Люмінесцентні лампи - це які? Типи люмінесцентних ламп

У січні поточного року компанія General Electric(GE) оголосила про припинення випуску в США компактних люмінесцентних ламп до кінця 2016 року. Нова світлодіодна технологія сміла зі свого шляху встигла стати звичною люмінесцентною, як колись вона сама повалила "правління" ламп розжарювання, винайдених засновником GE Томасом Едісоном.

Так що ж собою є люмінесцентна лампа?

Люмінесцентні лампи – це ртутні газорозрядні.освітлювальні прилади низького тиску, у яких випромінювання видимого світла використовується флюоресценція. Електричний струм у газі збуджує пари ртуті, які починають випромінювати світло в ультрафіолетовому діапазоні, що спричиняє свічення внутрішнього фосфорного покриття.

Розрізняють такі типи люмінесцентних ламп: з холодним катодом, гарячого запуску та електролюмінесцентні.

Гарячий запуск

Найбільш поширеними є лампигарячого запуску. Джерело світла такого типу складається із скляної колби, наповненої інертним газом (як правило, аргоном) низького тиску. З кожного боку колби розташований електрод із вольфраму. Баласт регулює потужність електродів. У старих лампах для їх запуску використовувався стартер. У сучасних використовуються електронні пускорегулюючі апарати.

Вони чимось нагадують лампи розжарювання.Початкове світіння проводиться розігрітою спіраллю з вольфраму, але потім електричний розряд у суміші парів ртуті та інертних газів викликає ультрафіолетове випромінювання. Особливий склад, що покриває стінки колби, поглинає ультрафіолет та випромінює видиме світло. Він називається люмінофором і є сумішшю сполук на основі фосфору. Завдяки йому світловий потік таких ламп перевершує потужність випромінювання ламп розжарювання у кілька разів. Нитка розжарювання продовжує світитися і після розпалу, але тільки для підтримки розряду.

Для створення електричного розряду необхідновисока напруга. Чим холодніша колба, тим вищий цей параметр. Але оскільки високі показники небезпечні, були розроблені засоби «розігріву» колби для зниження напруги.

Один з методів розігріву полягає ввикористання стартера. При подачі напруги запалюється розрядна лампа, що нагріває біметалічні контакти. Контакти замикаються, шунтують її, і електричний струм нагріває вольфрамові електроди, які, своєю чергою, нагрівають та іонізують інертний газ. Охолонути, біметалічні контакти розмикаються, подаючи всю напругу, а також енергію дроселя на електроди. Якщо розряду не відбудеться, процес повториться знову. Після запалювання лампи стартер відключиться, оскільки його опір набагато перевищує опір плазми.

У сучасних системах швидкого старту електроди постійно підігріваються, а дуга ініціюється заземленим рефлектором або стартовою смугою.

Люмінесцентні лампи з холодним катодом

Холоднокатодні люмінесцентні лампи – цеприлади, температура яких не перевищує 150 °C порівняно з 900 °C ламп гарячого запуску. Робоча напруга – 600-900 В, пускова – 900-1600 В. Світло випромінюється іонізованим газом, для створення якого необхідна висока напруга. Розряд виникає при пробої простору між електродами. Газ у лампі в нормальних умовах є діелектриком, але в електричному полі іони та електрони починають рухатися. При подачі високої напруги електричне поле настільки розганяє заряджені частинки, що вони, зіштовхуючись із молекулами газу, вибивають із них електрони. Новостворені іони та електрони також задіяні в іонізації: процес стає лавиноподібним.

У лампах гарячого пуску розряд є дуговим,а джерелах світла холодного розряду - тліючим. Поступово ртуть переходить із рідкого стану в газоподібний. Електрони, стикаючись з атомами ртуті, ініціюють виділення енергії та інтенсивне випромінювання в ультрафіолетовій ділянці. Світло випромінюється люмінофорним покриттям усередині колби. Ртуть випромінює фотони, які збуджують атоми фосфору, збільшуючи енергію його електронів. При поверненні електронів у початковий стан атоми фосфору випромінюють світлову енергію.

Електролюмінесцентні лампи

Випромінювання світла в електролюмінесцентних лампахвідбувається завдяки проходженню електричного струму прямо через матеріали, що містять фосфор, з ефектом нетермічного перетворення електроенергії у світлову. Цей ефект також використовується у світлодіодах (LED) та органічних світлодіодах (OLED). Електролюмінесцентні лампи відрізняються від світлодіодів тим, що в останніх світло випромінюється в p-n переході – місці з'єднання двох напівпровідників, а в перших світло випромінюється усім шаром-активатором.

Високовольтний змінний електричний струмпроходить через тонкий шар фосфору або напівпровідника, що має наслідком випромінювання світла. Два шари твердої речовини, один з яких прозорий, діють подібно до електродів, а порошкоподібний фосфор або провідник між ними світиться, коли електрони проходять крізь нього.

