Люминесцентные лампы: параметры, устройство, схема, плюсы и минусы по сравнению с другими

От качества освещения зависит самочувствие и настроение домочадцев и гостей дома. В офисных помещениях параметры освещенности оказывают влияние на работоспособность и утомляемость сотрудников. Люминесцентные лампы — один из самых распространенных источников света для бытовых и офисных светильников. В статье рассмотрим их принцип действия, преимущества, основные разновидности, маркировку и параметры, по которым следует выбирать энергосберегающие лампочки для создания качественного освещения.

Что это такое

Лампа ДВС — это источник света, в котором в результате прохождения разряда в ртутных парах происходит образование ультрафиолетового излучения. При помощи люминофора (соединения галофосфата кальция) излучение преобразовывается в видимый свет.

Эффективность ламп дневного света выше, чем у ламп с нитью накаливания, в несколько раз. Срок службы данных ламп составляет примерно 5 лет.

Лампа ЛДС

Важно! Для максимального срока эксплуатации количество пусков должно составлять не более 2000 раз, то есть не более 5 раз в день в течение двухлетнего гарантийного периода.

Преимущества и недостатки

Люминесцентные источники света имеют следующие преимущества перед галогенными и лампами накаливаниями:

• Высокая эффективность.
• Отличная светоотдача, позволяющая при небольшой мощности создавать достаточно яркий свет.
• Качество освещения (рассеянный свет). Опять же, энергопотребление ниже по сравнению с лампами накаливания
• Длительная эксплуатация (в среднем 6000-9000 часов), срок службы таких ламп может быть увеличен в несколько раз (до 20 000 часов), если соблюдаются идеальные условия работы.

У ртутьсодержащего источника света есть один главный недостаток — наличие вредных веществ в составе газовой заправки. Содержание ртути в колбе линейного осветительного элемента может достигать 1 грамма на единицу продукции. Поскольку габариты довольно большие, а стекло ламп очень тонкое, при использовании данного вида освещения следует соблюдать осторожность. Также лампы дневного света имеют и некоторые другие менее значительные недостатки:

• Диапазон рабочих температур узок, поскольку этот тип осветительных элементов характеризуется пониженной эффективностью работы в условиях холода, а при отрицательных температурах и вовсе такие лампы могут перестать работать
• Мигание при работе из-за конструктивных особенностей (решить эту проблему поможет использование специальных устройств, именуемых электронными балластами).
• Через некоторое время испускаемый свет ухудшается из-за истончения слоя люминофора в процессе эксплуатации и изменения из-за этого цветовой температуры.

Важно! Несмотря на значительное количество проблем с такими осветительными элементами, они используются достаточно широко из-за своей высокой эффективности в сравнении с аналогами.

Сфера применения и преимущества люминесцентных ламп

Ровный, близкий к естественному, рассеянный свет люминесцентных ламп оптимально подходит в качестве основного освещения жилых, офисных и производственных помещений различного назначения. Их устанавливают в:

• квартирах, лифтах и на лестничных площадках;
• учебных аудиториях и школьных кабинетах;
• общественных и медицинских учреждениях;
• торговых, спортивных и концертно-развлекательных комплексах.

С их помощью подсвечивают лайтбоксы и другие светящиеся рекламные панели.

Такая популярность люминесцентных ламп объясняется их преимуществами перед лампами накаливания:

• экономичностью — при одинаковой светоотдаче они потребляют в несколько раз меньше электроэнергии, КПД этих ламп достигает 80 %, в то время как у широко используемых ламп накаливания он не превышает 12 %;
• долговечностью;
• меньшему тепловыделению;
• возможностью выбора оттенка свечения.

При одинаковой потребляемой мощности люминесцентные лампы способны светить в пять раз ярче и служить в 12-20 раз дольше обычных ламп накаливания.

Их используют в настольных, настенных и подвесных светильниках различной конструкции и дизайна.

