Лампы дневного света полезная лампа дневного света
Люминесцентная лампа или лампа дневного света (ЛЛ, ЛДС) — инертный газ в стеклянной колбе, излучающий видимый свет.
Принцип работы ЛДС заключается в насыщении газа ртутью с последующим пропусканием через него разряда, в результате чего образуется УФ-излучение, преобразуемое в видимый свет благодаря слою люминофора, содержащемуся во внутренней поверхности колбы. В этой статье будут рассмотрены ЛДС, их описание и технические характеристики.
Разновидности
В реализации наиболее используются газоразрядные лампы на основе ртути высокого (ГРЛВД) или низкого (ГРЛНД) давления:
- ЛЛ высокого давления эксплуатируются в крупных промышленных секторах или для уличного освещения.
- Светильники ЛБ 40 низкого давления применяются в домашних условиях или на небольшом предприятии.
Область применения
Люминесцентные источники света получили большой спрос в организациях общественного назначения: школах, больницах, госучреждениях.
С дальнейшим развитием светильники оснастили электронным балластом, стало возможным их применение в распространенных патронах стандарта Е14 и Е27.
ЛЛ актуальнее применять в помещениях промышленного сектора для обеспечения большего периметра освещения при минимальных энергозатратах. Также их используют в освещении рекламных щитов и фасадов.
Люминесцентные приборы сочетают в себе характерные черты эффективного и экономного использования электроэнергии. В быту лампы дневного света потолочные и настольные применяются для растений, освещения рабочей поверхности и жилых комнат.
Актуальность применения люминесцентных ламп
Широкое распространение ЛЛ получили благодаря многим преимуществам, а именно:
- высокая световая отдача (ЛДС мощностью 10 Вт обеспечивает освещенностью, сравнимой с лампочкой накаливания 50 Вт);
- большой диапазон оттенков испускаемого света;
- полная рассеянность света.
Гарантированный срок эксплуатации ЛДС от 2 тыс. часов против 1 тыс. часов у ламп накаливания.
Недостатки люминесцентных устройств:
- химопасность (в ЛДС содержится до 1г ртути);
- неравномерный спектр, который неприятен человеческому глазу;
- постепенное разрушение слоя люминофора, приводящее к ослаблению освещенности;
- мерцание лампы с двухкратной частотой от сети;
- наличие механизма, регулирующего пуск;
- мощность ЛЛ не обеспечивает высокого коэффициента.
Принципы работы
Во время работы ЛЛ между двумя электродами, расположенными на ее краях, горит дугообразный разряд, который приводит к созданию УФ-свечения внутри колбы, наполненной газом, в составе которого ртутные пары.
Зрение человека невосприимчиво к УФ диапазону свечения, поэтому внутренние стенки колбы обработаны люминофорным составом, имеющим свойства поглощения ультрафиолета с дальнейшим преобразованием его в видимое белое свечение. Ортофосфаты кальция-цинка и галофосфаты лежат в основе люминофорного слоя. Также люминофор может быть насыщен другими веществами с целью получения определенного оттенка света. Термоэлектронная эмиссия электродов с катода создает поддержку электрической дуги в ЛДС. Дальнейшее разогревание катодов путем пропуска через них тока или ионной бомбардировки приводит к запуску устройства.
Технические характеристики
От технических характеристик зависит конечная работа ЛДС — необходимое освещение.
Мощность
От показателя мощности ЛЛ зависит светоотдача, которая влияет на площадь освещения. В реализации распространены лампы различной мощности.
Лампы 4–6 W
Применимы в помещениях небольшой комнаты. Отлично подходят в сельскохозяйственной местности, сторожевых будках или палатках. Эти ЛДС неприхотливы к потреблению электроэнергии, а также благодаря трансформаторным преобразователям эти лампы способны работать от 12 вольт, что дает возможность запустить лампу подсоединением к авто аккумулятору в условиях отсутствия электроснабжения. Также маломощные люминесцентные устройства применяются для освещения растений или аквариумов.
18 W
Самые распространенные ЛЛ по мощности лампы. Их можно встретить везде: в комнате, автомобильных боксах, офисах, павильонах.
36 W
Также получили большое распространение. Применяются в тех же помещениях, что и ЛЛ 18 W, с разницей в увеличении площади освещения.