аргументи за

• Такі освітлювальні прилади можуть служити вдесятки разів довше ламп розжарювання за умови стабільного живлення без значних коливань напруги та обмеження кількості включень. При включенні на електродах вигоряє і обсипається спеціальний склад, що оберігає вольфрамову нитку від перегріву та забезпечує стабільність розряду, що зменшує термін служби джерела світла. Кінці колби темніють, і лампа починає мерехтіти.
• Світловіддача люмінесцентних ламп на одиницю споживаної потужності приблизно в 3-4 рази більша, ніж у ламп розжарювання.
• Вони різноманітні за кольором, їхній спектр випромінювання ближче до сонячного.
• Розсіяне світіння з усієї поверхні колби, а не вольфрамової нитки.

мінуси

• Відносно велика вартість.
• Люмінесцентні лампи – це потенційне джерело небезпеки, тому що кожна колба містить до 5 мг ртуті, яка дуже токсична і може завдати шкоди здоров'ю та навколишньому середовищу.
• Газорозрядні лампи чутливі до знижених та підвищених температур. Можуть не працювати при температурі повітря нижче -20 °C та вище +50 °C.
• Чутливі до вологості.
• Затримка увімкнення, оскільки потрібен час для розігріву лампи.
• Незвичний для зору світловий спектр, наслідком чого є спотворення сприйняття кольору. Мерехтіння з частотою вдвічі вище за частоту електромережі.

критерії вибору

1. Форма та розміри.Скляні колби та патрони сильно відрізняються за цими параметрами. Звичайною формою люмінесцентних світильників є пряма трубка. Діаметр її кратний однієї восьмої дюйма. Так, розмір лампи діаметром 1 дюйм – T8. Розмір варіюється від T2 до T17. Компактні люмінесцентні лампи, як правило, мають форму U-подібну та спіралеподібну. Звичайно, зовнішній вигляд не впливає на роботу лампи, але спіральні моделі коштують трохи дорожче, оскільки їхнє виробництво складніше.

2. Старт. Можливий зі стартером, електронним або електромагнітним баластом.

3. Потужність. Коливається від 3 до 85 Вт.Світловий потік ламп розжарювання в 3-4 рази нижче, ніж у люмінесцентних, тому вибирати потрібну потужність слід, виходячи з необхідної яскравості. Люмінесцентні лампи, потужність яких дорівнює 25-30 Вт, замінять звичайні 100-ватні електроприлади. Для заміни 75-ватного достатньо енергозберігаючого джерела світла в 9 Вт. А люмінесцентні лампи потужністю 15 Вт зможуть замінити лампу розжарювання потужністю 60 Вт.

Таблиця відношення світлового потоку і потужності ламп різних типів, що споживається, допоможе розібратися у всіх нюансах.

4. Цоколь. Поширені такі типи:

• байонет B;
• гвинтовий (едісонівський) цоколь E;
• односторонні двоконтактні G.

Число після літери означає або діаметр цоколя типу B або E, або відстань між контактами в мм у цоколях типу G.

В основному в люстрах і брах використовуються компактні люмінесцентні лампи з цоколем Е27 діаметром 27 мм і мінійони Е14 діаметром 14 мм.

5. Кольоровість світла.Відповідає температурі чорного тіла, що випромінює з певною хроматичністю. У разі підвищення температури синя частина спектру збільшується, а червона зменшується. Вимірюється у кельвінах. Суб'єктивне відчуття людини, що дивиться на світ певної кольоровості, називається відчуттям кольору. Основні кольоровості світла та відповідне їм відчуття кольору:

• 2700 К - надтеплий білий;
• 3000 К – тепле біле світло;
• 3500 K – біле світло;
• 4000 К – холодне біле світло;
• 5000 К і більше – денне світло.

6. Передача кольорів.Показує, наскільки природно виглядають навколишні предмети у світлі лампи. Вимірюється коефіцієнтом передачі кольору Ra. Джерела світла з рівною кольоровістю можуть мати різну передачу кольору через різний спектр випромінюваного світла. Для сонячного світла коефіцієнт дорівнює 100.

маркування

Виробники світильників відзначають вироби по-різному.

У США люмінесцентні лампи зазвичай маркуються пошаблону FxxTy, де F позначає тип (англ. fluorescent, люмінесцентний), перше число xx – або потужність у ватах, або довжину в дюймах, T – форму (англ. tubular, трубчастий) та останнє число y – діаметр 1/8 дюйма (3.175 мм).

Далі слідує буквене позначення кольоровості:

• WW – Warm White, теплий білий.
• CW – Cool White, холодний білий.
• N - Neutral, нейтральний.
• D – Daylight, денне світло.
• WWX – Deluxe Warm White, теплий білий з високою передачею кольору.
• CWX – Deluxe Cool White, холодний білий з високою передачею кольору.
• BLB - Blacklight, ультрафіолет.

Наприкінці маркування позначені особливості пристрою:

• RS - Rapid Start, швидкий старт.
• IS - Instant Start, миттєвий старт.
• HO – High Output, висока ефективність.

