2. Преимущества люминесцентных светильников. Преимущества галогенных ламп. Доклад преимущества и недостатки люминесцентных ламп


Вред и польза от энергосберегающих люминесцентных ламп

В последние годы политика перехода на энергосберегающие технологии привела к появлению в продаже большого количества люминесцентных ламп. Хотя используется такой тип осветительных приборов уже достаточно давно, споры о их безопасности не умолкают до сих пор. Так каковы же вред и польза от энергосберегающих люминесцентных ламп, попробуем разобраться в этой статье.

Люминесцентные лампы различной формы

Люминесцентные лампы различной формы

 

Свойства ртути

Все опасения при использовании люминесцентного освещения родились не на пустом месте. Ведь в производстве ламп используется небольшое количество паров ртути, которые ядовиты для человека, как считает большинство. Понять смысл этого стереотипа позволят знания о свойствах этого единственного жидкого в естественных условиях металла.

Из курса химии мы знаем, что при комнатной температуре ртуть находится в жидком состоянии. Сам по себе это тяжелый серебристый металл не представляет опасности. Однако ртуть способна испаряться даже при такой невысокой температуре, не говоря уже о более серьезных ее значениях. Эти пары способны не только самостоятельно распределяться по воздуху внутри помещения, но и образовывать летучие соединения с органическими веществами, абсорбироваться на предметах обихода, мебели и даже на обычных частичках пыли.

Капли ртути в пробирке

Капли ртути в пробирке

Пары могут проникать через строительные материалы, толщу воды и почвы. Жидкая ртуть обладает слабой вязкостью и большим поверхностным натяжением, что способствует разделению одной капли на множество более мелких. Это еще больше увеличивает площадь испарения. Частицы жидкой ртути очень подвижны, что сильно затрудняет демеркуризацию помещения. Они легко растворяются в органических растворителях и даже в воде в отсутствии свободного кислорода. При рН = 8 растворимость находится на минимуме. При изменении этого показателя в любую сторону растворимость увеличивается. Жидкая ртуть способна без труда растворять некоторые металлы, даже благородные. При этом образуются так называемые амальгамы. В связи с этим закономерно, что это вещество разрушающе действует на металлические конструкционные материалы.

Химические свойства ртути таковы, что она очень сильно ионизирована, а это создает большие сложности при превращении ее паров в относительно безопасные соли. При комнатной температуре невозможно ее окисление на воздухе. Нужны очень сильные окислители. Не подходят даже разбавленные кислоты, такие, как серная и соляная. Требуется концентрированная азотная кислота или царская водка, чтобы прошла реакция окисления ртути. Именно сложность нейтрализации этого ядовитого вещества и обуславливает необходимость принятия серьезных мер безопасности при использовании ртути в различных приборах, в том числе и в люминесцентных лампах.

Преимущества и недостатки люминесцентных ламп

Разобравшись в химических свойствах ртути, нам становится понятно, почему люминесцентные энергосберегающие лампы при всех своих преимуществах имеют и серьезные недостатки.

Сегодня мы уже не можем представить свою жизнь без использования искусственного освещения. Каким бы оно ни было, для его создания применяются лампы. Чаще всего еще с начала 20 века мы применяем обычные лампы накаливания, которые бывают различной мощности – 40 Вт, 60 Вт, 100 Вт. При такой достаточно высокой мощности, лампы накаливания обладают небольшой светимостью, что сильно влияет на их КПД, который вряд ли достигает даже 50%. То есть, мы платим деньги не только за освещение, но и половину за нагрев нити в лампе.

Такое расточительство в современных условиях все более становится неуместным, поэтому на свет появилась комплексная люминесцентная лампа. Ее еще называют энергосберегающая.

Чем принципиально энергосберегающая лампа отличается от лампы накаливания?

Устройство лампы накаливания достаточно просто, чтобы его понимали и знали о нем большинство людей. Помещенная в стеклянную колбу, из которой выкачан воздух, вольфрамовая нить накаляется до яркого свечения под воздействием проходящего по ней электрического тока. Устройство же люминесцентной лампы понимают не все. Энергосберегающая лампа представляет собой стеклянную колбу, которая наполнена парами ртути и инертным газом аргоном. Также в комплекте может иметься, но не обязательно, пускорегулирующее устройство или стартер. Внутренняя поверхность колбы имеет напыление из специального вещества люминофора. Оно под воздействием ультрафиолетового излучения излучает видимый свет. При включении энергосберегающей лампочки возникает электромагнитное излучение, которое провоцирует пары ртути создавать ультрафиолетовое излучение. Оно в свою очередь, проходя через нанесенный на поверхность лампы люминофор, преобразуется в обычный видимый свет.

Устройство люминесцентной лампы

Устройство люминесцентной лампы

Спектр видимого света может иметь смещение в ту или иную сторону. Поэтому бывают люминесцентные лампы, имеющие свет, спектр которого ближе к желтому, а бывают ближе к синему. Первые более естественны, так как их спектр аналогичен спектру солнечных лучей. Современные лампы имеют такой же цоколь, что и у ламп накаливания, внутри которых спрятан электромагнитный излучатель. Диаметр цоколя бывает 14 или 27 мм. Это стандартные размеры, позволяющие вкручивать такие лампы в любые современные светильники и люстры.

Преимущества современных энергосберегающих ламп

Теперь мы можем перечислить все те достоинства, которыми обладают энергосберегающие люминесцентные лампы:

  • Серьезная экономия электроэнергии. Благодаря тому, что КПД у таких ламп очень высокий, они отдают в 5 раз больше световой энергии, чем лампы накаливания. Люминесцентная лампа мощностью всего в 20 Вт выдает столько же света, сколько 100 ваттная лампа накаливания. Экономия при этом составляет около 80%. Со временем снижения светимости не наблюдается в отличие от ламп накаливания.
  • Качественные люминесцентные лампы имеют срок службы, в несколько раз (от 5 до 15) больший, чем у простых лампочек. Производитель указывает 5 – 12 тысяч часов работы. Это обусловлено тем, что в них отсутствуют нагревающиеся до высоких температур детали. Это свойство удобно в тех местах, где частая замена ламп проблематична.
  • Люминесцентные лампы обладают низкой теплоотдачей, так как вся их энергия преобразуется в световой поток. Такие лампы слабо нагреваются. Поэтому их можно использовать в любых люстрах и светильниках, даже в тех, где обычная лампа более высокой мощности может расплавить патрон.
  • Повышенная светоотдача появляется благодаря тому, что энергия не тратится на нагревание вольфрамовой нити, как в лампах накаливания. Энергосберегающая лампа отдает свет абсолютно со всей своей поверхности. Ее свет более мягкий и рассеянный, что благоприятно сказывается для глаз. Различные оттенки люминофора позволяют изготавливать лампы с мягким или холодным, желтым или белым светом. Каждый волен выбирать более подходящий для себя оттенок.