58 W и 80 W
Эти ЛДС большой мощности применяются только в производственных цехах большой площади, хранилищах и ангарах, на подземной территории.
Иногда ЛЛ такой мощности можно встретить на участках открытой местности в условиях большой рассеянности света. Такие ЛЛ, в отличии от ламп 18 W и 36 W, более энергозатратные и их применение в быту или офисного освещения нерентабельно. Также они оснащены дополнительно светильниками дневного света, что приводит в еще большую неактуальность их применения в качестве потолочных светильников дневного света в помещениях малой площади.
Цветовая температура
Еще один главный параметр ЛДС. От качества света и цветовой температуры зависит качество освещения. Эти параметры отображены трехзначным значением на колбе устройства.
Значение 627
Соответствует устройствам с 60%-м качеством света и цветовой температурой 2700 К.
Значение 727
Лампы с качеством света 70% и аналогичной цветовой температурой.
Значение 765
Цветовая температура 6500 К, которой и обладают все без исключения ЛДС. Качество цвета на уровне 70%.
Необходимо учесть, что 2700 Кельвинов — цветовая температура лампочек накаливания, и ЛЛ с такой же цветовой температурой будет излучать лучи, воспринимаемые человеческим зрением, желтого цвета. С учетом восприятия человеком цветности свечения изготовляются люминесцентные устройства разной цветовой температуры.
Многие ЛЛ (энергосберегающие источники свечения) компактной формы излучают именно желтый свет. Цветовая температура 6500 присуща всем устройствам линейной формы и соответствует белому свету со слабым оттенком синего. Также изготовляются ЛЛ узкопрофильного назначения с температурой цвета 1300К, при включении которых наблюдается красный оттенок. В отдельных случаях для получения уникального оттенка свечения применяются цветные ЛДС.
Подключение к сети
Простейшая схема подключения ламп дневного света выполнена на основе стартера, дросселя (балласта) и конденсатора. Сами лампы не предусматривает их прямого включения в электрическую цепь, так как в отключенном состоянии люминесцентные устройства имеют высокое сопротивление, преодолеть которое можно только импульсом высокого напряжения.
Возможно также последовательное соединение двух ламп, при этом стартеров будет 2 штуки, а дроссель один, но он должен быть рассчитан на суммарную мощность ламп. Схема светильника на 2 лампы приведена ниже. На схеме нет конденсатора, но он также может быть установлен на входе светильника.
Принципиальная схема светильника иногда наносится на корпус стартера.
Дроссель (балласт), включается в электроцепь в качестве дополнительного сопротивления, предохраняющего от короткого замыкания. Стартер позволяет в моменты высокого сопротивления лампы зарядить дроссель, одновременно прогреть спирали лампы.
Лампу дневного света без дросселя невозможно запустить. От того, как устроена схема подключения, зависит общее энергопотребление всех устройств, подключенных вместе с люминесцентным источником света к электрической цепи.
Электромагнитный дроссель (ЭмПРА)
Дроссель постоянного индуктивного сопротивления, подключаемый только в цепь с ЛЛ определенной мощности. Сопротивление включенного в цепь ЭмПРА при включении начинает играть роль ограничителя подачи тока к светильнику.
Конструкция ЭмПРА проста и дешева в производстве, соответственно, дешевле и лампы с электромагнитным балластом. Несмотря на свою дешевизну и простоту обладает рядом недостатков:
- длительность запуска до 3 секунд (время зависит от износа лампы);
- высокое потребление электроэнергии дросселем;
- постепенное возрастание частоты в пластинах дросселя из-за его износа;
- мерцание с двухкратной частотой электросети (100 или 120 Гц) при включении, которое отрицательно влияет на зрение;
- массивность и габаритность люминесцентных устройств (в сравнении с аналогами ЭПРА);
- вероятный отказ в работе электрической цепи с дроссельным механизмом при температуре ниже нуля по Цельсию;
- короткое замыкание, приводящее к припайке электродов дросселя к устройству, после чего его невозможно снять.
Схема подключения газоразрядных люминесцентных ламп с ЭмПРА предусматривает наличие стартера, регулирующего зажигание ЛЛ. Однако он дополнительно потребляет электроэнергию.
Электронный дроссель
Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) обеспечивает лампы высокочастотным питанием 25–133 кГц. В момент включения ЛДС с электронным дросселем человек в течение короткого времени наблюдает яркое мерцание. С помощью электронного балласта реализовано два принципа работы по включению ламп.
