Люминесцентная лампа это. Люминесцентные лампы: принцип работы, виды и особенности применения

Что такое люминесцентная лампа. Как устроена и работает люминесцентная лампа. Какие бывают виды люминесцентных ламп. Каковы преимущества и недостатки люминесцентных ламп. Как правильно выбрать и использовать люминесцентную лампу.

Принцип работы люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа представляет собой газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается люминофором, который в свою очередь светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда. Рассмотрим основные компоненты и принцип действия такой лампы:

• Стеклянная трубка, заполненная инертным газом (обычно аргоном) и парами ртути
• Электроды на концах трубки
• Люминофорное покрытие на внутренней поверхности трубки
• Электронный или электромагнитный балласт для запуска и стабилизации разряда

При подаче напряжения между электродами возникает электрический разряд в газовой среде. Ультрафиолетовое излучение, возникающее при этом разряде, вызывает свечение люминофора, который преобразует УФ в видимый свет. Таким образом достигается высокая световая отдача при относительно низком энергопотреблении.

Виды люминесцентных ламп

Существует несколько основных типов люминесцентных ламп:

Линейные лампы

Это классические трубчатые лампы различного диаметра и длины. Наиболее распространены следующие виды:

• T5 — диаметр 16 мм
• T8 — диаметр 26 мм
• T12 — диаметр 38 мм

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

Имеют изогнутую или свернутую трубку и встроенный электронный балласт. Предназначены для замены ламп накаливания в обычных патронах. Бывают следующих типов:

• С цоколем E27 или E14
• С цоколем G23, G24 и др.

Круглые лампы

Имеют форму кольца и используются в специальных светильниках.

Преимущества люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы обладают рядом существенных достоинств по сравнению с лампами накаливания:

• Высокая световая отдача — до 80-100 лм/Вт
• Длительный срок службы — от 6000 до 20000 часов
• Низкое энергопотребление — экономия до 80% электроэнергии
• Различные оттенки белого света — от теплого до холодного
• Низкая температура колбы
• Возможность получения света разных цветов

Недостатки люминесцентных ламп

При всех достоинствах, люминесцентные лампы имеют и некоторые недостатки:

• Содержание ртути — требуют специальной утилизации
• Чувствительность к температуре окружающей среды
• Возможное мерцание при использовании электромагнитного балласта
• Более высокая стоимость по сравнению с лампами накаливания
• Искажение цветопередачи при использовании дешевых люминофоров

Особенности применения люминесцентных ламп

При использовании люминесцентных ламп следует учитывать некоторые особенности:

• Необходимость специальной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА)
• Зависимость светового потока от температуры окружающей среды
• Ограниченное количество циклов включения-выключения
• Постепенное снижение светового потока в процессе эксплуатации

Оптимальные условия для работы большинства люминесцентных ламп — температура 20-25°C и отсутствие частых включений-выключений.

Как выбрать люминесцентную лампу

При выборе люминесцентной лампы следует обратить внимание на следующие параметры:

• Мощность и световой поток
• Цветовая температура (теплый, нейтральный или холодный свет)
• Индекс цветопередачи (Ra)
• Тип цоколя и размеры
• Срок службы
• Наличие электронного или электромагнитного ПРА

Важно подобрать лампу, соответствующую параметрам светильника и условиям эксплуатации.

Утилизация люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы содержат ртуть, поэтому требуют специальной утилизации. Категорически запрещается выбрасывать их вместе с бытовыми отходами. Для правильной утилизации следует:

• Сдавать отработавшие лампы в специализированные пункты приема
• Использовать услуги компаний, занимающихся сбором и утилизацией опасных отходов
• Обращаться в жилищно-коммунальные службы, если они организуют сбор таких ламп

Правильная утилизация люминесцентных ламп позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды ртутью и другими вредными веществами.

Перспективы развития люминесцентных ламп

Несмотря на растущую популярность светодиодных источников света, люминесцентные лампы продолжают совершенствоваться. Основные направления развития включают:

• Повышение световой отдачи и срока службы
• Улучшение цветопередачи
• Разработку безртутных люминесцентных ламп
• Создание «умных» ламп с возможностью управления яркостью и цветовой температурой
• Интеграцию с системами «умного дома»

Эти инновации позволят люминесцентным лампам оставаться конкурентоспособными на рынке энергоэффективных источников света еще долгое время.

Люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов.

Различные виды люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Срок службы люминесцентных ламп может до 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу коммутаций, в противном случае быстро выходят из строя.

Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.

Коридор, освещенный люминесцентными лампами

Область применения

Люминесцентные лампы — наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту.

Применение электронных пускорегулирующих устройств (балластов) вместо традиционных электромагнитных позволяет ещё более улучшить характеристики люминесцентных ламп — избавиться
от мерцания и гула, ещё больше увеличить экономичность, повысить компактность.

Главными достоинствами люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются высокая светоотдача (люминесцентная лампа 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания) и более длительный срок службы (2000 — 20000 часов против 1000 часов).
В некоторых случаях это позволяет люминесцентным лампам экономить значительные средства, несмотря на более высокую начальную цену.
Применение люминесцентных ламп особенно целесообразно в случаях, когда освещение включено продолжительное время, поскольку включение для них является наиболее тяжёлым режимом и частые включения-выключения сильно снижают срок службы.

История

Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида.
В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение.
В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово — белый свет. Эта лампа имела умеренный успех.
В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет синезелёного
цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Это было, однако, очень близко к современному дизайну, и имело намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эллинойса.
В 1926 году Эдмунд Джермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой в более однородно белоцветной свет. Э.Джермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света.

General Electric позже купила патент Джермера, и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году.

Принцип работы

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах
лампы возникает электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути, и проходящий ток приводит к появлению УФ излучения.
Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.

 Особенности подключения

С точки зрения электротехники, люминесцентная лампа — устройство с отрицательным сопротивлением (чем больший ток через неё проходит — тем больше падает её сопротивление).
Поэтому при непосредственном подключении к электрической сети лампа очень быстро выйдет из строя из-за огромного тока, проходящего через неё. Чтобы предотвратить это, лампы подключают через специальное устройство (балласт).

В простейшем случае это может быть обычный резистор, однако в таком балласте теряется значительное количество энергии. Чтобы избежать этих потерь при питании ламп от сети переменного тока в качестве балласта может применяться реактивное сопротивление (конденсатор или катушка индуктивности). В настоящее время наибольшее распространение получили два типа балластов — электромагнитный и электронный.

Произведённый в СССР электромагнитный балласт «1УБИ20». Недостатком являлся низкий cosф, так как реактивная мощность балласта зачастую больше мощности лампы.

Электромагнитный балласт

Электромагнитный балласт представляет собой индуктивное сопротивление (дроссель) подключаемое последовательно с лампой. Для запуска лампы с таким типом балласта требуется также стартер.

Преимуществами такого типа балласта является его простота и дешевизна.
Недостатки — мерцание ламп с удвоенной частотой сетевого напряжения (частота сетевого напряжения в России = 50 Гц), что повышает утомляемость и может негативно сказываться на зрении, относительно долгий запуск (обычно 1-3 сек, время увеличивается по мере износа лампы), большее потребление энергии по сравнению с электронным балластом.

стартер

Дроссель также может издавать низкочастотный гул.
Помимо вышеперечисленных недостатков, можно отметить ещё один.
При наблюдении предмета вращающегося или колеблющегося с частотой равной или кратной частоте мерцания люминесцентных ламп с электромагнитным балластом такие предметы будут казаться неподвижными из-за эффекта стробирования.
Например этот эффект может затронуть шпиндель токарного или сверлильного станка, циркулярную пилу, мешалку кухонного миксера, блок ножей вибрационной электробритвы.

Во избежание травмирования на производстве запрещено использовать люминесцентные лампы для освещения движущихся частей станков и механизмов без дополнительной подсветки лампами накаливания.

электронный балласт

Электронный балласт

Электронный балласт представляет собой электронную схему, преобразующую сетевое напряжение в высокочастотный (20-60 кГц) переменный ток, который и питает лампу.
Преимуществами такого балласта является отсутствие мерцания и гула, более компактные размеры и меньшая масса, по сравнению с электромагнитным балластом.
При использовании электронного балласта, можно добиться мгновенного запуска лампы (холодный старт), однако такой режим неблагоприятно сказывается на сроке службы лампы, поэтому применяется и схема с предварительным прогревом электродов в течение 0,5-1 сек (горячий старт).
Лампа при этом зажигается с задержкой, однако этот режим позволяет увеличить срок службы лампы.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой миниатюрную газоразрядную лампочку с неоновым наполнением и двумя металлическими электродами.

Один электрод пускателя неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве. В исходном состоянии электроды пускателя разомкнуты.

подключение 58-ваттных ламп классическим способом в рекламном щите

Пускатель включается параллельно лампе. В момент включения к электродам лампы и пускателя прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю.

Электроды лампы холодные и напряжение сети недостаточно для её зажигания. Но в пускателе от приложенного напряжения возникает разряд, в результате которого ток проходит через электроды лампы и пускателя. Ток разряда мал для разогрева электродов лампы, но достаточен для электродов пускателя, отчего биметаллическая пластинка, нагреваясь, изгибается и замыкается с жёстким электродом.

Ток в общей цепи возрастает и разогревает электроды лампы. В следующий момент электроды пускателя остывают и размыкаются. Мгновенный разрыв цепи тока вызывает мгновенный пик напряжения на дросселе, что и вызывает зажигание лампы.

К этому моменту электроды лампы уже достаточно разогреты. Разряд в лампе возникает сначала в среде аргона, а затем, после испарения ртути, приобретает вид ртутного.

 В процессе горения напряжение на лампе и пускателе составляет около половины сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, что устраняет повторное срабатывание пускателя.

В процессе зажигания лампы пускатель иногда срабатывает несколько раз подряд вследствие отклонений во взаимосвязанных между собой характеристиках пускателя и лампы.

 В некоторых случаях при изменении характеристик пускателя или лампы возможно возникновение ситуации, когда стартер начинает срабатывать циклически.

Это вызывает характерный эффект когда лампа периодически вспыхивает и гаснет, при погасании лампы видно свечение катодов накаленных током протекающим через сработавший стартер.

Механизм запуска лампы с электронным балластом

В отличие от электромагнитного балласта для работы электронного балласта зачастую не требуется отдельный специальный стартер т.к. такой балласт в общем случае способен сформировать необходимые последовательности напряжений сам.

Существуют разные технологии запуска люминесцентных ламп электронными балластами. В наиболее типичном случае электронный балласт подогревает катоды ламп и прикладывает к катодам напряжение, достаточное для зажигания лампы, чаще всего — переменное и высокочастотное (что заодно устраняет мерцание лампы характерное для электромагнитных балластов).

В зависимости от конструкции балласта и временных параметров последовательности запуска лампы такие балласты могут обеспечивать, например плавный запуск лампы с постепенным нарастанием яркости до полной за несколько секунд или же мгновенное включение лампы.

 Часто встречаются комбинированные методы запуска когда лампа запускается не только за счет факта подогрева катодов лампы но и за счет того что цепь в которую включена лампа является колебательным контуром. Параметры колебательного контура подбираются так, чтобы при отсутствии разряда в лампе, в контуре возникает явление электрического резонанса, ведущее к значительному повышению напряжения между катодами лампы.

Как правило, это ведет и к росту тока подогрева катодов, поскольку при такой схеме запуска спирали накала катодов нередко соединены последовательно через конденсатор, являясь частью колебательного контура. В результате за счет подогрева катодов и относительно высокого напряжения между катодами лампа легко зажигается.

После зажигания лампы параметры колебательного контура изменяются, резонанс прекращается, и напряжение в контуре значительно падает, сокращая ток накала катодов. Существуют вариации данной технологии.

Например, в предельном случае балласт может вообще не подогревать катоды, вместо этого, приложив достаточно высокое напряжение к катодам, что неизбежно приведет к почти мгновенному зажиганию лампы за счет пробоя газа между катодами. По сути, этот метод аналогичен технологиям, применяемым для запуска ламп с холодным катодом (CCFL). Данный метод достаточно популярен у радиолюбителей, поскольку позволяет запускать даже лампы с перегоревшими нитями накала катодов, которые не могут быть запущены обычными методами из-за невозможности подогрева катодов.

В частности этот метод нередко используется радиолюбителями для ремонта компактных энергосберегающих ламп, которые являются обычной люминесцентной лампой с встроенным электронным балластом в компактном корпусе. После небольшой переделки балласта такая лампа может еще долго служить, невзирая на перегорание спиралей подогрева, и ее срок службы будет ограничен только временем до полного распыления электродов.

Причины выхода из строя

Электроды люминесцентной лампы представляют собой вольфрамовые нити, покрытые пастой (активной массой) из щелочноземельных металлов. Эта паста и обеспечивает стабильный тлеющий разряд, если бы ее не было, вольфрамовые нити очень скоро перегрелись бы и сгорели.

Балласт от перегоревшей энергосберегающей лампы подключён к лампе Т5

В процессе работы она постепенно осыпается с электродов, выгорает, испаряется, особенно при частых пусках, когда некоторое время разряд происходит не по всей площади электрода, а на небольшом участке его поверхности, что приводит к перегреву электрода. Отсюда потемнение на концах лампы, часто наблюдаемое ближе к окончанию срока службы.

Когда паста выгорит полностью, ток лампы начинает падать, а напряжение, соответственно, возрастать. Это приводит к тому, что начинает постоянно срабатывать стартер — отсюда всем известное мигание вышедших из строя ламп.

Электроды лампы постоянно разогреваются, и в конце концов, одна из нитей перегорает, это происходит примерно через 2 — 3 дня, в зависимости от производителя лампы.

После этого на минуту-две лампа горит без всяких мерцаний, но это последние минуты в ее жизни. В это время разряд происходит через остатки перегоревшего электрода, на котором уже нет пасты из щелочноземельных металлов, остался только вольфрам.

Эти остатки вольфрамовой нити очень сильно разогреваются, из-за чего частично испаряются, либо осыпаются, после чего разряд начинает происходить за счет траверсы (это проволочка, к которой крепится вольфрамовая нить с активной массой), она частично оплавляется. После этого лампа вновь начинает мерцать. Если ее выключить, повторное зажигание будет невозможным. На этом все и закончится.

Вышесказанное справедливо при использовании электромагнитных ПРА (балластов). Если же применяется электронный балласт, все произойдет несколько иначе.

Постепенно выгорит активная масса электродов, после чего будет происходить все больший их разогрев, рано или поздно одна из нитей перегорит.

Сразу же после этого лампа погаснет без мигания и мерцания за счет предусматривающей автоматическое отключение неисправной лампы конструкции электронного балласта.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Многие люди считают свет, излучаемый люминесцентными лампами грубым и неприятным. Цвет предметов освещенных такими лампами может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за синих и зеленых линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти из-за типа применяемого люминофора.

Типичный спектр люминесцентной лампы.

Во многих дешевых лампах применяется галофосфатный люминофор, который излучает в основном жёлтый и синий свет,
в то время как красного и зелёного излучается меньше.

Такая смесь цветов глазу кажется белым, однако при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета.
Однако такие лампы, как правило, имеют очень высокую световую отдачу.

В более дорогих лампах используется «трехполосный» и «пятиполосный» люминофор.
Это позволяет добиться более равномерного распределения излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы, как правило, имеют более низкую световую отдачу.

Также существуют люминесцентные лампы, предназначенные для освещения помещений, в которых содержатся птицы. Спектр этих ламп содержит ближний ультрафиолет, что позволяет создать более комфортное для них освещение, приблизив его к естественному, так как птицы, в отличие от людей, имеют четырехкомпонентное зрение.

Варианты исполнения

По стандартам лампы дневного света разделяются на колбные и компактные.

Советская люминесцентная лампа мощностью 20 Вт( «ЛБ-20» ). Современный европейский аналог этой лампы — T8 1

Колбные лампы представляют собой лампы в виде стеклянной трубки. Различаются по диаметру и по типу цоколя, имеют следующие обозначения:
T5 ((диаметр 5/8 дюйма=1.59 см),
T8 (диаметр 8/8 дюйма=2.54 см),
T10 (диаметр 10/8 дюйма=3.17 см)
и T12 (диаметр 12/8 дюйма=3.80 см)).

Лампы такого типа часто можно увидеть в промышленных помещениях, офисах, магазинах и т. д.

