Люминесцентные лампы принцип работы. Люминесцентные лампы: принцип работы, устройство и схема подключения

Как устроена люминесцентная лампа. Какой принцип работы люминесцентной лампы. Какая схема подключения люминесцентной лампы. Какие преимущества и недостатки у люминесцентных ламп. Какие виды люминесцентных ламп существуют.

Устройство люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа представляет собой газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается слоем люминофора, возбуждаемого ультрафиолетовым излучением разряда. Основными элементами конструкции являются:

• Стеклянная трубка, заполненная инертным газом и парами ртути
• Электроды на концах трубки
• Слой люминофора на внутренней поверхности трубки
• Цоколи для подключения к питанию

Внутри трубки находится смесь инертного газа (обычно аргона) и паров ртути под низким давлением. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой люминофора — вещества, способного преобразовывать ультрафиолетовое излучение в видимый свет.

Принцип работы люминесцентной лампы

Принцип работы люминесцентной лампы основан на электрическом разряде в парах ртути и преобразовании ультрафиолетового излучения в видимый свет. Основные этапы работы:

1. При подаче напряжения между электродами возникает электрический разряд в газовой среде.
2. Электроны, движущиеся между электродами, сталкиваются с атомами ртути, вызывая их возбуждение.
3. Возбужденные атомы ртути излучают ультрафиолетовые лучи.
4. Ультрафиолетовое излучение, попадая на люминофор, заставляет его светиться видимым светом.

Таким образом, люминесцентная лампа преобразует электрическую энергию в световую с помощью газового разряда и явления люминесценции.

Схема подключения люминесцентной лампы

Для работы люминесцентной лампы требуется специальная схема подключения, включающая следующие элементы:

• Дроссель (балласт) — для ограничения тока через лампу
• Стартер — для предварительного разогрева электродов
• Конденсатор — для повышения коэффициента мощности

Схема подключения люминесцентной лампы выглядит следующим образом:

1. Напряжение подается на последовательно соединенные лампу и дроссель
2. Параллельно лампе подключается стартер
3. Конденсатор подключается параллельно входному напряжению

При включении стартер замыкает цепь и через электроды лампы начинает протекать ток, разогревая их. Затем стартер размыкается, вызывая скачок напряжения, который зажигает дуговой разряд в лампе.

Преимущества люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы обладают рядом преимуществ по сравнению с лампами накаливания:

• Высокая светоотдача (до 80-100 лм/Вт)
• Низкое энергопотребление
• Большой срок службы (до 20 000 часов)
• Мягкий рассеянный свет
• Возможность получения различных оттенков света

Благодаря этим качествам люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения помещений, особенно офисных и промышленных.

Недостатки люминесцентных ламп

Несмотря на преимущества, люминесцентные лампы имеют и ряд недостатков:

• Необходимость специальной пускорегулирующей аппаратуры
• Чувствительность к температуре окружающей среды
• Наличие ртути в составе лампы
• Пульсации светового потока
• Сложность утилизации

Эти недостатки ограничивают применение люминесцентных ламп в бытовом освещении и делают их неэкологичными по сравнению с современными светодиодными источниками света.

Виды люминесцентных ламп

Существует несколько основных видов люминесцентных ламп:

• Линейные лампы — классические трубчатые лампы различного диаметра и длины
• Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) — миниатюрные лампы со встроенным электронным балластом
• Кольцевые лампы — лампы в форме кольца или спирали
• U-образные лампы — лампы изогнутой формы для компактных светильников

Каждый вид люминесцентных ламп имеет свои особенности и области применения. Наиболее распространены линейные лампы для общего освещения и компактные лампы для замены ламп накаливания.

Как выбрать люминесцентную лампу

При выборе люминесцентной лампы следует учитывать следующие параметры:

• Мощность лампы — определяет световой поток
• Цветовая температура — влияет на оттенок света (теплый или холодный)
• Индекс цветопередачи — показывает качество передачи цветов
• Тип цоколя — должен соответствовать светильнику
• Срок службы — чем больше, тем реже придется менять лампу

Важно также учитывать, что для работы линейных люминесцентных ламп требуется специальный светильник с пускорегулирующей аппаратурой. Компактные люминесцентные лампы можно использовать в обычных патронах для ламп накаливания.