Перечисленные выше преимущества во многом обусловили популяризацию люминесцентных ламп в последние годы. Этому способствовала и унификация цоколя с обычными лампочками. Тем не менее существуют недостатки, которые пока препятствуют полному замещению ламп накаливания люминесцентными.

Недостатки энергосберегающих ламп

В настоящее время самым главным недостатком энергосберегающих ламп является их слишком высокая стоимость, которая превышает стоимость ламп накаливания в 10 – 20 раз. Однако этот недостаток нивелируется экономичностью и длительность использования. Согласно расчетам, качественная люминесцентная лампа способна окупиться менее чем за год в некоторых случаях. Это касается тех мест, где освещение требуется ежедневно. При этом важным условием является использование именно качественных ламп, так как некоторые китайские экземпляры обладают таким же сроком службы, как и лампы накаливания, если не меньшим.

Есть еще одна важная особенность энергосберегающих ламп, которую несомненно нужно отнести к недостатку. Это ртутные пары, которыми она наполнена. Выше мы уже рассмотрели опасность этих паров и трудность их нейтрализации. Поэтому слишком опасно разбивать лампы в квартире и ином помещении. Обращаться с ними необходимо очень осторожно. Это заставляет отнести их к экологически опасным приборам, поэтому их утилизация регламентируется специальными нормативными актами и представляет определенные неудобства пользователю. Выбрасывать отработавшие лампы запрещено.

Способы правильной утилизации энергосберегающих ламп

Важным недостатком энергосберегающих ламп является применение ртутных паров в их конструкции. Это делает недопустимым их выбрасывание в мусоропровод или в контейнер. Их утилизация строго регламентируется. Известно два способа утилизации:

  • Перегоревшие энергосберегающие лампы необходимо отнести в районный ДЕЗ или РЭУ. У них должны быть установлены специальные контейнеры. Приемка в Москве осуществляется бесплатно на основании Распоряжения правительства Москвы «Об организации работ по сбору, транспортировке и переработке отработанных люминесцентных ламп» от 20 декабря 1999 г. № 1010-РЗП. В других регионах могут существовать свои региональные нормативно-правовые акты, регламентирующие утилизацию.
  • Если ламп достаточно много (это касается предприятий или офисов), то заключается соответствующий договор с организациями, которые занимаются деятельностью по приему и утилизации ртутьсодержащих изделий. На сайте организации Гринпис можно найти список пунктов приема люминесцентных ламп.

Следует помнить, что от правильной утилизации опасных приборов зависит наша экологическая безопасность.

На что следует обратить пристальное внимание при покупке люминесцентных ламп

Выбирая для покупки энергосберегающие лампы, необходимо иметь представление о том, на какие характеристики и свойства следует обращать внимание:

  • Мощность является очень важным параметром. У люминесцентных ламп она варьируется от 3 до 90 Вт. При этом необходимо умножить мощность на 5, чтобы понять, какой светимостью эта лампа будет обладать, при сравнении с лампой накаливания. Поэтому при покупке лампы для конкретного прибора, вам нужно посмотреть, какая лампочка накаливания в нем была. Если там вкручивалась лампа на 100 Вт, то вас устроит люминесцентная лампочка мощностью 20 Вт.
  • Спектральные характеристики света лампы. Их можно определить по следующей маркировке: 2700 К – теплы белый свет, 4200 К – дневной свет, 6400 К – холодный белый свет. При понижении цветовой температуры наблюдается смещение спектра к красному, а при увеличении к синему. Поэтому сначала следует подобрать подходящий цвет для вас. Только после этого можно приобретать лампочки одного спектрального класса.
Различные по спектру света лампы

Различные по спектру света лампы

  • По форме лампы бывают спиралевидные и U-подобные. Принципиальной разницы в их работе и характеристиках нет. Просто первые поменьше и подороже вторых. Необходимо также учесть особенности своего светильника. Ведь не каждая лампочка может подойти для него по размерам.
  • По типу цоколя лампы тоже отличаются. Большинство из них рассчитаны на цоколь Е27, а некоторые на цоколь Е14. Соответственно, если в люстре большие патроны, то подойдет первый тип, если маленькие, то второй. Лампы для освещения офисных помещений могут быть в виде длинных тонких трубок. Они имеют принципиально иной тип цоколя и контактов.

Все перечисленные характеристики имеются на упаковке лампочек. Например, маркировка ESS-02A 20W E27 6400K на упаковке означает, что лампа обладает мощностью 20 Вт, с большим цоколем (Е27), излучает холодный белый свет (6400К).

Различные по спектру света лампы

Различные по спектру света лампы

Обобщая вышеизложенное, можно прийти к выводу, что основными преимуществами энергосберегающих люминесцентных ламп является их высокая экономичность и очень долгий срок службы. Это дает очень серьезную экономию, особенно в масштабах целого домовладения. Ассортимент таких ламп в магазинах достаточно большой, что дает возможность каждому подобрать подходящее изделие. В тоже время, затруднение могут возникнуть при утилизации ртутьсодержащих ламп, так как не во всех городах имеются специализированные предприятия, занимающиеся этой деятельностью.

stroyvopros.net

Достоинства и недостатки различных источников света

Светодиодные лампы экологически чисты, так как не содержат в себе никаких вредных веществ и не связаны с процессами, при которых могут выделяться какие-либо вредные вещества.

Сейчас светодиодные лампы вполне доступны по цене, хотя этот параметр не является главным аргументом в пользу выбора источников света именно этой технологии.

Стоит отметить, что у светодиода отсутствует такой, обязательный для всех остальных видов светильников,  элемент как тело накала.  Вследствие этого светодиодам присущ необычайно длительный срок службы.

  • Цветовая температура  2700…6000°К
  • Эффективность  (световая отдача) 10…200 Лм/Вт
  • Срок службы  80 000…100 000 часов
  • Высокий индекс цветопередачи, Ra = 85%

При использовании светодиодов исключается возможность перегрузки муниципальных и городских сетей при наступлении сумерек, когда массово включается большое количество светильников. Ток, потребляемый светодиодной лампой, колеблется от 0,3 до 1,1 ампера, в зависимости от ее мощности. Ток, потребляемый газоразрядной лампой, составляет от 2,2 до 4,5 (в момент пуска) ампер. Экономия от применения светодиодов может достигаться не только за счет снижения потребления энергии, но и благодаря использованию токоподводящих кабелей меньшего сечения.

Светодиодные светильники практически мгновенно выходят на максимальную силу света. Это их свойство не зависит от температуры воздуха, они легко зажигаются и нормально работают даже при экстремальной температуре в — 60°С. Газоразрядные лампы (ДРЛ, ДНАТ), как известно, набирают номинальную силу света постепенно. Кроме того, они очень плохо запускаются при пониженном напряжении и низкой температуре воздуха.

Высокий КПД. Светодиодные прожекторы имеют высокий процент использования светового потока (близкий к 100%), в отличие от обычных уличных светильников, для которых этот параметр составляет 60-75%.