 Компактные лампы представляют собой лампы с согнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на (G23,G24Q1,G24Q2, G24Q3). Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27 и E14, что позволяет использовать их в обычных светильниках вместо ламп накаливания.

Преимуществом компактных ламп являются устойчивость к механическим повреждениям и небольшие размеры. Цокольные гнёзда для таких ламп очень просты для монтажа в обычные светильники, срок службы таких ламп составляет от 6000 до 15000 часов.

 G23

Универсальная лампа Osram для всех типов цоколей G24

У лампы G23 внутри цоколя расположен стартер, для запуска лампы дополнительно необходим только дроссель. Их мощность обычно не превышает 14 Ватт.

Основное применение — настольные лампы, зачастую встречаются в светильниках для душевых и ванных комнат. Цокольные гнезда таких ламп имеют специальные отверстия для монтажа в обычные настенные светильники.

 G24

Лампы G24Q1, G24Q2 и G24Q3 также имеют встроенный стартер, их мощность, как правило, от 13 до 36 Ватт.

Применяются как в промышленных, так и в бытовых светильниках.

Стандартный цоколь G24 можно крепить как шурупами, так и на купол (современные модели светильников).

Утилизация

Все люминесцентные лампы содержат ртуть (в дозах от 40 до 70 мг), ядовитое вещество. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью.

По истечении срока службы в России лампу, как правило, выбрасывают куда попало.

На проблемы утилизации этой продукции в России не обращают внимания ни потребители, ни производители, хотя существует несколько занимающихся ею фирм.

Александр Гореславец
Компания «Додэка Электрик».

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

в чём их отличия и как выбирать

При выборе типа лампы, используемой в светильнике, надо руководствоваться как техническими характеристиками, так и дизайнерской задачей. С технической точки зрения учитываются несколько факторов.

Чтобы помочь потребителю разобраться в данных вопросах, рассмотрим, как устроены лампы, их достоинства и недостатки.

Энергосберегающая лампа

Компактная люминесцентная лампа состоит из 3 основных компонентов: цоколя, люминесцентной лампы и электронного блока. Цоколь предназначен для подключения лампы к сети. Электронный блок (ЭПРА: электронный пускорегулирующий аппарат) обеспечивает зажигание (пуск) и дальнейшее горение люминесцентной лампы. ЭПРА преобразует сетевое напряжение 220 В в напряжение, необходимое для работы люминесцентной лампы. Благодаря ЭПРА энергосберегающая лампа зажигается без мерцания и работает без мигания свойственного обычным люминесцентным лампам. Люминесцентная лампа наполнена парами ртути и инертным газом (аргоном), а её внутренние стенки покрыты люминофорным покрытием. Под действием высокого напряжения в лампе происходит движение электронов. Столкновение электронов с атомами ртути образует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет. Благодаря механизму действия энергосберегающих ламп удаётся добиться снижения потребления электроэнергии на 80% по сравнению с лампами накаливания при аналогичном световом потоке. Помимо пониженного потребления световой энергии энергосберегающие лампы выделяют меньше тепла, чем лампы накаливания. Незначительное тепловыделение позволяет использовать компактные люминесцентные лампы большой мощности в хрупких бра, светильниках и люстрах, в которых от ламп накаливания с высокой температурой нагрева может оплавляться пластмассовая часть патрона, либо сам провод. Из-за более равномерного распределение света энергосберегающие лампы снижают утомляемость человеческого глаза.

Люминесцентные лампы

Люминесцентная лампа – это газоразрядная лампа низкого давления. Ультрафиолетовое излучение, возникающее в результате газового разряда невидимо для человеческого глаза. Оно преобразуется люминофорным покрытием в видимый для нас свет. Принцип работы люминесцентной лампы похож на компактные энергосберегающие лампы (см. выше).

Лампы накаливания

Лампы накаливания традиционно используются на протяжении многих лет и по-прежнему являются наиболее широко применяемым источником света. Они дают приятный свет со спектром, сдвинутым в инфракрасную область. Цветные лампы прекрасно подходят для создания декоративных специальных эффектов, а зеркальные лампы, излучающие направленный свет, позволяют создать необходимый световой акцент. Несмотря на многообразие типоразмеров ламп накаливания, отличающихся номинальным напряжением, мощностью и родом тока, все они объединены единым физическим принципом получения видимого излучения (нагрев электрическим током вольфрамовой нити до температуры 2200-2800°С) и сходством применяемых во всех конструкциях основных составляющих элементов: стеклянная колба; вольфрамовая нить; электроды.

Зеркальная лампа

Верхняя часть колбы зеркальной лампы покрыта отражающим свет слоем. Зеркальное покрытие защищает конструкцию лампы от перегрева, и в то же время позволяет самой лампе светить ярче. При этом другая часть колбы остается матовой, а свет от нее равномерный, рассеянный. Срок службы такой лампы 600-1000 часов.

Галогенные лампы

Галогенные лампы излучают приятный белый свет с отличной цветопередачей. Основаны на том же принципе, что и лампы накаливания, но с применением «галогенного цикла». Вольфрамовая нить накаливания окружена инертным газом, содержащим галогениды. Благодаря специально созданным условиям вылетающие частички нити возвращаются обратно, что значительно продлевает срок службы лампочки и предотвращает почернение колбы. Если к галогенной лампе холодного света добавить отражатель, то освещаемые такой лампой объекты не будут нагреваться. Кроме того, галогенная лампа дает больше света, чем лампа накаливания при одинаковой мощности. При использовании галогенных ламп обратите внимание на одну особенность – эти лампы очень чувствительны к перепадам напряжения.

Параметры	люминис­центные лампы	ком­пакт­ные энерго­сберегающие лампы	металло­галогенные лампы	зеркальная лампа	галогенные лампы
Срок службы, час*	3000-6000		6000-15000	1000	до 1000
Световой поток, Лм**	110-7500	100-10000	1000-30000	70-18000	30-11000
Световая отдача лм/Вт***	25-104	25-80	50-95	7-18	до 30
Цветовая температура указывается в градусах Кельвина****	2700-6500		3000-6000	2500-2900	2700-4000
Недостатки	большие габариты, наличие ртути, необходимость специальной аппаратуры включения		наличие ртути, необходимость специальной аппаратуры включения, пульсации светового потока	низкая светоотдача, малый срок службы
Достоинства	высокая световая отдача, большой срок службы		компактность, хорошая цветопередача	идеальная цветопередача, простота включения, дешевизна
Основные области применения лампы	внутреннее освещение административных помещений, магазинов и т.д.		архитектурное, художественное освещение, акцентир. освещение	освещение жилых помещений	архитектурное, художественное освещение, акцентир. освещение

* Зависит от стабильности напряжения в сети, также повысить срок службы можно используя схемы для плавного включения ламп.
** Световым потоком называется вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека и измеряется в люменах.
*** Световая отдача показывает с какой экономичностью потребляемая электрическая мощность преобразуется в свет. Теоретически достигаемая максимальная величина при полном преобразовании энергии в видимый свет составляет 683 лм/Вт. Реально достижимые значения, разумеется, значительно ниже и находятся между 10 лм/Вт и 150 лм/Вт.
**** Цветовая температура любого источника электромагнитных волн, в том числе световых, определяется путем сопоставления спектральных характеристик источника и абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело (излучатель Планка) – тело, которое поглощает все падающие на него излучения, независимо от длины волны и направления излучения. Цветовая температура указывается в градусах Кельвина (обозначение К), отсчитываемых от абсолютного нуля. Шкала Кельвина отличается от шкалы Цельсия только положением нуля: положение нуля на шкале Кельвина на 273 градуса ниже нуля по Цельсию. Она, таким образом, выше на 273 градуса, чем та же температура, выраженная в градусах Цельсия.

Что будет, если разбилась люминесцентная лампа

Разбит градусник, вся квартира бегает в поисках веника и совка, чтобы собрать ртуть. А она уже превратилась в шарики и убегает то под кровать, то под стол, то ещё куда. А вы все бегаете и бегаете за ней. Но когда вы вкручиваете энергосберегающую лампу в патрон, и она случайно выскальзывает из рук и падает, по непонятным причинам, никто панику не поднимает. А ведь стоило бы переживать из-за лампы больше, чем из-за градусника. Помимо мелких осколков, есть ещё и много вредных и негативных моментов. И самое страшное, это пары ртути. Итак, выдохнули, успокоились, отбросили панику, мы начинаем.

Первое, с чего стоит начать в разговоре про последствия разбитой люминесцентной лампы — это ртуть. Спешу вас обрадовать, что свободной ртути не содержится в энергосберегающей лампе. Для тех, кто вдруг не знает, или просто забыл, свободная ртуть — это жидкий, серебристого цвета металл. В лампе содержится не такая ртуть. Там испарённая ртуть, точнее сказать, пары ртути. Они очень вредны, так как при разбивании лампы попадают прямиком в дыхательные пути и через легкие всасываются в организм.

Теперь глубоко вдохнули. В одной лампе, в зависимости от мощности содержится от 0,1 до 0,5 грамма ртути. Как я ранее уже говорил, содержится она в виде паров. А пары — это самое вредное. Ртуть, которая стала шариками после разбития градусника можно собрать. Удобнее всего использовать обычный широкий скотч или детский пластилин. Но как вы будете собирать пары? Их можно проветрить. Справедливо будет заметить, что это не какая-то фатальная доза ртути, но может быть отравление. Главное не забывать, что у всех разный организм, а, соответственно, у всех отличается иммунитет. И кому-то может ничего не быть, а кто-то отравится. Так что нужно быть аккуратным.

Теперь предлагаю слегка удариться в анатомию и поговорить о воздействии непосредственно на организм. И, что не менее важно, о последствиях такого воздействия. Последствия могут быть самыми разными. Для начала давайте разберёмся в возможных вариантах отравления.

Самый опасный вариант отравления парами ртути — острое отравление. При этом варианте в организм человека за непродолжительный период попадает большое количество паров ртути. Если происходит отравление, последствия не заставят себя долго ждать. Пара часов и проявятся первичные признаки отравления. И они сильно разнообразны. От боли в животе до поноса с кровью, от воспаления лёгких до опухших дёсен, тошноты и рвоты. Чаще всего температура поднимается до минимум тридцати восьми градусов. В случае особо тяжелого отравления возможен летальный исход. Но не будем о грустном. Это на самом деле не частое явление. Скорее всего, разбившаяся лампочка вас не отравит, но технику безопасности никто не отменял. Меньше всего стоит разбивать горячую энергосберегающую люминесцентную лампу. Самые опасные пары — это горячие, так, только что выключенную лампу разбивать не рекомендуется. По статистике в бытовых условиях крайне редко происходит отравление ртутью, но, повторяю, нужно быть осторожным, чтобы не попасть в печальную статистику.

Следующие два типа отравления вообще не имеют ничего общего с разбитой лампой, но знать об этом полезно. Как минимум, чтобы знать, как действовать в такой ситуации. Первый из них — хроническое отравление парами ртути. Происходит оно в результате длительного воздействия паров с незначительным превышением нормы содержания ртути. Такое воздействие может продолжатся до нескольких лет. И это поражает центральную нервную систему. В зависимости от типа поражения проявляются и симптомы. Это может быть просто быстрая утомляемость, сонливость или апатия. В более тяжёлых формах проявляется воздействие на головной мозг, а это плохо. Может наблюдаться ухудшение памяти и сильная дрожь в конечностях.

Вторая форма — микромеркуриализм. Такое отравление происходит постепенно. Как правило, на протяжение очень длительного срока на организм постоянно действует мизерная концентрация ртутных паров. Задолго до появления первичных признаков резко сокращается способность чувствовать запахи. Признаками такого отравления служат снижение работоспособности, сонливость, апатия и провалы в памяти. Это общее отравление организма ведёт так же к сокращению иммунитета. Чаще всего, такие отравления появляются у тех, кто работает на производстве, связанном с ртутью, и пренебрегает мерами безопасности. Но причины могут быть разными и в бытовых условиях такое отравление возможно. Особенно в случаях, когда ртуть из разбитого термометра не была тщательно убрана. Она может лежать в складках паркета, испаряться и медленно вас травить.

Теперь, я думаю, всем интересно узнать про меры предосторожности и безопасности. Также, наверное, интересно узнать, что делать, если разбился градусник или лампа. Так что в завершение статьи именно об этом и поговорим. Вы проверяли температуру. Со здоровьем все хорошо. Но, убирая градусник в чехол, он выскочил из рук и … Ну, в общем, разбился он. Ртуть шариками катается по полу, что делать? Для начала не паниковать. Паниковать плохо и, вообще, это удел слабых. Первое, что нужно сделать, это открыть окно и закрыть дверь. Нужно проветрить помещение в течении пары часов, при этом не создавая сквозняка, так как это может разнести пары по всей квартире. Ещё стоит ограничить доступ людей к месту террористической атаки градусника. Ни в коем случае для сбора ртути не используйте веник и пылесос. Будет хуже. В этой ситуации скотч и детский пластилин — это наше все. Они приклеят к себе ртуть, а не будут гонять её из угла в угол.

Теперь про терроризм, который может устроить люминесцентная лампа. Она разбилась, но с ней проще совладать. Во-первых, ртути в лампе в четыре раза меньше. Но минус в том, что в отличие от градусника, в лампе не металл, а уже его пары. Стоит выгнать всех из комнаты, в которой произошла диверсия. Так же, как и с градусником, ни в коем случае не нужно устраивать сквозняк. В этой ситуации он даже опаснее. Вам, по мере возможности, понадобится банка, желательно с раствором марганцовки. Банка с водой тоже подойдет. В нее нужно собрать все осколки, которые получится собрать руками и отнести на утилизацию. Если такой возможности нет, нужно ее хорошо упаковать и выбросить. Потом пропылесосить или протереть пол мокрой тряпкой. После того, как помещение проветрится, можно будет считать, что опасность миновала.

До новых встреч.

Как устроены и действуют люминесцентные лампы?

В сравнении с лампами накаливания люминесцентные экономят расходы на электроэнергию до 80% и служат в 13 раз дольше. Благодаря чему это происходит? Мы расскажем об устройстве и принципе работы ламп дневного света, которые обладают такими привлекательными для потребителей свойствами.

Содержание:

1. 1. Люминесцентный свет: используем в офисе, дома и на улице
2. 2. Что представляют собой люминесцентные лампы?
3. 3. Разновидности моделей
4. 4. От чего зависит свет люминесцентных ламп?

Доказано, что вид источника света влияет на работоспособность и эмоциональное состояние человека. Поэтому во всех общественных местах (офисах, разного рода учреждениях, на производстве) необходимо создавать комфортный свет, который не раздражает, не вызывает утомления и в целом сохраняет хорошее самочувствие человека. Требования к рабочему освещению в организациях прописаны в нормативных документах. Если не соблюдать их, возникает риск ухудшения здоровья сотрудников.

Люминесцентный свет: используем в офисе, дома и на улице

Каким же должно быть рабочее освещение, чтобы человек чувствовал себя комфортно? Санитарные правила и нормы рекомендуют люминесцентные лампы. Эти современные источники света мгновенно включаются, не мерцают, не гудят, излучают ровный, мягкий для глаз свет. Их используют даже в учреждениях с высокими требованиями к освещению: школах, детсадах, больницах, администрациях. Сегодня лампы дневного света активно применяют и в жилых домах – для создания как общего освещения, так и акцентной подсветки. Их устанавливают на потолках, а также в настольных лампах и других светильниках. Кроме того, люминесцентные лампы актуальны и на улице – в подсветке витрин и фасадов зданий, в рекламных вывесках. Они используются в специальных целях, например, при исследованиях в ультрафиолетовом свете различных веществ и в целях дезинфекции медицинских кабинетов.

Популярность этих ламп объясняется, в том числе, экономичностью и долговечностью. Все это обусловлено их устройством и принципом действия. Об этом, а также о видах изделий поговорим сейчас.

Что представляют собой люминесцентные лампы?

Колба изделий содержит пары ртути или амальгаму – соединения ртути с другими металлами. В ней же находятся инертные газы, в состав которых могут входить гелий, неон, аргон, криптон, ксенон. Изнутри на сосуд нанесено специальное напыление из кристаллического порошка – смеси галофосфатов кальция с ортофосфатами цинка-кальция. Это вещество получило название люминофор. При подаче электричества в лампе формируется дуговой разряд, и химические элементы начинают взаимодействовать. Создается УФ-излучение, которое не воспринимается глазом человека. Люминофор в зависимости от своего состава превращает его в световой поток определенного оттенка. Таким образом, вы можете выбрать комфортный для глаз свет: холодный белый, теплый белый или нейтральный.