Утилизация люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы содержат ртуть, поэтому их нельзя выбрасывать вместе с обычным мусором. Правильная утилизация люминесцентных ламп включает следующие этапы:

1. Сбор отработавших ламп в специальные контейнеры
2. Передача ламп в пункты приема или специализированные организации
3. Демеркуризация — извлечение ртути из ламп
4. Переработка остальных компонентов лампы (стекло, металл)

Многие торговые сети и управляющие компании организуют пункты приема отработавших люминесцентных ламп от населения. Правильная утилизация помогает предотвратить загрязнение окружающей среды ртутью.

Перспективы развития люминесцентных ламп

Несмотря на широкое распространение, люминесцентные лампы постепенно вытесняются более современными светодиодными источниками света. Однако развитие технологии продолжается в следующих направлениях:

• Повышение энергоэффективности
• Улучшение качества света и цветопередачи
• Увеличение срока службы
• Разработка безртутных люминесцентных ламп
• Создание «умных» ламп с возможностью управления

Эти усовершенствования позволят люминесцентным лампам оставаться конкурентоспособными в некоторых областях применения, особенно в промышленном и офисном освещении.

Люминесцентные лампы. История и принцип работы люминесцентных ламп

 

Люминесцентные лампы.

Люминесцентная лампа — это устройство, в котором электрический разряд в проходя через пары ртути создаёт ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью люминофора — например, смеси галофосфата кальция с другими элементами.

Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности.

Раньше люминесцентные лампы называли так же лампами дневного света. Но теперь есть уже и другие лампы которые по спектру свечения близки к дневному свету.

 

История.

История ламп дневного света (люминесцентных ламп) начиналась с газоразрядных ламп.

Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар.

Считается, что первая газоразрядная лампа была изобретена в 1856 году Генрихом Гейслером. Гейслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, газ в трубке возбуждался при помощи соленоида.

23 июня 1891 года Никола Тесла запатентовал систему электрического освещения газоразрядными лампами (патент № 454,622), которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп, запатентованных им ранее (патент № 335,787 от 9 февраля 1886 года). Аргоновые лампы используются и в настоящее время.

В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон продемонстрировал публике люминесцентное свечение.

В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет.

В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет сине-зелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Однако, её конструкция была очень близка к современной, и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гейслера и Эдисона.

В 1926 году Эдмунд Гермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой, в более однородный бело-цветной свет, близкий по спектру к дневному.

Эдмунд Гермер считается изобретателем люминесцентной лампы дневного света.

Компания General Electric выкупила у Гермера патент и, к 1938 году, довела лампы дневного света до широкого массового использования.

В СССР после Великой Отечественной Войны тоже начали активные работы по разработке собственных люминесцентных ламп. В 1951 году за разработку люминесцентных ламп коллектив советских ученых В. А. Фабрикант, С. И. Вавилов, В. Л. Лёвшин, Ф. А. Бутаева, М. А. Константинова-Шлезингер, В. И. Долгополов. был удостоен званий лауреатов Сталинской премии второй степени.

 

Принцип работы люминесцентных ламп.

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, горит дуговой разряд. Стеклянная колба лампы заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий через газ электрический ток приводит к появлению УФ-излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки стеклянной колбы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ-излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора, можно менять оттенок свечения лампы. В качестве люминофора используют в основном галофосфаты кальция и ортофосфаты кальция-цинка.

Дуговой разряд в лампе поддерживается за счёт термоэлектронной эмиссии заряженных частиц (электронов) с поверхности катода. Для запуска лампы катоды разогреваются либо пропусканием через них тока, либо ионной бомбардировкой в тлеющем разряде высокого напряжения («лампы с холодным катодом»).

 

Светильники дневного света.