Принцип работы

Принцип работы такого устройства заключается в следующем:

1. В начале оба электрода, включенные в конструкцию, находятся в разомкнутом положении.
2. При подключении к электросети внутри устройства возникает тлеющий разряд, сила которого изменяется между 20 и 50 мА.
3. Результирующий разряд воздействует на биметаллический электрод и вызывает его постепенный нагрев.
4. Нагретый материал вызывает изгиб электрода привода. Из-за этого происходит исчезновение тлеющего разряда, что помогает затем замкнуть цепь.
5. Ток начинает двигаться в замкнутом контуре, что помогает нагревать дросселя и катодов люминесцентной лампы.
6. Из-за исчезновения тлеющего разряда биметаллический электрод через определенный промежуток времени начинает постепенно охлаждаться. В результате этих изменений электроды расходятся, что приводит к обрыву цепи.
7. Данное действие помогает генерировать быстрый импульс высокого напряжения, который воздействует на дроссель.
8. Дроссель имеет большую степень индуктивности, поэтому этот процесс способствует воспламенению лампы.
9. Освещенность лампы постепенно увеличивается, и она начинает потреблять большее количество напряжения от источника питания.
10. Стартер подключается параллельно с лампой, поэтому стартер начинает испытывать недостаток энергии и, следовательно, может генерировать новый тлеющий разряд. Поэтому электроды затем остаются в открытом состоянии.

Вам это будет интересно Особенности умных лампочек

Принцип работы ЛДС

Основные неисправности

Неисправности люминесцентных ламп
К основным причинам, по которым люминесцентные лампы дневного света выходят из строя, относятся:

• Износ вольфрамовой нити. Из вольфрамовой нити, которая покрыта активной массой, делаются электроды. Со временем покрытие разрушается и осыпается, из-за чего нить выходит из строя.
• Постоянное срабатывание стартера в лампочках с ЭмПРА. Оно напрямую связано с выгоранием электродов. При постоянном срабатывании стартеров светильник начинает мигать, что негативно сказывается на здоровье человека.
• Неисправность дросселя. Если сломался дроссель, электрический ток в цепи значительно возрастает, из-за чего резко нагреваются электроды. Под действием высоких температур электроды разрушаются, и лампа перестает работать.
• Некачественная защита в лампах с ЭПРА. В приборах с электронным балластом устанавливается схема автоматического отключения при перегорании лампы. В дешевых устройствах неизвестного производителя защита может быть некачественной или отсутствовать вовсе. Это приводит к повышению напряжения и перегоранию транзисторов балласта.
• Неправильный выбор конденсатора. Если конденсатор не подходит под мощность лампы, произойдет пробой.

Если лампа сломалась, осуществить самостоятельный ремонт сложно. Рекомендуется обратиться к специалисту или приобрести новый прибор.

Характеристики

Оценка эффективности этого типа осветительного элемента основана на соответствии его параметров запланированным условиям эксплуатации. Люминесцентные лампы имеют следующие характеристики, на которые стоит обратить внимание при покупке:

• Обозначение продукта. Дневной свет определяется буквой D.
• Диаметр колбы. Этот параметр влияет на рабочее время: чем больше значение, тем дольше срок полезного использования продукта.
• Значение мощности, по которому можно определить способность лампы освещать нужную область. По сравнению с лампами накаливания рассматриваемый продукт может сэкономить до 80% энергии из-за низкого уровня мощности при равном количестве испускаемого света.
• Вид цоколя. В линейных вариациях обычно используется тип G13.
• Напряжение питания. Дифференцированные люминесцентные лампы рассчитаны на 220 или 127 В.
• Форма колбы.
• Цветовая температура. В зависимости от модели показатель температуры компонентов освещения может превышать 5000 К.
• Индекс цветопередачи — показывает качество освещения.
• Диаметр трубки.
• Световой поток продукта.

Преимущества

Технологии производства постоянно совершенствуются. В современных энергосберегающих люминесцентных светильниках используется всё качественнее люминесцентный слой. Это дало возможность снизить их мощность, одновременно повысив эффективность светового потока, а также в 1,6 раза уменьшился диаметр стеклянной трубки, что повлияло и на её вес.

Рассмотрим преимущества люминесцентных ламп, это:

• высокий КПД, экономия, большой срок службы;
• разнообразие цветовых оттенков;
• широкий спектральный диапазон;
• наличие цветных и специальных колб;
• большая площадь покрытия.

Они расходуют в 5–7 раз меньше электроэнергии, чем обыкновенные лампы накаливания. Например, люминесцентная лампа 20 Вт, даст света столько, сколько лампа накаливания мощностью 100 вт. К тому же у них очень большой срок службы. В этом плане сравниться с ними и превысить эти показания способна только светодиодная лампочка, но у неё есть свои особенности. А также они дают возможность подбирать колбы, которые дадут нужный уровень освещённости. А разнообразие цветовых её оттенков позволит легко декорировать помещение.

Люминесцентные лампы применяются в медицине, используясь как хорошие светильники и как ультрафиолетовые и бактериальные приборы. Такая их возможность широко применяется и в пищевой промышленности.