Лампы подключаются к электрической сети с помощью дополнительных приспособлений, которые могут быть встроены в цоколь или приобретаются отдельно. Дело в том, что для их зажигания нужен большой электрический импульс, но сопротивление ламп отрицательное: при включении в сеть ток стремительно возрастает, и напряжение надо ограничить. Для разрешения данного противоречия используются, например, дроссели и электронные балласты. С этой современной пускорегулирующей аппаратурой работа лампы протекает стабильно, увеличивается ее световой поток, не возникает неприятного мерцания и шума.

Разновидности моделей

Колба обычно изготавливается из прозрачного или матового, а также цветного стекла. Лампы могут иметь разные формы и типы цоколей. Предлагаем классификации видов изделий и их сферу применения.

По форме колбы и типу цоколя

Линейные лампы имеют форму прямой трубки, поэтому их еще называют трубчатыми (такое обозначение принято и в ГОСТ). Колбы выпускаются строго заданного диаметра. Каждый вариант имеет свою маркировку в виде буквы Т с цифрой, обозначающей размер трубки в дюймах по международному стандарту мер длины. В России принято определять диаметр трубок люминесцентных ламп в миллиметрах. Эта величина показывает, к светильникам какого размера подойдет та или иная модель.  Для того, чтобы вы могли разобраться в маркировке изделий, приводим ниже таблицу.

Маркировка колбы	T4	T5	T8	T10	T12
Диаметр трубки, дюйм/мм	4/12,8	5/16	8/25	10/32	12/38

Линейные модели имеют штырьковые цоколи G13 с расстоянием между контактами  13 мм.

Компактные лампы выглядят как изогнутая в виде буквы U трубка или несколько  соединенных вместе трубок. Лампа имеет небольшие размеры, поэтому ее называют компактной, и она подходит к настольным лампам и бра. Модели могут иметь штырьковые цоколи и тогда маркируются буквой G и цифрой, которая обозначает расстояние между контактами: G23, G27, G24. Лампы с ними применяются в специальных светильниках. Цоколь 2D имеет прямоугольную форму с размерами сторон 36х60 мм, а колба-трубка изогнута по форме плоского квадрата. А вот лампа с цоколем G53 имеет форму круга диаметром 73 мм; колба заключена в круглый диск, который выполняет функцию отражателя и рассеивателя, благодаря чему получается ровный, рассеянный свет.

Модели могут выпускаться с резьбовыми цоколями: Е14, Е27, Е40. Цифры после буквы обозначают диаметр резьбы в миллиметрах. Изделия применяются в любых светильниках, созданных под классические лампы накаливания с патронами соответствующего диаметра.

По назначению

Для общего освещения. Колба изготавливается из прозрачного или матового стекла. В последнем случае уменьшается образование бликов и теней. Изделия заменяют дневной свет. Применяются повсеместно.

Для специального освещения. Выпускаются для особых целей с колбами из цветного стекла (красного, синего, черного и др.). Применяются для дизайнерской подсветки элементов мебели, витрин, создания световых эффектов в ночных клубах, барах. Изделия из прозрачного увиолевого (кварцевого) стекла находят применение для дезинфекции помещений, воды в аквариумах, а также в исследованиях веществ и материалов в УФ-спектре, например: обнаружение трещин в металле, брака на ткани, фальшивых купюр. Кстати, кварцевое стекло изготовлено из чистого оксида кремния путем плавления с горным хрусталем, поэтому имеет особые свойства – пропускает УФ-лучи, в отличие от обычного стекла, которое их задерживает.

От чего зависит свет люминесцентных ламп?

Чем больше размеры лампы, тем выше ее мощность и насыщенность светового потока и, соответственно, тем интенсивнее излучаемый свет. Линейные лампы светят тем ярче, чем длиннее трубка их колбы. А компактные – чем больше изогнутых трубок соединены вместе в одном цоколе. Рассмотрим это подробнее.

Мощность влияет на яркость лампы. Приведем таблицу соответствия длины колбы и мощности линейных ламп.

Длина колбы, мм	450	600	900	1200	1200	1500	1500
Мощность, Вт	15	18	30	36	40	58	80

Например, модель на 15 Вт может применяться в настольной лампе, 30 Вт – для освещения рабочего кабинета, 58 Вт – на производственных площадях. Чем меньше размер колбы, тем меньше лампа потребляет электроэнергии, тем она экономичнее для потребителя.

Мощность компактных люминесцентных ламп связана с типом цоколя:

2D – обычно выпускаются на 16, 28, 36 Вт. Применяются, в основном, для декоративной подсветки или общего освещения небольших по площади комнат, например, их вставляют в  светильники для ванной;

G23 и G27 – как правило, имеют мощность от 5 до 14 Вт, широко распространены в настольных лампах и настенных светильниках;

G24 – производятся с характеристиками от 10 до 36 Вт и используются в настольных и настенных светильниках;

G53 – имеют мощность от 6 до 11 Вт, их применяют для подсветки во встроенных нишах, гипсокартонных конструкциях интерьера, натяжных потолках.

Компактные люминесцентные лампы – наиболее экономичный вариант: они потребляют впятеро меньше энергии, чем обычные лампы накаливания, и даже вдвое меньше, чем галогенные, также широко применяемые для точечной подсветки.

Световой поток определяет количество света: чем выше значение, тем ярче светит лампа. Этот параметр напрямую связан и с мощностью: чем она выше, тем насыщеннее будет свет. Для примера приведем таблицу соответствия некоторых значений мощности и интенсивности света люминесцентных ламп.

Мощность лампы, Вт	5	8	12	15	20	24	30
Количество света, лм	250	400	630	900	1200	1500	1900

К примеру, лампы на 250 – 400 лм популярны в акцентной подсветке и  настольных лампах, на 1200 – 1900 лм – используются в общем освещении квартир и офисов.

Свет лампы зависит и от давления газов в колбе. Различают лампы низкого и высокого давления. В первых химическая реакция протекает медленно, поэтому источники излучают равномерный, мягкий свет и применяются в жилых, административных помещениях, так как создают комфортное, оптимальное для глаз человека освещение. В лампах высокого давления взаимодействие веществ протекает интенсивно, поэтому изделия дают яркий, насыщенный свет и используются для освещения заводских цехов и улиц.

Цветовая температура показывает оттенок света, который зависит от состава люминофора. Выбирайте модель люминесцентной лампы с комфортным для глаз светом в зависимости от того, где планируете ее применять: от 2700 до 3500 К – теплый свет с желтым оттенком; применяется в жилых помещениях; от 4000 до 4200 К – нейтральный, естественный, подходит для любого освещения; от 4500 до 6500 К – холодный, с голубоватым или белым оттенком, используется в учреждениях, на производствах, для наружного освещения.

Люминесцентные лампы помогут вам создать качественное освещение и сэкономить расходы! Заказывайте их в нашем интернет-магазине по доступной цене. Для этого перейдите в раздел «Купить в один клик» и оформите покупку.

Все о люминесцентных лампах

Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути создаёт ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью люминофора — например, смеси галофосфата кальция с другими элементами.

Люминесцентному освещению в том виде, в каком мы имеем его сегодня, около 80 лет, хотя история становления технологии длилась приблизительно столько же, то есть в целом на путь технологии люминесцентных ламп приходится около 160 лет.

До того как в каждом доме появилась люминесцентная лампа, до появления люминесцентных ламп в уличном освещении, до появления ламп дневного света в офисах, инженерами и учеными был пройден длинный путь от изобретения вакуумной трубки, через эксперименты со свечением инертных газов под высоким напряжением, до разработки цельной технологии с надежным и качественным флуоресцентным покрытием светящихся трубок и подходящей схемой питания люминесцентных ламп.

Справедливости ради стоит начать с Михаила Васильевича Ломоносова, который еще в 18 веке наблюдал свечение заполненного водородом стеклянного шара под действием электрического тока. Ломоносов не ставил перед собой задачу создать источник электрического света, поэтому до изобретения люминесцентной лампы как таковой было еще далеко.

Первая газоразрядная лампа (в виде экспериментальной установки) увидит свет в 1856 году, и это будет трубка Гейслера. Немецкий стеклодув Генрих Гейслер отличался изобретательским талантом, и благодаря вакуумному насосу собственной разработки, Гейслер откачал воздух из стеклянной колбы.

При помощи высоковольтной катушки Гейслеру удалось возбудить в вакуумированной колбе зеленоватое свечение. Заполненная газом, колба меняла оттенок свечения под действием высоковольтных токов. Это изобретение получило название в честь ученого — трубка Гейслера.

Явление электролюминесценции разных веществ чуть позже отметит Александр Эдмон Беккерель. Экспериментируя в 1859 году с трубками Гейслера, он первым предложит покрыть внутреннюю поверхность трубок люминесцирующими веществами.

Благодаря обширному предварительному опыту исследований в области солнечного и искусственного света, именно Беккерель задаст направление по которому дальше пойдет развиваться технология люминесцентного освещения.

Интерес Беккереля был чисто научным, и создавать источники света он не собирался, поэтому на этапе экспериментов было получено не очень яркое свечение, и эксперименты не были продолжены ученым. Хотя идея применения люминофора стала важным технологическим шагом.

В мае 1891 года американский ученый, серб по происхождению, Никола Тесла, проведет в Колумбийском университете яркую демонстрацию с трубками Гейслера, где покажет свечение вакуумированных трубок в электрическом поле высокочастотной катушки.

Тесла отметит зависимость характера свечения от внутреннего покрытия трубок, например иттрий в качестве внутреннего фосфоресцирующего покрытия трубок давал яркий белый свет, интенсивности которого было достаточно для чтения. Тесла использовал электростатическое поле высокой напряженности, и мог разместить трубку без электродов в любом месте комнаты, и она светилась только благодаря индукции.

Позже, а именно 23 июня 1891 года, Тесла получит патент на систему искусственного освещения газоразрядными аргоновыми лампами, питаемыми токами высокого напряжения и высокой частоты (патент №454622). Аргон, кстати, по сей день используется в люминесцентных лампах.

В 1894 году американский инженер электрик и изобретатель Даниель МакФарлан Мур изобрел лампу дневного света, в которой использовались инертные газы диоксид углерода — для белого света, и азот для светло-розового света. Лампа отличалась сложной конструкцией, и лишь начиная с 1904 года, после усовершенствований, именно лампа Мура стала применяться в офисных помещениях и магазинах для искусственного освещения.

Томас Эдисон также предпринял попытку практически развить применяемость трубки Гейслера, и в 1896 году он разработал покрытие из вольфрамата кальция для рентгеновских трубок, позже, в 1907 году, изобретение будет запатентовано как люминесцентная лампа.

Однако для освещения такая лампа не годилась, в итоге Эдисон остановился на продвижении своих ламп накаливания, с которыми он уже тогда добился определенного коммерческого успеха. Хотя, еще в 1893 году сам Эдисон выступил на выставке в Чикаго, где показал люминесцентное свечение (вероятно, желая не отставать от Тесла и Мура).

Уже в 1901 году американский инженер электрик и изобретатель Питер Купер Хьюитт продемонстрировал первую ртутную лампу. Пары ртути давали мягкий сине-зеленый свет, а эффективность превосходила лампочку Эдисона. Тем не менее, сине-зеленый свет не подошел для повсеместного внедрения ламп Хьюитта для искусственного освещения. Хотя, позже именно лампы системы Хьюитта будут всюду на фонарных столбах (с 1930 года).

В 1926 году немецкий изобретатель Эдмунд Гермер вместе с коллегами, занимаясь поисками эффективного искусственного источника ультрафиолетового излучения, обнаружили, что увеличив давление внутри колбы покрытой флуоресцентным порошком, можно получить ровный белый свет, гораздо более яркий, и потому более пригодный для искусственного освещения, чем давали лампы накаливания.

Эдмунд Гермер позже будет по праву назван отцом современных флюоресцентных ламп, ведь именно лампы Гермера более близки к сегодняшним люминесцентным лампам по своему устройству.

В 1934 году компания General Electric выкупит патент Гермера, и исследовательская группа под руководством Джорджа Инмана и Ричарда Тайера начнет усердно доводить до совершенства изобретение Гермера. Эффективность люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания поразит всех.

Сообщения о 35 люменах на ватт, достигнутых лабораторией General Electric к августу 1934 года, перевернут мир искусственного освещения, и уже в декабре 1934 начнется производство ламп в США. К 1938 году 48 дюймовые трубчатые лампы дневного света на 40 ватт можно будет увидеть в каждом офисе.

На сегодняшний день люминесцентное освещение не спешит сдавать своих позиций, хотя наличие ртути в колбах играет отнюдь не в пользу люминесцентных ламп.

На пятки уже наступают сверхэффективные светодиоды, которые не содержат ртуть, при этом световая отдача достигает 150 люмен на ватт, что в 1,5 раза превосходит средние показатели для ламп люминесцентных, так что закат люминесцентного освещения, пожалуй, близок.

Ранее ЭлектроВести писали, что солнечный дымоход поможет сэкономить до 50% электроэнергии, а также поможет спасти жизнь владельцев дома при пожаре. Разработку представили ученые из Мельбурнского королевского технологического института.

По материалам: electrik.info.

Люминесцентные лампы, какие выбрать?

Изобретение компактных люминесцентных ламп, которые подходят к стандартному патрону (Е—27) сделало диапазон их возможных применений поистине безграничным

В магазинах, где продают осветительные приборы, всегда много посетителей. Люди часто заходят сюда, выбирают из великого множества многочисленных люстр, бра и торшеров. Интерес к светильникам понятен: каждому хочется представить свою квартиру в самом выгодном свете. А поможет нам в этом люминесцентная лампа.

Люминесцентными принято называть электрические газоразрядные лампы низкого давления, у которых источником света является люминофор, нанесенный на стеклянную колбу лампы. Они широко используются везде, где необходимо искусственное освещение. Люминесцентные лампы очень экономичны и чрезвычайно долговечны. Поэтому использование таких ламп способствует экономному расходованию электроэнергии и существенно сокращает расходы.

Кроме хорошо известных ламп накаливания с прозрачной или матовой колбой, в продаже имеется не менее пяти других видов ламп и источников света (люминесцентные, рефлекторные, галогенные, газоразрядные лампы и светодиоды).

Люминесцентные лампы среди прочих ламп выделяются тем, что их свет весьма многообразен. Но зачастую такие лампы применяют неправильно. А ведь люминесцентное освещение открывает широкие возможности, с помощью света можно создать ощущение комфорта или создать сложный световой образ помещения.

Изобретение компактных люминесцентных ламп, которые подходят к стандартному патрону (Е-27) сделало диапазон их возможных применений поистине безграничным. Люминесцентные лампы могут с успехом использоваться и в общественных зданиях, и в домашних условиях, нужно только правильно их подобрать. Сложность состоит в том, что в отличие от ламп накаливания свет этих ламп, характеризуется не только яркостью (которую можно оцепить по электрической мощности).

 

Оттенки света и цветопередача

Чтобы разобраться с этими понятиями, давайте вспомним, что такое белый свет. Как известно, белый свет включает в себя все цвета радуги. Освещенные предметы имеют такой цвет, какой свет они отражают. Предметы черного цвета поглощают все цвета, то есть все составляющие белого света, поэтому мы их видим черными. Для нас наиболее привычным является белый солнечный свет. И цвета окружающих нас предметов выглядят естественно только в солнечном свете. В белом свете искусственных источников цвета предметов смотрятся уже не так натурально, а скорее не так привычно. Искажения вызваны спектром, излучаемым такими источниками света. Чем ближе спектр искусственного источника к спектру солнечного, тем лучше цветопередача.

Известно, что твердые тела при нагревании до определенной температуры начинают испускать свет. В зависимости от значения температуры этот свет приобретает разные оттенки, от красного до ослепительно-белого. Таким образом, существует строгое соответствие между температурой разогрева твердого тела и цветом света, который оно при этой температуре излучает. Поэтому и были введены в обращение такие параметры, как индекс цветопередачи и цветовая температура, характеризующие искусственный свет.

Монохроматические люминесцентные лампы чаще всего используют для декоративного оформления витрин и вывесок. Выпускаются люминесцентные лампы разной длины и формы

 

Индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи показывает, насколько хорошо по сравнению с солнечным светом (или светом специальной эталонной лампы) воспроизводится в данном свете цвета предметов. Наилучший индекс цветопередачи равен 100 и присущ, например, свету галогенных ламп.