Любая газоразрядная лампа (в том числе газоразрядная люминесцентная лампа низкого давления), в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две:

— в «холодном» состоянии люминесцентная лампа обладает высоким сопротивлением и для зажигания в ней разряда требуется импульс высокого напряжения;

— люминесцентная лампа после возникновения в ней разряда имеет отрицательное дифференциальное сопротивление, поэтому, если в цепь не будет включено сопротивление, то возникнет короткое замыкание и лампа выйдет из строя, либо возникнут проблемы с источником электрического тока.

Для решения этих проблем в светильниках, использующих люминесцентные лампы, применяют специальные устройства — балласты и пуско-регулирующие устройства.

 

Механизм запуска люминесцентной лампы с электромагнитным балластом и стартером.

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания люминесцентной лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой небольшую неоновую лампу с подключённым параллельно ей конденсатором, заключённую в корпус. Один внутренний электрод неоновой лампы стартера неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве (есть также стартеры и с двумя гибкими электродами (симметричные)).

 

Рис. Схема включения люминесцентной лампы.

 

В исходном состоянии электроды стартера разомкнуты. Стартер подключается параллельно лампе так, чтобы при замыкании его электродов ток проходил через спирали лампы.

В момент включения к электродам люминесцентной лампы и стартера прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Спирали лампы холодные. Разряд в люминесцентной лампе отсутствует и не возникает, так как напряжения сети недостаточно для её зажигания. Но в лампе стартера от приложенного напряжения возникает тлеющий разряд, и ток проходит через спирали лампы и электроды стартера. Ток разряда мал для разогрева спиралей люминесцентной лампы, но достаточен для разогрева электродов стартера, отчего биметаллический электрод изгибается и замыкается с жёстким электродом. Так как напряжение сети может изменяться относительно номинальной величины, напряжение зажигания в лампе стартера подбирается таким, чтобы разряд в нём зажигался при самом низком напряжении сети. Ток, ограничиваемый индуктивным сопротивлением дросселя, течёт через спирали лампы и разогревает их. Когда замкнутые электроды стартера остывают (в замкнутом состоянии теплота на них не выделяется из-за малого сопротивления), цепь размыкается, и благодаря самоиндукции происходит бросок напряжения на дросселе, достаточный для зажигания разряда в люминесцентной лампе.

Параллельно неоновой лампе в стартере подключён конденсатор небольшой ёмкости, служащий для формирования резонансного контура совместно с индуктивностью дросселя. Контур формирует импульс достаточно большой длительности чтобы зажечь люминесцентную лампу (при отсутствии конденсатора этот импульс будет слишком коротким, а амплитуда слишком большой, и энергия, накопленная в дросселе, израсходуется на разряд в стартере). К моменту размыкания стартера спирали люминесцентной лампы уже достаточно разогреты, и если бросок напряжения, возникающий за счёт самоиндукции дросселя достаточен для пробоя, то происходит зажигание разряда в лампе. Рабочее напряжение лампы ниже сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, поэтому напряжение погасания разряда в лампе стартера задают несколько больше, чем напряжение на люминесцентной лампе, поэтому повторного срабатывания стартера не происходит. В процессе зажигания люминесцентной лампы стартер иногда срабатывает несколько раз подряд, если он размыкается в момент, когда мгновенное значение тока дросселя равно нулю, либо электроды лампы ещё недостаточно разогреты.

По мере работы люминесцентной лампы её рабочее напряжение незначительно возрастает, и в конце срока службы, когда на одной из спиралей лампы израсходуется активирующая паста, напряжение на ней возрастает до величины большей, чем напряжение погасания разряда в лампе стартера. Это вызывает знакомое многим характерное непрерывное мигание вышедшей из строя люминесцентной лампы.

 

Люминесцентные лампы. История и принцип работы.

Женский сайт: Я-самая-красивая.рф (www.i-kiss. ru)

Схема подключения люминесцентных ламп и принцип их работы

Содержание

• Как работает
• Схема подключения
• Плюсы и минусы ламп, имеющих электромагнитный балласт
• Люминесцентные светильники компактного типа
• Сколько служит компактная лампа

На сегодняшний день люминесцентные лампы являются одним из самых распространенных источников искусственного освещения. Это объясняется тем, что светильники данного типа в несколько раз более экономичнее, чем привычные нам стандартные приборы накаливания и на порядок дешевле светодиодных.