Характеристики люмінесцентних ламп

Декоративна лампа General Electric Candle T2потужністю 9 Вт випускається з цоколями E14 і E27, номінальним світловим потоком 405 люмен, теплою білою та денною температурою кольору (2700 К та 6500 К), індексом кольору 82 Ra. Застосовується в люстрах та інших світильниках з видимою колбою у приміщеннях, коридорах та холах торгових залів, готелів, ресторанів, жител.

Продукція Philips

Master TL-D 90 De Luxe – лампа люмінесцентна G13, T8, з індексом кольору 93 Ra8, колірною температурою 65000 К – холодне денне світло. Випускається у трьох модифікаціях:

• 18W/965 1SL – лампи люмінесцентні 18 Вт з номінальним світловим потоком 1150 люмен та номінальною світловою віддачею 63,9 Лм/Вт;
• 58W/965 1SL – 58-ватні джерела світла з номінальним світловим потоком 4550 люмен та номінальною світловою віддачею 77,8 Лм/Вт;
• 36W/965 1SL – лампи люмінесцентні 36 Вт з номінальним світловим потоком 2800 люмен та номінальною світловою віддачею 77,8 Лм/Вт.

Високий індекс кольору дозволяє побачитибагаті, соковиті та натуральні кольори, що робить лампу незамінною у лікарнях, друкарнях, салонах краси, музеях, кабінетах стоматології та магазинах. Лампи відрізняються люмінесцентним покриттям високої якості із застосуванням трисмугового фосфору та майже повною відсутністю зниження рівня освітлення.

Master TL-D Xtreme 36W/840 1SL – лампалюмінесцентна 36-ватної потужності, двоштирова, холодного білого кольору з індексом кольору 85 Ra8, номінальним світловим потоком 3250 люмен, номінальною світловіддачею 90 Лм/Вт. Її особливістю є підвищений термін служби, що сягає 66 000 годин, що важливо для місць, де висока вартість заміни ламп через висоту приміщення, необхідність переривання роботи, або там, де світло горить постійно – в тунелях, бурових установках, в умовах безперервного виробництва.

Master PL-C 18W/830/2P 1CT – двоконтактналюмінесцентна лампа 18-ватної потужності з G24d-2-цоколем, теплого білого кольору 3000 К, з індексом кольору 82 Ra8, номінальним світловим потоком 1200 люмен, номінальною світловіддачею 67 Лм/Вт. Призначена для загального верхнього освітлення у дозвіллях, роздрібній торгівлі та офісних будівлях. Лампа люмінесцентна Philips Master Pl-C використовує оригінальну технологію мостового підключення, що гарантує оптимальну роботу, краще освітлення та високу ефективність. Двоконтактна модель має цоколь, що витягується, і використовується з ЕМПРА.

Енергозберігаючі джерела світла від Osram

Osram випускає компактні люмінесцентні лампи.18 Вт DSST FCY 18 W/825 E27 теплого кольору 2500 K, з індексом передачі кольору 80, світловим потоком 1050 люмен і патроном E27. Прилад здатний витримати дуже велику кількість пускових циклів – до 1 млн.

Osram Lumilux T9 C – 29-мм кільцеподібнийсвітильник з патроном G10Q, номінальною потужністю 22 Вт, колірною температурою 2700 К, індексом кольору 80-89, номінальним світловим потоком 1350 люмен і номінальною світловіддачею 61 Лм/Вт. Призначена для громадських будівель, ресторанів, виробництв, магазинів, супермаркетів, готелів. Його відрізняють економічність, гарна якість світла, чудовий світловий потік, рівномірне освітлення без тіней. Дозволяється регулювання яскравості.

L 36 W/840-1 – 1-метрові лінійні лампи,люмінесцентні, 36 Вт, з цоколем G13 base, колірною температурою 4000 К, номінальним світловим потоком 3100 люмен, індексом передачі кольору 80 Ra, номінальною світловіддачею 86 Лм/Вт. Призначені для висвітлення громадського транспорту.

Endura 70 W/830 – безелектродне джерело світлаOsram потужністю 70 Вт, номінальним світловим потоком 6200 люмен теплого білого кольору температурою 3000 К, індексом передачі кольору 80-90 Ra і світловіддачею 80 Лм/Вт. Застосовується для висвітлення тунелів, виробництв, вулиць, спортивних майданчиків. Вирізняється високим терміном служби (до 100 000 год.), економічністю, високим світловим потоком, миттєвим запуском.

Безелектродні люмінесцентні лампи – цепристрої, у яких розряд відбувається у високочастотному електромагнітному полі, створюваному магнітопроводами на колбі. Магнітопроводи відіграють роль первинної обмотки трансформатора, а газовий розряд – вторинної. Характеристики люмінесцентних ламп цього типу зводяться до наступного: прилади відрізняються стабільністю, вони довго служать завдяки відсутності електродів, що руйнуються.

DSST SENSOR CL A 15 W/827 E27 – люмінесцентналампа потужністю 15 Вт, номінальним світловим потоком 870 люмен, теплим білим світлом температурою 2700 К. Відрізняється підвищеною ефективністю завдяки автоматичному відключенню у світлий час доби. Призначена лише для зовнішнього застосування.