Очень важным является и тот факт, что такая лампа может осветить довольно солидную площадь, поэтому она стала незаменимой для больших помещений. Самый минимальный срок её службы 4800 часов, выше в технической характеристике указано 12 тысяч часов – это средняя величина, максимальная 20 000 часов, но она зависит от количества включений и выключений, поэтому в общественных местах прослужит меньше.

Недостатки

Несмотря на такие большие преимущества люминесцентных ламп, они могут нанести вред здоровью, поэтому такие светильники не рекомендуют устанавливать дома или на улице. Если такой прибор разобьётся, то может отравить помещение, местность и воздух на большое расстояние. Причиной этого является ртуть. Вот почему использованные колбы должны обязательно сдаваться на утилизацию.

Ещё одним недостатком люминесцентных колб является их мерцание, которое легко вызывается малейшими неполадками. Оно может отрицательно влиять на зрение и быть причиной головной боли. Поэтому необходимо следить за своевременным устранением неисправности или поменять трубочку на новую.

Для запуска светильника нужен дроссель, что усложняет конструкцию и влияет на цену.

Цены

Люминесцентные лампы 36 Вт экономичны, дают качественный яркий цвет и создают приятную рабочую атмосферу, цены на них низкие и начинаются от 60 рублей. При их выборе покупатели больше обращают внимание на потребность в освещении помещения. Светильники к ним тоже очень дешёвые, поэтому покупая лампу, больше внимания обращают на нужное качество, а не на цену.

Лампы поставляются в коробках по 25 штук – это минимальная партия. Купить одну или несколько можно в розничных магазинах, где они упакованы в заводские коробки. Единица товара весит всего 0,17 кг. Колба очень лёгкая, длинная и хрупкая, поэтому при её транспортировке нужно соблюдать осторожность.

Из чего состоит лампа дневного света

Основные конструктивные элементы:

• Колба.
• Внутри колбы располагаются электроды.
• Один или два цоколя зависимости от конструкции светильника и управляющего устройства. Последний из этих элементов может быть встроенным или удаленным.
• Электронные пусковые устройства являются новым решением, имеющим определенные преимущества. Однако современные линейные источники света в большинстве своем оснащены дистанционными электромагнитными ПРА.
• Пусковое регулирующее устройство включает в себя дроссель и стартер. Задача первого элемента состоит в том, чтобы ограничить силу тока до требуемого значения, а стартер отвечает за быстроту нагрева электродов, тем самым ускоряя реакцию лампы.

Устройство лампы

Виды

Лампы различаются по нескольким факторам: форма колбы и давление внутри. Каждый вариант имеет свои сферы применения и конструкционные особенности.

Лампы высокого и низкого давления

По величине давления внутри колбы лампочки делятся на два типа:

• Высокого давления. Применяются в основном на улице.
• Низкого давление. Используются в жилых домах и различных учреждениях.

Линейные лампочки

Линейная лампа дневного света представляет собой трубку из стекла, к концам которой приварены ножки, в которых находятся электроды. На внутренней поверхности нанесен слой люминофора.

Вам это будет интересно Особенности подключения ИЗУ для ДНАТ

Круглые лампы

Являются разновидностью линейных ламп. Имеют замкнутую кольцевую форму.

Круглая ЛДС

Трубчатые

Наиболее распространенная вариация с прямой конструкцией трубки.

Трубчатая лампочка

U-образная лампа

Выгнутая конструкция лампы. Применяется чаще всего в различных светильниках.

U-образная лампа

Область применения

Люминесцентные лампы в школьном классе
Лампы дневного света получили широкое распространение благодаря своим преимуществам. Они используются для освещения в домах и квартирах, офисах, производствах и складах, в уличной подсветке и световой рекламе.

В зависимости от спектра цветопередачи лампы бывают:

• аналогичные солнечному излучению – используются в подсветке офисов, производственных цехов, административных организациях;
• с повышенной цветопередачей – подходят для выставок, галерей, музеев, больниц, организаций по продаже красителей, тканей и других художественных приспособлений;
• с повышенным излучением в красном и синем спектре – используются для подсветки аквариумов, теплиц, в магазинах растений, оранжереях;
• со смещением в синюю и УФ часть спектра – декорирование аквариумов;
• свет в УФ спектре – солярии;
• УФ излучение повышенной мощности – антибактериальные лампы.

