Люминесцентные лампы: устройство, праметры, схема, плюсы и минусы

Сфера использования

Современные модели очень актуальны, так как подходят для любой сферы.

Угол распределения света — 360градусов, что увеличивает яркость и освещение помещения. Подобные характеристики необходимы для работы заводов и фабрик.
Благодаря некрупным размерам, а также разнообразию форм и цветов лампы, ее можно использовать в качестве элемента декора в строительстве и интерьере.

Где используются филаментные светильники

Из-за стойкости к перепадам температур и скачкам напряжения, подходит для освещения рыночных и торговых площадок, больших центров, кафе, ресторанов.
Из-за продолжительности работы (30000 часов), можно использовать для дома. Это экономично и надежно.

Вам это будет интересно Особенности лампы ДРВ

Весомым преимуществом здесь является универсальность — практичность применения.

Плюсы и минусы светильников дневного света

Еще недавно люминесцентные лампы массово устанавливались в помещениях, где требуется создать максимально комфортные условия для органов зрения. Не то чтобы светильники горят по-особенному ярко, наоборот, от них просто меньше устают глаза при чтении, печатании или мелкой ручной работе.

К преимуществам использования потолочных светильников дневного света можно отнести следующее:

Спектр излучения максимально близок к естественному солнечному. При разработке специалисты постарались приблизить его характеристики к дневному солнечному свету в условиях облачного неба;
Люминесцентные колбы дают мягкий распределенный световой поток, чего не скажешь о лампах накаливания, галогенках или точечных светодиодных фонарях, причем без каких-либо дополнительных плафонов, экранов или рассеивателей потока. На потолочный светильник с люминесцентными лампами можно смотреть без особого дискомфорта и риска ослепления;
Относительная экономичность, если сравнивать люминесцентную колбу с обычной лампой накаливания или галогенкой;
Неприхотливость в работе, люминесцентные светильники требуют минимальной дополнительной аппаратуры, управления и обслуживания.

Именно последний пункт стал причиной массового распространения ламп дневного света в подавляющем большинстве учебных, торговых, лечебных заведений. Благодаря газоразрядному принципу излучения светильник легко выдерживал перепады напряжения в бытовой сети от 180В до 250В без потери работоспособности.

Стартерную часть светильника можно ремонтировать своими руками

Важно! Почти все, даже современные, модели легко ремонтируются. В старых потолочных конструкциях проблема решалась заменой стартерного блока, на это уходило буквально несколько минут

В современных моделях стартерный блок, как правило, спрятан внутри цоколя, но и в этом случае лампу легко отремонтировать заменой конденсатора или пропайкой контактов. Никакой другой тип светильника, галогеновый или светодиодный, восстановить так же быстро не удается.

Недостатки ламп дневного освещения

Понятно, что люминесцентные светильники имеют определенные недостатки, благодаря которым лампы дневного света серьезно уступили нишу потолочного освещения светодиодам. В первую очередь – проблемы с безопасностью, в стеклянной колбе содержатся соединения ртути, поэтому люминесцентные лампы необходимо не выбрасывать, а утилизировать сдачей в пункты приема.

Второй недостаток связан с наличием мерцания, световой поток меняет свою интенсивность 100 раз в секунду. Заметить мерцающие участки можно на непрогретых или сильно изношенных колбах. Даже новые люминесцентные светильники могут дать стробоскопический эффект, когда движущийся или колеблющийся предмет воспринимаются глазами, как неподвижный.

Совет! Если в домашней мастерской или в гараже установлены длинные потолочные люминесцентные лампы, то при работе на станке или с движущимся приспособлением — механизмом обязательно нужно включать подсветку обычной маломощной лампочкой накаливания. Таким образом удается убрать эффект стробоскопа.

Еще один минус касается снижения светового потока. Старые колбы теряют эмиссию на электродах и люминесцентном слое, из-за чего становятся тусклыми при том же уровне потребления электроэнергии. Если люминесцентный светильник очень старой модели, то его работа может сопровождаться гулом электромагнитного балластного модуля, установленного внутри корпуса.