Цветовая температура белого света указывает на температуру по шкале Кельвина (сокращение — К), до которой следует разогреть черное твердое тело, чтобы оно начало излучать белый свет того же оттенка. Кстати, ноль температуры по шкале Кельвина соответствует -273 °С.

Чаще всего два вышеназванных параметра используются при оценке качества света именно люминесцентных ламп. Дело в том, что их свет фактически является флюоресценцией, возникающей под действием ультрафиолетовых лучей, которые генерируются электрическим разрядом в лампе. Светится особое вещество — люминофор, покрывающий изнутри колбу лампы. В отличие от ламп, где источником света является раскаленная вольфрамовая спираль, в спектре люминесцентных ламп те или иные цвета могут быть представлены очень неравномерно. Вот почему свет люминесцентных ламп бывает разных оттенков, а цвет предметов в этом свете может существенно отличаться от привычного.

Компактные люминесцентные лампы стандарта E-14

 

Маркировка люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы широкого применения способны излучать свет от тепло-белого (2700 — 3300 К), похожего на свет ламп накаливания, до холодного дневного (5000 — 6800 К). Индекс цветопередачи у них может быть выше 90 — отличная цветопередача, от 80 до 90 — хорошая и ниже 80 — стандартная. Например, компания Philips Lighting лампам с отличной цветопередачей присваивает название 90 DeLux, а с хорошей — Super 80. Но чаще всего в маркировку люминесцентных ламп для обозначения качества их света вводят трехзначное число например, 930), в котором первая цифра — это индекс цветопередачи без 0, а две последних — цветовая температура в сотнях Кельвинов. Таким образом, число 930 в маркировке обозначает, что индекс цветопередачи этой лампы выше 90 и она излучает тепло-белый свет, поскольку цветовая температура равна 3000 К. Если число содержит две цифры, то они обозначают цветовую температуру. Цветопередача у этой лампы стандартная, и в маркировке лампы не отражается.

Компактная люминесцентная лампа мощностью 13 Вт будет светить так же ярко, как 75-ваттная лампа накаливания, но в 6-8 раз дольше

 

Преимущества люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы более экономичны, чем обычные лампы накаливания. КПД этих ламп достигает 80 %, в то время как у широко используемых ламп накаливания он не превышает 12 %. Экономичность обеспечивается значительно более высокой светоотдачей этих ламп и продолжительным сроком эксплуатации. Фактически при той же потребляемой мощности люминесцентные лампы способны светить в пять раз ярче и в 12-20 раз дольше обычных ламп накаливания.

За последние годы изменилось отношение к люминесцентным лампам и со стороны медиков. Уже не слышно нареканий на ультрафиолетовое излучение, которое действительно присутствует в свете люминесцентных ламп. Но сегодня его интенсивность у ламп общего применения в несколько тысяч раз ниже, чем у солнечного света. Исчезли жалобы на мерцание света, так как современные люминесцентные лампы оснащены электронными схемами подключения к электросети, и это явление им несвойственно. Более того, в северных странах медики рекомендуют использовать в помещениях школ и общественных заведений именно люминесцентные лампы, поскольку они позволяют компенсировать недостаток естественного ультрафиолета.

Сегодня производится множество самых разных по форме и техническим характеристикам люминесцентных ламп. И это хорошо, поскольку такие лампы открывают широкие возможности для дизайнеров.

Высокоэкономичные компактные люминесцентные лампы незаменимы в доме

 

Классификация люминесцентных ламп

По назначению люминесцентные лампы бывают специальными и общего применения. Специальные люминесцентные лампы используются для решения специфических задач в разных сферах человеческой деятельности. По функциональному назначению эти лампы можно разделить на несколько групп. Из них большой интерес вызывают аквариумные (биоактивные) лампы и ультрафиолетовые излучатели.

Аквариумные люминесцентные лампы излучают свет с очень высокой энергетической плотностью в синей части спектра. Это не только подчеркивает красоту и неповторимость подводного мира, но и обеспечивает оптимальные условия для фотосинтеза, стимулирует образование кислорода, благотворно влияет на аквариумные растения.

Аквариумные люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы для косметического загара используются в специально разработанных для этой цели установках искусственного загара, эти лампы излучают свет в диапазоне длинных ультрафиолетовых волн, которые, воздействуя на кожу человека, вызывают ее пигментацию.

Люминесцентные лампы для косметического загара

Люминесцентные лампы общего применения используются для освещения жилых, служебных и производственных помещений, а также в наружных светильниках. Они имеют очень высокую светоотдачу и широкую гамму оттенков излучаемого света: от теплого белого до холодного дневного. Цветопередача этих ламп может быть отличной, хорошей и стандартной. Причем именно цветопередачу следует использовать в качестве главного критерия оценки пригодности люминесцентной лампы для того или иного применения. Как же правильно выбрать люминесцентную лампу?

 

Критерии выбора люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы — это оптимальный осветительный прибор для жилья, недаром их второе название — лампы дневного света. Их свет (речь идет о лампах, имеющих цветопередачу не ниже 80) ближе всего к естественному дневному свету. Этому способствует не только сходство спектра излучения, но и его особое рассеивание в пространстве, которое характерно лишь для источников света с относительно большой площадью светящегося тела. И все же главным критерием выбора источника света является его практичность. Свет должен быть комфортным и экономичным. Именно на практичности люминесцентного освещения и базируются наши рекомендации.

 

Свет в прихожей

Прихожая это первая комната любого дома, здесь мы встречаем гостей. Однако именно в прихожей, как правило, полностью отсутствует солнечный свет. Чтобы первое впечатление гостей от квартиры не оказалось слишком мрачным, прихожую необходимо снабдить яркими и качественными светильниками. Их свет должен быть достаточно интенсивным, но в то же время мягким и дружелюбным. Это всегда поднимает настроение, делает людей более открытыми и общительными.

Освещение в прихожей

Поэтому для общего освещения прихожей как нельзя лучше подойдут именно люминесцентные лампы. Их можно использовать в настенных бра (компактные люминесцентные лампы) и в качестве полосковых (ленточных) светильников, собранных на карнизах под потолком по всему периметру. Их свет будет «растекаться» по поверхности потолка, приподнимет его и сделает потолок как бы парящим.

Свет бра должен иметь наилучшую цветопередачу и теплый оттенок (например, 930). А  для полосковых светильников больше подойдут трубчатые люминесцентные лампы холодного свечения (860).

 

Освещение гостиной

Люминесцентные лампы в гостиной имеет смысл использовать лишь в бра для яркого качественного освещения отдельных «площадок» или подсветки рассеянным светом произведений искусства. Свет этих бра, разумеется, должен быть белым и наивысшего качества (например, 940). Если потолки в гостиной низкие, то их можно приподнять, устроить по периметру карниз с люминесцентными светильниками, как в прихожей. И именно в гостиной можно дать волю фантазии и придумать нечто особенное.

Освещение в гостиной

 

Освещение в кабинете

Свет в кабинете должен быть достаточно ярким, иметь отличную цветопередачу и соответствовать вашим предпочтениям. Он может быть холодным или тепло-белым как вы сами того пожелаете. В кабинете нужен общий свет и местное освещение. Можно по-разному это сделать, например, при помощи потолочной люстры и настольной лампы. Используйте в качестве источников света люминесцентные лампы с маркировкой 940-950. Похожим должен быть подход и к освещению детской комнаты.

Для местной подсветки можно применить свет от люминесцентного светильника с лампой, мощность которой не превышает 9 Вт (4000-5000 К). В настольных люминесцентных светильниках используются электронные балласты и люминесцентные лампы самого высокого качества

 

Освещение спальни

Тут используют обычные люминесцентные лампы (930-933) или компактные люминесцентные лампы того же качества.

Освещение в спальне

 

Свет на кухне

Здесь, как нигде, нужно многоплановое освещение — общее и местное (над рабочим и обеденным столами). При этом в качестве общего потолочного целесообразно применять компактные люминесцентные лампы мощностью не менее 20 Вт (теплый свет не хуже 840). Освещение, организованное при помощи полосковых люминесцентных ламп над рабочим столом, особенно удобно. Такие лампы не создают бликов на глянцевых и металлических поверхностях предметов кухонной утвари и практически не дают теней. Очень важно использовать лампы с хорошей цветопередачей (не хуже 830 — 930).

Освещение на кухне

Освещение в ванной комнате

К освещению в ванной комнате лишь одно требование — свет должен быть комфортным и достаточно ярким, чтобы человек свободно мог ориентироваться в этой небольшой комнате. Свет должен иметь теплые оттенки (до 3300 К).

Освещение в ванной комнате

 

 

 

 

Что бы еще почитать?

устройство, праметры, схема, плюсы и минусы

Современные люминесцентные лампы (ЛЛ) прекрасно справляются с освещением жилых, рабочих и технических помещений большой площади и позволяют снизить общее потребление электричества на 50-83%, уменьшив таким способом счета за коммунальные услуги.

В этой статье рассмотрим рабочие характеристики ЛЛ, их устройство, разберем основные преимущества и недостатки в сравнении с другими типами осветительных приборов. В дополнение приведем тематические фото и схемы, а также видеоролики о принципе работы лампочек люминесцентного типа и особенностях их применения.

Содержание статьи:

Принцип работы и устройство ЛЛ

Люминесцентный прибор представляет собой газозарядный источник света, где в ртутных парах электрический разряд создает интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Компактные модули люминесцентного типа имеют стандартный цоколь, благодаря которому становятся удобной заменой ярких, но более энергозатратных ламп накаливания.

Как работает люминесцентная лампочка?

В видимый человеческому глазу свет его преображает специальный состав под названием люминофор, состоящий из галофосфата кальция, смешанного с дополнительными элементами.

После подключения к центральной электросети люминесцентной лампы, внутри стеклянной колбы требуется поддерживать так называемый тлеющий разряд.

Он дает возможность обеспечить свечение люминофорного слоя в постоянном режиме и даже в период кратковременного отключения центрального электропитания.

Раньше классическая лампа люминесцентного типа имела вид запаянной с двух сторон трубки, внутри которой находятся пары ртути. Сейчас приборы выпускаются в более разнообразных формах и конфигурациях

Конструкционные особенности прибора

Традиционная лампа люминесцентного типа — это стеклянный цилиндр с внешним диаметром 12, 16, 26 и 38 мм, обычно представленный как:

• прямая удлиненная трубка;
• изогнутый U-образный модуль;
• кольцо;
• сложная фигура.

В торцевые края герметично впаяны ножки. На их внутренней стороне размещены вольфрамовые электроды, конструктивно напоминающие биспиральные тела накала, встроенные в лампочки «Ильича».

В отдельных типах люминесцентных ламп используются более прогрессивные триспирали, представляющие собой закрученную биспираль. Оснащенные ими приборы имеют повышенный уровень КПД и более низкий порог теплопотери, существенно поднимающие общую эффективность светопотока

С наружной части электродные элементы подпаяны к металлическим штырькам металлического , на которые подается рабочее напряжение.

U-подобные и прямые приборы обычно оснащены цоколями G5 и G13, где буквенная кодировка означает штырьковый тип цокольного элемента, а цифровая показывает, на каком расстоянии друг от друга располагаются рабочие элементы.

Электропроводная среда, располагающаяся внутри стеклянной колбы, обладает отрицательным сопротивлением. Когда между двумя противоположными электродами возникает рост тока, требующий ограничения, оно проявляется и снижает рабочее напряжение.

В схему цепи включения обычной люминесцентной лампочки входит или балластник. Он отвечает за создание высокоуровневого импульсного напряжения, необходимого для корректной активации лампы.

Рисунок показывает внутреннее обустройство лампы люминесцентного типа и наглядно объясняет базовый принцип работы ее основных составных элементов

Помимо этой детали, ЭмПРА комплектуется . Он представляет собой элемент тлеющего разряда, внутри которого располагаются два электрода, окруженные средой инертного газа.

Один из них состоит из биметаллической пластины. В спящем режиме оба электрода находятся в разомкнутом состоянии.

Распространенные виды таких лампочек

Первичная классификация изделий на люминесцентной основе производится по уровню базового давления. Приборы высокого давления используются для осветительных установок большой мощности и наружного уличного освещения.

Лампы низкого давления применяются в быту для подачи света в производственные, технические и жилые помещения различного назначения.

Вид #1 — модули высокого давления

Устройства высокого давления вырабатывают насыщенный светопоток хорошей плотности. Внутренняя поверхность колбового элемента имеет специальное люминофорное покрытие из фторогерманата или арсената магния.

Рабочая мощность таких люминесцентных ламп колеблется в диапазоне 50-2000 Вт.

Ртутные модули высокого давления для корректной работы нуждаются в 220 ваттном номинальном сетевом напряжении. Коэффициент их пульсации обычно составляет от 61 до 74%

Полный розжиг осветительного модуля происходит в течение 3 секунд. Срок службы 80-125-ваттных изделий составляет около 6 000 ч, а лампы от 400 Вт и более могут проработать до 15 000 ч при беспрекословном соблюдении правил эксплуатации, установленных изготовителем.

Вид #2 — изделия низкого давления

ЛЛ низкого давления применяется для обеспечения светопотоком жилых, технических и производственных помещений.

Конструкционно прибор является трубкой из прочного стекла, содержащей внутри аргон под давлением 400 Па и в небольшом количестве ртуть либо амальгаму. На рынке предлагается в самых разнообразных модификациях и оснащается двумя электродными элементами.

Самая низкая температура, которую могут переносить ЛЛ низкого давления, составляет -15 °C. Поэтому для использования на открытых площадках эти источники света считаются неактуальными

Стеклянная колба может иметь самый разный диаметр. Уровень светоотдачи варьируется в зависимости от мощности самого устройства. Для его корректной работы требуется стартер дроссельного типа. Средний срок службы составляет 10 000 часов.

Особенности компактных ЛЛ

ЛЛ компактного типа – это изделия-гибриды, соединяющие в себе некоторые специфические отличительные черты ламп накаливания и характеристики люминесцентов.

Благодаря прогрессивным технологиям и расширившимся инновационным возможностям, имеют небольшой диаметр и некрупные габариты, свойственные лампочкам «Ильича», а также высокий уровень энергоэффективности, характерный для линейки приборов ЛЛ.

ЛЛ компактного типа выпускаются под традиционные цоколи E27, E14, E40 и очень активно вытесняют с рынка классические лампы накаливания за счет обеспечения качественного света при существенно меньшем потреблении электроэнергии

КЛЛ в большинстве случаев оснащаются электронным дросселем и могут использоваться в осветительных приборах специфического типа. Также применяются для замены в новых и раритетных светильниках простых и привычных ламп накаливания.

При всех достоинствах у компактных модулей есть такие специфические недостатки, как:

• стробоскопический эффект или мерцание – основные противопоказания здесь касаются эпилептиков и людей с различными заболеваниями глаз;
• выраженный шумовой эффект – в процессе пролонгированного применения появляется акустический фон, способный вызвать определенный дискомфорт у человека, находящегося в помещении;
• запах – в некоторых случаях изделия издают едкие, неприятные ароматы, раздражающие обоняние.

Последняя позиция чаще наблюдается у безымянных поделок китайского происхождения, а первыми двумя часто страдают даже брендовые приборы, изготовленные согласно всем правилам и современным требованиям. Рейтинг лучших производителей КЛЛ мы привели .

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 .

Сильные и слабые стороны устройств

Как у любых технических приспособлений, предназначенных для освещения бытовых и рабочих помещений, у люминесцентных ламп имеются свои слабые и сильные стороны.

На основании этой информации можно определить, где разумнее их использовать, а в каких случаях стоит отдать предпочтение источникам света иного плана.

Положительные стороны ламп

Основным преимуществом люминесцентных изделий считается повышенная светоотдача и хороший уровень КПД. Они обеспечивают помещение освещением, не раздражающим глаз, и демонстрируют нормальную выносливость даже в условиях интенсивной эксплуатации.

Модуль примерно в 5 раз превышает базовую мощность обычной лампочки «Ильича». А 20-ваттный люминесцент дает световой поток, равный тому, что обеспечивает лампа накаливания в 100 Ватт

Разнообразные температуры световых оттенков, приближенные по гамме к естественному солнечному свету, позволяют подобрать подходящий осветительный прибор под различные цели и для помещений любого назначения.

Поток света, выдаваемый модулем, получается не направленным, а рассеянным. Спокойное, приятное глазу сияние исходит не только от вольфрамовой нити, располагающейся внутри, но и от всей наружной поверхности колбы.

