Люминесцентная лампа: плюсы и минусы, советы по выбору, утилизация

Люминесцентные лампы: устройство, праметры, схема, плюсы и минусы

Как устроена и принцип работы энергосберегающей лампы

Устроена энергосберегающая лампа просто: колба, балласт, цоколь. Цоколь имеет такую же структуру, что и обычная лампочка.

Чтобы произошло свечение, одних слоев и паров недостаточно. Оно происходит благодаря балласту. Он и есть своего рода пускатель. Находится он между колбой и цоколем. Также электронный его вид убирает мерцание света, что часто наблюдается в длинных лампочках дневного света. При перепадах напряжения, балласт удерживает номинальный уровень мощности, подогревает электроды. От его качества зависит срок службы самой ЭСЛ.

Принцип работы энергосберегающей лампы заключается в ее розжиге. Розжиг лампочки происходит при подключении к питанию, при этом вызывается разряд среди электродов, далее ток направляется через пары ртути и газ, при этом электроны сталкиваются с атомами ртути.

Почти все излучение — это ультрафиолет (98%), нашим зрением он не воспринимается. То, что проходит через наш глаз это свет, который получается благодаря слоям люминофора. От его же состава и зависит оттенок освещения помещения.

Рекомендуем посмотреть видео-обзор:

Как правильно выбрать

Выбирая люминесцентную лампу, необходимо обращать внимание на:

  • температурный режим использования;
  • напряжение;
  • размер;
  • силу светового потока;
  • температуру освещения.

В быту эффективны устройства с резьбовым цоколем и минимальными показателями мерцания.

Рисунок 9

При покупке обратите внимание на размер цоколя. В прихожих нужно сильное освещение, поэтому подбирайте лампы с интенсивным световым потоком

А вот в спальне или гостиной уместны компактные устройства с мягким приглушенным светом

В прихожих нужно сильное освещение, поэтому подбирайте лампы с интенсивным световым потоком. А вот в спальне или гостиной уместны компактные устройства с мягким приглушенным светом.

Будет полезно ознакомиться: Выбор люминесцентных ламп для растений.

Особенности устройства люминесцентной лампы

Чтобы отчётливее понимать стремление общества к замене люминесцентных ламп светодиодными приборами, логично ближе ознакомиться с газовой конструкцией.

Действительно, прибор света с люминесцентным покрытием – это стеклянная герметичная трубка, заполненная, как правило, парами ртути.

Люминесцентные светильники с лампами, наполненными газовой средой, «питаются» электричеством через дроссельный элемент. Более совершенные конструкции оснащаются электронной схемой без наличия дросселей и считаются несколько улучшенными в плане эксплуатации

Выпускаются две модификации таких приборов:

  1. Для уличной инсталляции (с колбами высокого давления).
  2. Для бытовой установки (с колбами низкого давления).

Фактически внутри баллона люминесцентной лампы присутствует смесь газов, состоящая из паров ртути и аргона. Изнутри стенки стеклянной колбы покрываются специальным составом – люминофором. Когда в газовой среде образуется электрический разряд, формируется свечение газа, а за счёт люминофора это свечение трансформируется в свет видимого диапазона.

Преимущества люминесцентных светильников

Разработка и производство светильников подобного типа, прежде всего, явились результатом постоянного запроса на экономию энергоресурсов. Следует отдать должное – люминесцентные лампы позволяют существенно экономить.

Энергосберегающий прибор света и традиционный источник с нитью прямого накала. Если сравнивать по энергетическим параметрам, разница отмечается существенная в пользу первого прибора, где потребление тока снижено в разы

При этом экономить можно за счёт более высокой светоотдачи приборов, размещая меньшее число приборов на единицу площади по сравнению с лампами прямого накала.

Целесообразность применения газоразрядных ламп отмечается не столько для бытовой сферы, сколько для промышленно-хозяйственных структур, то есть там, где необходимо освещать значительные площади с минимальными издержками в плане энергопотребления.

Среди преимуществ люминесцентных светильников выделяется приличная эксплуатационная наработка. В среднем эксплуатационная наработка для газовых конструкций составляет 10000 часов.