Преимущества светодиодов:

  • низкое энергопотребление — не более 10% от потребления при использовании ламп накаливания;
  • долгий срок службы — до 100 000 часов;
  • высокий ресурс прочности — ударная и вибрационная устойчивость;
  • чистота и разнообразие цветов, направленность излучения;
  • регулируемая интенсивность;
  • низкое рабочее напряжение;
  • экологическая и противопожарная безопасность. Они не содержат в своем составе ртути и почти не нагреваются.

И последнее. Еще одним отличием светодиодных светильников от источников света любого другого вида является то, что у них фактически нет недостатков, или, по крайней мере, они на сегодняшний день не выявлены!

А возможные разговоры о цене вряд ли можно считать сколь-нибудь серьезными: ведь никому не приходит в голову считать цену самым главным фактором при выборе еды.

niteos.ru

Устройство люминесцентной лампы. Достоинства и недостатки люминесцентной лампы

Популярность применения люминесцентных ламп обусловлена несколькими факторами. Важнейшими из них являются их экономичность, эффективность работы, а также равномерный свет, испускаемый с достаточно большой площади поверхности. Но помимо этих качеств необходимо знать правила подключения люминесцентных ламп. Для этого применяется несколько типов схем и дополнительных устройств.

Особенности функционирования люминесцентных приборов

В основу работы этих источников света заложен эффект формирования ИК излучения парами ртути под воздействием электрического разряда. На практике для этого в стеклянную колбу помещают спиральную пару катод-анод, внутреннюю поверхность лампы обрабатывают люминофорным раствором. Затем происходит наполнение конструкции сложной смесью, основным компонентом которой являются пары ртути.

При подаче электротока возникает разряд, который и приводит к свечению лампы. Но в отличие от аналогичных моделей накаливания величина разряда должна быть четко нормированной. Только при соблюдении этого условия возможен равномерный процесс формирования света.

Для осуществления этого применяют два типа приборов:

  1. ЭмПРА – пускорегулирующий аппарат. Он более известен как дроссель. Может использоваться в паре со стартером.
  2. ЭПРА. Более надежный и технологичный способ контроля работы люминесцентной лампы. Его применение практически полностью исключает характерное мигание лампы.

В настоящее время большее распространение получили схемы с установкой ЭмПРА. Это связано с их дешевизной и возможность реализации подключения нескольких ламп.

Специфика применения ЭмПРА

Для применения электромагнитного запуска понадобятся компенсационный конденсатор, дроссель и стартер. В целях обеспечения надежности функционирования схемы вся внутренняя проводка должна быть выполнена проводами ПУГВ.

Схема для одной лампы

Для лучшего понимания необходимо рассмотреть все этапы включения:

  • После замыкания контакта К происходит подача электрического тока на стартер. Он представляет собой небольшую газоразрядную лампу. При этом в ней начинает формироваться тлеющий разряд, значение напряжения которого меньше чем в сети, но больше нормированного для основного прибора освещения.
  • Затем происходит тепловое расширение электродов, в результате которого они соединяются, образуя электрическую цепь. Величина тока, протекающего по ней, напрямую зависит от параметров дросселя. Он должен превышать номерованный для лампы в 1,5-2 раза.
  • В это время происходит предварительный разогрев пары катод-анод в лампе для формирования разряда в газовой среде. После размыкания электродов дросселя появляется высокий ток самоиндукции. Конденсатор снижает эту величину до нужного уровня.
  • Резкий рост напряжения провоцирует появление в колбе большого количества заряженных частиц, которые и приводят к формированию плазмы и как следствие – газового разряда.

По такому же принципу можно сделать соединение двух люминесцентных ламп. Процессы, протекающие в этой цепи, практически полностью аналогичны вышеописанным.

Подключение двух световых приборов

К недостаткам такого способа подключения относят небольшой срок службы дросселей и стартеров. Это связано со спецификой процессов, которые происходят в них.

Подключение с помощью ЭПРА

Намного эффективнее использовать ЭПРА – электронный пускорегулирующий аппарат. Его принцип работы отличается от ЭмПРА. Это устройство подает на контакты лампы высокочастотное напряжение, величина которого может варьироваться от 25 до 130 Гц.

Для прибора достаточно предварительно ознакомиться с инструкцией. В большинстве случаев схема подсоединения состоит из следующих этапов.

  1. Подключение контактов к электросети.
  2. Соединение проводов с клеммами нитей накалов. Для каждой из них потребуется два контакта.

Преимущества применения этого пускового устройства заключаются в существенной экономии электроэнергии, увеличении срока службы, а также полного отсутствия мерцания и характерного для люминесцентных осветительных приборов шума.

Добавить сайт в закладки

  1. Высокая эффективность: КПД - 20-25% (у ламп накаливания около 7%) и светоотдача в 10 раз больше.
  2. Длительный срок службы – 15000-20000 ч. (у ламп накаливания - 1000 ч., сильно зависит от напряжения) питания.

Имеют ЛЛ и некоторые недостатки:

  1. Как правило, все разрядные лампы для нормальной работы требуют включения в сеть совместно с балластом. Балласт, он же пускорегулирующий аппарат (ПРА), -- электротехническое устройство, обеспечивающее режимы зажигания и нормальной работы ЛЛ.
  2. Зависимость устойчивой работы и зажигания лампы от температуры окружающей среды (допустимый диапазон 55 о C, оптимальной считается 20 о C). Хотя этот диапазон постоянно расширяется с появлением ламп нового поколения и использованием электронных балластов (ЭПРА).

Остановимся подробнее на достоинствах и недостатках ЛЛ. Известно, что оптическое излучение (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное) оказывает на человека (его эндокринную, вегетативную, нервную системы и весь организм в целом) значительное физиологическое и психологическое воздействие, в основном благотворное.

Дневной свет -- самый полезный. Он влияет на многие жизненные процессы, обмен веществ в организме, физическое развитие и здоровье. Но активная деятельность человека продолжается и тогда, когда солнце скрывается за горизонты. На смену дневному свету приходит искусственное освещение. Долгие годы для искусственного освещения жилья использовались (и используются) только лампы накаливания – теплый источник света, спектр которого отличается от дневного преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета.

Кроме того, лампы накаливания, как уже упоминалось, неэффективны, их коэффициет полезного действия - 6-8%, а срок службы очень мал – не более 1000 ч. Высокий технический уровень освещения с этими лампами невозможен.

Вот почему вполне закономерным оказалось появление ЛЛ – разрядного источника света, имеющего 5-10 раз большую световую отдачу, чем лампы накаливания, и в 8-15 раз больший срок службы. Преодолев различные технические трудности, ученые и инженеры создали специальные ЛЛ для жилья – компактные, практически полностью копирующие привычный внешний вид и размеры ламп накаливания и сочетающие при этом ее достоинства (комфортную цветопередачу, простоту обслуживания) с экономичностью стандартных ЛЛ.