Холодный запуск
Сразу запускает устройство, но наносит значительный вред электродам. Лампы с таким вариантов запуска рассчитаны на малую частоту включения/отключения в течение дня.
Горячий запуск
Перед включением лампы, в течение 1 секунды, происходит разогрев электродов, затем она работает. Также присутствует тепловой индикатор, обеспечивающей устройство защитой от перегрева.
ЛЛ на основе ЭПРА более экономичные, чем и заполучили значительную популярность, чего нельзя сказать об аналогах ЭмПРА.
Причины неисправности
Электроды ЛДС представлены вольфрамовой спиралью, покрытой активными щелочными металлами, которые обеспечивают заряд. С периодом эксплуатации активная масса осыпается с электродов, они приходят в негодность.
В момент включения лампы (пуск разряда и последующий разогрев электродов) происходит дополнительная нагрузка на активную массу, что еще сильнее разрушает ее. На участках с наибольшей потерей активной массы поступает меньше напряжения, что приводит к неравномерной отдаче, и человек наблюдает мерцание лампы в период ее работы. Также осыпание активной массы приводит к полной неисправности лампы, а на концах трубки появляется темный оттенок.
Отсюда следует, что срок службы ЛЛ зависит еще от качества активной массы и частоты включения лампы. Но даже при этих ограничениях срок службы ЛДС как минимум намного выше (2000 запусков против 1000 у обычных лампочек накаливания).
Типы исполнения
Люминесцентные устройства подразделяются на два типа по варианту исполнения колбы.
Линейные лампы
Эти ЛЛ представлены ртутными лампами низкого давления. Большая часть света этих ламп излучается люминофором. Люминесцентные устройства, крепящиеся на потолок, являются основным представителем линейных ЛЛ. Потолочный светильник дневного света получил огромный спрос во всем мире в помещениях различного назначения.
Среди линейных ламп в России распространены ЛДС с круглой трубкой Т8 (D=26 мм) и цоколем типа G13. Мощность этих ламп взаимосвязана с размером трубки — стандартные ЛДС мощностью 18 W имеют длину трубки 600 мм, а лампы 36 W уже вдвое длиннее, 1200 мм. Также существуют лампы других мощностей, но они получили меньшее распространение либо у них узкий круг применения.
Стоит отметить, в советский период наибольшее применение получили ЛДС с колбой Т12, диаметр которой составлял 38 мм. Эти лампы были более энергозатратными — 20 W короткие и 38 W длинные против 18 W и 36 W соответственно. Также встречались лампы с трубкой Т10 (32 мм), но они не получали широкого спроса по сравнению с T12.
В западных странах в последние годы стали преобладать лампы с трубкой последнего поколения Т5 диаметром 16 мм. Они достаточно тонкие и получили более обширное применение в интерьере.
Если затрагивать технологический прогресс, то буквально недавно китайские разработчики создали устройство с колбой Т4 (12,5 мм). Это только новинка, которая еще не получила обширного применения, и о перспективах таких трубчатых ламп пока рано говорить. ЛДС с еще меньшим диаметром трубки на практике пока не сделали.
Двухцокольная прямолинейная лампа представляет собой стеклянную трубку с вваренными на концах стеклянными ножками, в которые вмонтированы электроды. Герметично запаянная трубка содержит аргоном или неон, обогащенный ртутью, которая при включении лампы переходит в газообразное состояние. Цоколи на концах трубки оснащены контактами для подключения лампы в цепь.
Линейные ЛДС потребляют всего 15% от потребления лампы накаливания, обеспечивая аналогичную освещенность. Эти лампы часто встречаются на производстве, в офисах, транспорте.
Компактные лампы
Представляют собой светильники дневного света с изогнутой трубкой.
Компактные лампы могут иметь свободную (любую) форму колбы и распространены для частного использования. К компактным люминесцентным устройствам также относятся, так называемые, энергосберегающие лампы.
Также распространены компактные лампы под патроны стандарта Е14, Е27, Е40, которые применяются в светильниках.
Варианты применения
В настоящее время люминесцентные устройства получили большое применение, как в освещении промышленных объектов, так и в организации интерьера помещения. Светильники с лампами дневного и белого света применяются во многих целях:
- Люминесцентные светильники ЛБ 40 низкого давления, предназначенные для освещения всей площади помещения закрытого типа.
- Люминесцентная лампа для аквариумов и комнатных растений, обеспечивающая локальное освещение.
- Фитолампы (цветочные светильники) — люминесцентные лампы для цветов и растений.
- Настольная и настенная лампа дневного света, придающая мягким освещением уютную обстановку при чтении или отдыхе.
Маркировка
Маркировка устроена так, что потребитель без труда сможет выбрать необходимую ЛЛ при покупке. Наиболее распространены следующие обозначения:
- ЛБ (белый свет);
- ЛД (дневной свет);
- ЛХБ (холодно-белый свет);
- ЛТБ (тёпло-белый свет);
- ЛЕ (естественный свет);
- ЛХЕ (холодный естественный свет).
Видимый оттенок напрямую зависим от цветовой температуры. Цветовая температура ЛДС составляет 6400–6500К, что соответствует примерной цветности белого света.
Помимо типа лампы также указываются необходимые технические характеристики лампы: напряжение, форма, размеры и так далее. Маркировка наносится на стеклянную колбу или корпус ЛДС.
Все без исключения ЛДС содержат газы, насыщенные парами ртути. При происшествиях, в результате которых лампа разбилась, пары ртути проникают в воздух.
В дальнейшем ртуть может оказаться в организме человека и нанести вред здоровью. Поэтому стоит бережно обращаться с люминесцентными лампами.
Видео по теме
Хорошая реклама
Источник
Светильники дневного света подразделяются на светодиодные и люминесцентные. Люминесцентные источники состоят из стеклянной колбы, на которую с внутренней стороны нанесён слой люминофора. Люминофор представляет собой фосфорную смесь с небольшими примесями. Также внутрь колбы закачен инертный газ низкого давления – аргон с небольшим количеством ртути (амальгамы).
Принцип работы основан на разогревании под действием электрического тока элементов, состоящих из вольфрама и расположенных с противоположных сторон. Смесь частиц аргона, паров ртути, разогретая вольфрамовыми нитями, вызывает ультрафиолетовое излучение, которое поглощается специальным составом, находящимся внутри трубки. Взаимодействие люминофора и ультрафиолета образует свечение, воспринимаемое человеческим глазом и необходимое для освещения помещений. Поскольку состав люминофора может принудительно меняться, соответственно, оттенок света лампочки тоже может быть разным. Лампы дневного света подразделяются на люминесцентные лампы разного давления. Посмотрите еще один вид светодиодных ламп это филаментные лампы.
Принцип работы светодиодных ламп осуществляется на процессах, происходящих в обычном кремниевом или германиевом диоде. Под воздействием электричества заряженные частицы движутся только в одном направлении. Но в отличие от обычного диода, такие источники света состоят из иных полупроводниковых материалов. Поток фотонов, выделяемый в результате взаимодействия частиц, вызывает свечение определённого спектра. Светодиодные устройства не содержат паров ртути и других вредных компонентов в своём устройстве, поэтому считаются наиболее экологически чистыми и безопасными из всех приборов. Различают светодиодные светильники дневного света и сменные лампы.
Люминесцентная лампа
Виды приборов для освещения, области применения
Современный мир предлагает следующие люминесцентные потолочные источники света:
- линейная электрическая модель – предназначена для освещения офисных зданий, длинных коридоров, других подобных помещений;
- кольцевая (или круглая) – такие лампы используются для освещения жилых, кухонных помещений, квартир и загородных домов;
- светильники высокого давления – используются в осветительных установках большой мощности и для освещения улиц и кварталов;
- приборы низкого давления применяются как потолочные лампы дневного света в жилых помещениях, на производстве.
Люминесцентные светильники широко применяются в общественных помещениях: медицинских и школьных учреждениях, офисных организациях. При появлении первых компактных люминесцентных ламп с цоколями марки Е14 и Е27, последние начали повсеместно устанавливаться на потолках бытовых помещений и жилых многоквартирных домов. Также подобные виды устройств используются для освещения общественных мест значительной площади, поскольку при этом снижается количество потребляемой энергии, и увеличивается срок службы ламп. Следует заметить, что кроме общественных помещения люминесцентные приборы нашли широкое применение на индивидуальных рабочих местах, для подсветки домовых территорий, различной рекламы, шоу-бизнеса.
Светодиодные устройства используются в качестве направленного, а также местного освещения, поскольку светодиодная лампа способна излучать свет только в одном направлении. Их можно разделить на следующие группы:
- светильники для парков, дорожных проспектов, улиц и площадей, объектов архитектуры. Корпус таких ламп специально защищён от воздействия окружающей среды;
- специальные потолочные источники света для зданий производственных служб, жилищно-коммунального хозяйства, офисных помещений. Таким лампам характерен особо прочный корпус, а рассеиватель у них изготавливается из поликарбонатных материалов, которые намного прочнее обычного стекла;
- лампы дневного света небольшой мощности для бытового сектора. К ним применяются требования повышенного качества света, внешнего вида, пожарной безопасности. Кроме того, они обычно выполняются со сменными лампами.
Следует отметить, что светодиодные светильники применяются для освещения музеев, поскольку спектр их не имеет ультрафиолетовой составляющей, поэтому не влияет на произведения искусства.
Промышленное освещение
Температурный спектр и маркировка люминесцентного свечения
Человеческий глаз воспринимает цвета в зависимости от их яркости. Если яркость невысокая, то лучше воспринимается синий спектр. Поэтому с выбором светильников стоит определиться на начальной стадии, например, по окончании работы по ремонту и отделке того или иного помещения. Если необходимо установить потолочные лампы в квартире или загородном доме, то наиболее естественным будет выглядеть свет с температурой в три тысячи кельвин. Поскольку для таких помещений средняя яркость составляет около восьмидесяти люкс. Для яркости четыреста люкс такой свет будет казаться жёлтым. Подобная освещённость характерна массовым рабочим местам, офисам, объектам производственного назначения. Исходя из такой яркости, этому типу помещений более подходят лампы дневного света температурой в четыре – шесть тысяч кельвин.
Цветовая температура
Все светильники различаются по маркировке. Буква «Л» впереди означает тип источника света – люминесцентные. Ниже приведена краткая маркировка люминесцентных светильников.
- «Д» – дневной свет;
- «ХБ» – холодный белый свет;
- «Б» – простой белый;
- «ТБ» – тёплый белый свет;
- «Е» – белый дневной;
- последняя буква в ряде случаев определяет оттенок свечения, например, красный – «К», зелёный – «З», синий – «С», ультрафиолетовый – «УФ» и другие.
Кроме того, современная промышленность выпускает специальные лампы дневного света с улучшенной цветопередачей. У них после букв, указывающих цвет свечения и оттенок, ставится буква «Ц». Буквами «ЦЦ» обозначается самый высокий уровень цветопередачи. Особенности конструкции этого вида устройств также обозначаются буквами:
- «Р» – лампа с рефлектором;
- «К» – кольцевого типа;
- «У» – вид подковы;
- амальгамная – «А»;
- светильники, оборудованные специальным устройством быстрого запуска – «Б»;
- лампы тлеющего разряда – «ТЛ».
В конце отображаются цифры, характеризующие мощность данной лампы в ваттах.
Достоинства и недостатки светодиодных и люминесцентных источников света
Преимущества светодиодных ламп:
- потребление очень малого количества энергии по сравнению с лампами накаливания;
- долгий срок эксплуатации;
- потолочные светильники этого типа устанавливаются достаточно просто и имеют низкую температуру корпуса;
- довольно высокая прочность;
- такие источники света не имеют вредных или опасных компонентов, поэтому они являются экологически безопасными при работе, утилизации.
Недостатки:
- поскольку для изготовления светодиодных ламп используются дорогостоящие материалы, то главным их недостатком является высокая стоимость;
- в настоящее время большое количество светодиодных источников света изготавливаются без соблюдения норм и стандартов, что приводит к неприятным последствиям.
Преимущества люминесцентных ламп:
- длительный срок эксплуатации;
- рассеянный свет и разнообразие оттенков;
- хорошая цветопередача.
Недостатки:
- люминесцентные лампы являются химически вредными, потому что их состав содержит пары ртути;
- неравномерный спектр и искажение цвета в процессе эксплуатации;
- высыхание люминофора приводит к изменению спектра;
- потолочные устройства этого вида обычно имеют большие габариты по сравнению со светодиодными лампами.
- небольшой коэффициент мощности, что отрицательно сказывается на всей электрической сети.
Источник