Варианты подключений

Подключение с использованием электромагнитного баланса (ЭмПРА)

Наиболее распространенный тип подключения люминесцентного источника света — схема со стартером, где используется ЭмПРА.

Принцип действия схемы базируется на том, что в результате подключения питания в стартере возникает разряд и происходит замыкание биметаллических электродов.

Ток в электроцепи проводников и стартера ограничивается только внутренним дроссельным сопротивлением. В результате рабочий ток в лампочке увеличивается почти в три раза, происходит стремительный нагрев электродов, а после потери температуры проводниками возникает самоиндукция и зажигание лампы.

Недостатки схемы:

В сравнении с другими способами это довольно затратный вариант с точки зрения расхода электроэнергии.
Пуск занимает не меньше 1 – 3 секунд (в зависимости от степени износа источника света).
Невозможность работы при низкой температуре воздуха (например, в условиях неотапливаемого подвального или гаражного помещения).
Имеется стробоскопический эффект мигания лампочки. Этот фактор отрицательно действует на человеческое зрение. Такое освещение нельзя применять в производственных целях, потому что быстро движущиеся предметы (например, заготовка в токарном станке) кажутся неподвижными.
Неприятное гудение дроссельных пластинок. По мере износа устройства звук нарастает.

Схема включения устроена таким образом, что в ней есть один дроссель на две лампочки. Индуктивности дросселя должно хватать на оба источника света. Используются стартеры на 127 Вольт. Для одноламповой схемы они не подходят, там нужны устройства на 220 Вольт.

На картинке внизу показано бездроссельное подключение. Стартер отсутствует.

Схема используется в случае перегорания у ламп нитей накала. Используется повышающий трансформатор Т1 и конденсатор С1, ограничивающий ток, идущий через лампочку от 220-вольтной сети.

Следующая схема используется для лампочек с перегоревшими нитями. Однако отсутствует необходимость в повышающем трансформаторе, благодаря чему конструкция устройства становится проще.

Ниже показан способ использования диодного выпрямительного моста, который нивелирует мерцание лампочки.

На рисунке внизу та же методика, но в более сложном исполнении.

Две трубки и два дросселя

Чтобы подключить лампу дневного света, можно использовать последовательное подключение:

Фаза от проводки направляется на вход дросселя.
От дроссельного выхода фаза идет на контакт источника света (1). Со второго контакта направляется на стартер (1).
Со стартера (1) отходит на вторую контактную пару этой же лампочки (1). Оставшийся контакт стыкуют с нулем (N).

Тем же образом подключают вторую трубку. Вначале дроссель, затем один контакт лампочки (2). Второй контакт группы направляется на второй стартер. Выход стартера объединяется со второй парой контактов источника света (2). Оставшийся контакт следует подсоединить к нулю ввода.

Схема подключения двух ламп от одного дросселя

Схема предусматривает наличие двух стартеров и одного дросселя. Наиболее дорогостоящий элемент схемы — дросселя. Более экономный вариант — двухламповый светильник с дросселем.

О том, как реализовать схему, рассказывается в видео.