Люминесцентный вид на сегодняшний день встречаются чуть ли не на каждом шагу: в офисах, больницах, школах и домах.

Как работает

Люминесцентная лампа представляет собой газоразрядный прибор, внутри которого и образуется этот разряд среди пары спиралей. Данные спирали есть не что иное, как анод и катод, расположены они с обеих сторон. Видимый свет появляется при ультрафиолетовом излучении парами ртути. Этому способствует нанесенный на внутреннюю поверхность лампы люминофор – вещество, в составе которого имеется фосфор и другие элементы.

Люминесцентные лампы работают благодаря специальному устройству –пускорегулирующему аппарату, который по-другому называется дроссель. Многие модели импортного производства функционируют как со стандартным дросселем, так и с устройством автоматической работы. Последние распространены как электронные пускорегулирующие автоматы.

Преимущества приборов, работающих на ЭПРА

Среди положительных качеств данных моделей можно выделить следующие:

• отсутствие мерцания;
• отсутствие шума;
• относительно малый вес;
• лучшее зажигание;
• экономия электроэнергии.

Каждая люминесцентная лампа имеет ряд преимуществ перед стандартной лампой накаливания:

• долговечность;
• экономичность;
• большая светопередача.

Однако у данной технологии есть и существенный недостаток – если температура в помещении не больше, чем пять градусов, зажигание такой лампы происходит медленно, а свет от нее более тусклый.

Схема подключения

Существует несколько схем подключения люминесцентных светильников.

Если используется электронная пускорегулирующая аппаратура, схема подключения выглядит следующим образом:

• С – компенсационный конденсатор;
• LL– дроссель;
• EL– лампа люминесцентная;
• SF– стартёр.

Как правило, на практике наиболее распространены светильники, в которых используются два прибора, подключенные последовательно. При этом схема их подключения имеет вид:

А – для люминесцентных моделей мощностью 20 (18) ВТ

В – для люминесцентных моделей мощностью 40 (36) ВТ

 

Когда применяются именно две лампы, появляется возможность уменьшения пульсации суммарного светового потока. Это происходит из-за того, что пульсация отдельно взятой лампы неодновременная, то есть имеется небольшой сдвиг по времени. В связи с этим никогда не станет равным нулю значение суммарного светового потока. Другое название схемы, когда применяется сразу два светильника – это схема с расщепленной фазой. Важным ее преимуществом является то, что при ней не требуется дополнительных мер с целью повышения коэффициента мощности. Еще одним преимуществом является то, что при снижении напряжения в сети, суммарный световой поток остается стабильным.

При подключении обязательно следует учитывать, что мощности дросселя и лампы должны быть идентичными. Если же мощность второй велика, то возможно стоит использовать сразу два дросселя.

Однако, несмотря на все явные достоинства, следует указать еще один существенный недостаток таких моделей. Все они содержат такое небезопасное вещество, как ртуть в жидком виде. На сегодняшний день существует проблема утилизации подобных устройств, вышедших из строя, поэтому использование люминесцентных ламп представляет угрозу окружающей среде.

Если при монтаже светильник нечаянно выскальзывает из рук и разбивается вдребезги, можно увидеть мелкие шарики ртути, которые раскатываются по земле.

Далее описана подробная схема подключения в комплекте с электромагнитным балластом.

• Подается питающее напряжение на схему. Затем оно проходит через дроссель и нити накала, а следом – к выводам стартера;
• стартер – есть не что иное, как неоновая лампочка, имеющая два контакта. На один из данных контактов приваривается биметаллическая пластина;
• возникающее напряжение начинает ионизировать неон. Сквозь стартер начинает течь ток значительно силы, разогревающий газ и пластину из биметалла;
• пластина при этом начинает изгибаться и замыкать выводы стартера;
• электрический ток проходит по замкнутой цепи, благодаря чему нити накала разогреваются;
• этот разогрев и дает толчок для возникновения в лампах свечения в условиях более низкого напряжения;
• в момент, когда лампа начинает светиться, на стартере начинает падать напряжение. Падает оно до такого уровня, когда ион уже не способен ионизироваться. Стартер при этом автоматически отключается, а нити накала перестают быть под влиянием тока.