Сравнительная картография, где отмечаются электрические преимущества приборов света разного периода использования. Как видно из сравнительных параметров, традиционная лампа прямого накала является самым «расточительным» прибором света

Если люминесцентные лампы приравнивать к аналогам прямого накала, где максимум наработки – 1000 часов, преимущественная разница становится более чем очевидной.

Недостатки приборов света с напылением люминофора

Однако имеющиеся преимущества люминесцентных ламп, к сожалению, не скрывают явно выраженных недостатков этих же приборов. И главный негатив здесь – повышенная химическая опасность.

Структура люминесцентного источника света: 1 – стеклянная герметичная трубка; 2 – слой люминофора; 3 – нить накала; 4 – световой поток, видимый для людей; 5 – атом ртути

Баллон каждого светильника содержит как минимум 2 мг ртути, а этот химический элемент относится к разряду крайне опасных для живого организма. Конечно, пока колба находится в герметичном состоянии, химическая опасность сводится к нулю.

Тем не менее, случаи боя стеклянных баллонов люминесцентных ламп – это практика вполне обыденная

Поэтому важно сразу же задуматься о правильной утилизации люминесцентных ламп

Также из недостатков следует отметить «холодный» свет и эффект «стробирования». Оба эффекта оказывают неблагоприятное действие на зрение. Именно поэтому люминесцентные светильники не нашли широкого применения в бытовой сфере. Одним словом, нашлись все основания, чтобы поставить ребром вопрос о замене люминесцентных светильников. Подходящая альтернатива нашлась быстро.

Разновидности

Первоначально в качестве ПРА для люминесцентной лампы использовались электромагнитные дроссели (балласты) со стартерами. Этот комплект назывался электромагнитным пускорегулирующим аппаратом – ЭмПРА. Позже появились электронные аналоги ЭмПРА на транзисторах и микросхемах, выполняющие ту же функцию. Они получили название ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат), или просто «электронный балласт». Рассмотрим конструкцию и принцип работы этих пускорегулирующих устройств.

Нередко под ЭмПРА подразумевают только электромагнитный дроссель, что не совсем верно. ЭмПРА – это дроссель и стартер – два отдельных узла.

Популярные статьи  Как утеплить пол керамзитом?

Электромагнитный

ЭмПРА – это обычный дроссель – катушка, намотанная на магнитопроводе, и газоразрядная малогабаритная лампочка со встроенными биметаллическими контактами (рабочими электродами).

Рассмотрим процессы, происходящие в светильнике с ЭмПРА. При включении в колбе стартера зажигается разряд, который нагревает электроды из биметалла. В результате электроды замыкаются и подключают к питающей сети через дроссель спирали электродов ЛЛ. При этом тлеющий разряд в колбе лампочки-стартера гаснет.

Спирали люминесцентной лампы разогреваются, их способность испускать электроны многократно увеличивается. После остывания контактов стартера они размыкаются. В результате на электродах ЛЛ появляется импульс высокого (до 1 кВ) напряжения, создаваемого самоиндукцией дросселя.

На схеме буквами обозначены:

  • А – люминесцентная лампа.
  • В – сеть переменного тока.
  • С – стартер.
  • D – биметаллические электроды.
  • Е – искрогасящий конденсатор.
  • F – нити накала катодов.
  • G – электромагнитный дроссель (балласт).

Высокое напряжение пробивает газовый промежуток. В колбе ЛЛ начинается разряд. При этом ртуть переходит в парообразное состояние, сопротивление газового промежутка резко падает. Чтобы разряд не перешел в неуправляемый дуговой, ток через лампу ограничивается дросселем с большим индуктивным сопротивлением. Поэтому его называют балластом.

Электронный

Внешне электронный балласт для люминесцентных ламп похож на электромагнитный. У него серьезные конструктивные отличия и другой принцип работы.

Как видно на фото, в электронном балласте много радиоэлементов. Рассмотрим типовую структурную схему ЭПРА и узнаем, как он работает.