В силу своих физических особенностей ЛЛ имеют еще одно очень важное преимущество перед лампами накаливания: возможность создавать свет различного спектрального состава – теплый, естественный, белый, дневной, что может существенно обогатить цветовую палитру домашней обстановки. Не случайно существуют специальные рекомендации по выбору типа ЛЛ (цветности света) для различных областей применения. Наличие контролируемого ультрафиолета в специальных осветительно-облучательных ЛЛ позволяет решить проблему профилактики «светового голодания» для городских жителей, проводящих до 80% времени в закрытых помещениях.

Так, лампы, выпускаемые фирмой OSRAM ЛЛ типа BIOLUX, спектр излучения которых приближен к солнечному и насыщен строго дозированным ближним ультрафиолетом, успешно используются одновременно и для освещения, и для облучения жилых, административных, школьных помещений, особенно при недостаточности естественного света.

Выпускаются также специальные агарные ЛЛ типа CLEO (PHILIPS), предназначенные для принятия «солнечных» ванн в помещении и для других косметических целей. При использовании этих ламп следует помнить, что для обеспечения безопасности необходимо строго соблюдать инструкции изготовителя облучательного оборудования. А теперь остановимся на недостатках люминесцентного освещения, к которым многие причисляют его пресловутую «вредность для здоровья».

Природа газового разряда такова, что, как уже было сказано выше, любые ЛЛ имеют в спектре небольшую долю ближнего ультрафиолета. Известно, что при передозировке даже естественного солнечного света могут возникнуть неприятные явления, в часности избыточное ультрафиолетовое облучение может привести к заболеваниям кожи, повреждению глаз. Однако, сравнив воздействие на человека в течение жизни естественного солнечного и искусственного люминесцентного излучения, становится понятно, насколько необоснованно предположение о вреде излучения ЛЛ.

Было доказано, что работа в течение года (240 рабочих дней) при искусственном освещении ЛЛ холодно-белого света с очень высоким уровнем освещенности в 1000 лк (это в 5 раз превышает оптимальный уровень освещенности в жилье) соответствует пребыванию на открытом воздухе в г. Давос (Швейцария) в течении 12 дней по 1 часу в день (в полдень). Следует заметить, что реальные условия в жилых помещениях бывают в десятки раз более щадящими, чем в приведенном примере.

Следовательно, о вреде обычного люминесцентного освещения говорить не приходится. К аналогичным выводам пришли медики, гигиенисты и светотехники, принявшие участие в проводившейся в Мюнхене развернутой научной дискуссии на тему «Влияние освещения ЛЛ на здоровье человека». Все участники дискуссии были единодушны: строгое соблюдение правил грамотного устройства освещения, которые включают ограничение прямой и отраженной блескости, ограничение пульсации светового потока, обеспечение благоприятного распределения яркости и правильной светопередачи, полностью устранит существующие жалобы на люминесцентное освещение.

В приведенном выше перечне важное место занимает вопрос ограничения пульсации светового потока. Дело в том, что традиционные линейные трубчатые ЛЛ, подключенные к сети с помощью электромагнитного пускорегулирующего аппарата (чаще всего применяемого в светильниках), создают свет непостоянный во времени, а «микропульсирующий», т.е. при имеющейся в сети частоте переменного тока 50 Гц пульсация светового потока лампы происходит 100 раз в секунду.

И хотя эта частота выше критической для глаза и, следовательно, мелькающие яркости освещаемых объектов глазом не улавливаются, пульсация освещения при длительном воздействии может отрицательно влиять на человека, вызывая повышенную утомляемость, снижение работоспособности, особенно при выполнении напряженных зрительных работ: чтение, работе за компьютером, рукоделии и т. д.

Вот почему появившиеся достаточно давно светильники с электромагнитным низкочастотным ПРА рекомендуется использовать в так называемых «нерабочих» зонах (подсобных помещениях, повалах, гаражах и т. д.). В светильниках с электронным высокочастотным ПРА указанная особенность работы ЛЛ полностью устранена, но даже такие светильники с линейными ЛЛ достаточно громоздки и для местного (рабочего) освещения не всегда удобны. Поэтому для традиционного освещения жилья люстрами, настенными, напольными, настольными светильниками целесообразно применять упомянутые выше компактные люминесцентные лампы.

И, наконец, последнее небольшое замечание, связанное с эксплуатацией светильников с ЛЛ. В лампу для ее работы вводится капля ртути – 30-40 мг, а компактных 2-3 мг, Если вас это пугает, вспомните, что в термометре, имеющемся в каждой семье, содержится 2 г этого жидкого металла. Разумеется, если лампа разобьется, поступить следует так же, как мы поступаем, когда разбиваем термометр, – тщательно собрать и удалить ртуть. ЛЛ в жилье – это не только более экономичный, чем лампа накаливания, источник света.

Грамотное освещение ЛЛ имеет множество преимуществ перед традиционным: экономичность, обилие и красочность света, равномерность распределения светового потока, особенно в случаях высвечивания протяженных объектов линейными лампами, меньшая яркость ламп и значительно меньшее выделение тепла.

На сегодняшний день наиболее качественную продукцию и широкий ассортимент на нашем рынке представляют мировые светотехнические брэнды:

  1. Германская фирма OSRAM.
  2. Голландская PHILIPS и ряд других, которые предлагают широчайший выбор высококачественных ЛЛ на любой вкус и цвет.

Добавить сайт в закладки

Первые образцы люминесцентных ламп современного типа были показаны американской фирмой General Electric на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1938 году.

За 70 лет существования они прочно вошли в нашу жизнь, и сейчас уже трудно представить какой-нибудь крупный магазин или офис, в котором не было бы ни одного светильника с люминесцентными лампами.

Люминесцентная лампа - это типичный разрядный источник света низкого давления, в котором разряд происходит в смеси паров ртути и инертного газа, чаще всего аргона. Устройство лампы показано на рис. 1.

Колба лампы - это всегда цилиндр 1 из стекла с наружным диаметром 38, 26, 16 или 12 мм. Цилиндр может быть прямым или изогнутым в виде кольца, буквы U или более сложной фигуры. В торцевые концы цилиндра герметично впаяны стеклянные ножки 2, на которых с внутренней стороны смонтированы электроды 3. Электроды по конструкции подобны биспиральному телу накала и также делаются из вольфрамовой проволоки. В некоторых типах ламп электроды сделаны в виде триспирали, то есть спирали из биспирали. С наружной стороны электроды подпаяны к штырькам 4 цоколя 5. В прямых и U-образных лампах используется только два типа цоколей: G5 и G13 (цифры 5 и 13 указывают расстояние между штырьками в мм).

Рисунок 1. Устройство лампы: 1- цилиндр из стекла, 2- стеклянные ножки, 3- электроды, 4- штыри, 5-цоколь, 6- штенгель, 7- инертный газ.