С целью обеспечить функционирование светильников, устанавливают дроссель. Данный прибор используется с целью ограничивать ток до необходимой величины, в зависимости от мощности. Благодаря самоиндукции обеспечивается надежный пуск ламп.

Плюсы и минусы ламп, имеющих электромагнитный балласт

Конструкция и схема данных светильников достаточно проста. Однако, несмотря на это их отличает высокая надежность и сравнительно небольшая стоимость, но у них имеются и недостатки.

Среди них:

• нет гарантии запуска при пониженной температуре;
• мерцание;
• вероятность низкочастотного гула;
• повышенное потребление электроэнергии;
• достаточно большой вес и габариты.

Люминесцентные светильники компактного типа

Многие современные лампы люминесцентного типа подходят для освещения промышленных помещений. Однако для домашнего использования они неудобны вследствие больших габаритов и неподходящего дизайна. Технологии не стоят на месте и сегодня созданы такие приборы, которые имеют малогабаритный электронный балласт. Патент на компактную люминесцентную лампу был получен в 80-х годах прошлого века, однако использоваться они стали в быту не так давно. Сегодня по размеру компактные люминесцентные модели не превышают привычных стандартных. Что касается принципа работы, то он остался прежним. На концах лампы есть две нити накала. Именно между ними и появляется дуговой разряд, который производит ультрафиолетовые волны. Под воздействием данных волн происходит свечение люминофора.

Сколько служит компактная лампа

Компактная лампа по заявлениям производителя, должна служить около десяти тысяч часов. Однако из-за постоянной нестабильности напряжения в сети,срок службы устройств значительно сокращен. На уменьшение срока службы влияет и частота включения и выключения в схеме, а также функционирование в условиях повышенных либо, наоборот, слишком низких температур. По статистике самой частой причиной выхода таких устройств из строя является перегорание нитей канала.

• Как правильно установить варочную панель в столешницу
• Как установить инфракрасный обогреватель самостоятельно
• Как подключить кондиционер к электросети самому
• Подключение телефонной розетки rj11, схема

Принцип работы и применение светодиодной люминесцентной лампы

Светодиодная люминесцентная лампа, широко известная как прямая трубчатая лампа, является заменой традиционной люминесцентной лампы, воплощенной в двух аспектах энергосбережения и защиты окружающей среды. Размер и метод установки такие же, как и у традиционных люминесцентных ламп, но принцип излучения заключается в использовании светодиодных полупроводниковых чипов для излучения света. По материалу корпуса он делится на две категории: стекло, алюминий и поликарбонат. Световая отдача 90лм/Вт~200лм/Вт.

Принцип свечения

Напряжение на клеммах PN-перехода представляет собой определенный потенциальный барьер. Когда приложено прямое напряжение смещения, потенциальный барьер падает, и основные носители в P- и N-областях диффундируют друг к другу. Поскольку подвижность электронов намного больше, чем у дырок, большое количество электронов будет диффундировать в область P, что представляет собой инжекцию неосновных носителей в область P. Эти электроны рекомбинируют с дырками в валентной зоне, и энергия, полученная при рекомбинации, выделяется в виде световой энергии. Это принцип светового излучения PN-перехода.