Это позволяет использовать люминесцентные источники как для создания общего фонового освещения, так и для организации зонального света.

Для применения в местах, где освещение включается автоматически, согласно сигналам датчиков движения, люминесценты не подходят. Они ограничены по допустимому количеству включений за определенный временной период и при слишком частой активации могут выйти из строя

Продолжительность службы люминесцентных изделий варьируется в зависимости от модели и доходит до 20 000 часов или до 5 лет.

Однако, покупателю следует знать, что этот ресурс лампа вырабатывает только при соблюдении таких условий, как:

• наличие достаточного объема качественного электропитания без скачков и перепадов;
• качественный ;
• определенное количество активаций, обычно, не более 2000 за первые 2 года использования, что составляет всего 5 включений в день.

Нарушение этих базовых условий существенно ухудшит эффективность осветительного прибора, и значительно укоротит срок его жизни.

Модули можно использовать для освещения теплиц. Они обеспечивают естественный свет, максимально приближенный к солнечному, не потребляют много электропитания и проявляют хорошую стойкость к перепадам напряжения, характерным для загородных энергоподающих сетей

Уровень энергопотребления у люминесцентов почти в 5 раз ниже, чем у традиционных изделий, поэтому их можно отнести к источникам света.

С их помощью удастся эффективно осветить большое помещение, не расходуя при этом больших денег на коммунальные платежи.

Рабочая температура на поверхности колбы не превышает 50 градусов. Это дает возможность эксплуатировать лампу в помещениях, где к пожарной безопасности предъявляются повышенные требования.

Основные недостатки модулей

Первым большим минусом изделий является излишняя чувствительность к температурным перепадам. Они сильно реагируют на движение ртутного столбика и могут перестать работать при похолодании ниже -20 °C.

Жара, превышающая +50 °C, далеко не лучшим образом сказывается на функционировании и серьезно ограничивает спектр использования этих источников света.

Влаговоспримчивость тоже не относится к плюсам и не позволяет широко применять изделия в ванных комнатах и санитарных помещениях.

Со временем люминофор в ламповых колбах деградирует и спектр излучения изменяется. Параллельно падает уровень светоотдачи прибора и заметно снижается КПД

Иногда к недостаткам причисляется и сам светопоток, имеющий линейчатый, неравномерный спектр, искажающий естественные оттенки находящихся в комнате предметов.

Не все ощущают это визуально, но для тех, кто улавливает этот минус слишком явственно, продаются лампы с люминофором, приближенным к сплошному, более натуральному спектральному цвету. Правда, их светоотдача существенно меньше.

Случаются ситуации, когда люминесценты мерцают с удвоенной частотой питающей сети. Проблема эта решаема некоторым усовершенствованием прибора, в частности, применением с подходящим уровнем емкости сглаживающего конденсатора выпрямленного тока на входе инвертора.

Но то, что производители пытаются сэкономить и не комплектуют приборы конденсаторами необходимой емкости, несколько огорчает.

Бытовые ЛЛ модули лучше всего себя чувствуют, когда температура окружающего воздуха держится в диапазоне от +5 до +35 ˚С. Когда градусник демонстрирует меньшие показатели, пуск устройства существенно затрудняется, а время эксплуатации заметно сокращается

Потребность в дополнительном пусковом устройстве тоже немного снижает популярность ламп. Им обязательно требуется либо чрезмерно шумный и довольно громоздкий дроссель со стартером низкой надежности или более прогрессивный ЭПРА, имеющий функцию корректировки мощности, но при этом стоящий солидных денег.

Еще одно уязвимое место люминесцентов – высокая чувствительность к включению. Во время непосредственной активации лампы на электродах выгорает и осыпается особый состав, который обеспечивает стабильность разряда и защищает внутреннюю вольфрамовую нить от перегрева.

Постоянное включение существенно снижает срок службы прибора. Кроме того, появляется заметное глазу, раздражающее мерцание, а края ламповой колбы темнеют и теряют эстетичность.

Химическая угроза здоровью

Одним из основных недостатков люминесцентных источников света является химическая опасность. В ламповой колбе содержится высокотоксичная ртуть, причем ее количество колеблется от 1 до 70 мг.

Пары этого вещества могут нанести вред здоровью людей, постоянно находящихся в помещениях, освещаемых приборами ЛЛ типа.

Целостность отработавшей лампы нельзя нарушать, иначе токсичная ртуть попадет во внешнюю среду. За несанкционированную утилизацию предусмотрен штраф, поэтому лучше передать изделие в центр, занимающийся переработкой элементов, опасных для природы и человека

Когда модуль выходит из строя, его ни в коем случае нельзя разбивать или отправлять в обыкновенную урну. Его необходимо и правилам, четко описанным в действующем законодательстве.

Например, отвозить на полигоны, где от населения принимают токсичные материалы для их корректного уничтожения или переработки.

Сравнение с другими источниками света

Изделия ЛЛ-типа существенно отличаются как от устаревающих ламп накаливания, так и от прогрессивных светодиодных.

По сравнению с первыми они потребляют в 5 раз меньше электроэнергии, обеспечивая при этом такой же уровень насыщенности светопотока. Зато LED-приборам они несколько уступают по мощности в сочетании с энергопотреблением.

Таблица наглядно в цифрах показывает, насколько выгоднее использовать вместо традиционных лампочек Эдисона более современные источники качественного освещения

Правда, лампа накаливания весь период работы горит с одинаковой интенсивностью, тогда как люминесценты теряют часть насыщенности из-за выгорания внутреннего слоя, отражающего ультрафиолет.

LED-изделия в процессе эксплуатации приобретают некоторую тусклость благодаря деградации рабочих диодов. А в отдельных моделях есть возможность регулировки яркости освещения при помощи диммера.

В лампах накаливания или люминесцентах такая функция не предусмотрена. Но этот удобный режим в LED-приборах не бесплатен и за него придется отдать дополнительную сумму.

По уровню конструкционной хрупкости лампы накаливания и люминесценты схожи, так как имеют стеклянную колбу. Лед-модули в этом плане более устойчивы к ударам и механическим повреждениям. Да и отсутствие внутри каких-либо вредных и токсичных элементов делает их значительно привлекательнее для эксплуатации в домашних условиях.

Самые высокие расходы за весь эксплуатационный период влечет за собой использование ламп накаливания. Люминесценты расходуют энергию в разумных пределах, а светодиоды дают возможность снизить затраты до самых минимальных показателей

Что касается финансовой стороны, то изначально меньше других стоит лампочка накаливания. Однако, учитывая ее рабочий ресурс всего в 1 000 часов, это вряд ли можно считать ярко выраженным достоинством.

Базовая цена люминесцентов выше, однако, и служат они значительно дольше. Как говорят солидные производители, их хватает на 10 000-15 000 часов в том случае, если количество ежедневных активаций не превышает 5-6 раз.

Светодиодные модули могут похвастаться еще лучшими показателями, но и заплатить за это удовольствие придется намного больше, а это не во всех случаях целесообразно. Хотя тенденция замены одних источников света другими, прослеживается повсеместно. О необходимости замены люминесцентных лампочек светодиодными и порядке выполнения этой работы .

Выводы и полезное видео по теме

По какому принципу работают люминесценты. Подробное объяснение всех нюансов функционирования экономичных и энергоэффективных приборов для освещения:

В чем заключаются основные отличия люминесцентных элементов от простых и традиционных ламп накаливания. Сравнение мощности, светопотока и энергопотребления двух современных осветительных изделий:

Что собой представляют компактные энергосберегающие лампочки люминесцентного типа. Как они работают, сколько ватт потребляют и для каких целей используются:

Прибор люминесцентного типа – это практичный аналог классической лампы накаливания. С его помощью можно обеспечить качественным светопотоком помещение любых габаритов, снизив при этом энергопотребление. Прослужит он долго и не доставит владельцам никаких существенных хлопот.

Потом, когда лампы отработают свой срок, их понадобится утилизировать, а взамен купить новые, более прогрессивные модули.

А какой тип лампочек предпочитаете вы и что думаете о лампочках-люминесцентах? Поделитесь с другими пользователями своим мнением, расскажите, в чем вы видите основные плюсы ЛЛ, а что, лично для вас, является существенным недостатком этих приборов.

Если вы владеете хорошими теоретическими знаниями по теме вышеизложенной статьи и хотите дополнить наш материал полезными нюансами, пишите, пожалуйста, свои комментарии в блоке ниже.

Флуоресцентные лампы

Томас Эдисон не был первым человеком, работавшим с лампами накаливания — действительно, такие первые ученые, как Хамфри Дэви и Алессандро Вольта, пытались использовать электричество, чтобы нагреть вещество до раскаленного состояния. Однако Эдисон был первым, кто создал практичную и коммерчески жизнеспособную лампочку. Несмотря на то, что лампы накаливания меняют культуру, они сталкиваются с одной серьезной проблемой: неэффективностью. До 90% энергии, выделяемой лампой накаливания, составляет тепло.Это может быть полезно, если вы живете на Северном полюсе, но в большинстве умеренных стран это просто увеличивает повышение температуры, с которым необходимо бороться с помощью кондиционирования воздуха. Лампы накаливания не являются оптимальным источником света.

Однако есть несколько способов генерировать свет. Он использует идеи квантовой механики вместо теплофизики.

Флуоресценция

Флуоресценция — это процесс, при котором вещество поглощает свет, а затем излучает свет с другой длиной волны.В большинстве случаев флуоресцентные материалы излучают свет с более низкой частотой и энергией, чем поглощается, хотя иногда бывают двухфотонные излучения, при которых излучаемый свет имеет более высокую энергию. Слово «флуоресценция» было придумано британским физиком Г.Г. Стокса в 1852 г. после минерала флюорита (кристаллический CaF ₂ ), который сильно флуоресцирует из-за примесей. Это наблюдалось еще в 1560-х годах, но только в середине 19 века Стокс описал это явление после экспериментов с ультрафиолетовым светом (который сам был идентифицирован как часть спектра только в 1801 году).

Рисунок 1: Схема процесса флуоресценции: 1 = возбуждение, 2 = релаксация и 3 = излучение. Начальное и промежуточное возбужденные состояния могут быть разными электронными состояниями или даже двумя разными состояниями в колебательном многообразии одного и того же электронного состояния. Подробности см. В тексте.

Механизм флуоресценции должен был подождать до понимания квантованных энергий в атомах в молекулах, но упрощенная версия механизма показана на рисунке 1. Атом или молекула поглощает фотон света (шаг 1 на рисунке 1).За конечное, но короткое время система находится в возбужденном состоянии, она теряет энергию через какой-то механизм, например, столкновения с молекулами растворителя или передачу колебательной энергии соседним атомам или молекулам. Этот шаг (шаг 2 на рисунке) обычно называют «безызлучательной релаксацией» или «безызлучательным распадом». Потеря энергии останавливается в некотором промежуточном, но более низком энергетическом состоянии. Затем система излучает фотон и возвращается в основное (или другое более низкое) состояние (шаг 3 на рисунке). Поскольку промежуточное состояние имеет более низкую энергию, чем начальное возбужденное состояние, испускаемый фотон имеет меньшую энергию, чем возбуждающий фотон, что приводит к кажущемуся сдвигу длины волны или цвета; это называется сдвигом Стокса в честь вышеупомянутого британского физика.Наконец, в процессах флуоресценции задействованные энергетические состояния имеют одинаковую множественность (то есть общий спин электрона), поэтому сдвиги между состояниями разрешены квантово-механически и поэтому происходят довольно быстро — порядка наносекунд. Таким образом, мы воспринимаем процессы флуоресценции, как непосредственно связанные с наличием источника возбуждающих фотонов. (Сравните это с фосфоресценцией, которая включает в себя запрещенный по спину переход и, следовательно, является относительно медленной, имея время жизни порядка минут или часов.)

Многие минералы и органические молекулы флуоресцируют. Геология использует флуоресценцию, чтобы помочь идентифицировать определенные минералы и драгоценные камни. Хинин, природное противомалярийное соединение, содержащееся в хинном дереве, флуоресцирует, как и вазелин. Зеленый флуоресцентный белок (GFP) — это белок из 238 аминокислот, широко используемый в молекулярной и клеточной биологии; его разработчики получили Нобелевскую премию по химии 2008 года в знак признания его важности. Флуоресцентная спектроскопия сама по себе является одним из основных видов спектроскопии, но это уже другая колонка.

Флуоресцентные лампы: разработка

В 1856 году немецкий стеклодув Генрих Гайсслер изобрел вакуумный насос на основе ртути, который мог откачивать стекло лучше, чем это было ранее. Когда через трубку пропускали электрический ток, остаточные пары ртути в трубке светились ярко-зеленым светом. (Давление паров ртути при комнатной температуре составляет около 0,002 торр, поэтому это был лучший вакуум, который Гейслер мог получить в то время.) Присутствие других газовых примесей в этих так называемых трубках Гейсслера могло давать другие цвета, поэтому они стали популярными. развлечения.Позже создание более качественного вакуума уменьшило количество производимого света, но трубки Гейсслера были предшественниками электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), которые были основой лампового телевидения; Трубки Крукса, эксперименты в которых привели к открытию электрона; и люминесцентные лампы.

В 1859 году Эдмон Беккерель (отец Анри Беккереля, открывшего радиоактивность) покрыл трубку Гейсслера флуоресцентным материалом, создав первый элементарный люминесцентный свет. Однако он работал недолго и давал очень слабый свет.Хотя Эдисон и Николай Тесла возились с подобными системами, только в 1895 году Дэниел Мур, бывший сотрудник Эдисона, сконструировал работоспособный флуоресцентный свет, используя углекислый газ в качестве излучающего вещества. Она была примерно в три раза эффективнее, чем лампы накаливания того времени, и по иронии судьбы стимулировала разработку более эффективных ламп накаливания, что в конечном итоге вытеснило лампу Мура с рынка.

В 1901 году американский инженер Питер Купер Хьюитт запатентовал газоразрядную трубку на парах ртути, аналогичную оригинальной трубке Гейсслера.Однако свет, который он испускал, был тяжелым сине-зеленым, что давало неестественный цвет. С другой стороны, они были намного более энергоэффективными, так как использовали гораздо более низкие напряжения для обеспечения такой же яркости, как лампа накаливания. Разработка трубок, содержащих пары ртути, продолжалась, но в основном в Европе. К 1930-м годам покрытия из флуоресцентных материалов использовались для коррекции цвета и увеличения количества излучаемого видимого света, а также в качестве балласта для регулирования тока на начальных этапах работы.Коммерческая продажа приемлемых, относительно современных люминесцентных ламп началась в 1938 году компанией General Electric, а к 1950-м годам в Соединенных Штатах флуоресцентные лампы производили больше света, чем лампы накаливания.

Современные люминесцентные лампы

Современные люминесцентные лампы (рис. 2) имеют длину от нескольких дюймов до нескольких метров. Обычно люминесцентный свет содержит несколько миллиграммов ртути, которые необходимо испарить, чтобы свет работал должным образом. Свет также заполнен несколькими торрами инертного газа, такого как неон или аргон — не слишком много, иначе газ внутри колбы будет настолько резистивным, что электрический ток не сможет пройти.Внутренняя часть колбы покрыта люминофором (довольно странный термин для материала в люминесцентных лампах, но слово «флюор» звучит забавно), который обычно представляет собой легированную соль металла. Более старые люминофоры для люминесцентных ламп: (Sr, Mg) ₃ (PO ₄ ) ₂ , легированные оловом и Ca ₅ (F, Cl) (PO ₄ ) ₃ , легированные сурьмой и марганцем. ; В современных люминесцентных лампах используются различные соли редкоземельных металлов, такие как LaPO, легированный тербием и церием ₄ в сочетании с Y ₂ O ₃ , легированный европием.

Рисунок 2: Несколько моделей современных люминесцентных ламп (Getty Images).

Когда он включен, электроды люминесцентного света генерируют электроны, которые сталкиваются с атомами ртути и возбуждают электроны в ртути. Эти электроны возвращаются в свое основное состояние, испуская свет. Поскольку свет генерирует ионы, его проводимость увеличивается, поэтому ток должен регулироваться балластом, чтобы ограничить ток. Но, как упоминалось выше, большая часть генерируемого света находится в ультрафиолетовом и синем конце спектра.Этот свет возбуждает люминофорное покрытие на стеклянной колбе, которое флуоресцирует с эффективностью более 80%, то есть 80% УФ-фотонов преобразуются в фотоны видимого света (остальные преобразуются в тепло). Комбинированный спектр ртути и люминофора дает характерный свет люминесцентной лампы. Люминесцентные лампы преобразуют более 20% электроэнергии в свет, что в 10 раз эффективнее, чем лампы накаливания. Кроме того, они генерируют только около одной трети тепла, которое выделяет лампа накаливания, что значительно снижает тепловыделение при том же количестве света.

