лет существует еще один тип экономных источников света – это всевозможные виды люминесцентных ламп.

Второе название этого типа приборов – ЛДС (лампы дневного света). Они все также востребованы на рынке благодаря своему долгому сроку службы и низкой стоимости.

Встать на одну ступень с диодным освещением ЛДС мешает проблема с их утилизацией.

Принцип работы и устройство

Люминесцентные приборы относятся к газоразрядным источникам света низкого давления. Корпус, выполненный из стекла имеет прямую, U-изогнутую или спиралевидную форму, чей наружный диаметр варьируется от 1,2 до 3,8 см.

Электроды, изготовленные из вольфрама, припаиваются одной стороной к штырям цоколя. В ряде случаев на проводники тонким слоем наносится оксид бария, кальция, стронция или тория. Данные вещества являются активаторами, усиливающими и ускоряющими реакцию электродов в условиях вакуума.

У основания последних расположен штенгель, ответственный за откачку воздуха из колбы. Пространство внутри заполнено инертным газом. Это может быть неон, аргон, криптон или смешанный состав, позволяющий добиваться нужного спектра свечения.

Сама колба изготавливается из кварцевого стекла и покрывается изнутри тонким слоем люминофора. Еще один важный элемент конструкции – это капли ртути, которые при нагревании преобразуются в пары. Именно этот металл и является причиной, по которой данному виду присвоен I класс опасности отходов.

Одним из главных отличий в работе люминесцентных ламп является использование дросселя и стартера. Первый необходим для регулировки тока и температуры, так как ее быстрое повышение может привести к поломке или даже взрыву колбы. Стартер же обеспечивает размыкание и замыкание цепи.

Зная, из чего состоит лампа, можно понять и принцип ее работы. Он включает в себя следующую цепь операций:

• на проводники, через штырьковые элементы цоколя подается напряжение;
• стартер и дроссель способствуют увеличению силы тока и возникновению тлеющего разряда;
• ртутная капля начинает испаряться, смешиваясь с инертным газом и высвобождая энергию, которая представлена в виде ультрафиолетового светового потока;
• проходя через люминофорное покрытие, УФ-излучение становится светом видимого спектра, проще говоря, лампа начинает светиться.

Несмотря на то, что конструкция и принцип работы люминесцентных ламп более сложны, чем у диодных, они все так же востребованы как в быту, так и на производстве.

Классификация

Существует несколько типов классификаций ЛДС. В зависимости от характеристик люминофорного покрытия они делятся на:

• стандартные (1 слой);
• с повышенной светопередачей (от 3 до 5 слоев);
• специальные (люминофорное покрытие с добавками).

По форме и размеру люминесцентные лампы можно разделить на линейные и компактные.

Варианты исполнения

В большинстве случаев ЛДС представляются в виде стеклянной белой матовой трубки со штырьковыми цоколями с двух сторон. Ассортимент, представленный большинством производителей, включает в себя не только трубчатые колбы, но также и приборы U-образной, полуспиральной, спиралевидной, кольцевой и классической, как, у обычных лампочек, формы.

Важно! Помимо этого отличие прослеживается и в цоколе. Он может быть штырьковым с 2-мя контактами и обозначаться буквой «G» или резьбовым с маркировкой «Е». Сразу после обозначения типа цоколя указывается его диаметр в миллиметрах.

Линейные лампы

Линейную конструкцию наиболее часто можно встретить в условиях промышленных цехов, складов, больших по площади офисных помещений, торговых залов и медицинских учреждений. Все значения касательно размера и конфигурации цокольной части обозначаются в маркировке. Чем больше люминесцентная линейная лампа по габаритам, тем выше показатели ее мощности.

Для большинства ЛЛ используется цоколь стандарта «G13», диаметр лампы обозначается буквой Т, а число рядом информирует о диаметре стеклянной колбы в дюймах. Чаще всего можно увидеть обозначения от Т4 до Т12.

К отличительным особенностям линейных ламп можно отнести устройство, включающее припаянные по краям проводники, направленные внутрь колбы и установленные с 2-ух сторон штырьковые цоколи, обеспечивающие фиксацию и проводимость тока. Основное достоинство люминесцентных  линейных ламп – это их низкое энергопотребление. При таком же световом потоке, как и у ламп с нитью накала, они потребляют энергии в 6-7 раз меньше.

Интересно! Существуют и лампы с цоколем Т2. Они выпускаются немецким производителем Osram, имеют диаметр в 7 мм и используются в работе сканеров.

Компактные

Компактные лампы (КЛЛ) типа чаще всего устанавливаются в жилых помещениях, домах, квартирах и небольших офисах. Благодаря своему размеру, низкому энергопотреблению и долгому сроку работы они быстро вытеснили классические лампы накаливания.

Данный вид приборов различается по таким признакам, как:

• вид цоколя;
• форма;
• размер.

Чаще всего колбы КЛЛ выглядят как спираль или полуспираль. Нередко можно увидеть и приборы с U-образной формой.  Небольшой размер делает их удобными в применении в быту.

Что касается цоколя, то здесь производители предлагают 2 варианта: стандартный резьбовой и штырьковый. Первые чаще всего встречаются в формате «Е27», среди вторых наиболее востребованы «G11» и «G23».

Еще одна разновидность – это компактные лампы с более высокой светопередачей. Они чуть дороже по стоимости, но и световой поток, который они проецируют, более качественен. На рынке этот вид представлен как в компактном, так и в линейном исполнении.

Интересно! В России компактные виды обозначаются не только аббревиатурой КЛЛ, но и КЛУ (компактная лампа универсальная).

