Люминесцентные лампы освещения


Освещение. Типы источников света.

Освещение - это использование световой энергии солнца и искусственных источников света для обеспечения зрительного восприятия окружающего мира.

С точки зрения физики, свет - это видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона (380 - 760 нм), воспринимаемое сетчатой оболочкой глаза.

Освещение является жизненной необходимостью. В условиях недостаточного освещения повышается утомляемость, снижается производительность труда. Недостаточное освещение может привести к травматизму

Освещение должно быть безопасным, бесшумным, легко регулируемым, не должно оказывать слепящего воздействия и ухудшать микроклимат и воздушную среду в помещении.

Освещение бывает естественным и искусственным.

Естественное освещение - это освещение рассеянным светом или светом прямых лучей солнца. Оно является наиболее благоприятным в гигиеническом отношении и должно максимально использоваться во всех помещениях.

Искусственное освещение обеспечивается искусственными источниками света - лампами освещения. Оно продлевает время активной деятельности человека. Искусственное освещение может быть равномерным, локальным (местное освещение) или комбинированным (общее освещение плюс местное освещение).

Искусственные источники света можно разделить на два типа.

В первом типе происходит свечение раскаленного твердого вещества или его частиц. При слабом нагреве свечение имеет красный цвет (цветовая температура 2000 - 2400 K). При дальнейшем разогреве появляется красно-желтый оттенок (цветовая температура 2400 - 2700 К). При высоких температурах раскаленного вещества наблюдается свечение белого цвета (цветовая температура 3500 - 4500 К). При дальнейшем повышении температуры появляется свечение голубого цвета (цветовая температура 6500 - 6800 К).

Второй тип источников света имеет холодное свечение. Светящееся вещество разогревается очень слабо. К этой группе относятся различные виды люминесценции, в том числе неоновая люминесценция и люминесценция, возникающая при облучении ультрафиолетом люминесцентного покрытия. Ультрафиолет возникает при газовом разряде, при подаче высокого напряжения. При этом электроны, эмитируемые при газовом разряде, бомбардируют атомы ртути, находящиеся в люминесцентной трубке. В результате бомбардировки возникает ультрафиолетовое излучение, вызывающее свечение люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность стеклянной трубки люминесцентной лампы.

Люминесцентные лампы освещения линейного типа

Первая и наиболее простая трубчатая люминесцентная лампа освещения линейного типа представляет длинную стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта слоем люминофора. В торцах трубки впаяны электроды из высокотемпературных сплавов. Воздух из трубки лампы откачивается, внутрь внедряют пары ртути - несколько десятков миллиграмм, трубка запаивается, и в концах люминесцентной трубки устанавливаются штырьковые цоколя для подключения тока.

При подаче на электроды люминесцентной лампы высокого напряжения переменного тока через электромагнитный дроссель и стартер лампа начинает зажигаться 100 раз в секунду.

Несмотря на то, что эта частота физически почти не улавливается человеческим глазом, при невидимом воздействии пульсация освещения отрицательно влияет на человека, вызывая утомляемость, снижение работоспособности, а в отдельных случаях головокружение и тошноту.

Люминесцентные лампы освещения создают более рассеянный свет, чем точечные источники света: лампы накаливания, галогенные и газоразрядные лампы высокого давления. Это преимущество люминесцентных ламп объясняется тем, что площадь поверхности трубы люминесцентной лампы больше, чем площадь поверхности спирали лампы накаливания. Когда Вы вставляете в люстру лампу накаливания по стенам и потолку видны резкие тени от осветительной арматуры. При освещении люминесцентными лампами освещение более равномерное, тени сглажены.

Люминесцентные лампы могут иметь различный цвет в зависимости от типа люминофора. Цвет света может изменяться от желтого (2700 К) до белого (4000 К) и голубого (6500 К).

В люминесцентных лампах чаще всего используются трехполосные люминофоры, что создает оптимальное соотношение между световой отдачей и цветопередачей. Реже для улучшения цветопередачи применяют пятиполосные люминофоры, даже несмотря на то, что это приводит к значительному увеличению стоимости лампы.