Конструктивные особенности и параметры

Состав
1. Светодиодная люминесцентная лампа состоит из нескольких сверхъярких и маломощных светодиодов, корпуса из поликарбоната с высокой светопроницаемостью, алюминиевых деталей, рассеивающих тепло, и блока питания.
2. Источник света, используемый в светодиодной люминесцентной лампе, имеет две модели: головка соломенной шляпы и шарики лампы SMD.
Среди них обычно используются лампы SMD 3528, 5050, высокой мощности 1 Вт и т. д.
Экстерьер
1) Прозрачный корпус ПК, высокая светопропускная способность, внутри видны бусины лампы;
2) Полупрозрачная матовая оболочка делает свет мягче.
4. Светодиодная люминесцентная лампа имеет встроенный источник питания, а рабочее напряжение представляет собой широкий диапазон напряжений, который можно использовать от 85 В до 265 В.
5. Светодиодные люминесцентные лампы могут быть красного, желтого, синего, зеленого, белого и теплого белого цвета.
Особенности
Светодиодные люминесцентные лампы отличаются высоким качеством, долговечностью и энергосбережением. Имеют большой диапазон регулировки угла проецирования. Яркость 18 Вт эквивалентна яркости обычных люминесцентных ламп мощностью 40 Вт. Он устойчив к высоким температурам, влаге, воде и протечкам. Рабочее напряжение: 110В, 220В опционально, а внешняя крышка может быть изготовлена ​​из стекла или поликарбоната. Патрон такой же, как у обычной люминесцентной лампы.
Светодиодная люминесцентная лампа использует новейшую технологию светодиодного источника света и цифровой внешний вид, что позволяет сэкономить более 70% электроэнергии. Интенсивность светодиодной люминесцентной лампы мощностью 12 Вт эквивалентна люминесцентной лампе мощностью 40 Вт. Срок службы светодиодной люминесцентной лампы более чем в 10 раз превышает срок службы обычной люминесцентной лампы. Часто заменяйте лампы, балласты и стартеры. Зеленый и экологически чистый полупроводниковый электрический источник света имеет мягкий свет и чистый спектр, что полезно для защиты зрения и физического здоровья пользователя. Источник холодного света 6000K дает людям визуально прохладное ощущение, а гуманизированный дизайн разницы освещенности помогает сконцентрироваться и повысить эффективность.
1. Сильная применимость, улучшенная адаптируемость и надежность в различных суровых условиях внутри и вне помещений
2. Насыщенные цвета: состоит из трех основных цветов (красный, зеленый и синий) блоков дисплея, что позволяет электронному экрану отображать динамические изображения с насыщенными цветами, высокой насыщенностью, высоким разрешением и высокой частотой отображения
. 3. Высокая яркость: используется светодиод сверхвысокой яркости, и он по-прежнему хорошо виден на больших расстояниях под сильным солнечным светом
4. Хороший эффект: с использованием технологии нелинейной коррекции изображение становится более четким, а чувство иерархии сильнее
5. Сильная надежность: использование технологии статического сканирования и модульной конструкции, более высокая надежность и стабильность
6. Разнообразные режимы отображения: поддержка нескольких режимов отображения
Недостаток
Цена дорогая. По-прежнему существует большой разрыв между светоотдачей, которая может быть достигнута повсеместно, и теоретической светоотдачей. Между достижимой жизнью и теоретической жизнью все еще существует большой разрыв. Определенное количество тепла все еще остается, и затухание света можно значительно уменьшить.
Преимущество
1. Лампы для защиты окружающей среды, защита земли
2. Эффективное преобразование, снижение тепловыделения
3. Тихий и удобный, без шума
4. Мягкий свет, защита глаз
5. Без УФ, без комаров
6. Напряжение регулируется от 80В до 245В
7. Экономьте энергию и продлите срок службы
8. Прочный и надежный, для длительного использования.
9. По сравнению с обычными люминесцентными лампами, светодиодные люминесцентные лампы не требуют балласта, стартера и мерцания.
10 Не требует технического обслуживания, частое переключение не приведет к повреждению.
11. Безопасное и стабильное качество, выдерживает высокое напряжение 4 кВ, низкое тепловыделение и может работать при низкой температуре -30 ℃ и высокой температуре 55 ℃.
12. Хорошая виброустойчивость и простота транспортировки.
13. Энергосбережение, длительный срок службы, хорошая применимость, благодаря небольшому размеру одного светодиода, ему можно придать любую форму, короткое время отклика, экологически чистый, без вредных металлов, легко перерабатывать отходы, яркие цвета, чистое светящееся цвета и спектральный диапазон. Он узок и может быть смешан с красочным или белым светом посредством трех основных цветов: красного, зеленого и синего.
Световая отдача
Обычно это называется внешней квантовой эффективностью компонента, которая является произведением внутренней квантовой эффективности компонента и эффективности извлечения компонента. Так называемая внутренняя квантовая эффективность компонента на самом деле представляет собой эффективность электрооптического преобразования самого компонента, которая в основном связана с характеристиками самого компонента (такими как энергетическая зона, дефекты и примеси материала компонента). , барьерный кристаллический состав и структура компонента. Эффективность извлечения компонента относится к количеству фотонов, генерируемых внутри компонента, которые фактически могут быть измерены вне компонента после поглощения, преломления и отражения самого компонента. Таким образом, факторы, связанные с эффективностью извлечения, включают в себя поглощение материала самого компонента, геометрическую структуру компонента, разность показателей преломления компонента и упаковочного материала, а также характеристики рассеяния структуры компонента. Произведение внутренней квантовой эффективности компонента и эффективности извлечения компонента представляет собой световой эффект всего компонента, то есть внешнюю квантовую эффективность компонента. Ранняя разработка компонента была сосредоточена на улучшении его внутренней квантовой эффективности. Основной метод заключался в улучшении качества барьерного кристалла и изменении структуры барьерного кристалла, чтобы затруднить преобразование электрической энергии в тепло, тем самым косвенно увеличивая световую отдачу светодиода, чтобы получить теоретическое значение около 70 % Внутренняя квантовая эффективность, но такая внутренняя квантовая эффективность почти близка к теоретическому пределу. В таких условиях невозможно увеличить общее количество света модуля, просто улучшив внутреннюю квантовую эффективность модуля. Поэтому повышение эффективности извлечения модуля стало важной темой исследований. Основными методами являются: изменение формы структуры кристаллического зерна-TIP, технология придания шероховатости поверхности.