Хотя флуоресцентный свет приближается к естественному белому свету, спектр флуоресцентного света не является непрерывным спектром лампы накаливания. На рисунке 3 показано сравнение двух типов лампочек. Лампа накаливания излучает непрерывный спектр, так как он приближается к черному телу. Однако флуоресцентный свет состоит из широких, но дискретных частей спектра. Это то, что составляет воспринимаемую разницу между мощностью двух разных типов лампочек.

Рисунок 3: Сравнение спектров (а) лампы накаливания и (б) типичного люминесцентного света. Лампа накаливания дает непрерывный спектр, а флуоресцентный свет дает дискретные линии, типичные для спектра ртути и люминофора.

(Хотите быстро определить, является ли свет лампы накаливания или флуоресцентным? Воспользуйтесь компакт-диском или DVD-диском, чтобы создать спектр лампы — крошечные бороздки на диске действуют как решетка. Если светильник накаливания, вы увидеть полный спектр.Если свет флуоресцентный, спектр будет разделен на определенные цвета, как на рисунке 3. Попробуйте! Это не повредит диску.)

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) стали модной заменой обычных лампочек в лампах. Хотя они были впервые построены в середине 1970-х годов, они не были коммерчески доступны до середины 1990-х годов и с тех пор пользуются все большей популярностью. Почему им потребовалось так много времени, чтобы стать коммерчески жизнеспособными? Потому что для таких маленьких ламп нужно было разработать новые балласты.Требуется стандартная 4-футовая люминесцентная лампа, ну, 4 фута для установки, и балласт может быть такого же большого размера. Но чтобы вставить люминесцентную лампу в настольную лампу, потребовалось, чтобы балласт был намного меньше, если вся конструкция должна была заменить вашу стандартную лампу накаливания мощностью 100 Вт.

Дэвид В. Болл — профессор химии в Кливлендском государственном университете в Огайо. Многие из его колонок «Базовый уровень» были переизданы как Основы спектроскопии , доступные через SPIE Press.Профессор Болл рассматривает спектроскопию с точки зрения физической химии, потому что это его опыт. Недавно он работал заслуженным приглашенным профессором в Академии ВВС США, но сейчас вернулся домой в Огайо. С ним можно связаться по адресу [email protected].

Дэвид В. Болл

Разница между люминесцентными и светодиодными лампами накаливания

Лампы накаливания

При окончательном выборе наружного освещения или подвесного светильника важно выяснить, какой тип лампы вы хотите использовать.Лампа накаливания излучает свет, когда электрический ток нагревает проволоку из вольфрамовой нити так, что она светится или накаляется. Пока лампа продолжает работать, вольфрам медленно испаряется из-за тепла. Когда нить накала теряет достаточно вольфрама (или ломается от удара), лампа выходит из строя. Лампы накаливания легко приглушаются. Лампы с одинаковым цоколем часто могут использоваться как взаимозаменяемые в одном и том же светильнике (если позволяют размер и мощность). В состав лампы накаливания входит:

• Стеклянная оболочка
• Нить из вольфрамовой проволоки в плотной спирали
• Поддерживающие провода для удержания нити
• Подводящие провода для подачи тока на нить накала
• Выхлопная труба для удаления воздуха из оболочки и заполнения это с газом
• Основание для удержания других частей, установки лампы и электрического контакта

Лампы накаливания можно разделить на обычные или галогенные в зависимости от наполняющего газа и давления в лампе, которые влияют на эффективность, срок службы и цвет.Напряжение в сети или низкое напряжение в зависимости от электрического тока, питающего лампу. Оба типа доступны как обычные, так и галогенные. Неотражающие или отражающие, в зависимости от того, излучает ли лампа свет во всех направлениях или направляет свет в пучок. Большинство неотражающих ламп — это лампы обычного типа, большинство современных ламп с отражателями — галогенные. Эффективность ламп накаливания невысока, что является серьезным недостатком с точки зрения более высоких эксплуатационных расходов и большего количества тепла в комнате.

Флуоресцентный

Лампы Fluorescnet излучают свет, когда электрическая дуга возбуждает газ в трубке.Ртуть в газе испускает ультрафиолетовое излучение, заставляя люминофорное покрытие лампы светиться или флуоресцировать. Светящиеся люминофоры создают свет белого цвета. Люминесцентным лампам для работы требуется балласт, а также специальные патроны для ламп.

Основные компоненты люминесцентной лампы:
• Стеклянная трубка (прямая, U-образная или круглая)
• Заполняющий газ, например аргон
• Металлические контактные штыри на внешнем конце трубки, которые обеспечивают электрический ток. соединение
• Катоды на каждом конце внутренней части трубки, которые генерируют электрическую дугу.
• Когда катоды больше не могут запускать дугу, лампа больше не работает.
• Кристаллы ртути, которые испаряются по мере протекания электрической дуги и испускают УФ-излучение
• Лучшие люминесцентные лампы отлично справляются с цветопередачей, поэтому выбор правильной люминесцентной лампы имеет решающее значение.

Люминесцентные лампы доступны в гораздо более широком диапазоне цветов, чем лампы накаливания, от теплых, почти ламп накаливания, до ледяных белых тонов, похожих на дневной свет. Флуоресцентные лампы — это очень энергоэффективный источник света, который имеет низкие эксплуатационные расходы и мало нагревает комнату. Флуоресцентные лампы особенно эффективны при высоком уровне общего и рабочего освещения. Они потребляют от 1/5 до 1/3 электроэнергии от лампы накаливания с сопоставимым световым потоком и служат до 20 раз дольше.Компактные типы используются в небольших, триммерных светильниках, таких как встраиваемые светильники, настенные бра, светильники, расположенные близко к потолку, и трековые светильники. Ввинчивающиеся типы могут использоваться вместо ламп накаливания в патронах для стандартных ламп. Если в ваших светильниках используется система затемнения, поищите люминесцентные лампы с надписью «регулируемая яркость».

Светодиод

Светоизлучающие диоды (СИД) излучают свет, когда напряжение подается на отрицательно заряженные полупроводники, заставляя электроны объединяться и создавать единицу света (фотон).Проще говоря, светодиод — это химический чип, заключенный в пластиковую капсулу. Поскольку они маленькие, несколько светодиодов иногда объединяются в одну лампочку. Светодиодное освещение в целом является более эффективным и долговечным, чем любой другой тип источника света, и оно разрабатывается для все большего и большего числа применений. Light Bulbs Etc предлагает широкий ассортимент светодиодной продукции: светодиодные лампы, светодиодные ленточные светильники, светодиодные светильники под шкафами, светодиодные декоративные и наружные светильники, светодиодные ландшафтные светильники, а также огромное количество светодиодных встраиваемых и переоборудованных элементов.

Многие светодиодные продукты рассчитаны на срок службы до 50 000 часов. Невероятная долговечность означает, что вы никогда больше не сможете поменять другой свет.

Что такое 50 000 часов? Это в 50 раз больше срока службы обычной лампы накаливания и в 5 раз больше срока службы средней компактной люминесцентной лампы (КЛЛ). Фактически, если вы запускаете светодиод на 6 часов в день каждый день, он прослужит почти 23 года. Это пять президентских выборов, время ремонта дома и простор для целого поколения.У всех нас есть по крайней мере одна труднодоступная лампочка, и для ее замены нужна лестница или столб. Для домовладельца срок службы в пятьдесят раз дольше, чем у ламп накаливания, означает на 50 меньше шансов упасть с лестницы. Для владельца бизнеса это означает значительно меньшие затраты на обслуживание и рабочую силу. Производство и использование светодиодов требует значительно меньше энергии, чем лампы накаливания или КЛЛ. Благодаря светодиодным осветительным приборам вы выбрасываете меньше ламп и перестанете беспокоиться о содержании в них ртути. Светодиодные осветительные приборы не содержат ртути и других токсичных материалов, что является очевидным преимуществом для окружающей среды.

* Информация предоставлена ​​Американской ассоциацией освещения и Cree LED Lighting

Canon: Технология Canon | Canon Science Lab

Для этого сайта требуется браузер с поддержкой JavaScript.

Лампы накаливания и люминесцентные лампы

Мы не можем производить солнечный свет, но мы можем создать подобное освещение. Примеры включают лампы накаливания и люминесцентное освещение.

То, что излучает свет, известно как источник света.
Источники света можно разделить на источники естественного света, такие как солнце, звезды, молния и биолюминесценция, и источники искусственного света, включая лампы накаливания, флуоресцентное освещение и натриевые лампы.Их также можно разделить на категории по характеристикам интенсивности света, то есть постоянным источникам света, которые излучают одинаковое количество света в течение фиксированного периода времени (например, солнце и лампы накаливания), и источникам света, которые меняются во времени. Люминесцентное освещение может казаться постоянным, но на самом деле оно изменяется в соответствии с частотой источника питания. Человеческий глаз просто не способен обнаруживать такие быстрые изменения.

Лампа накаливания светит от тепла

Лампа накаливания кажется желтоватой по сравнению с флуоресцентным светом.Это потому, что лампы накаливания производят свет от тепла. Нить накаливания — это то, что нагревается. Нити изготовлены из двойных спиралей вольфрама, одного из видов металла. Вольфрам имеет высокое электрическое сопротивление, заставляя его светиться (накаливаться) при прохождении электрического тока. Электрический ток из-за высокого электрического сопротивления приводит к нагреву из-за трения между материалом и электронами, которые проходят через материал. Вольфрам используется для изготовления нитей ламп накаливания, поскольку он чрезвычайно устойчив к плавлению при высоких температурах.Он также не горит, потому что в лампы накаливания впрыскивается газ, чтобы удалить весь кислород.

Лампа накаливания была изобретена Томасом Эдисоном в 1879 году. В то время нити представляли собой карбонизированные волокна, изготовленные путем удушения определенного вида бамбука, выращенного в Киото, Япония, но в наши дни для производства ламп используются различные материалы и методы. Есть много типов лампочек, каждая из которых имеет свое предназначение. Например, есть кремнеземные лампы с частицами кремнезема, покрытые электростатическим способом на их внутренней поверхности, чтобы значительно улучшить передачу и рассеивание света, криптоновые лампы, в которые впрыскивается криптон (более высокий атомный вес, чем обычно используемый газ аргон) для увеличения яркости, и рефлекторные лампы, в которых используется высокоэффективный газ. отражающий алюминий на их внутренней поверхности.

Флуоресцентный свет сложнее, чем кажется

Флуоресцентный свет, распространенный вид освещения в офисах, имеет более сложный механизм излучения света, чем лампа накаливания. Ультрафиолетовые лучи, создаваемые люминесцентными лампами, преобразуются в видимый свет, который мы можем видеть. Здесь важную роль играют явления электрического разряда, а также «возбужденное состояние» и «основное состояние» электронов. Давайте начнем с рассмотрения основной конструкции люминесцентной лампы.Люминесцентные лампы представляют собой тонкие стеклянные трубки, покрытые люминесцентным материалом на своей внутренней поверхности.

Пары ртути впрыскиваются внутрь, а электроды прикреплены к обоим концам. Когда подается напряжение, в электродах течет электрический ток, в результате чего нити на обоих концах нагреваются и начинают испускать электроны. Затем небольшая газоразрядная лампа внутри люминесцентной лампы выключается; электроны испускаются из электрода, и они начинают течь к положительному электроду.Именно эти электроны производят ультрафиолетовый свет.

Столкновение электронов и атомов внутри люминесцентных ламп

Давайте подробнее рассмотрим механизм испускания люминесцентным светом ультрафиолетовых лучей. Электроны, испускаемые электродом, сталкиваются с атомами ртути, составляющими пар внутри стеклянной трубки. Это заставляет атомы ртути переходить в возбужденное состояние, в котором электроны на внешней орбите атомов и молекул получают энергию, заставляя их прыгать на более высокую орбиту.

Возбужденные атомы ртути постоянно пытаются вернуться в свое прежнее низкоэнергетическое состояние (основное состояние), потому что они очень нестабильны. Когда это происходит, разница в энергии между двумя орбитальными уровнями высвобождается в виде света в форме ультрафиолетовых волн. Однако, поскольку ультрафиолетовые лучи не видны человеческим глазам, внутренняя часть стеклянной трубки покрыта флуоресцентным материалом, который преобразует ультрафиолетовые лучи в видимый свет. Именно это покрытие заставляет люминесцентные лампы светиться белым.Люминесцентные лампы не всегда прямые. Они бывают и в других формах, например, в кольцах и луковицах. Некоторые типы люминесцентных ламп претерпели гениальные модификации, например, лампы, использующие металлическую линию на внешней поверхности трубки (тип быстрого запуска), устраняя необходимость в газоразрядной лампе внутри.

Белые светодиоды, используемые в освещении

Светодиоды, используемые в освещении, излучают белый свет, похожий на солнечный. Белый свет создается, когда присутствуют три основных цвета света — RGB (красный, зеленый и синий).Сначала были только красные и зеленые светодиоды, но развитие синих светодиодов привело к разработке белых светодиодов для использования в освещении.
Есть два способа создать белые светодиоды. Первый — это «многокристальный метод», в котором комбинируются все три светодиода основного цвета, а второй — «однокристальный метод», сочетающий люминофор и синий светодиод. Многокристальный метод с использованием трех цветов требует баланса между яркостью и цветом для достижения равномерного освещения и требует, чтобы каждый из трех цветных чипов был оснащен цепью питания.

Это стало причиной разработки однокристального метода, который излучает почти белый (квази-белый) цвет с использованием одного синего светодиода и желтого люминофора. Это потому, что синий и желтый свет, смешанные вместе, кажутся человеческому глазу почти белыми.
Используя однокристальный метод, были разработаны белые светодиоды, в которых используется синий светодиод в сочетании с желтым + красным люминофором или зеленым + красным люминофором для достижения более естественного белого света на основе светодиодов. Кроме того, недавно были разработаны светодиоды, которые излучают ближний ультрафиолетовый свет (светодиод ближнего ультрафиолетового света: длина волны 380–420 нм), и их использование в качестве источника возбуждающего света привело к появлению белых светодиодов, способных излучать весь видимый световой диапазон.

Источники света имеют «цветовую температуру»

В нашей повседневной жизни мы часто замечаем, что цвет одежды, видимый при флуоресцентном освещении в помещении, выглядит по-другому при солнечном свете на открытом воздухе и что одна и та же еда кажется более аппетитной при освещении лампами накаливания, чем при флуоресцентном освещении. Вы когда-нибудь задумывались, что вызывает такие различия? Мы видим цвет объекта, когда свет падает на него и отражается обратно в наши глаза. Короче говоря, цвета, которые мы воспринимаем, изменяются в соответствии с составляющей длины волны источника света, освещающего объекты, которые мы видим.Это приводит к вышеупомянутым различиям, которые мы воспринимаем в освещении одежды и пищи.

Различия в цвете обозначаются «цветовой температурой». Цветовая температура — это числовое значение, представляющее цветность, а не температуру источника света. Все предметы излучают свет при нагревании до чрезвычайно высокой температуры. Цветовая температура указывает, какой цвет мы увидим, если нагреем до определенной температуры объект, который вообще не отражает свет, то есть «черное тело».Единица измерения, используемая в этом случае, — градусы Кельвина. Низкотемпературные объекты кажутся красными, а по мере нагрева становятся синими.

Как видно из таблицы ниже, цветовая температура красноватых цветов низкая, а голубоватых — высокая. Цветовая температура используется для таких целей, как настройка цвета на мониторе компьютера.

Цветовая температура и источники света

Цветовая температура	Источник света
10 000	Ясное небо
9 000	Мутное небо
8,000
7 000	Облачное небо
6 000	Лампа-вспышка
4,500	Белая люминесцентная лампа
4 000
3,500	Вольфрамовая лампа, 500 Вт
3 000	Восход, закат
2,500	Лампочка 100 Вт
2 000
1000	Свечи

Люминесцентные лампы 101 | Здания

Посмотрите вверх.Велика вероятность, что лампы, освещающие эту самую страницу, люминесцентные. Согласно Advanced Lighting Guidelines: 2003 Edition, , документу, подготовленному Институтом новых зданий White Salmon, штат Вашингтон, более двух третей всех коммерческих и промышленных объектов в Соединенных Штатах к 1960-м годам установили люминесцентное освещение.