Люминесцентная лампа: принцип действия, достоинства и недостатки

— Принцип действия люминесцентных ламп

— Достоинства и недостатки люминесцентных ламп

Принцип действия Принцип действия люминесцентной лампы низкого давления основан на дуговом разряде в парах ртути низкого давления. Получающееся при этом ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимое в слое люминофора, покрывающего внутренние стенки лампы. Лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие по два электрода, между которыми находится катод в виде спирали. В трубку лампы введены пары ртути и инертный газ, главным образом аргон. Назначением инертных газов является обеспечение надежного загорания лампы и уменьшение распыления катодов. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой люминофора. Если к электродам, вставленным в концы стеклянной трубки, которая заполнена разряженным инертным газом или парами металла, приложить напряжение из расчета не менее 500. 2000 В на 1 м длины трубки, то свободные электроны в полости трубки начинают лететь в сторону электрода с положительным зарядом. Когда к электродам приложено переменное напряжение, направление движения электронов изменяется с частотой приложенного напряжения.В своем движении электроны встречаются с нейтральными атомами газа — заполнителя полости трубки — и ионизируют их, выбивая электроны с верхней орбиты в пространство. Возбужденные таким образом атомы, вновь сталкиваясь с электронами, снова превращаются в нейтральные атомы. Это обратное превращение сопровождается излучением кванта световой энергии. Каждому инертному газу и парам металла соответствует свой спектральный состав излучаемого света: . трубки с гелием светятся светло-желтым или бледно-розовым светом; • трубки с неоном — красным светом; трубки с аргоном — голубым светом. Смешивая инертные газы или нанося люминофоры на поверхность разрядной трубки, получают различные оттенки свечения. Люминесцентные лампы дневного и белого света выполняют в виде прямой или дугообразной трубки из обычного стекла, не пропускающего короткие ультрафиолетовые лучи. Электроды изготавливают из вольфрамовой проволоки. Трубку заполняют смесью аргона и паров ртути. Внутри поверхность трубки покрыта люминофором — специальным составом, который светится под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в парах ртути. Аргон способствует надежному горению разряда в трубке.

Достоинства люминесцентных ламп. Основным преимуществом люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются: . более высокий коэффициент полезного действия (15. 20%), высокая световая отдача и в несколько раз больший срок службы. Таким образом, при затрате той же мощности достигается значительно большая освещенность по сравнению с лампами накаливания; . правильный выбор ламп по цветности может создать освещение, близкое к естественному; о благоприятные спектры излучения, обеспечивающие высокое качество цветопередачи; . люминесцентные лампы значительно менее чувствительны к повышениям напряжения, поэтому их экономично применять на лестничных клетках и в помещениях, освещаемых ночью, когда в сети напряжение повышено. Лампы накаливания (очень чувствительные к повышениям напряжения) быстро перегорают; . малая себестоимость; . низкая яркость поверхности и ее низкая температура (до 50 °С) Недостатки люминесцентных ламп Основным недостатками люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются: « сложность схемы включения; • ограниченная единичная мощность (до 150 Вт); • зависимость от температуры окружающей среды (при снижении температуры лампы могут гаснуть или не зажигаться); » значительное снижение светового потока к концу срока службы; • вредные для зрения пульсации светового потока; » акустические помехи и повышенная шумность работы; в при снижении напряжения сети более чем на 10% от номинального значения лампа не зажигается; » дополнительные потери энергии в пускорегулирующеи аппаратуре, достигающие 25. 35% мощности ламп; • наличие радиопомех; • лампы содержат вредные для здоровья вещества, поэтому вышедшие из строя газоразрядные лампы требуют тщательной утилизации.

Как работает устройство с люминофором

Принцип работы люминесцентных ламп во многом зависит от ее конструкции. Газ, наполняющий внутреннее пространство колбы, создает электропроводную среду с отрицательным сопротивлением. Его проявление заключается в изменении напряжения между электродами, расположенными с противоположных сторон. Напряжение начинает снижаться при возрастании тока, который требует ограничения.

Включение в работу люминесцентной лампы для светильника осуществляется при помощи электромеханической пускорегулирующей аппаратуры – ЭмПРА. Основными компонентами данной схемы служат дроссель и стартер. Первое устройство создает импульс напряжения с большой величиной, обеспечивающий зажигание. Второй компонент представляет собой лампу тлеющего разряда, внутри которой в газовой среде размещаются два электрода. Один электрод является биметаллической пластиной, а в исходном положении они оба разомкнуты.