Цветовые характеристики ламп отражают способность человеческого глаза к воспроизведению цвета. Одной из основных характеристик является общий индекс цветопередачи (Ra). Наиболее полная передача цветовой палитры окружающей обстановки создает более комфортные условия для восприятия. Лампы улучшенной цветопередачи необходимы там, где при помощи общего освещения важно наиболее четко передать цвета и оттенки окружающих предметов (выставочные галереи, мебельные салоны, витрины).

Люминесцентные лампы специального типа могут иметь тип люминофоры с добавками, позволяющими выделить из спектра определенные линии или полосы заданной длинны волны света в зависимости от назначения лампы. Такие лампы используются для подсветки пищевых продуктов, в медицине, в рекламе, шоу-бизнесе. Широкое распространение получили бактерицидные лампы, фитолампы.

Несмотря на ряд определенных достоинств, люминесцентные лампы имеют и недостатки, препятствующие их дальнейшему продвижению.

Кроме эффекта мерцания, существенный недостаток люминесцентных ламп - большие габариты, что приводит к необходимости использовать габаритные, металлоемкие светильники и тяжелые электромагнитные пускорегулирующие аппараты (ЭМПPА). Недостаток люминесцентных ламп с ЭMПРА - невозможность их мгновенного включения.

Люминесцентные лампы с электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА)

Трубчатые люминесцентные лампы, благодаря повышенной эффективности и способности создавать рассеянный свет, являются идеальными для освещения больших открытых помещений в промышленных, коммерческих и общественных зданиях.

Качество освещения и продолжительность работы люминесцентной лампы во многом зависит от типа применяемых пускорегулирующих аппаратов.

Широко применяемые ранее, да и сейчас электромагнитные пускорегулирующие аппараты (ЭМПРА) из-за известных недостатков (мерцающего света, повышенного уровня шума, низкого коэффициенты мощности) не позволяет в полной мере раскрыть все возможности люминесцентного освещения. Сделать это позволяют электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) - другое название - электронные балласты.

ЭПРА обеспечивают:

  • мгновенное (без шумов и мерцаний) зажигание ламп;
  • комфортное освещение (немерцающий свет без стробоскопического эффекта и шумов);
  • высокое качество потребляемой электроэнергии благодаря повышенному коэффициенту мощности;
  • снижения на 25-30% потребления электроэнергии;
  • увеличение на 30-40% трока службы люминесцентных ламп благодаря мягкому режиму работы и запуска;
  • отсутствие необходимости замены стартеров.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

Компактные люминесцентные лампы - это новое поколение люминесцентных ламп. Эти лампы совместили в себе преимущества ламп накаливания (небольшие габариты, возможность включения в электрическую сеть через обычный для ламп накаливания патрон, хорошая цветопередача) и линейных люминесцентных ламп (высокая световая отдача и длительный срок службы).

Разработка КЛЛ стала возможна только в результате создания высокостабильных узкополосных люминофоров, активированных редкоземельными материалами, которые могут работать при более высоких поверхностных плотностях излучения, чем в стандартных люминесцентных лампах. За счет этого удалось существенно уменьшить диаметр газоразрядных трубок. Разделение трубок на несколько параллельных, с более короткими участками, а также освоение технологии тени спиральной закрутки - позволило резко снизить габаритные размеры трубы лампы (колбы). Электроды КЛЛ представляют собой тройную спираль, покрытую оксидным слоем.

Как работает лампа? При подаче напряжения на электроды ток разогревает электроды до начала термоэлектродной эмиссии. При высокой температуре поверхности электрод начинает испускать поток электронов. В процессе ударной ионизации (столкновение потока электронов с атомами ртути) возникает ультрафиолетовое излучение, которое попадая на люминофор, преобразовывается в видимый свет.

В компактных люминесцентных лампах используются электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА), смонтированные на печатной плате, которая располагается внутри пластмассового корпуса КЛЛ. В отличие от электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (ЭМПРА) электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) не имеют оптических (мерцание) и акустических (шум) эффектов и имеют практически мгновенное бесшумное включение и бесшумную работу.