Специальные

Разный состав люминофорного покрытия, влияющий на производимый спектр света, определяет специальное назначение люминесцентной лампы.

Данный вид включает в себя:

• приборы с повышенной цветопередачей для работы в условиях музеев, типографий или картинных галерей;
• лампы для светотерапии, используемые в условиях физиокабинетов медицинских учреждений;
• приборы с обозначением «fluora», применяемые для целей растениеводства и цветоводства, в том числе в промышленных теплицах (основной особенностью является испускаемый синий и красный спектр света, оказывающий положительное воздействие на процессы фотосинтеза);
• аквариумные лампы с синим спектром и ультрафиолетовым излучением, увеличивающим скорость роста кораллов;
• устройства, проецирующие ближний спектр ультрафиолета (применяются на птицефабриках, создают оптимальные условия для содержания птиц, могут работать как в холодный период, так и круглогодично);
• приборы разной цветности, применяемые при организации шоу-программ, выступлений, для создания красочных световых эффектах на концертах и в клубах;
• специальные лампы для искусственного загара (используются в работе соляриев);
• УФ-лампы из черного кварцевого стекла для применения в лабораторных условиях;
• стерилизационные и озонирующие (бактерицидные и ртутно-кварцевые лампы для медучреждений).

Цветные лампы, с розовым люминофорным покрытием нередко используются для подсветки мясных витрин в магазинах и супермаркетах. Излучаемый спектр повышает привлекательность продукта и последний раскупается активнее.

Маркировка

Маркировка дает всю необходимую информацию о производителе, мощности, типе цоколя, сроке службы, оттенке, диаметре колбы и виде люминесцентной лампы.

Первая буква «Л» подтверждает, что прибор относится к люминесцентному типу. Далее указывается оттенок излучения. Он обозначается:

• Д – дневной свет;
• Б – белый;
• ХБ – холодный белый;
• ТБ – теплый белый;
• Е – естественно-белый;
• У – универсальный;
• УФ – ультрафиолет;
• К, Ж, З, Г, С – оттенки цвета;
• Ц – улучшенная цветопередача;
• ЦЦ – сверхулучшенная цветопередача.

Маркировка, состоящая из буквы «Т» с последующими значениями 18, 26 и 38 обозначает диаметр колбы. Мощность можно узнать по показателям, указанным в W или Вт (13 W, 28 Вт).

Далее идет описание цоколя:

• FS – одинарный;
• FD – 2-ухцокольная (трубчатая);
• FB – компактная.

Напряжение представлено в двух видах: 127 и 220 В. Форму лампы можно понять по следующей маркировке:

• U – дуговая или U-образная;
• Р – рефлектор;
• 4U – 4-ехдуговая;
• G – шар;
• S – спираль;
• Т – таблетка;
• С – в виде свечи.

Также в маркировке может  быть указана особенность конструкции:

• «А» – наличие амальгамы;
• «Б» – быстрый пуск;
• «ТЛ» – тлеющий разряд.

Вся информация описывается производителем на упаковочной коробке лампы.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Состав люминофора, наносимого на внутренний слой стеклянной колбы, влияет спектр цвета. Так, недорогой галофосфатный вид проецирует в основном желтый и синий спектр с минимальным количеством красного и зеленого. В результате, несмотря на высокую светоотдачу, при отражении наблюдается искажение оттенка цвета.

В лампах с повышенной отдачей светопотока присутствует 3-ех и 5-типолосный люминофор, который значительно улучшает фотометрические свойства прибора. Освещение становится более равномерным и качественным, без присутствия искажений.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом ЛДС являются их энергосберегающие свойства. Однако помимо этого у данного типа прибора можно выделить еще массу достоинств:

1. Высокий показатель КПД.
2. Хорошая светоотдача (в сравнении с лампами накаливания).
3. Вариативность цветовых оттенков.
4. Близкое к солнечному излучение.
5. Рассеивание света по всему объему колбы.
6. Долгий срок эксплуатации (до 20 тысяч рабочих часов).
7. Питание от стандартной сети в 220 В.
8. Более низкая стоимость по сравнению со светодиодами.
9. Универсальность применения (в быту, в промышленности, в с\х).
10. Малый вес прибора.

Если говорить о недостатках, то стоит упомянуть наличие ртути в конструкции ЛДС. В связи с чем, люминесцентные лампы требуют особой процедуры утилизации.

Дополнительными минусами являются:

• мерцание (при отсутствии в устройстве балласта);
• хрупкость конструкции;
• необходимость использования ПРА или ЭПРА;
• ограничение работы температурным режимом;
• износ люминофора;
• чувствительность к влаге;
• задержка при включении.

И все же, несмотря на это люминесцентные лампы незначительно уступают диодным аналогам.

Основные выводы

Лампы дневного света активно применяются и сегодня.

1. На рынке они представлены в разных вариантах исполнения: от больших трубчатых до удобных компактных.
2. Люминесцентные приборы используются как в быту, так и в промышленном, сельскохозяйственном производстве, торговле, в концертных залах и в картинных галереях.
3. Основным преимуществом являются – низкое энергопотребление и стоимость, недостатком – проблемы с утилизацией.
4. Все технические характеристики прибора можно узнать из маркировки на коробке с изделием.

ЛДС имеет свои конструкционные и эксплуатационные особенности, которые стоит учитывать при подборе прибора для бытового и промышленного использования.

Предыдущая

Лампы и светильникиКак тестером проверить лампу дневного света (люминесцентную) в домашних условиях

Следующая

Лампы и светильникиВиды и основные технические характеристики ламп накаливания