До активного использования светодиодов люминесцентные светящиеся лампочки применялись для подсветки жидкокристаллических мониторов. Мощные люминесцентные приборы применяются в уличном освещении трасс, стадионов, площадок.

Устройство

Само устройство представляет собой небольшую газоразрядную лампу, которая использует принцип тлеющего разряда во время работы. Состоит из следующих составных частей:

• Колба чаще всего изготавливается из стекла, внутри которой содержится инертный газ. В современных вариантах это может быть гелий или смесь водорода и гелия.
• Колба помещается в защитный внешний кожух. Его изготавливают ​​из металла или прочного пластика.
• Верхняя крышка может быть оснащена смотровым окном, если позволяет конструкция.
• Стартер оснащен двумя биметаллическими электродами, их устройство у разных моделей может отличаться.
• Кроме того, в конструкции всегда имеется конденсатор, который не только сглаживает ток в момент контактов замыкающего и размыкающего устройства, но и подавляет дугу, образующуюся между контактами. Если конденсатор отсутствует, существует риск приваривания электрода к дуге, что значительно сокращает срок службы стартера.

Подключение прибора

Маркировка ламп

Маркировка разработана таким образом, чтобы покупатели могли легко выбрать необходимый элемент освещения. Наиболее распространенные обозначения по российским стандартам:

• LB (белый свет);
• LD (дневной свет);
• LHB (холодный белый свет);
• LTB (теплый белый свет);
• LE (естественный свет);
• LHE (естественно холодный).

Видимый оттенок напрямую зависит от цветовой температуры. Цветовая температура LDS составляет 6400—6500K, что соответствует приблизительному цвету белого света.

В дополнение к типу лампы также указываются необходимые технические характеристики лампы: напряжение, форма, размер и тому подобное.

Трехзначный код на упаковке лампы обычно содержит информацию о качестве света (индекс цветопередачи и цветовая температура).

Первая цифра — индекс цветопередачи 1×10 Ra (компактная люминесцентная лампа имеет 60-98 Ra, поэтому чем выше индекс, тем надежнее цветопередача).

Вторая и третья цифры обозначают цветовую температуру лампы.

Поэтому метка «827» указывает индекс цветопередачи 80 Ra и цветовую температуру 2700 K (соответствующую цветовой температуре лампы накаливания).

Кроме того, индекс цветопередачи можно указывать согласно DIN 5035, где диапазон цветопередачи 20-100 Ra делится на 6 частей — от 4 до 1 A.

Вам это будет интересно Особенности люстры с пультом управления

Соотношение градусов и цвета

Коды цветопередачи согласно международной системе:

Принцип российской маркировки

Базовый спектр цветовых температур

Цвет свечения – один из самых важных параметров, напрямую зависящий от состава люминофора, преображающего ультрафиолетовое излучение в свет.

Сегодня к наиболее распространенным относятся 7 определений оттенков потока, вырабатываемого люминесцентными лампами:

• ЛЕБ – естественный белый с заметным холодным оттенком;
• ЛДЦ – натуральный дневной с улучшенным качеством цветопередачи;
• ЛТБ – теплый белый;
• ЛД – традиционный дневной белый;
• ЛБ – классический белый;
• ЛЕЦ – естественный с максимально качественной передачей оттенков;
• ЛХБ – простой холодный белый.

Для жилых помещений, где человек проводит много времени, подходят оттенки теплой гаммы или натуральные дневные лампы с повышенным уровнем цветопередачи.

Белые и дневные тона, как правило, присутствуют в офисных, рабочих, промышленных помещениях, кабинетах и аудиториях. Они способствуют концентрации внимания, повышают мозговую активность и улучшают общую обучаемость и производительность труда.

Самые холодные оттенки применяются в медицинских учреждениях, лабораториях, больницах и технических помещениях. Они придают предметам дополнительную четкость и усиливают остроту зрения.

Люминесценты для мясных витрин продовольственных магазинов отличаются специально подобранным спектром излучения розового цвета. Он подчеркивает естественные оттенки продукции, делая ее более привлекательной в глазах покупателей

Цветовые компоненты, добавленные в люминофор, позволяют получать розовый, голубой, зеленый и другие необычные ламповые оттенки.

Такие приборы используются в дизайнерских, рекламных и коммерческих целях. С их помощью создают оригинальное свечение, необходимое в конкретном отдельно взятом случае.

Больше информации о цветовой температуре света, особенностях восприятия цвета человеком и нюансах выбора мы писали в следующей статье.