Популярность люминесцентного освещения неудивительна. Не обижайтесь на Эдисона, но изобретатели этой технологии нашли совершенно новый способ осветлить помещения с гораздо меньшей мощностью.Министерство энергетики США сообщает, что люминесцентное освещение может обеспечивать такое же количество света, что и лампы накаливания, при этом потребляя на 25-35 процентов меньше энергии. Срок службы люминесцентной лампы также в 10 раз больше.

Несмотря на все достоинства флуоресцентного освещения, ранние приложения страдали от мерцания, жужжания и нелестного сине-зеленого оттенка света. Тем не менее, хорошие новости: «Флуоресцентные технологии за последние 10–15 лет значительно изменились в плане эффективности, долговечности, цветопередачи и даже в вопросах эксплуатации и утилизации отходов», — говорит Рэнди Беркетт, президент и главный дизайнер Randy Burkett. Lighting Design Inc., Святой Луи.

Типы люминесцентных ламп

Лампы T12
Лампа T12 (лампа диаметром 12/8 или 1,5 дюйма) была предпочтительной в течение многих лет, пока не появилась более тонкая и эффективная лампа. Хотя сегодня эти лампы редко используются в новых конструкциях, они еще не исчезли. «Я не могу вспомнить, за последние 5 лет, когда мы даже указали T12 для нового строительства зданий. Вероятно, всего через несколько лет это будет динозавр, и единственная причина, по которой его сейчас нет, заключается в том, что там их по-прежнему много на существующих объектах », — говорит Беркетт.

Районы страны с относительно низкими ценами на энергию (для сравнения) могут поддерживать рынок T12. «В таких местах, как Средний Запад, где в основном работают угольные электростанции, тарифы на коммунальные услуги очень низкие. Хотя в настоящее время средний показатель по стране составляет около 10 центов за киловатт-час, в Индиане можно найти места, где они платят 3 или 4 цента за киловатт-час. Владельцам зданий было невыгодно модернизировать их », — объясняет Джеймс Р.Беня, директор, Benya Lighting Design, West Linn, OR.

Использование ламп T12 сократилось по двум основным причинам: во-первых, это их относительная неэффективность; во-вторых, финансирование и стимулы сократили период окупаемости проектов замены. «Коммунальные предприятия предоставляли скидки и стимулы для управления спросом на замену старых T12 и магнитных балластов на T8 и электронные балласты, и это было действительно , чтобы вывести всех на новый уровень производительности», — говорит Марк Лёффлер, заместитель директора , ателье десять, Нью-Хейвен, Коннектикут.

Технологические достижения в области усовершенствованных (редкоземельных) люминофоров и электронных балластов привели к созданию системы балласта лампы T8, которая обеспечивает лучшую цветопередачу, более длительный срок службы и повышенную эффективность. Эти особенности сделали то, что раньше было рабочей лошадкой коммерческого освещения — T12, — менее желанной лампой. Несмотря на меньший диаметр Т8 (8/8 или 1 дюйм), переключиться с ламп Т12 на Т8 относительно просто. По словам Лоффлера, модернизировать легко, потому что лампы T8 подходят к стандартной конфигурации цоколя светильников T12, а длина ламп такая же.

Лампы T8
По мере того, как в 1990-х годах использование ламп T12 начало сокращаться, T8 быстро стала наиболее часто используемой лампой в Северной Америке. Владельцам зданий и профессионалам объектов нравится его эффективность и долгий срок службы. «Срок службы ламп T8 составляет от 20 000 до 30 000 часов», — говорит Беркетт. Архитекторы и дизайнеры по свету ценят тонкий профиль лампы. «Лампы T8 меньше в диаметре, и архитекторы были счастливее, потому что они могли делать более интересные корпуса с меньшими размерами», — отмечает Леффлер.По мере того, как подвесные светильники становились все более популярными, размер T8 означал, что непрямые светильники не обязательно должны быть «досками для серфинга, висящими в воздухе», — шутит он.

Лампы T8 также передают цвета лучше, чем большинство их люминесцентных предшественников. В отличие от большинства T12, которые обеспечивают плохую цветопередачу, индекс цветопередачи (CRI) для большинства T8 находится где-то между 70 и 95 (чем выше число, тем лучше; максимальный CRI равен 100). Диапазон коррелированных цветовых температур (CCT) от 2700 Кельвинов (желтый свет) до 4100 Кельвинов (более белый или синий свет) обеспечивает широкий спектр белого цвета — от теплого до нейтрального и холодного.Там, где подбор цвета особенно важен, идеально подходят лампы Т8 серии 800. Эти трифосфорные лампы обеспечивают индекс цветопередачи выше среднего.

Высокоэффективные лампы T8 (HPT8), также известные как super T8s, обладают еще большей энергоэффективностью, чем стандартные лампы T8. По словам Мэдисона, компании Focus on Energy на базе WI, лампа T8 с большим световым потоком и длительным сроком службы и маловаттный электронный балласт генерируют такой же общий световой поток, что и обычный T8, но потребляют меньше энергии. «Super T8 примерно на 20 процентов более энергоэффективен, чем обычный T8.«Это большая разница», — говорит Беня. «В фокусе на энергии» также отмечается, что лампы HPT8 — это лампы с увеличенным сроком службы, которые обычно рассчитаны на 4000 часов дольше, чем стандартные лампы T8 или T12. В обычных офисных условиях это может длиться до 2 лет. Новые версии ламп T8, которые появятся на рынке в 2008 году, обещают от 30 000 до 60 000 часов жизни, а это означает, что эти лампы прослужат столько же, сколько и их осветительные приборы.

Лампы T5
Новейший представитель линейного люминесцентного семейства — это Т5.Диаметр этой лампы (5/8 дюйма) — не единственное, что отличает ее от T12 или T8. «Лампы [T5] — это не полные, точные 24-, 36- или 48-дюймовые лампы; на самом деле они несколько меньше, потому что они были сделаны для метрических светильников», — говорит Лёффлер.

Как объясняет Институт новых зданий в Advanced Lighting Guidelines , модернизация с T12 (или T8) на T5 часто нецелесообразна, потому что:

• Они практически не имеют эффективности по сравнению с лампами T8.

• Их метрическая длина и конструкция патрона лампы требуют значительных изменений в существующих светильниках.

• Существенно более высокая яркость лампы T5 может вызвать проблемы с ослеплением в существующем осветительном оборудовании, где лампу можно увидеть прямо, даже через линзу или рассеиватель ».

Лучше всего использовать T5 в приспособлениях, разработанных специально для них. Они используются в широком спектре внутренних и внешних светильников, включая троферы, мойки стен, декоративные светильники, потолочные бухты и подвесное прямое или непрямое освещение.

Лампы T5 High Output (или T5 HO) почти вдвое превышают световой поток стандартных T5. «T5 HO излучает примерно на 70-80 процентов больше света, чем стандартный T5, однако, если вы поставите их рядом на своем столе, не читая этикетку, вы не заметите разницы — они идентичной формы лампы. Это просто делается с помощью электроники », — объясняет Беркетт.

Большой световой поток — это плюс. По словам Эрика Страндберга, специалиста по коммерческому электрическому освещению в лаборатории дизайна освещения в Сиэтле: «Одно из преимуществ T5 High Output заключается в том, что его световой поток примерно такой же, как у двух T8 или двух T12, поэтому, когда вы переходите к T5 HO, ваш количество ламп может уменьшиться.»

Однако одно предостережение: поскольку лампы T5 HO такие яркие, блики могут быть проблематичными.» В лампе такого малого диаметра так много яркости, и если она плохо рассеивается или каким-то образом замаскирована, яркость «Лампа может быть почти болезненной», — говорит Лёффлер. Лампы T5 HO следует использовать либо в подвесных светильниках непрямого освещения, либо в прямых светильниках в многоярусных помещениях.

Компактные люминесцентные лампы
Настенные бра, подвесные светильники, даунлайты, настольные и торшеры идеально подходят для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).По данным отдела энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) Министерства энергетики США, КЛЛ могут заменить лампы накаливания, мощность которых примерно в 3-4 раза превышает их мощность, что позволяет сэкономить до 75 процентов первоначальной энергии освещения. Как результат, экономия энергии, так и их долгий срок службы компенсируют значительно более высокую стоимость компактных люминесцентных ламп. Офис EERE сообщает, что, хотя вы можете рассчитывать заплатить в 3-10 раз меньше за сопоставимые лампы накаливания, КЛЛ служат в 6-15 раз дольше. «Стандартная лампочка может работать от 1000 до 2000 часов.«Компактные флуоресцентные лампы будут работать 10 000 или 12 000 часов», — объясняет Страндберг.

Ранние модели, продаваемые в 1980-х годах, были шумными, обеспечивали плохую цветопередачу и медленный запуск; с тех пор производители много работали над устранением этих проблем, но Чтобы эффективно использовать КЛЛ, вы должны знать об их ограничениях. Эти лампы могут плохо работать при определенных температурах. Согласно программе ENERGY STAR ^® Агентства по охране окружающей среды США, экстремальные температуры могут повлиять на КЛЛ. Некоторые КЛЛ можно использовать на улице при низких температурах. до -10 градусов F.и до 120 градусов по Фаренгейту, однако, когда очень холодно, им может потребоваться больше времени, чтобы достичь полной яркости. Внимательно прочтите спецификации производителя: некоторые лампы могут работать некорректно — или даже не работать вообще — при использовании на открытом воздухе.

Strandberg предлагает еще несколько советов, чтобы избежать неправильного применения: «Они также не очень хорошо работают в светильниках, которые были спроектированы вокруг источника направленного света, например, прожектора или прожектора». Используйте КЛЛ там, где они лучше всего работают. Согласно программе ENERGY STAR, открытые приспособления, пропускающие воздушный поток, позволяют КЛЛ работать лучше.

Первые КЛЛ были ориентированы на рынок модернизации. «Комбинации интегральных ламп и балластов с ввинчиваемыми цоколями Эдисона обеспечили удобную и недорогую альтернативу лампам, используемым в отелях, жилых комплексах, школах и других устройствах с длительным временем горения», — поясняет Институт новых зданий в Advanced Lighting Guidelines. Поскольку они имеют самобалансирующийся балласт, балласт утилизируется вместе с лампой, когда он израсходован. Несмотря на то, что экономия энергии и долгий срок службы являются несомненными преимуществами, эти самобалластные, привинчиваемые КЛЛ не так эффективны, как КЛЛ со штифтами.Несмотря на это, КЛЛ с винтовым креплением остаются лучшим выбором для достижения максимальной энергоэффективности в старинных светильниках.

В коммерческих приложениях КЛЛ со штырьками — очевидный выбор по сравнению со своими ввинчиваемыми аналогами. «Если вы купите обычный потолочный светильник накаливания и ввинтите в него компактную люминесцентную лампу, он будет работать намного хуже, чем если бы вы купили компактный люминесцентный светильник с штыревой лампой», — говорит Беня. Эти лампы имеют номинальный срок службы от 10 000 до 12 000 часов и обеспечивают значительную экономию энергии по сравнению с лампами накаливания и галогенными источниками.

Рекомендации по техническому обслуживанию

Увеличьте срок службы лампы
Выбор наилучшей комбинации лампы и балласта для вашего приложения может значительно сократить затраты на техническое обслуживание. Например, при установке ламп с длительным сроком службы требуется меньше замен, что позволяет сэкономить время и труд. Длительный срок службы лампы и нечастая замена лампы особенно важны при освещении участков, для доступа к которым требуется специальное подъемное оборудование (например, атриум).

Срок службы лампы также может зависеть от характеристик лампы и приспособления. Ярким примером является неправильное использование КЛЛ. «Лампы накаливания действительно не подвержены тепловым проблемам, в то время как компактные люминесцентные лампы могут перегреться внутри встроенной банки и сократить срок их службы», — объясняет Беркетт.

Выбор правильного балласта не менее важен для сокращения затрат на техническое обслуживание и увеличения срока службы лампы. «У нас была работа, при которой флуоресцентные лампы продолжали гаснуть. Наконец, мы выяснили, что они вставили неправильный балласт», — объясняет Кэтрин С.Абернати, главный дизайнер освещения, Abernathy Lighting Design Inc., Северный Провиденс, Род-Айленд.

Хотя средства управления освещением сокращают расточительную работу за счет выключения света в незанятых помещениях, выбор наиболее подходящего балласта для этих применений необходим для предотвращения преждевременного выхода лампы из строя. Национальная лаборатория им. Лоуренса Беркли (LBNL) из Беркли, Калифорния, рекомендует использовать пускорегулирующие аппараты с быстрым запуском, когда среднее время включения ламп составляет менее 3 часов на один пуск. Однако есть несколько недостатков: балласты с быстрым запуском на 5-10 процентов дороже балластов с мгновенным запуском, объясняет LBNL, и к тому же не столь эффективны.«Подавляющее большинство имеющихся балластов будут балластами с мгновенным запуском. Они будут стоить меньше и потреблять немного меньше энергии. Но с мгновенным запуском, если они часто включаются и выключаются в течение дня, тогда лампы становятся тяжелыми, и они быстрее выходят из строя », — говорит Страндберг. Балласты с быстрым запуском (особенно балласты с запрограммированным запуском и с быстрым запуском) идеальны, потому что в соответствии с требованиями Advanced Lighting Guidelines они минимизируют износ катода. «То, как они включают лампу, намного бережнее относится к лампе», — объясняет Беня.

После того, как вы приобрели наиболее подходящую лампу и балласт, убедитесь, что они оба установлены правильно. «Если лампа неправильно вставлена ​​в патроны, она может гореть некоторое время, но имеет тенденцию к короткой дуге и сокращает срок службы лампы», — добавляет Абернати.

Control Light
Люминесцентные лампы идеально подходят для приложений, которые управляют освещением с помощью таймеров, датчиков присутствия и фотодатчиков дневного света. В результате лампы меньше эксплуатируются, экономится энергия, уменьшается частота замены ламп.«В зависимости от области применения датчики присутствия могут быть хорошим способом продлить эти циклы обслуживания», — говорит Страндберг.

Двойное переключение — еще одна стратегия управления освещением (хотя и менее сложная). Основной принцип заключается в том, что один светильник с несколькими лампами и пускорегулирующими аппаратами имеет два ручных переключателя. Например, один переключатель будет управлять двумя из трех ламп, а другой переключатель будет включать оставшуюся лампу. Когда оба переключателя включены, пространство освещается всеми тремя лампами.«Если у вас много дневного света в течение дня, вам может понадобиться только одна лампа. Затем, когда солнце садится, вам могут понадобиться две лампы; ночью вам могут понадобиться три, в зависимости от вашей задачи», объясняет Абернати. «Это бедняга тускнеет».

Конечно, самый простой способ обуздать неэкономное освещение — щелкнуть выключателем. «Просто выключите свет, который не должен быть включен», — заявляет Леффлер. Поощряйте жителей здания помочь вам в этом задании. В октябре 2007 года в знак признания Месяца энергетической осведомленности BOMA Intl.дал советы управляющим недвижимостью о том, как экономить энергию. Из 10 предложенных предложений № 1 было повышение осведомленности арендаторов путем продвижения целей энергосбережения и некоторых советов по их достижению.

Group Relamp
Точечная замена ламп — практика замены ламп по одной по мере их истечения — может стать утомительной задачей для специалистов по обслуживанию. Как отмечается в программе ENERGY STAR, этот метод замены лампы требует значительных затрат труда. Поскольку затраты на рабочую силу намного превышают стоимость люминесцентных ламп, групповая замена ламп может быть более рентабельной стратегией.«При использовании процедур групповой замены ламп все лампы в помещении устанавливаются сразу, а затем, с заранее определенным интервалом, все лампы заменяются до того, как они начнут регулярно перегорать», — объясняет Страндберг. Групповая замена ламп позволяет обслуживающему персоналу планировать время, которое наименее доставляет неудобства жильцам здания, и эффективно работать с буксируемым оборудованием и расходными материалами. Еще одним преимуществом групповой замены ламп в соответствии с программой ENERGY STAR является снижение стоимости ламп, поскольку их можно покупать со скидками при оптовых закупках, а для замены ламп требуется меньше места для хранения.Оцените кадровые ресурсы, чтобы понять, есть ли смысл в замене группы. «Если у вас огромное здание, то групповая замена лампы на , как правило, на экономичнее», — говорит Беня.