Запуск лампы и ее принцип действия происходят в следующей последовательности:

В пусковую схему изначально поступает напряжение. Изначально ток не будет проходить через лампу, поскольку он ограничивается высоким сопротивлением внутренней среды. Он попадает на спирали катодов и производит их разогрев. Одновременно ток идет на стартер и дает толчок к образованию внутри него тлеющего разряда.
После того как под действием тока контакты дросселя разогреются, наступает замыкание биметаллической пластины. В результате, металл становится проводником и действие разряда прекращается.
На следующем этапе происходит остывание биметаллического электрода, что приводит к размыканию контактов. В дросселе под влиянием самоиндукции образуется импульс высокого напряжения, дающий толчок к зажиганию лампы.
Ток, проходящий через лампу для светильника, постепенно уменьшается в два раза из-за падения напряжения на дросселе. Его не хватает, чтобы повторно запустить стартер с разомкнутыми контактами, но сама лампа будет продолжать свою работу.

Если в один светильник установлены сразу две светящиеся лампы, схема включения предусматривает для них общий дроссель. Подключение ламп осуществляется последовательно, однако к каждой из них параллельно подключен собственный стартер. При выходе из строя одной из ламп, вторая также отключается. В схеме включения рекомендуется устанавливать только качественные выключатели. У бюджетных моделей возможно залипание контактов под влиянием пусковых токов. Поскольку дроссель и стартер являются основными компонентами пусковой схемы, их работу следует рассмотреть более подробно.

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.

Распространение филаментов, что предлагает рынок, критерии выбора

С появлением филаментных источников света все больше людей начали переходить на новые изделия. Причиной стал оригинальный дизайн и больший угол свечения без применения дополнительных оптических систем. В стандартных светодиодах, находящихся в пластиковом корпусе, угол 170 градусов, а здесь 300.

Что касается производителей, популярностью пользуется продукция компаний Maxus, Videx, Philips, Osram, Лисма и лампа Томича.

Критерии выбора

При покупке филаментных лампочек важно обращать внимание не только на мощность и тип цоколя, но и на другие критерии

Ниже рассмотрим основные параметры:

Тип продукта: декоративная лампа, для освещения, специальная и т. д.
Вид цоколя — Е27, Е14 или Е40.
Напряжение: 170 — 240 В.
Мощность: от 2 — 12 Вт.
Аналог лампы накаливания: 16 — 560 Вт.
Яркость: от 9 — 1521 Лм.
Минимальная площадь освещения.
Цвет света — белый (теплый, нейтральный, холодный), красный, желтый, синий, янтарный.
Температура цвета: 1800 — 6500 К.
Форма — шар, сфера, груша, свеча, круг, спираль, овал, карандаш, декоративная фигурка и прочие.
Отделка колбы — матовая, прозрачная, золотистая, янтарная, тонированная, белая, серебристая.
Материал — дутое стекло / металл, пластик, стекло, матированное стекло.
Высота: 7 — 435 мм.
Диаметр: 4 — 225 мм.
Управление устройством — выключатель, настенный переключатель, поворотно-нажимной диммер.
Угол свечения — 300, 320 или 360 градусов.
Индекс передачи цвета: 77 — 90.
Марка — Uniel, Elgo, Lexman, Osram, Gauss, Elektrostandart и другие.

Дополнительно учитывайте и другие параметры — полезный световой поток, наличие совместимых приложений, срок службы, максимальное число включений, класс энергопотребления

Обратите внимание на страну-производителя и вид упаковки

Gauss LED Filament E14 свеча

Китайский продукт с цоколем на E14 и мощностью в 11 Вт. Изделие светит как лампочка накаливания на 80 Вт. Цвет освещения нейтрально-белый, а максимальная площадь — 7 кв. м.

Угол сведения составляет 360 градусов, а полезный световой поток 750 Лм. Модель рассчитана на 50 000 включений и отключений, а средний срок службы составляет 35 000 часов.

Лампа светодиодная филаментная Lexman

Устройство, изготовленное в Китае. Модель оборудована цоколем на Е14 и имеет мощность 4,5 Вт. Заявленные параметры позволяют светить также как 40-ватная лампа накаливания.

Свет освещения тепло-белый (ближе к желтому), площадь освещения около двух квадратных метров, а угол свечения составляет 360 градусов.