Переменное сетевое напряжение проходит через фильтр электромагнитных помех, выпрямляется, сглаживается и подается на инвертор. Задача инвертора – обеспечить напряжение для работы ЛЛ. Сформированное инвертором напряжение через схему ограничения тока (балласт) подается на лампу. Схема запуска служит только для пуска ЛЛ. После выполнения своей функции в дальнейшей работе она не участвует.

Узлы инвертора, балласта и пуска на структурной схеме разделены условно. Часто функции балласта выполняет инвертор, дополнительно являющийся стабилизатором тока. В некоторых схемах он играет роль стартера, самостоятельно принимая решение о подогреве спиралей лампы и о подаче на них запускающего высоковольтного импульса.

Более простые схемы запуска представляют собой обычный конденсатор, образующий со спиралями и выходными дросселями колебательный контур. Последний настроен на частоту работы инвертора. Возникающий при погашенной лампе резонанс повышает напряжение на электродах лампы до единиц и даже десятков киловольт и зажигает разряд в колбе без предварительного подогрева спиралей (холодный пуск).

Что даёт такая схема? Прежде всего, мерцание. Обычный электромагнитный дроссель питает лампу переменным током частотой 50 Гц. Люминофор имеет малую инерционность и в промежутках между полуволнами заметно теряет яркость свечения. В результате люминесцентная лампа заметно мерцает. Это плохо для зрения.

Особенно заметно мерцание на изношенных лампах, люминофор которых теряет свойства инерционности.

Инвертор, питающий ЛЛ, работает на частотах десятка и даже сотни кГц. При этом инерционности люминофора достаточно, чтобы «переждать» паузы между питающими импульсами без заметной потери яркости. То есть благодаря ЭПРА у люминесцентной лампы малый коэффициент пульсаций.

Далее электронная схема обеспечивает стабильным питанием лампу, даже если сетевое напряжение отличается от номинального. К примеру, ЭПРА POSVET (фото см. выше) позволяет работать ЛЛ при напряжении в сети от 195 до 242 В. У лампы, подключённой через ЭмПРА, при таких напряжениях либо сократится срок эксплуатации, либо она не запустится.

Функции стартера в схеме подключения

Вторым компонентом, входящим в состав пускорегулирующей аппаратуры, является стартер, имеющий довольно простую конструкцию. Продукция разных производителей отличается собственными параметрами и техническими характеристиками, которые необходимо учитывать при покупке ламп. Однако устройство и принцип работы этих приборов одинаковый.

Конструкция стартера выполнена в виде стеклянного баллона, заполненного инертным газом – неоном или смесью водорода с гелием. В цоколь баллона неподвижно впаяны металлические электроды, выведенные наружу. Сама стеклянная конструкция располагается в металлическом или пластмассовом корпусе, покрытом термоизоляционным составом.

Параллельно с электродами подключен конденсатор емкостью 0,003-0,1 мкф, предназначенный для борьбы с радиопомехами, возникающими при контакте электродов. Кроме того, данный элемент принимает участие в запуске лампы и понижает величину импульса напряжения, возникающего во время размыкания электродов. Параллельное включение конденсатора существенно понижает вероятность залипания электродов под действием электрической дуги.
Основной функцией стартера является замыкание и размыкание электрической цепи, запуск механизма розжига инертного газа, закачанного в колбу. При замыкании цепи электроды самой лампы нагреваются, и весь процесс зажигания заметно облегчается. После нагрева цепь разрывается с одновременным образованием импульса повышенного напряжения, пробивающего газовый промежуток колбы. Такой принцип работы каждого стартера.

Несмотря на устойчивую и долговременную работу, схемы ЭмПРА с использованием стартера считается несовершенной. Рабочий процесс нередко сопровождается мерцанием, шумом дросселя и другими неприятными явлениями. Поэтому все современные люминесцентные лампы работают с более совершенной электронной пусковой схемой – ЭПРА.

Проверка ламп дневного света

Если ваша лампа перестала зажигаться, вероятная причина данной неисправности – обрыв вольфрамовой нити, разогревающей газ и заставляющей светиться люминофор. Во время работы вольфрам со временем испаряется, начиная оседать на стенках лампы. В процессе, стеклянная колба на краях имеет темный налет, который предупреждает о возможном выходе из строя данного устройства.