Как и в лампах накаливания, из колб люминесцентных ламп воздух тщательно откачивается через штенгель 6, впаянный в одну из ножек. После откачки объем колбы заполняется инертным газом 7 и в него вводится ртуть в виде небольшой капли 8 (масса ртути в одной лампе обычно около 30 мг) или в виде так называемой амальгамы, то есть сплава ртути с висмутом, индием и другими металлами.

На биспиральные или триспиральные электроды ламп всегда наносится слой активирующего вещества - это обычно смесь окислов бария, стронция, кальция, иногда с небольшой добавкой тория.

Если к лампе приложено напряжение большее, чем напряжение зажигания, то в ней между электродами возникает электрический разряд, ток которого обязательно ограничивается какими-либо внешними элементами. Хотя колба наполнена инертным газом, в ней всегда присутствуют пары ртути, количество которых определяется температурой самой холодной точки колбы. Атомы ртути возбуждаются и ионизируются в разряде гораздо легче, чем атомы инертного газа, поэтому и ток через лампу, и ее свечение определяются именно ртутью.

В ртутных разрядах низкого давления доля видимого излучения не превышает 2 % от мощности разряда, а световая отдача ртутного разряда - всего 5-7 лм/Вт. Но более половины мощности, выделяемой в разряде, превращается в невидимое ультрафиолетовое излучение с длинами волн 254 и 185 нм. Из физики известно: чем короче длина волны излучения, тем большей энергией это излучение обладает. С помощью специальных веществ, называемых люминофорами, можно превратить одно излучение в другое, причем, по закону сохранения энергии, «новое» излучение может быть только «менее энергичным», чем первичное. Поэтому ультрафиолетовое излучение можно превратить в видимое с помощью люминофоров, а видимое в ультрафиолетовое - нельзя.

Вся цилиндрическая часть колбы с внутренней стороны покрыта тонким слоем именно такого люминофора 9, который и превращает ультрафиолетовое излучение атомов ртути в видимое. В большинстве современных люминесцентных ламп в качестве люминофора используется галофосфат кальция с добавками сурьмы и марганца (как говорят специалисты, «активированный сурьмой и марганцем»). При облучении такого люминофора ультрафиолетовым излучением он начинает светиться белым светом разных оттенков. Спектр излучения люминофора - сплошной с двумя максимумами, около 480 и 580 нм (рис. 2).

Рисунок 2. Спектр излучения люминофора.

Первый максимум определяется наличием сурьмы, второй - марганца. Меняя соотношение этих веществ (активаторов), можно получить белый свет разных цветовых оттенков, от теплого до дневного. Так как люминофоры превращают в видимый свет более половины мощности разряда, то именно их свечение определяет светотехнические параметры ламп.

В 70-е годы минувшего века начали делать лампы не с одним люминофором, а с тремя, имеющими максимумы излучения в синей, зеленой и красной областях спектра (450, 540 и 610 нм). Эти люминофоры были созданы первоначально для кинескопов цветного телевидения, где с их помощью удалось получить вполне приемлемое воспроизведение цветов. Комбинация трех люминофоров позволила и в лампах добиться значительно лучшей цветопередачи при одновременном увеличении световой отдачи, чем при использовании галофосфата кальция. Однако новые люминофоры гораздо дороже старых, так как в них используются соединения редкоземельных элементов: европия, церия и тербия. Поэтому в большинстве люминесцентных ламп по-прежнему применяются люминофоры на основе галофосфата кальция.

Электроды в люминесцентных лампах выполняют функции источников и приемников электронов и ионов, за счет которых и протекает электрический ток через разрядный промежуток. Для того чтобы электроны начали переходить с электродов в разрядный промежуток (как говорят, для начала термоэмиссии электронов), электроды должны быть нагреты до температуры 1100 - 1200 градусов по Цельсию. При такой температуре вольфрам светится очень слабым вишневым цветом, испарение его очень мало. Но для увеличения количества вылетающих электронов на электроды наносится слой активирующего вещества, которое значительно менее термостойко, чем вольфрам, и при работе этот слой постепенно распыляется с электродов и оседает на стенках колбы. Обычно именно процесс распыления активирующего покрытия электродов определяет срок службы ламп.

Для достижения наибольшей эффективности разряда, то есть для наибольшего выхода ультрафиолетового излучения ртути, необходимо поддерживать определенную температуру колбы. Диаметр колбы выбирается именно из этого требования. Во всех лампах обеспечивается примерно одинаковая плотность тока - величина тока, деленная на площадь сечения колбы. Поэтому лампы разной мощности в колбах одного диаметра, как правило, работают при равных номинальных токах. Падение напряжения на лампе прямо пропорционально ее длине. А так как мощность равна произведению тока на напряжение, то при одинаковом диаметре колб и мощность ламп прямо пропорциональна длине. У самых массовых ламп мощностью 36 (40) Вт длина равна 1210 мм, у ламп мощностью 18 (20) Вт - 604 мм.

Большая длина ламп постоянно заставляла искать пути ее уменьшения. Простое уменьшение длины и достижение нужных мощностей за счет увеличения тока разряда нерационально, так как при этом увеличивается температура колбы, что приводит к увеличению давления паров ртути и снижению световой отдачи ламп. Поэтому создатели ламп пытались уменьшить их габариты за счет изменения формы: длинную цилиндрическую колбу сгибали пополам (U-образные лампы) или в кольцо (кольцевые лампы). В СССР уже в 50-е годы делали U-образные лампы мощностью 30 Вт в колбе диаметром 26 мм и мощностью 8 Вт в колбе диаметром 14 мм.

Однако кардинально решить проблему уменьшения габаритов ламп удалось только в 80-е годы, когда начали использовать люминофоры, допускающие большие электрические нагрузки, что позволило значительно уменьшить диаметр колб. Колбы стали делать из стеклянных трубок с наружным диаметром 12 мм и многократно изгибать их, сокращая тем самым общую длину ламп. Появились так называемые компактные люминесцентные лампы. По принципу работы и внутреннему устройству компактные лампы не отличаются от обычных линейных ламп.

В середине 90-х годов на мировом рынке появилось новое поколение люминесцентных ламп, в рекламной и технической литературе называемое «серией Т5» (в Германии - Т16). У этих ламп наружный диаметр колбы уменьшен до 16 мм (или 5/8 дюйма, отсюда и название Т5). По принципу работы они также не отличаются от обычных линейных ламп. В конструкцию ламп внесено одно очень важное изменение: люминофор с внутренней стороны покрыт тонкой защитной пленкой, прозрачной и для ультрафиолетового, и для видимого излучения. Пленка защищает люминофор от попадания на него частиц ртути, активирующего покрытия и вольфрама с электродов, благодаря чему исключается «отравление» люминофора и обеспечивается высокая стабильность светового потока в течение срока службы. Изменены также состав наполняющего газа и конструкция электродов, что сделало невозможной работу таких ламп в старых схемах включения. Кроме того. впервые с 1938 года были изменены длины ламп таким образом, чтобы размеры светильников с ними соответствовали размерам стандартных модулей очень модных сейчас подвесных потолков.