Люминесцентная лампа – принцип работы, конструкция и принципиальная схема

В этом разделе вы изучаете люминесцентную лампу – принцип работы, конструкцию и принципиальную схему.

Люминесцентная лампа представляет собой ртутную газоразрядную лампу низкого давления.

Конструкция люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа (рис. 1 (a) и рис. 1 (b)) обычно состоит из длинной стеклянной трубки (G) с электродами на каждом конце (E ₁ и Е ₂ ). Эти электроды изготовлены из спиральной вольфрамовой нити, покрытой материалом, излучающим электроны. Трубка изнутри покрыта флуоресцентным порошком и содержит небольшое количество аргона вместе с небольшим количеством ртути при очень низком давлении. Цепь управления лампой состоит из пускового переключателя (S), известного как стартер, индуктивной катушки с железным сердечником, называемой дросселем (L), и двух конденсаторов (C ₁ и C ₁ ).

(а)

(b)

Рис. 1: (a) Схема люминесцентной лампы с пусковым выключателем тлеющего типа, (b) Стартер в разрезе

Принцип работы

Люминесцентная лампа Две

Типы пусковых выключателей, а именно тлеющего типа (устройство, работающее от напряжения) и теплового типа (устройство, управляемое током), широко используются. Трубка с пусковым устройством накаливания (S) показана на рис. 1 (а). Этот стартер (рис. 1 б) состоит из двух электродов, герметично запаянных в стеклянную колбу, заполненную смесью гелия и водорода. Один электрод неподвижный, а другой представляет собой U-образную биметаллическую полосу из двух металлов, имеющих разные температурные коэффициенты расширения. Контакты нормально разомкнуты. При включении питания тепла, выделяемого за счет тлеющего разряда между электродами пускателя, достаточно для того, чтобы изогнуть биметаллическую полосу (из-за неравномерного расширения двух металлов) до ее контакта с неподвижным электродом. Таким образом, цепь между двумя трубчатыми электродами (E ₁ и E ₂ ) завершены и через них циркулирует относительно большой ток. Затем электроды нагреваются до накала этим циркулирующим током, и в непосредственной близости от них происходит ионизация. Через секунду-две из-за отсутствия тлеющего разряда, который прекращается после замыкания контактов пускового переключателя, биметаллическая полоска достаточно охлаждается. Это приводит к разрыву контакта, и внезапное уменьшение тока индуцирует ЭДС. порядка 800 – 1000 В в дроссельной катушке. Этого напряжения достаточно, чтобы зажечь дугу между двумя электродами E ₁ и E ₂ за счет ионизации аргона. Тепло, выделяющееся в трубке, испаряет ртуть, и разность потенциалов на трубке падает примерно до 100–110 В. Этой разности потенциалов недостаточно, чтобы возобновить накал в стартере. Если используется пусковой выключатель теплового типа, схема схемы будет такой, как показано на рис. 2. Этот переключатель (S) либо открытого типа, либо заключенный в стеклянную колбу, заполненную водородом, имеет биметаллическую полосу рядом с нагревательным элементом (R ). Два электрода переключателя нормально замкнуты. Следовательно, когда лампа включена, цепь замыкается через термовыключатель, через две нити накала протекает относительно большой ток (E ₁ и E ₂ ) трубки. Этот циркулирующий ток нагревает нити до накала, и газ в непосредственной близости от них ионизируется. Так как тот же самый ток проходит через нагревательный элемент (R), это приводит к разрыву контакта биметаллической пластины, и индуктивный скачок напряжения из-за дросселя запускает разряд в трубке. Затем контакты стартера остаются разомкнутыми до тех пор, пока лампа не заработает за счет тепла, выделяемого нагревательным элементом.