В отличие от ламп накаливания, диапазон их цветовой температуры необычайно широк (от 2700 до 6800 К), что дает возможность создавать свет самого разного спектрального состава (теплый, дневной, белый), тем самым позволяет разнообразить и обогатить цветовую палитру любого помещения.

Компактные люминесцентные лампы получили широкое распространение в производстве настольных ламп вследствие большого выбора конструктивных вариантов.

Типы компактных люминесцентных ламп


Лампы ствольчатого типа

Труба ламп состоит из параллельно соединенных двух, трех или четырех-образных трубок. Лампы с такой трубой имеют удлиненную конструкцию. Цена таких ламп меньше, чем у других конструктивных вариантов. Целесообразно использовать такие лампы для освещения производственных помещений, птицеферм, подсобных помещений, подвалов.

Для освещения дома целесообразно использовать такие лампы в высоких плафонах, направленных вверх, в закрытых настенных и потолочных светильниках.

Лампы ствольчатого типа большой мощности предназначены для производственного освещения, садово-паркового и уличного освещения (обязательно в закрытых плафонах).


Лампы спирального типа

КЛЛ спирального типа - наиболее компактный вид ламп, сравнимый по габаритам с лампой накаливания. Они хорошо смотрятся в люстрах, особенно если плафоны направлены вниз. Малые габариты и интересный дизайн создают дополнительный уют в вашем доме.


Лампы в защитной колбе

Энергосберегающие компактные люминесцентные лампы с рефлекторной колбой позволяют получать направленный свет с повышенной освещенностью. В основном такие лампы используются для подсветки витрин, а также для потолочного освещения.

Лампы в закрытом декоративном корпусе типа "Шар" или "Свеча" используют в люстрах сообразно дизайну. Необходимо иметь ввиду, что защитный кожух уменьшает светоотдачу лампы на 20-25%.

Индукционные люминесцентные лампы

Новое поколение энергосберегающих люминесцентных ламп представляют индукционные люминесцентные лампы.

Конструкция индукционной лампы отличается от обычной люминесцентной лампы отсутствием электродов. По существу индукционная лампа является безэлектродной.

Газовый разряд в индукционной лампе создается высокочастотным (около 200 КГц) электромагнитным полем. Наличие в газовой среде атомов ртути приводит к их возбуждению и появлению ультрафиолетового излучения вызывающего свечение люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность стеклянной колбы.

Основные атрибуты индукционной лампы - это наличие генератора высокочастотного тока и индуктора. Роль индуктора выполняют магнитные ферритовые кольца с индукционной катушкой, надеваемые на трубу люминесцентной лампы.

Для повышения долговечности лампы и предотвращения снижения светового потока со временем стекло лампы с нанесенным люминофором защищают от воздействия атомов ртути защитной пленкой.

Индукционные люминесцентные лампы за счет отсутствия электродов (которые в обычной люминесцентной лампе быстро изнашиваются) имеют срок службы до 50 тыс. часов.

Падение светового потока индукционной лампы не превышает 20% после 40 тыс. часов работы.

Использовать индукционные лампы можно даже при высоких отрицательных температурах (до -40°C).

Светоотдача индукционных ламп достигают 100 Лм/Вт, что превышает светоотдачу обычных КЛЛ.

Люминесцентные лампы с холодным катодом

Люминесцентные лампы с холодным катодом состоят из очень тонкой стеклянной трубки, покрытой изнутри слоем люминофора и заполненной инертным газом, содержащим пары ртути.

Катоды лампы представляют электроды цилиндрической формы, покрытые материалами, хорошо эмитирующими электроны даже при низком нагреве. В качестве эмитирующих материалов используют щелочноземельные металлы.

Низкая температура катодов позволяет значительно повысить срок службы люминесцентной лампы до 25000 часов и дает возможность работать лампам при отрицательных температурах (до -30°C).

Люминесцентные лампы с холодными катодами практически не греются.

Свет таких ламп красивый насыщенный без мерцаний.

Используются лампы с холодными катодами в тонких световых панелях, в ЖК-дисплеях и мониторах в торцевой подсветке, для декоративного освещения, освещения витрин.