Проверить целостность вольфрамовой нити очень просто, нужно взять обычный тестер, измеряющий сопротивление проводника, после чего надо прикоснуться щупами к выводным концам данной лампы. Если прибор покажет, например, сопротивление, составляющее 9.9 Ом, тогда это будет значить, что нить цела. Если же во время проверки пары электродов тестер покажет полный ноль, данная сторона имеет обрыв, поэтому включение ламп дневного света не совершиться.

Популярные статьи  Технология самостоятельного изготовления полистиролбетона

Спираль может оборваться из-за того, что на протяжении времени ее использования нить истончается, поэтому постепенно возрастает напряжение, которое сквозь нее проходит. Благодаря тому, что напряжение постоянно возрастает, стартер выходит из строя, что можно увидеть по характерному «морганию» данных ламп. После того, как будут заменены сгоревшие лампы и стартеры, схема будет работать без наладок.

Если же во время включения ламп слышны посторонние звуки либо же ощутим запах гари, тогда необходимо сразу же обесточить светильник, проверив работоспособность его элементов. Может быть, что на самих клеммных соединениях появилась слабина и подключение проводов прогревается. Кроме этого, в случае некачественного изготовления дросселя, может случиться витковое замыкание обмоток, что приведет к выходу ламп из строя.

Как подключить люминесцентную лампу?

Подключение лампы дневного света является очень простым процессом, схема его предназначается для розжига только одной лампы. Чтобы подключить пару ламп дневного света, нужно слегка изменить схему, действуя при этом по единому принципу последовательного соединения элементов.

В подобном случае необходимо пользоваться парой стартеров, по одному на лампу. Во время подключения пары ламп к единому дросселю, необходимо обязательно учитывать его номинальную мощность, указанную на корпусе. К примеру, если его мощность составляет 40 Вт, тогда есть возможность подключить к нему пару одинаковых ламп, максимальная нагрузка которых равна 20 Вт.

Кроме того, бывает подключение лампы дневного света, в котором не используются стартеры. Благодаря применению специализированных электронных балластных устройств, лампа разживается мгновенно, при этом не «моргая» стартерными схемами управления.

Подключение люминесцентной лампы к электронному балласту

Подключать лампу к электронным балластам очень просто, ведь на их корпусе есть детальная информация, а также схематически показано соединение контактов лампы с соответственными клеммами. Однако, чтобы было более понятно, как же подключить лампу дневного света к данному устройству, можно просто тщательно изучить схему.

Главное преимущество данного подключения – отсутствие дополнительных элементов, которые нужны для стартерных схем, управляющих лампами. Кроме того с упрощением схемы значительно увеличивается надежность работы всего светильника, ведь исключаются дополнительные соединения со стартерами, которые достаточно ненадежные устройства.

В основном, все провода, которые нужны для сборки схемы, идут в комплекте с самим электронным балластным устройством, поэтому отпадает необходимость изобретать велосипед, что-нибудь придумывать и нести при этом дополнительные расходы на приобретение недостающих элементов. В этом видео-ролике Вы сможете Более подробно ознакомиться с принципами работы и подключения люминесцентных ламп:

Навигация по записям

Электромагнитный или электронный балласт для люминесцентных ламп нужен для нормальной работы этого источника освещения. Главная задача пускорегулирующего аппарата – преобразовывать постоянное напряжение в переменное. У каждого из них есть свои плюсы и минусы.

Утилизация люминесцентных ламп.

В свете современных тенденций мы стремимся экономить электроэнергию. Для этого мы покупаем энергосберегающие лампочки, которые, как правило, являются люминесцентными. При покупке люминесцентных энергосберегающих ламп надо ответственно подходить к вопросу их утилизации, так как они в своем составе содержать вещества, очень вредные для окружающей среды, в частности, ртуть.