Люминесцентные лампы, особенно последнего поколения, в колбах диаметром 16 мм, значительно превосходят лампы накаливания по световой отдаче и сроку службы. Достигнутые сегодня значения этих параметров равны 104 лм/Вт и 40000 часов.

Однако люминесцентные лампы имеют и множество недостатков, которые необходимо знать и учитывать при выборе источников света:

  1. Большие габариты ламп часто не позволяют перераспределять световой поток нужным образом.
  2. В отличие от ламп накаливания, сильно зависит от окружающей температуры.
  3. В лампах содержится ртуть - очень ядовитый металл, что делает их экологически опасными.
  4. Световой поток ламп устанавливается не сразу после включения, а спустя некоторое время, зависящее от конструкции светильника, окружающей температуры и самих ламп. У некоторых типов ламп, в которые ртуть вводится в виде амальгамы, это время может достигать 10-15 минут.
  5. Глубина пульсаций светового потока значительно выше, чем у ламп накаливания, особенно у ламп с редкоземельными люминофорами. Это затрудняет использование ламп во многих производственных помещениях и, кроме того, отрицательно сказывается на самочувствии людей, работающих при таком освещении.

Как было сказано выше, люминесцентные лампы, как и все газоразрядные приборы, требуют для включения в сеть использования дополнительных устройств.

Люминесцентные светильники - принцип работы

Люминесцентные светильники представляют собой самый распространенный тип светильников для освещения административных зданий. В последнее время они находят применение и для освещения жилых зданий. При светильники с люминесцентными лампами часто рассматриваются как основной тип используемых светильников. Источником света в таких светильниках является , которая относится к широкому классу газоразрядных ламп, использующих свойство некоторых газов и паров металлов светиться в электрическом поле. Люминесцентная лампа представляет собой длинную тонкую стеклянную трубку, покрытую внутри люминофором. Трубка заполнена инертным газом, в который добавлены пары ртути. По краям трубки расположены катоды, представляющие собой вольфрамовые спирали (накалы) покрытые слоем оксида бария. Спирали подключены к штырькам, выходящим наружу и служащим для подключения лампы.

Люминесцентные лампы для малогабаритных светильников могут быть выполнены в виде кольца, спирали или иметь другую форму, позволяющую уменьшить габариты лампы.

Существует большое количество различных схем включения люминесцентных ламп. Рассмотрим принцип работы лампы на примере простейшей схемы со стартером и дросселем, показанной на Рис. 1. Дроссель и стартер представляют собой электромагнитную пускорегулирующую аппаратуру (ПРА).

Рис.1 Запуск люминесцентной лампы с использованием электромагнитного ПРА

При подаче напряжения на вход схемы практически все напряжение прикладывается к стартеру, представляющему собой неоновую лампочку, у которой электроды изготовлены из биметаллических пластин. Между пластинами неоновой лампочки возникает тлеющий разряд, разогревающий пластины. Под действием температуры пластины изгибаются и замыкаются между собой. Биметаллические пластины изготавливают путем соединения двух пластин из разнородных металлов, имеющих разный коэффициент линейного температурного расширения, вследствие чего нагрев приводит к изгибу таких соединенных пластин. После замыкания пластин оба накала люминесцентной лампы разогреваются проходящим по ним током. А пластины неоновой лампочки стартера остывают и размыкаются. В дросселе возникает переходной процесс, вызванный резким уменьшением проходящего по нему тока: между накалами люминесцентной лампы появляется импульс напряжения, значительно превышающий по величине напряжение питающей сети. В лампе возникает газовый разряд, сопровождающийся свечением, который уже поддерживается только электрическим полем между катодами. Дроссель ограничивает ток через лампу. Конденсатор С1 необходим для повышения коэффициента мощности светильника. Конденсатор С2 служит для подавления высокочастотных помех.

Выпускается большая номенклатура различных стартеров в зависимости от мощности ламп. В светильниках часто две люминесцентные лампы включают последовательно. Стартеры для такого включения имеют другое напряжение включения, чем используемые для одной лампы.

Разряд в лампе сопровождается ультрафиолетовым излучением, длина волны которого лежит за пределами видимого глазом света (примерно 254 нм). Это излучение возбуждает в люминофоре свечение с длинами волн видимого света. Ультрафиолетовое излучение практически полностью задерживается стенками стеклянной трубки.

Светильники с электромагнитными ПРА имеют ряд недостатков: дроссели, входящие в состав ПРА, сильно греются и гудят; низкий коэффициент мощности - доходящий до 0,5; светильники плохо включаются при пониженном, даже на 10%, напряжении сети; свечение ламп сопровождается мерцанием с частотой сети, что приводит к утомляемости глаз; возможно возникновение стробоскопического эффекта - зрительной иллюзии неподвижности вращающегося предмета.

Электромагнитные ПРА постепенно вытесняются электронными ПРА (ЭПРА), в которых все функции по запуску лампы и регулированию режимом ее работы выполняет электронная схема. В электронном ПРА напряжение с частотой 50 Гц преобразуется в напряжение с частотой в несколько десятков кГц. Для ограничения тока в лампе здесь также имеется дроссель, но на повышенной частоте потери мощности в нем пренебрежимо малы. Электронные ПРА позволяют уменьшить мерцание ламп и устранить стробоскопический эффект, повысить коэффициент мощности до 0,9 - 0,95, осуществлять плавное зажигание ламп и значительно увеличить продолжительность их работы. Специальные электронные ПРА позволяют диммировать люминесцентные светильники, изменяя их световой поток в широких пределах. Для таких ЭПРА вместо выключателя устанавливается специальный диммер, рассчитанный для работы с данным типом ЭПРА. Экономия электроэнергии при переходе от электромагнитных ПРА к электронным составляет 20 - 30%, а при использовании диммируемых светильников значительно больше. Поэтому при проектировании освещения чаще всего подбирают светильники именно с электронным ПРА. А компактные люминесцентные лампы (часто называемые энергосберегающими) для малогабаритных светильников содержат схему электронного ПРА внутри корпуса лампы.

Мерцание ламп и стробоскопический эффект в светильниках с электромагнитным ПРА можно существенно снизить при освещении больших помещений, в которых значительное количество светильников равномерно распределено по трем фазам электросети. При этом спад светового потока в светильниках одной фазы компенсируется повышением светового потока в других фазах. Подбирая светильники при проектировании освещения необходимо учитывать, что светильники с электронным ПРА имеют несравнимое преимущество, если в помещении предполагается установить небольшое количество светильников. Когда нет возможности распределить их равномерно по всем трем фазам электрической сети.

К (Все статьи сайта)

acost.ru

Преимущества люминесцентных ламп следующие:

  1. Световая отдача люминесцентной лампы в среднем в пять раз больше, чем у лампы накаливания. Для примера: световой поток люминесцентной лампы 20 Вт приблизительно равняется световому потоку лампы накаливания 100 Вт. Соответственно люминесцентные лампы позволяют снизить потребление электроэнергии приблизительно на 80% без потери привычного для вас уровня освещенности комнаты.

  2. Чаще всего причиной выхода из строя обычной лампочки является перегорание нити накаливания. Строение и принцип работы люминесцентной лампы принципиально другие, поэтому срок ее работы в среднем в 6-15 раз выше, чем у лампы накаливания, и составляет от 6 до 12 тысяч часов (обычно ресурс работы люминесцентных ламп указывают на их упаковке). Поскольку люминесцентные лампы нужно заменять значительно реже, их удобно использовать в светильниках, расположенных в труднодоступных местах. Например, в квартирах или офисах со слишком высоким потолком.

  3. Кроме меньшего потребления электроэнергии энергосберегающие лампы выделяют гораздо меньше тепла, чем лампы накаливание. Поэтому их можно смело использовать в светильниках и люстрах с ограничением уровня температуры – в таких светильниках от ламп накаливания с высокой температурой нагрева могут плавиться пластмассовая часть патрона, провод или элементы отделки.

  4. Площадь поверхности энергосберегающих ламп больше, чем площадь поверхности спирали лампы накаливания. Благодаря этому свет распределяется по помещению мягче и равномернее, чем от лампы накаливания, а это, в свою очередь, снижает утомляемость глаз

Дуговые лампы общего назначения – это трубчатые лампы прямой или изогнутой формы в основном стартерного зажигания для сетей с напряжением 127 и 220 В. Лампы специального назначения имеют особенности в конструкции: малогабаритные, с фигурной колбой высокоинтенсивные и т.д.

Трубчатые люминесцентные лампы низкого давления с дуговым разрядом в парах ртути по цветности излучения делятся на лампы дневного света (ЛБ), тепло-белого света (ЛТБ), холодно-белого света (ЛХБ), лампы дневного света (ЛД) и лампы дневного света с исправленной цветностью (ЛДЦ) для правильной цветопередачи, обеспечивающие сохранение цвета объекта таким же, каким он был при стандартом источнике.

Вследствие значительной яркости люминесцентных ламп открытая установка (без светильников), как правило, не допускается. Но наряду со многими достоинствами люминесцентные лампы имеют ряд недостатков. Одним из главных является сложность включения их в сеть, связанная с особенностью газового разряда. Устойчивая работа возможна при наличии устройства, ограничивающего величину тока (дросселя). Лампы чувствительны к изменениям окружающей температуры. Ярче всего они горят при комнатной температуре 20-25С, понижение и повышение температуры резко снижает светоотдачу, а при понижении температуры до 0С в обычном конструктивном положении работать практически не могут.

Дуговые ртутные лампы высокого давления

При повышении давления в лампе и плотности тока разряд в ней становится более интенсивным по излучению. Наряду с излучением в видимой области спектра получается излучение в ультрафиолетовой области. При использовании такого разряда в источниках света требуется исправление его цветности путем преобразования ультрафиолетового излучения в красное. Для получения такого излучения используются трубчатые кварцевые лампы, называемые горелками.

Достоинствами ламп ДРЛ являются:

 высокая световая отдача (до 55 лм/Вт),

  большой срок службы (10000 ч),

  компактность,

 некритичность к условиям внешней среды (кроме очень низких температур)

Недостатками ламп следует считать:

     преобладание в спектре сине-зеленой части, ведущее к неудовлетворительной цветопередаче, что исключает применение ламп в случаях, когда объектами различения являются лица людей или окрашенные поверхности,

     возможность работы только на переменном токе,

    длительность разгорания при включении (примерно 7 мин) и начало повторного зажигания после даже очень кратковременного перерыва питания лампы лишь после остывания (примерно 10 мин),

    пульсации светового потока, больше, чем у люминесцентных ламп,

     значительное снижение светового потока к концу срока службы.

ДРЛ – дуговые ртутные лампы высокого давления. Для этого источника света характерна высокая световая отдача, длительный срок эксплуатации и некоторое искажение цветопередачи. Поэтому лампы типа ДРЛ чаще всего используются для освещения больших открытых площадей, улиц, производственных цехов. ДНАТ – натриевые лампы высокого давления. Наиболее экономичный из всех видов ламп. Работают в сетях переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В с применением пускорегулирующей аппаратуры. Обладают низкой цветопередачей. С помощью ламп такого типа осуществляется освещение автотрасс, улиц, промышленных площадей.

 Натриевые лампы высокого давления типа ДНаТ являются в настоящее время наиболее экономичными из всех существующих источников света и широко применяются для освещения улиц, автотрасс, площадей, промышленных территорий и других открытых пространств, где не предъявляется высоких требований к качеству цветопередачи. Лампы включаются в сеть переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В с соответствующей пускорегулирующей аппаратурой. Эти лампы похожи на ртутные лампы высокого давления, но имеют лучшую эффективность (свыше 100 люменов на ватт) и отличное постоянство светового потока. Химическая активность натрия требует, чтобы дуговая лампа была изготовлена из прозрачного поликристаллического оксида алюминия (глинозема), так как стекло или кварц для этого не подходят. При натриевом разряде нет ультрафиолетового излучения, поэтому люминофорные покрытия не представляют здесь никакой ценности. Некоторые колбы матированы или имеют покрытие для рассеивания света. При эксплуатации исключается попадание атмосферных осадков на колбу. Рабочее положение произвольное. По конструкции лампы представляют собой стеклянную колбу, имеющую эллипсоидную или цилиндрическую форму, внутри которой расположена горелка, смонтированная на ножку. Лампы снабжены резьбовыми цоколями. Горелка изготовлена из поликристалической окиси алюминия (или монокора), торцы которой плотно соединены с электродными узлами. Горелка наполнена амальгамой натрия и ксеноном. Натриевые лампы так называются потому, что в процессе их горения участвуют молекулы обыкновенной соли. Спектр таких ламп сдвинут в желто–красную область, а это очень хорошо. Натриевые лампы являются одной из самых эффективных групп источников видимого излучения: они обладают самой высокой световой отдачей среди всех известных газоразрядных ламп, и незначительным снижением светового потока при длительном сроке службы.

studfiles.net

Плюсы и минусы люминесцентных ламп

Как экономить электроэнергию и, при этом, не уменьшать ее повседневное использование? Не такое уж сложный вопрос, скажут вам сторонники энергосберегающих (а точнее люминесцентных) ламп. А знаете ли вы все преимущества и недостатки такого вида освещения?

Начнем, как всегда, с плюсов:   

  1. Потребление электроэнергии меньше — света больше. Лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет светоотдачу 100-150 люмен, а светоотдача энергосберегающей лампы мощностью 20 Вт составляет 1100-2000 люмен — разница очевидна.   2. Долгое срок использования. Люминесцентная обычно работает в 8-10 раз дольше лампы накаливания.  3. Во время работы температура энергосберегающей лампы не превышает 60 ° С, а лампы накаливания 95 ° С4. Освещение от энергосберегающей лампы бывает нескольких оттенков: теплый дневной свет (аналогичное по цвету освещение лампам накаливания), дневной свет и холодный дневной свет.5. Отсутствует мерцание (стробоскопический эффект), стабильность освещения обеспечивается электронным балластом лампы. 6. Заводская гарантия от производителя на каждую энергосберегающую лампу.

А теперь о минусах энергосберегающих ламп:

1. Высокая цена. Одна люминесцентная лампочка стоит, в зависимости от мощности, в 5-10 раз дороже лампы накаливания. 2. Срок исправной работы компактных люминесцентных ламп зависит от частоты включения и выключения питания — чем чаще щелкать выключателем, тем быстрее лампа выйдет из строя.3. Такие лампы противопоказаны людям, имеющим болезни кожи и эпилепсией.4. Энергосберегающая лампа содержит пары ртути, которые являются ядовитыми для людей. При повреждении лампы необходимо многочасовое проветривание помещения и провести влажную уборку раствором марганца. Если же разбито несколько ламп сразу нужно вызвать специалистов МЧС для проведения демеркуризации помещения.5. Использованные лампы нельзя выбрасывать вместе с обычным бытовым мусором. В любом городе должны быть пункты приема таких ламп. (Поинтересуйтесь ли они в нашем городе?)Итог. Экономить электроэнергию можно по-разному. Существуют также и светодиодные лампы, которые также являются энергосберегающими, но в которых не содержится опасная ртуть. Поэтому, решать вам!

www.kak-chto.info

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП

СВЕТЯЩИЕСЯ ТРУБКИ

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.

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.

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.

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?

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.

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.

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.

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

Рис. 23. Включение лампы в сеть трёхфазного тока:

7, 2, 3 — основные провода, 0 — нулевой провод.

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

-------- ПШШЇЇ^-1

Іїонденса - Катушка

Тор самоиндукции

0

Источник Сопротивление тока ^Стартер

0 &

В

Б

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 равномерностьсвета 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 весьмапросто. 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.

О этой небольшой книжке мы постарались познакомить О читателя с одним из замечательных достижений со­временной науки и техники — люминесцентными лампами. Мы увидели, как разнообразны вопросы из различных от­раслей науки, …

Ч Тобы точнее представить себе работу люминесцентной лампы, следует более подробно рассмотреть включе­ние лампы в электрическую осветительную сеть. В этом отношении электрические лампочки накали­вания имеют перед люминесцентными несомненные пре­имущества. Их …

msd.com.ua

2. Преимущества люминесцентных светильников. Преимущества галогенных ламп. Основные преимущества и недостатки регенеративных теплообменных аппаратов. Люминесцентные светильники

Похожие главы из других работ:

География атомной энергетики РФ

1.1 Преимущества АЭС

Остановимся сначала на преимуществах. Главным преимуществом АЭС перед любыми другими электростанциями является их практическая независимость от источников топлива, т.е. удаленности от месторождений урана и радиохимических заводов...

Двигатель Стирлинга

Преимущества

Тем не менее, двигатель Стирлинга имеет преимущества, которые вынуждают заниматься его разработкой. "Всеядность" двигателя - как все двигатели внешнего сгорания (вернее - внешнего подвода тепла)...

Информационно-измерительная система технического учета электроэнергии

2.3 Преимущества и недостатки стандарта GSM

...

Исследование свечения ионосферы, стимулированной мощным радиоизлучением стенда "Сура"

2.2.2 Преимущества и недостатки ПЗС

· Основной прогресс в регистрации астрономических объектов был достигнут, в первую очередь, за счет удивительной чувствительности ПЗС-матриц. Если для получения изображения слабой галактики на фотопленку требуются порой часовые выдержки...

Источники искусственного освещения

3.3. Преимущества и недостатки ламп накаливания

Преимущества: -малая стоимость -небольшие размеры -ненужность пускорегулирующей аппаратуры -при включении они зажигаются практически мгновенно -отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре...

Монтаж люминесцентных ламп

4. Монтаж люминесцентных ламп

Светильники для люминесцентных ламп низкого давления состоят из металлического корпуса, в котором смонтированы ламподержатели, стартеродержатели, пускорегулирующее устройство, соединительные провода и рассеиватель...

Поверхностный ядерный магнитный резонанс

1.3 Преимущества и недостатки ЯМР

ЯМР -- самый мощный и информативный метод исследования молекул. Строго говоря, это не один метод, это большое число разнообразных типов экспериментов, т.е. импульсных последовательностей. Хотя все они основаны на явлении ЯМР...

Преимущества и недостатки авторадиографии

2.1 Преимущества и недостатки авторадиографии

Авторадиография весьма популярный метод детекции различных нуклеотидов. Но как и у любого метода у неё тоже существуют свои преимущества и недостатки. Главное преимущество авторадиографии -- простота и доступность...

Проточная цитометрия

5. Преимущества

Короткое время анализа за счет высокой скорости (до 100 000 событий в секунду), анализ большого количества клеток (до 108 клеток в мл), определение субпопуляций клеток, измерение параметров редко встречающихся клеток...

Реконструкция бойлерных установок с применением пластинчатых теплообменников

2.1 Преимущества пластинчатых теплообменных аппаратов

Теплообменный аппарат любой конструкции представляет собой аппарат, основной функцией которого является передача тепла от одной среды к другой. Наиболее эффективным считается такой теплообменник...

Рентгеновское излучение

Преимущества рентгенографии

Широкая доступность метода и легкость в проведении исследований. Для большинства исследований не требуется специальной подготовки пациента. Относительно низкая стоимость исследования...

Рентгеновское излучение

Преимущества рентгеноскопии

Главным преимуществом перед рентгенографией является факт исследования в реальном масштабе времени. Это позволяет оценить не только структуру органа, но и его смещаемость, сократимость или растяжимость, прохождение контрастного вещества...

Спектроскопия комбинационного рассеяния света (рамановская спектроскопия)

Преимущества метода КРС-спектроскопии

Метод рамановской (КРС) спектроскопии имеет следующие достоинства: - неразрушающий; - бесконтактный; - не требующий подготовки пробы; - анализ твердых материалов и жидкостей...

Электрификация и проектирование освещения офисного помещения ОАО "Конверсия-Жилье"

1.1.4 Принцип работы, преимущества и недостатки люминесцентных ламп (ЛЛ)

Принцип действия состоит в использовании электролюминесценции (свечения паров металлов и газов при прохождении через них электрического тока) и фотолюминесценции (свечение вещества люминофора при его облучении другим, например...

Электропривод насоса Д4000-95

5.1 Основные преимущества преобразователей частоты

· лучшее соотношения цена/качество; · многоуровневая схема формирования выходного напряжения обеспечивает синусоидальную форму выходного тока при минимальном уровне высших гармоник...

fis.bobrodobro.ru