Рис. 2: Схема люминесцентной лампы с пусковым выключателем теплового типа

Большая часть энергии, излучаемой этой ртутной лампой низкого давления, не находится в видимой форме. Флуоресцентное покрытие поглощает эту энергию и преобразует ее в видимое излучение, т.е. свет. Различные флуоресцентные порошки повторно излучают поглощенную энергию в разных цветах.

Функции компонентов вспомогательной цепи

Дроссель

1. Обеспечивает необходимое высокое напряжение для запуска разряда в трубке (т.е. напряжение, необходимое для зажигания дуги между двумя электродами трубки).
2. Поскольку напряжение, необходимое на лампе при нормальной работе, невелико (около 100–110 В), избыточное напряжение сбрасывается на дроссель.
3. Дроссель действует как стабилизатор. Разряд имеет отрицательную характеристику, т.е. сопротивление падает с увеличением тока. В таких условиях дроссель помогает поддерживать постоянный ток в трубке. Например, если ток увеличивается, падение напряжения на дросселе будет увеличиваться, а напряжение на трубке будет уменьшаться, что приведет к уменьшению тока и наоборот.

Конденсатор C ₁

Дроссель снижает коэффициент мощности цепи. Cl, подключенный параллельно источнику питания, улучшает этот коэффициент мощности.

Конденсатор C ₂

Он подключается к пусковому выключателю для подавления радиопомех из-за высокочастотных колебаний напряжения, которые могут возникать на его контактах.

Применение люминесцентных ламп

Они широко используются для внутреннего освещения жилых домов, магазинов и отелей. Они также широко используются с отражателями для уличного освещения. Благодаря безбликовому бестеневому свету они идеально подходят для мастерских, фабрик, лабораторий и гостиных. Люминесцентные лампы обычно изготавливаются мощностью 20, 40 и 80 Вт.

Преимущества люминесцентной лампы

1. Меньшее энергопотребление.
2. Более длительный срок службы, примерно в 3-4 раза больше, чем у ламп накаливания.
3. По сравнению с лампами накаливания эффективность также примерно в 3-4 раза выше, что дает гораздо больше света при той же мощности.
4. Превосходное качество света. Дает рассеянный, безбликовый, бестеневой и холодный белый свет (приближающийся к дневному свету).
5. В отличие от других газоразрядных ламп период прогрева не требуется.
6. Различные цвета света могут быть получены с использованием различных типов флуоресцентных порошков.
7. Низкое тепловое излучение.

Недостатки люминесцентной лампы

1. Первоначальная стоимость лампы вместе с необходимым вспомогательным оборудованием очень высока.
2. Однако, учитывая его долгий срок службы, его использование по-прежнему экономично.
3. При частых переключениях сокращается срок службы.
4. Колебания напряжения влияют на него, но не в такой степени, как на лампы накаливания.