Надо знать, понимать и помнить, что эти лампочки нельзя просто так выкинуть в мусорное ведро и вместе с остальным мусором отправить на мусорную свалку. Это преступное отравление экологической среды Вашего района. Такие лампы необходимо сдавать в специальные пункты утилизации.

Вы можете отнести энергосберегающие лампочки на утилизацию в свою управляющую компанию и сдать их туда совершенно бесплатно. Закон обязывает управляющие компании ставить у себя специальные контейнеры для сбора у населения токсичных ламп.

Наш дежурный электрик в Королевесообщил, что специальный контейнер для передачи на утилизацию люминесцентных ламп стоит в гипермаркете “Глобус” на входе. Адрес магазина: г.

Королев, ул. Коммунальная, д.1. Электрик в Щелковоподтвердил, что в щелковском “Глобусе” также стоит контейнер для лампочек (адрес: г. Щелково, Пролетарский пр-т, д.

18). Такую же информацию мы получили от нашего мастера электрика в Пушкино: пушкинский “Глобус” на Ярославском шоссе также принимает лампочки на утилизацию. Лампочки, батарейки и ртутные градусники потом поступают в специальные пункты, с которыми у сети заключены соответствующие договоры.

А наш электрик в Сергиевом Посаде, который выезжал для проведения электромонтажных работ на одном из районных предприятий, так и не смог найти компанию по утилизации ламп в Сергиевом Посаде. Пришлось обращаться в московский пункт приема люминесцентных ламп.

Люминесцентная лампа, явившаяся результатом целого ряда открытий и исследований (подробнее об этом в статье история люминесцентной лампы), сегодня стала одним из основных источников искусственного света, как в офисных помещениях, так и в частных домах и квартирах.

Ряд выгодных отличий от популярной еще пару десятков лет назад лампы накаливания, позволили люминесцентной лампе достаточно успешно конкурировать с «фаворитными» источниками света, а также привело к созданию ее боле совершенных и компактных модификаций. Но речь в этой статье пойдет не о ее достоинствах или недостатках, а о том, как она работает.Все виды люминесцентных ламп, будь то популярные сейчас «экономки» или старые длинные лампы дневного света, построены и работают примерно по одному и тому же принципу. Отличие может быть лишь в электронной схеме подключения к источнику питания.

Популярные статьи  Подбор насоса для полива огорода калькулятор

Спектр излучения люминофора для люминесцентных ламп

Человеческий глаз воспринимает волны длинной 380÷780 нм. Кроме них солнечный свет содержит излучение ультрафиолетового и инфракрасного спектра.

В люминесцентных лампах ультрафиолетовое излучение люминофором преобразуется в видимый свет. Внутреннюю поверхность колб дешевых модификаций покрывают одним слоем люминесцирующего состава. Результат: они излучают голубой или желтый свет, но при этом происходит искажение цветов предметов.

Трубки дорогих моделей покрывают тремя либо пятью слоями люминофора. Это делает освещение похожим на естественный свет из-за увеличения числа диапазонов излучения. Достигается максимальное качество цветопередачи.

По спектральному составу излучения люминесцентные светильники разделяют на три группы:

  1. Стандартные (1 слой люминофора). Являются источниками белого цвета. С их помощью освещают общественные заведения.
  2. С улучшенной цветопередачей (3 или 5 слоев люминесцирующего вещества). Передача света у таких моделей лучше и их световой поток больше на 12 %, чем у стандартных аналогов. Лампы данного вида используют в музеях, мебельных салонах, ими оснащают витрины.
  3. Специальные. В них используется люминофоры особого типа либо с добавками. Спектральный состав излучения определяется назначением устройства, например, для соляриев, бактерицидные.

Чтобы избежать вредного воздействие излучения ультрафиолетового спектра на кожу человека, осветительные устройства в рабочих, жилых помещениях оснащают УФ-фильтрами. В таких местах лучший вариант – это лампы максимально приближенные спектрально к солнечному свету.

Конструкция

В общем случае компактная люминесцентное устройство состоит из колбы, электронной платы и цоколя.

Герметичная стеклянная трубка

Колба полого типа (или герметичная изогнутая стеклянная трубка), которая подключается своими выводами к электронной плате.