Чтобы определить, когда выполнять групповую замену лампы, найдите номинальный срок службы лампы и рассчитайте типичные часы работы. «При 100 процентах номинального срока службы ламп, который обычно составляет 20 000 часов или более, 50 процентов ламп выйдут из строя», — объясняет Беня. «Самый экономичный момент для групповой замены ламп составляет около 70 процентов от номинального срока службы ламп.»

Замените лампы на ту же лампу
Использование неправильной лампы в приспособлении может привести к сокращению срока службы лампы и вызвать жалобы пассажиров на блики и недостаточный уровень освещенности. Чтобы избежать этих проблем, обращайте пристальное внимание на разнообразие ламп типы, указанные во время проектирования или модернизации системы освещения. Слишком много разнообразных помещений, например, офис, в котором используются лампы T8, HPT8, и T5, могут вызвать путаницу у обслуживающего персонала, который может случайно установить неправильное оборудование во время замена ламп.Меньшее количество типов ламп может облегчить и другие головные боли. «[Художники по свету] должны играть в компромиссную игру, чтобы убедиться, что они не сведут с ума руководителей зданий, закупая лампы», — добавляет Лёффлер.

Если специалисты по освещению предоставили руководство, объясняющее, какое оборудование используется и где, вернитесь к нему, когда необходимо заменить какой-либо компонент системы освещения. «Когда лампа перегорает и ее заменяют, они должны заменить ее той же лампочкой», — говорит Абернати.Выбор более дешевых ламп может изначально сэкономить несколько долларов, но может поставить под угрозу энергоэффективность и качество света. В качестве примера Абернати объясняет, что менее дорогие и более простые в поиске КЛЛ могут излучать нежелательный голубоватый свет, контрастирующий с цветовой температурой окружающих ламп. Также может возникнуть соблазн заменить КЛЛ с винтовым креплением лампами накаливания, потому что это проще, быстрее и значительно дешевле — практика, которую Институт новых зданий называет «возвращением назад». Итог: руководство предоставлено для того, чтобы можно было выбрать заменяющие лампы в соответствии с исходной спецификацией, поэтому используйте его.

Утилизация ламп

Утилизировать или утилизировать как опасные отходы?
Несмотря на все то, что профессионалы в области оборудования и освещения любят люминесцентные лампы, есть одна нежелательная особенность: ртуть, которую они содержат. По данным офиса EERE Министерства энергетики США, свет, излучаемый люминесцентной лампой, возникает из-за электрического тока, проводимого через ртуть и инертные газы. Ртуть — нейротоксин, который, как известно, вызывает повреждение почек и головного мозга. Усилия, предпринимаемые осветительной промышленностью для решения проблем, связанных с утилизацией и риском вымывания ртути из ламп в почву и воду, заслуживают похвалы.По данным Росслина, штат Вирджиния, Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA) в сентябре 2007 года, производители снизили количество ртути в своих люминесцентных лампах более чем на 90 процентов.

В 1995 году EPA издало правило об универсальных отходах, касающееся многих опасных отходов, которые ранее выбрасывались в мусор (например, люминесцентные лампы). По заявлению организации, это правило предназначено для уменьшения количества опасных отходов в потоке твердых бытовых отходов (ТБО), облегчая сборщиком универсальных отходов их сбор и отправку на переработку или надлежащую утилизацию.Чтобы определить, является ли флуоресцентная лампа опасной, проводится испытание на определение характеристики токсичности выщелачивания (TCLP). Advanced Lighting Guidelines объясняет, что лампы, прошедшие тест TCLP, не считаются опасными отходами и не требуют специальных процедур утилизации, за исключением штатов, где предписаны более строгие правила, чем федеральный закон.

К сожалению, были некоторые споры о том, насколько лампы с низким содержанием ртути или совместимые с TCLP действительно проходят испытание. По данным Бостонской ассоциации официальных лиц по обращению с отходами (NEWMOA), некоторые производители используют добавки, чтобы повлиять на тест TCLP и скрыть истинное содержание ртути в лампе.Организация также указывает, что тест TCLP не имеет отношения к лампам, сожженным в мусоросжигательной печи; вся ртуть, содержащаяся в этих лампах, будет выброшена в атмосферу. По этим причинам NEWMOA считает, что со всеми ртутными лампами, включая те, которые соответствуют стандарту TCLP, лучше всего обращаться как с опасными или универсальными отходами. Это хороший совет, учитывая, что пары ртути выбрасываются в воздух, когда люминесцентные лампы выбрасываются в мусорный бак.

Варианты утилизации включают переработку или сдачу отработанных ламп в специально отведенный пункт сдачи в вашем районе.

Утилизация ламп быстро растет. В сентябре 2007 года NEMA сообщило, что рециркуляция ламп увеличилась с 70 миллионов ламп в 1997 году до 156 миллионов ламп в 2005 году. «Все производители ламп хорошо осведомлены о воздействии своей продукции на окружающую среду и имеют долгую историю своей экологической сознательности и ответственности; все выступают за переработку люминесцентных ламп не только для удаления ртути, но и для восстановления металлов и даже стекла лампы », — говорит Лёффлер.Переработка тоже не требует больших затрат. Стоимость вторичной переработки, согласно NEMA, составляет всего 1 процент от общих затрат на владение люминесцентной лампой.

С появлением светоизлучающих диодов (LED) на горизонте вы, возможно, задаетесь вопросом, как долго флуоресцентное освещение будет оставаться наиболее эффективным средством освещения коммерческих помещений. «Я думаю, будет справедливо сказать, что люминесцентные лампы, особенно линейные люминесцентные, вероятно, будут последним источником, на который будут влиять светодиоды в отношении индивидуальной замены, особенно в общем освещении.Светодиоды не имеют мощности на данный момент и, вероятно, не будут в течение следующего десятилетия или около того, чтобы бросить вызов флуоресцентным лампам по светоотдаче, — говорит Беркетт. впереди «.

Яна Дж. Мэдсен ([email protected]) — главный редактор журнала Buildings.

Люминесцентная лампа

— обзор

III Квантоворасщепляющие люминофоры (QSP) и безртутные люминесцентные лампы

Обычные люминесцентные лампы, которые обеспечивают энергоэффективное освещение общего назначения в коммерческих и жилых помещениях, используют ртуть в качестве активного вещества для генерации УФ-излучение.Однако растет озабоченность по поводу выщелачивания растворимой ртути из отработанных ламп на свалках твердых отходов, попадающих в запасы грунтовых вод. Люминесцентная лампа, в которой разряд ксенона низкого давления возбуждает подходящие люминофоры для генерации белого света, может рассматриваться как безртутная замена существующим люминесцентным лампам. Недавно эффективность разряда ксенонового газа составила почти 65% при оптимальных условиях эксплуатации. Однако проблемы с эффективностью лампы не позволяют нам рассматривать обычные люминофоры как материалы, генерирующие белый свет в такой люминесцентной лампе.

Общая эффективность преобразования люминесцентной лампы может быть схематически записана как η _лампа ∼ η _uv [ε _vis / ε _uv ] Q _p , где η _uv — эффективность разряда для преобразования электроэнергии в УФ-энергию, Q _p — квантовая эффективность люминофора, ε _vis — средневзвешенная энергия спектра видимых фотонов, излучаемых люминофором (это фиксируется спектральная чувствительность человеческого глаза, которая достигает максимума около 555 нм), а ε _uv — энергия фотона, испускаемого разрядом и поглощаемого люминофором.

Для обычных люминесцентных ламп на основе ртути эффективность составляет (очень приблизительно): 0,25 ∼ 0,65 [254 нм / 555 нм] 0,85. Обратите внимание, что эффективность разряда составляет около двух третей, и люминофор преобразует почти каждый падающий фотон в УФ-излучение. Если эффективность разряда составляет 65%, а люминофор почти идеален, чем объясняется относительно низкая общая эффективность преобразования, составляющая 25%? Ответ заключается в стоксовом сдвиге, обозначенном здесь отношением [ _к / ε _uv ], которое учитывает тот факт, что каждый УФ-фотон, падающий на люминофор, несет энергию около 5 эВ, в то время как каждый фотон, излучаемый люминофор несет чуть более 2 эВ.На этот единственный процесс приходится 55% потерь энергии в обычной люминесцентной лампе.

Если мы хотим воспроизвести эффективность преобразования энергии обычных люминесцентных ламп, но с разрядом Xe, который излучает на длине волны 147 нм, более высокие потери стоксова сдвига могут быть компенсированы более высокой квантовой эффективностью люминофора. Были некоторые демонстрации люминофоров, которые в избыточном количестве производят более одного видимого фотона на каждый падающий УФ-фотон. Мы называем такие материалы «квантово-расщепляющими люминофорами» (QSP).Например, люминофор YF ₃ : Pr ³⁺ дает квантовую эффективность 1,40 ± 0,15 при комнатной температуре при возбуждении излучением 185 нм. Если этот люминофор также дает такую ​​же квантовую эффективность при возбуждении 147 нм, тогда требование преобразования энергии становится более разумным: 0,25 ∼ 0,65 [147 нм / 555 нм] 1,40. Можно сразу увидеть преимущества люминофора YF ₃ : Pr ³⁺ в устройствах, в которых в качестве основного источника возбуждения используется вакуумное ультрафиолетовое излучение (ВУФ) разряда инертных газов.

Процесс квантового расщепления в люминофорах, активированных Pr ³⁺ , показан на рис. 11A. Падающие фотоны ВУФ-излучения поглощаются через разрешенный оптический переход Pr ³⁺ 4 f → 5 d . Возбуждение спадает до уровня ¹ S ₀ . Тогда вероятность перехода такова, что уровень ₁ S ₀ радиационно распадается до уровня ¹ I ₆ , что приводит к генерации первого фотона.Второй переход, который соединяет верхний уровень ³ P с несколькими уровнями основного состояния, дает второй фотон.

РИСУНОК 11. Схематическое изображение квантового расщепления в (A) материалах, активированных Pr ³⁺ и (B) материалах, активированных Gd ³⁺ , Eu ³⁺ ; –- & gt; указывает на безызлучательные переходы.

К сожалению, практическое использование люминофора YF ₃ : Pr ³⁺ непросто по нескольким причинам.Во-первых, люминофор нестабилен в присутствии разряда инертных газов / ртути, который используется в обычных люминесцентных лампах. Неизвестно, возникает ли эта нестабильность из-за химического, фотохимического, плазменного или другого механизма. Во-вторых, крупномасштабное производство фторсодержащих материалов затруднено. В-третьих, излучение Pr ³⁺ , которое происходит в основном в темно-синем (около 405 нм), по существу теряется, потому что человеческий глаз практически нечувствителен к этой длине волны.

Вышеупомянутые проблемы с практической реализацией фторированных материалов побудили Шриваставу и его коллег продолжить разработку оптимизированных решеток-хозяев оксидов в качестве QSP.Были обнаружены три оксидных материала, в которых наблюдается квантовое расщепление Pr ³⁺ : SrAl ₁₂ O ₁₉ , LaMgB ₅ O ₁₀ и LaB ₃ O ₆ . Однако ни один из оксидных материалов не показал квантовую эффективность, превышающую единицу, и проблема темно-синего излучения все еще оставалась.

Недавно в литературе были описаны попытки создания QSP, основанные на трехвалентном ионе гадолиния. Падающие фотоны ВУФ-излучения поглощаются через оптический переход Gd ^{3 + 8} S _7/2 → ⁶ G _J (рис.11Б). Процесс кросс-релаксации вызывает излучение намеренно добавленного активатора Eu ³⁺ (этап 1 на фиг. 11B). Во время этого процесса кросс-релаксации ион Gd ³⁺ релаксирует в нижнее состояние ⁶ P _J . Энергия, мигрирующая по уровням ⁶ P _J , захватывается вторым ионом Eu ³⁺ (этап 2 на фиг. 11B). Следовательно, два красных фотона могут быть произведены на один падающий фотон ВУФ-излучения. Действительно, внутренняя квантовая эффективность приближается почти к двум в Li (Y, Gd) F ₄ : Eu ³⁺ .

Вышеупомянутое обсуждение показывает, что люминофор, который появился как слабое звено в цепи преобразования энергии, может быть улучшен путем разработки QSP. Ни один такой материал не был превращен в коммерчески жизнеспособный люминофор, хотя значительные усилия продолжаются в разработке таких люминофоров.

В чем разница между светодиодным освещением и люминесцентным освещением?

Светодиоды меняют то, как мы все видим.

Томас Маллой | 24 апреля 2019 г.

Светодиодное освещение

стремительно вытесняет люминесцентные лампы почти во всех магазинах.Причин много.

Светодиоды

до 50% эффективнее люминесцентных ламп — поэтому они потребляют меньше энергии. Перевод: Значительно меньшие счета за электричество.

Срок службы светодиодов

обычно в два раза больше, чем у люминесцентных, а это значит, что их нужно менять реже. А когда их нужно менять, их твердотельная конструкция (светодиоды сделаны из полупроводников) делает их намного менее хрупкими.

светодиода «горят» при более низкой температуре. Они рассеивают тепло с помощью того, что в отрасли называют радиаторами, инструментом управления температурой, который является ключом к долговечности света.Тепло разрушает светодиоды, поэтому они рассчитаны на нормальную работу при температуре около 40 градусов. Это также то, почему они являются исключительными для осветительных приборов в охлаждаемых помещениях, например холодильников в интернет-магазинах.

Люминесцентное освещение обычно бывает двух разных типов. Наиболее распространенной является ламповая лампа, доступная во многих стандартных длинах до шести футов и используемая парами или квадратами для верхнего промышленного и офисного освещения. Для некоторых больших пространств, таких как фабрики и боулинг, требуется восемь футов или больше для больших потолков.

Последней версией является КЛЛ, или компактная люминесцентная лампа, выпускаемая в форме лампы в качестве альтернативы давней стандартной лампе накаливания, широко используемой в домах и офисах. Внутри лампы находится спиральная трубка, вроде миниатюрной версии больших люминесцентных ламп с прямой трубкой. В обоих типах ток взаимодействует с парами аргона и ртути, освещая покрытие белого порошкового люминофора.

Да, эта ртуть может быть опасна в несколько больших количествах, чем одна или две сломанные трубки.

Для чего нужен загадочный тяжелый черный ящик, прикрепленный к нижней стороне люминесцентного светильника — балласт? Это набор электронных компонентов, заключенных в огнестойкий материал, который запускает устройство, а затем регулирует ток. В КЛЛ он расположен прямо над резьбовым основанием.

С стремительным ростом светодиодного освещения стоит ожидать, что люминесцентное освещение станет устаревшим для большинства его предыдущих применений. Светодиоды легче, универсальнее, дешевле и обеспечивают яркое освещение.

Отличие: светодиодное освещение просто лучше.

люминесцентных ламп — меньше значит больше

Посмотрите наше новое видео о флуоресцентных лампах!

Инструкции по обращению с люминесцентными лампами

Будьте осторожны, не сломайте люминесцентные лампы! В каждой пробирке содержится небольшое количество ртути, которая может быть опасна при попадании на открытое пространство.

Что, если моя лампочка сломается?

Для получения дополнительной информации посетите нашу страницу «Очистка сломанной люминесцентной лампы».

Неужели эти фонари содержат ртуть?

Да, пары ртути используются для передачи электрического тока через лампочку. Несмотря на то, что количество ртути относительно невелико, люминесцентные лампы необходимо утилизировать как опасные отходы. Ртуть — это токсичный тяжелый металл, который может вызвать серьезные повреждения мозга, нервной системы, почек, легких и других жизненно важных органов. Особенно подвержены риску беременные женщины, младенцы и маленькие дети.

Как лучше всего хранить люминесцентные лампы?

В идеале поместите свои старые пробирки в ту же коробку, в которой они были куплены.Поскольку люминесцентные лампы довольно длинные, бывает сложно найти для них другие варианты хранения. Если вы не можете найти достаточно большую коробку, попробуйте принести их в центр сбора вскоре после их замены. Оберните трубки одеялом или большим куском пластика и поместите их в автомобиле, чтобы они не катались. Прочтите наш последний пресс-релиз здесь.

Куда пойти

• Округ Санта-Барбара — все (1)

• Район Санта-Барбары (2)

• Голета и район UCSB (2)

• Санта-Инес-Вэлли (1)

• Долина Ломпок и VAFB (2)

• Долина Санта-Мария (1)

• За пределами округа Санта-Барбара (12)

.