Полезный световой поток находится на уровне 470 Лм. Лампочка имеет ресурс на 25 000 включений и отключений, а также срок службы в 25 000 часов.

Сетевое напряжение и мощность лампы

Для нормальной работы источников освещения требуется рабочее напряжение сети 220В с частотой 50 Гц. Это стандартные параметры, отклонение от которых отрицательно влияет на технические характеристики люминесцентных ламп, снижая их функциональность и качество освещения.

От напряжения практически полностью зависит потребляемая мощность. Его воздействие проявляется следующим образом:

Значительные перепады напряжения приводят к изменению мощности в люминесцентной лампе как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Даже очень мощный прибор будет слабо светить при недостаточном напряжении, произойдет снижение энергоэффективности ламп. Поэтому, прежде чем говорить о неисправности, следует замерить сетевое напряжение.
Резкие колебания напряжения значительно снижают качество светового потока. В случае изменения частоты возрастает коэффициент пульсации и лампа начинает мерцать.
Нестабильность сетевого напряжения приводит к быстрому износу и снижению работоспособности источника освещения. Колебания не должны превышать 10% от номинала, в противном случае срок службы люминесцентных ламп снизится и они быстро выйдут из строя.

Шкала Кельвина

В отличие от традиционных ламп накаливания, современные энергосберегающие лампы имеют разную цветовую температуру, измеряющуюся по шкале Кельвина, обозначающуюся количественным показателем, на конце которого находится литера K.

Наиболее близкими по восприятию для человеческого глаза являются изделия с цветовой температурой в 2700 K

Холодного света, актуального для офисных и промышленных помещений, получается добиться при цветовой температуре в 6400 K

Дневной белый свет, создающий наиболее комфортные условия для чтения, создается при покупке ламп с цветовой температурой в 4200 K

Холодный свет нередко применяется дизайнерами при создании интерьеров в стиле хай-тек.

ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ ИНТЕРЕСНЫМ.

Представляет собой такой источник света, основой которого являются люминофоры (именно они отвечают за «превращение» ультрафиолета в видимый свет). Как правило, лампы такого типа используются для создания общего освещения в помещении.

Разновидности люминесцентных ламп

Современные люминесцентные лампы

выпускаются самых разнообразных модификаций, различных типоразмеров и цоколей. Основными видами таких ламп считаются следующие: — линейные (или трубчатые); — кольцевые; — U-образной формы.

Кроме того, подобные лампы подразделяют на образцы высокого (для освещения улиц) и низкого давления (для квартир или промышленных объектов). Также, существует классификация люминесцентных лампочек по «оттенку» света, который они излучают: — белый свет (маркировка ЛБ) – холодный (ЛХБ) или теплый (ЛТБ); — естественный (ЛЕ); — дневной(ЛД).

Преимущества и недостатки люминесцентных ламп

У люминесцентных «источников» света достаточно много плюсов, среди которых: — высокая надежность; — отличная светоотдача; — длительный период эксплуатации (примерно 5 лет); — достаточно высокий КПД; — множество сфер применения; — экономичность; — компактные размеры; — не происходит сильного нагрева поверхности; — различный спектр излучения (от холодного света до приближенного к дневному).

Кроме несомненных преимуществ использования люминесцентных ламп

, есть и характерные для этого способа освещения недостатки.

Во-первых, необходимость специальной утилизации. Связано это с тем, что люминесцентные модели содержат некоторое количество ртути (около 3 мг). При правильной эксплуатации ламп вреда для здоровья человека они не представляют.

Во-вторых, необходимо учесть тот факт, что люминесцентные лампы излучают ультрафиолет. Но содержание его настолько незначительно, что не способно негативно влиять на человеческий организм.

Также мерцание подобных источников света часто бывает раздражающим для глаз и может даже вызывать искажение форм и цветов (особенно у людей с ослабленным зрением).

Люминесцентная лампа: принцип действия, достоинства и недостатки

— Принцип действия люминесцентных ламп

— Достоинства и недостатки люминесцентных ламп

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.