Инертный газ внутри нее и ртутные пары

Такая трубка на заводе заполнены специальными газами (пары ртути, аргона и прочими газами)

Такие газы очень опасны для человека при повреждении устройства и важно соблюдать осторожность при использовании люминесцентных энергосберегающих устройств

Слой люминофора

Корпус газоразрядного устройства покрыт специальным составом — люминофором (смесь галофосфата кальция и других элементов).

Электрический разряд создает в колбе с парами ртути ультрафиолетовое излучение, которое с помощью люминофора изменяется в видимый световой поток.

Электронная плата

Электронная плата в газоразрядных приборах является важным составляющим звеном и от качества её сборки зависит срок службы и качество её свечения. Конструктивно такая плата состоит из:

  • Терморезистора — элемент, который обеспечивает плавный старт устройства и способствует прогреву спиралей лампы без мигания.
  • Пускового конденсатора — элемент, который непосредственно запускает прибор.
  • Фильтров — предохраняют электронную плату от помех;
  • Ёмкостного фильтра — уменьшает пульсации и исключает мерцание прибора;
  • Токоограничивющего дросселя — стабилизирует устройство и ограничивает ток;
  • Плавкого предохранителя — защищает устройство и отключает лампу при перегрузке;

Принцип работы

На динистор подается напряжение, которое формирует импульс. Этот импульс поступает на транзистор и приводит к его открытию. Как только запуск произведен, то цепь закрывается диодным мостом, конденсатор заряжается и повторного открытия не происходит.

Транзистор действует на трансформатор с несколькими обмотками и с ферритовым сердцевиком. На нити трансформатора подается напряжение и появляется свечение в колбе. При этом напряжение достигает высокого значения (до 600 В).

Когда инертный газ в колбе будет полностью ионизован, то напряжение уменьшается до достаточного для поддержания свечения лампы, что обеспечивает энергосберегающие свойства осветительного прибора.

Люминесцентные

Люминесцентная лампа работает по другому принципу – имеется герметичная колба, в которую помещены два электрода, а сама она заполнена инертным газом с примесями паров ртути.

При подаче напряжения между электродами в среде газа возникает электрическая дуга, излучающая свет в ультрафиолетовом диапазоне.

Чтобы этот свет стал восприимчивым для человеческого глаза, на внутреннюю поверхность колбы нанесен люминофор.

Для разжигания такой лампы предусмотрен электронный блок, входящий в конструкцию элемента. Он же часто и является слабым звеном устройства ведь в колбе перегорать нечему.

Теперь по рабочим параметрам. Газоразрядный элемент, обладая световой эффективностью на уровне 50-57 лм/Вт, способен обеспечить световой поток в 900 лм, затратив для этого всего 15 Вт энергии.

Здесь экономия уже достаточно существенна. Что касается световой температуры, то за счет использования разных составов люминофора, данный параметр у люминесцентных элементов очень обширен и варьируется от 2700 К (цвет лампы накаливания) до 6500 К (холодный белый свет с синим оттенком).

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Как экономить электричество в доме

Благодаря этому газоразрядные осветительные приборы могут использоваться достаточно широко.

Также люминесцентные лампы обладают очень хорошим ресурсом, в зависимости от условий эксплуатации они способны отработать от 6 до 12 тыс. часов.

Выпускаются с самыми разными типами цоколей, включая самые распространенные – Е14 и Е27.

К достоинствам бытовых газоразрядных ламп относится также невысокая температура нагрева (не превышает 65℃), что исключает возникновение пожара, они достаточно компактны, не взрываются при включении.

Но и недостатков у нее хватает.

Во-первых, стоят они значительно дороже, примерно в 15 раз, по сравнению с лампами накаливания.

Во-вторых, в них имеются пары ртути, которые являются ядовитыми.

В-третьих, со временем они тускнеют от естественного старения, а частое включение-выключение значительно сокращает их ресурс.

В-четвертых, они очень восприимчивы к перепадам напряжений.

Несмотря на недостатки, люминесцентные лампы на данный момент являются самыми приоритетными для использования.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: