Люминесцентные лампы: типы, технические характеристики, принцип действия

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.

История создания

Михаил Ломоносов первый открыл свечение газов при прохождении тока через шар с водородом. Дальнейшая история имела следующее развитие:

  1. Газоразрядную лампу изобрёл в 1856 году Генрих Гейслер. Он обнаружил синее свечение газа в трубке, возбуждённой соленоидом;
  2. В 1893 г. на всемирной выставке в Чикаго Томас Эдисон познакомил зрителей со свечением люминесцентного вещества;
  3. В 1901 г. Питер Купер Хьюитт изобрёл ртутную лампу, которая испускала свет сине-зелёного цвета. Её конструкция была близка к современной, имела более высокую эффективность, чем ранее созданные.
  4. В Советском Союзе лампы появились в 1948 году. В 1951 г. авторы разработок стали лауреатами Сталинской премии.

Конструкция люминесцентной лампы

Высокие показатели световой отдачи выдает дуговой разряд в ртутных парах, сочетаясь с ультрафиолетовым излучением, преобразующимся в слое люминофора. В результате, по сравнению с обычной лампочкой, получается более ровный и устойчивый свет, максимально приближенный к естественному освещению. Лампа линейная люминесцентная относится к газоразрядным светильниками низкого давления.

Основным конструктивным элементом является стеклянная колба со стандартными диаметрами 12, 16, 26 и 38 мм. В обычных лампах она имеет прямую форму, а в компактных применяется более сложная конфигурация. На концах цилиндра установлены стеклянные ножки, герметично впаянные в торцы. Они предназначены для размещения электродов, изготовленных из вольфрамовой проволоки. В свою очередь, электроды соединяются методом пайки со штырьками цоколя.
Размеры люминесцентных ламп

Во внутреннем пространстве колбы создается вакуум, после чего сюда закачивается инертных газ, чаще всего аргон. К нему добавляется небольшое количество ртути или ртутного сплава. Поверхность электродов покрывается активными веществами, содержащими окислы бария, кальция, стронция и других элементов. Их работа заметно влияет на коэффициент пульсации.

Под действием приложенного напряжения в газовой среде возникает разряд электричества, значение которого ограничено компонентами пускорегулирующей аппаратуры. Одновременно из электродов начинает испускаться поток электронов, подвергающих ионизации атомы ртути. В результате, возникает видимое свечение и ультрафиолетовое излучение, невидимое обычным зрением. Далее, ультрафиолет попадает на слой люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность колбы. Под его воздействием возникает световое излучение в видимой части спектра.

Свечение лампы происходит за счет электрического разряда (в меньшей степени) и светящегося люминофорного покрытия, выдающего основную часть светового потока. В зависимости от состава люминофора можно получать любые цвета, начиная от обычного белого, и заканчивая разнообразными тонами и оттенками, количество которых постоянно увеличивается.

Технические характеристики: цоколи, вес и цветовая температура

Цоколь служит для крепления лампы к патрону светильника и для подачи питания к нему. Основные виды цоколей:

  • Резьбовые — обозначаются (Е). Колба вкручивается в патрон по резьбе. Применяются диаметры по ГОСТу 5 мм (Е5), 10 мм (Е10), 12 мм (Е12), 14 мм (Е14), 17 мм (Е17), 26 мм (Е26), 27 мм (Е27), 40 мм (Е40).
  • Штырьковые — обозначаются (G). В конструкцию входят штырьки. В выражение типа цоколя входит расстояние между ними. G4 – расстояние между штырьками 4 мм.
  • Штифтовые — обозначаются (В). Цоколь соединяется с патроном двумя штифтами, расположенными по внешнему диаметру. Маркировка зависит от расположения штифтов:
  • ВА — симметричное;
  • ВАZ — смещение одного по радиусу и высоте;
  • ВАY— смещение по радиусу.

Следующая за буквами цифра указывает диаметр цоколя в мм.

Резьбовой тип цоколя (Е) устанавливают для всех типов ламп:
  • светодиодных,
  • галогенных,
  • люминесцентных,
  • накаливания.
В один патрон можно вкручивать лампы разных типов.

Для правильной утилизации необходима информация о весе люминесцентной лампы. Запрещено выбрасывать использованные источники света в ёмкости для бытового мусора. Они сдаются для уничтожения в специальные организации. Отработанный материал принимают у населения по весу. Средний вес лампы – 170 г.

На лампе указывают цветовую температуру, единицей измерения служит градус Кельвина (К). Характеристика показывает близость свечения лампы к источникам естественного света. Она делится на три диапазона:

  1. Тёплый белый 2700К – 3200 К  — лампы с такой характеристикой излучают белый и мягкий свет, подходят для жилых помещений.
  2. Холодный белый 4000К – 4200 К — подходят для рабочих помещений, общественных зданий.
  3. Дневной белый 6200К – 6500 К — излучают белый свет холодных тонов, подходят для нежилых помещений, для улиц.

Температура света влияет на цвет окружающих предметов. Цветовая температура люминесцентных ламп зависит от толщины люминофора. Чем больше толщина, тем ниже цветовая температура лампы в Кельвинах.

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.

Принцип работы ЛДС

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.

Соотношение градусов и цвета

Коды цветопередачи согласно международной системе:

Код Особенности Применение
530 Свет тёплых тонов с плохой цветопередачей. Объекты кажутся коричневатыми и малоконтрастными. Посредственная светоотдача. Гаражи, кухни. В последнее время встречается всё реже.
640/740 «Прохладный» свет с посредственной цветопередачей и светоотдачей. Весьма распространён, должен быть заменён на 840.
765 Голубоватый «дневной» свет с посредственной цветопередачей и светоотдачей. Встречается в офисных помещениях и для подсветки рекламных конструкций.
827 Похожий на свет лампы накаливания с хорошей цветопередачей и светоотдачей. Жильё.
830 Похожий на свет галогеновой лампы с хорошей цветопередачей и светоотдачей. Жильё.
840 Белый свет для рабочих поверхностей с очень хорошей цветопередачей и светоотдачей. Общественные места, офисы, ванные комнаты, кухни. Внешнее освещение.
865 «Дневной» свет с хорошей цветопередачей и посредственной светоотдачей. Общественные места, офисы. Внешнее освещение.
880 «Дневной» свет с хорошей цветопередачей. Внешнее освещение.
930 «Тёплый» свет с отличной цветопередачей и плохой светоотдачей. Жилые помещения
940 «Холодный» свет с отличной передачей цвета и удовлетворительной светоотдачей. выставочные залы, музеи.
954, 965 «Дневной» свет с непрерывным спектром цветопередачи и посредственной светоотдачей. освещение аквариумов, выставочные залы,
Принцип российской маркировки

Маркировка импортных устройств

Маркировка импортных ламп производителей OSRAM, PHILIPS, GENERAL ELECTRIC:

OSRAM L18/21 — 840L — люминесцентная лампа, 18 — мощность Вт, 21 — цветовая температура (4000К)
PHILIPS TL-D 18W/21(840)TL-D — люминесцентная лампа, 18W — мощность Вт, 21 — цветность, 8 — индекс цветопередачи, 40 — цветовая температура (4000К)
GENERAL F18W/21 (840)F — люминесцентная лампа, 18 — мощность Вт, 21 — цветность, 8 — индекс цветопередачи, 40 — цветовая температура (4000K)

Люминесцентные источники света содержат ртуть, которая является ядовитым материалом первого класса опасности. Если ртутный источник света разбился, то можно нанести вред здоровью. В целях безопасности осколки сдают в организации по утилизации ламп.

Виды

Люминесцентные лампы делятся по видам:

  • круглые;
  • кольцевые;
  • цветные;
  • длинные;
  • U образные;
  • линейные;
  • двухцокольные;
  • одноцокольные.

Виды источников света отличаются по исполнению. Варианты исполнения и применения:

  1. Линейные — делятся на прямые, кольцевые, U образные. Различаются по длине, диаметру колбы. С увеличением размера увеличивается мощность. Используют цоколь G13. Диаметры: Т4, Т5, Т10, Т12. Цифры обозначают диаметр в дюймах. Лампы применяют в общественных местах.
  2. Компактные — делятся по форме и величине колбы, по величине и типу цоколя. Форма колбы ихогнутая, что придаёт компактность. Несколько слоёв люминофора улучшают светопередачу.
  3. Специальные.

Специальные отличаются спектром излучения:

  • с повышенной цветопередачей — используются на выставках, музеях:
  • спектр близкий к солнечному — применяется в медицине для светотерапии;
  • в спектре преобладает синий и красный — благоприятно влияет на фотобиологические процессы, используется для растений и аквариумов;
  • в спектре преобладает синий и ультрафиолет — применяют в аквариумах для роста кораллов;
  • в спектре присутствует ближний ультрафиолет — применяется в помещениях, где содержатся птицы;
  • ультрафиолетовые лампы из чёрного стекла — используются для лабораторных исследований;
  • для соляриев;
  • для стерилизации.

Нормативные документы: действующий ГОСТ

Стандарты, регулирующие эксплуатацию люминесцентных источников света:

  • ГОСТ Р МЭК 60081-99 лампы двухцокольные. Эксплуатационные требования.
  • ГОСТ Р МЭК 60901-99 одноцокольные лампы для общего освещения Эксплуатационные требования.
  • ГОСТ 6825-91 лампы трубчатые для общего освещения.
  • ГОСТ Р МЭК 61195-99 лампы двухцокольные. Требования безопасности.

Срок службы

Срок эксплуатации люминесцентных ламп 2000 – 20000 часов при ограничении включений и выключений. Их не рекомендуется использовать в местах общего пользования в электрических цепях с датчиками движения.

К концу срока эксплуатации световой поток уменьшается на 50%.

Меры безопасности

В случае, если разбилась лампа дневного света, в воздух выделяются пары ртути, которые опасны для человека. Первоначальное отравление проявляется через 8-24 часа. Симптомами являются: общая слабость, головная боль, боль при глотании и жар. После этого наблюдаются боли в деснах, боли в животе, дискомфорт в желудке и пневмония. При сильном отравлении возможна смерть.

Удаление ртути включает три обязательных процедуры:

  1. Собрать ртуть механическим путем.
  2. Провести процесс демеркуризации.
  3. Провести работы по влажной очистке.

Данные действия необходимо совершать в промышленном противогазе марки G (на коробке с черным и желтым покрытием) или в респираторе РПГ-67-Г, РУ-60М-Г, У-2ГП, противогаз ППФМ-92.

Используйте амальгамедную медь или листья гвоздики для сбора пролитой ртути, чтобы предотвратить ее распространение и дробление либо используйте влажную щепу, песок. Иногда используется вакуумный метод — резиновые груши. Затем все места покрывают серой (мелкодисперсный порошок серы) или алюминиевой пудрой, и помещение хорошо проветривалось.

Утилизация ЛДС

Наиболее эффективным методом удаления (нейтрализации) ртути является:

  • 20% концентрированный раствор хлорида железа (200 г хлорида железа, растворенного в 1 л воды).
  • 0,2% водный раствор перманганата калия (перманганат калия подкисляют соляной кислотой (5 мл кислоты на литр).
  • 5% водный раствор дихлорамина или хлорамина.

Лампы дневного света — эффективное и надежное средство освещения. Из-за наличия ртути данный тип ламп является опасным и требует особых условий хранения, транспортировки и эксплуатации.

Преимущества и недостатки

Люминесцентные устройства имеют преимущества, достоинства и недостатки. Лампы имеют высокий показатель световой отдачи. Люминесцентные приборы в 20 Вт обеспечивают освещение в комнате, которое имеют устройства накаливания и иллюминационные лампы в 100 Вт.

Изделия отличаются высоким коэффициентом полезного действия. Энергосберегающие лампы используются до 20 тыс. часов при обеспечении требований эксплуатации.

Свет у люминесцентных конструкций не направленный, а рассеивающий. В северных регионах рекомендовано применение люминесцентных ламп дневного света в жилых и общественных зданиях.

Преимущество люминесцентных устройств в разнообразии конструктивных решений. Разные формы, цветовые оттенки устройств позволяют реализовывать оригинальные дизайнерские решения в архитектуре общественных и жилых комплексов.

К недостаткам люминесцентных приборов относится содержание в конструкции ртути, в зависимости от размера лампы объем вещества варьируется от 2,3 мг до 1 г. Однако производители разрабатывают конструкции, которые в применении не опасны.

Необходимо учитывать сложность в монтаже схем включения и ограниченную мощность на 1 единицу (150 Вт). Эксплуатация устройств зависит от климатических условий, т.к. при понижении температуры устройства гаснут либо не зажигаются. Световой поток в лампах снижается к концу эксплуатации прибора.

Как выбрать лампу

При выборе лампы важен температурный режим использования прибора, показатель электрического напряжения в сети, размеры ламп, сила светового потока, оттенок излучения. Параметры цоколей люминесцентных ламп должны соответствовать типам светильников, торшеров и т.д.

Различается подбор ламп по типу помещения (прихожие, гостиные, спальни, ванные и т.д.). Для жилых пространств подходят модели с резьбовым цоколем и электронным балластом, т.к. не имеют резкого мерцания и бесшумны.

Для прихожих необходимы мощные светильники с интенсивным, при этом рассеянным освещением. Для настенных бра подойдут приборы компактного типа с теплым оттенком (930) и цветопередачей высокого качества. Над карнизом под потолком можно монтировать ленточные светильники с лампами холодного оттенка (860) и трубчатой конструкцией.

В гостиной люминесцентные устройства используются для бра, которые монтируются для подсветки зон либо декоративных элементов. Цвет подбирается белый, высокого качества (940). Возможен монтаж осветительных устройств по периметру потолка.

В спальни рекомендуется выбирать люминесцентные приборы стандартные с показателем 930-933 либо компактные устройства с похожими качествами.

Освещение в кухонной зоне должно быть многоуровневым (общим и локальным). В качестве потолочных рекомендованы компактные устройства мощностью не меньше 20 Вт, оттенок света должен быть теплым, с показателем не ниже 840. Для обустройства рабочей зоны на кухне оптимальны лампы линейные люминесцентные, не создающие блики на поверхностях.

Популярные марки

Трубчатые люминесцентные источники света часто применяют в магазинах, промышленных помещениях. Пользуются популярностью лампы белого света (ЛБ) и дневного света (ЛД). По европейскому обозначению самым используемым является 765 (холодный) и 640 (теплый) свет (маркировка фирмы Osram). Philips TLD имеет маркировку 54 (холодный) и 33 (теплый).

Тип ЛЛ Характеристики Применение
Линейная лампа тип Т8 (26 мм)
фото 3
Популярные лампы мощностью 36 Вт и 18 Вт с цоколем G13.
Срок службы в среднем 10 тыс. часов.
Для пуска используют балласты на основе электромагнитного дросселя или электронные (ЭмПРА или ЭПРА).
Мощность отражается на длине. Чем она больше, тем длиннее лампа.
Линейная лампа тип Т5 (16 мм)
фото 4
Мощность 6 – 28 Вт, срок эксплуатации от 6 тыс. до 10 тыс. часов. Для пуска применяют схему электронного балласта. Лампы используют в жилых комнатах, их размещают в подвесных светильниках, в интерьерах бытовых помещений.
Линейная лампа тип Т4 (12,5 мм) Диаметр трубки 12,5 мм. Диапазон мощностей — от 6 до 24 Вт. Цветовые температуры 6400К и 4200К самые распространённые. Срок эксплуатации от 6 тыс. до 8 тыс. часов. Для запуска необходим электронный балласт. Лампы применяют для подсветки мобильников, с цоколем G5 в настольных светильниках.

Источники: https://electric-220.ru/news/razmery_ljuminescentnykh_lamp/2019-05-28-1695, https://vamfaza.ru/lumin-lampi/, , https://odinelectric.ru/osveshhenie/istochniki-sveta/chto-takoe-lyuminestsentnaya-lampa, https://rusenergetics.ru/lampochki/dnevnogo-sveta, https://OsvescheniePro.com/lampy/lyuminestsentnye, https://www.calc.ru/Lyuminestsentnyye-Lampy-Lampy-Dnevnogo-Sveta.html

Ссылка на основную публикацию

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: