Особенности и отличия люминесцентных ламп от светодиодных

Введение

Светильники, работающие по принципу люминесцента, были изобретены в середине 30-х годов прошлого века. Их придумали в США. Распространяться по стране они начали в 50-е годы, в 60-е они появились в Европе и СССР. Сегодня люминесцентные светильники находятся на втором месте по распространенности (первое занимают лампы накаливания), но их процентное соотношение постоянно растет. И даже светодиодные лампы не вытесняют люминесцентные с рынка – они занимают нишу обычных ламп накаливания.

Классические люминесцентные линейные лампы старого типа

Использование этих светильников долгое время было ограничено из-за их больших размеров. Если в общественных заведениях их еще можно было разместить, то для дома они не очень подходили. Но в 90-е годы ученым удалось усовершенствовать конструкцию, уменьшить ширину трубки до 12 мм и скрутить ее в спираль, создав аналог обычной лампочки. Это придало люминесцентным лампам новую жизнь.

Приложение 2 (справочное). Технические характеристики ртутьсодержащих ламп.

Лампы люминесцентные Российского производства

Технические характеристики ламп люминесцентных серии ЛБ, ЛД

 Технические характеристики люминесцентных ламп фирмы OSRAM (Германия) 438

Дуговые ртутные лампы типа ДРЛ

Технические характеристики дуговых ртутных ламп типа ДРЛ

Приблизительный объем 1-ой
ртутной лампы можно найти по формуле объема цилиндра:
.

Объем всех образовавшихся
отработанных ртутьсодержащих ламп:

,

где радиус r = D/2,

 длина
h = L,

.

Обустройство стеллажа для подсвечивания

Люминесцентные лампы должны находиться на некотором расстоянии от растений. Это расстояние – различно, в зависимости от типа растений и выбранной лампы. Для светолюбивых экземпляров это расстояние должно составлять 15 см, для тенелюбивых – 50 см. Именно поэтому следует устанавливать на одной полке растения примерно одного типа, чтобы было удобно подбирать для них соответствующую лампу.

Стеллаж с фиалками

Кроме того, световой поток люминесцентной трубки идет от центра, а чем ближе к концам, тем его количество ниже

Это значит, что при обустройстве стеллажа ближе к центру необходимо ставить более светолюбивые растения, а к концам – те, для которых большое количество освещения не столь важно

Также лучше сразу же установить подвижное крепление для лампы. Это поможет впоследствии направлять источник освещения в разные стороны и тем самым регулировать световой поток. При неподвижном креплении можно регулировать световой поток только перемещением растений, а также непосредственным поднятием растений на полке.

При необходимости подсвечивать основания растений можно установить лампы на уровне высоты растения. В крайнем случае, можно установить подсветку в вертикальном положении, и тогда все растение от основания до вершины будет равномерно освещено.

Конструкция люминесцентной лампы

Высокие показатели световой отдачи выдает дуговой разряд в ртутных парах, сочетаясь с ультрафиолетовым излучением, преобразующимся в слое люминофора. В результате, по сравнению с обычной лампочкой, получается более ровный и устойчивый свет, максимально приближенный к естественному освещению. Лампа линейная люминесцентная относится к газоразрядным светильниками низкого давления.

Основным конструктивным элементом является стеклянная колба со стандартными диаметрами 12, 16, 26 и 38 мм. В обычных лампах она имеет прямую форму, а в компактных применяется более сложная конфигурация. На концах цилиндра установлены стеклянные ножки, герметично впаянные в торцы. Они предназначены для размещения электродов, изготовленных из вольфрамовой проволоки. В свою очередь, электроды соединяются методом пайки со штырьками цоколя.
Во внутреннем пространстве колбы создается вакуум, после чего сюда закачивается инертных газ, чаще всего аргон. К нему добавляется небольшое количество ртути или ртутного сплава. Поверхность электродов покрывается активными веществами, содержащими окислы бария, кальция, стронция и других элементов. Их работа заметно влияет на коэффициент пульсации.

Под действием приложенного напряжения в газовой среде возникает разряд электричества, значение которого ограничено компонентами пускорегулирующей аппаратуры. Одновременно из электродов начинает испускаться поток электронов, подвергающих ионизации атомы ртути. В результате, возникает видимое свечение и ультрафиолетовое излучение, невидимое обычным зрением. Далее, ультрафиолет попадает на слой люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность колбы. Под его воздействием возникает световое излучение в видимой части спектра.

Свечение лампы происходит за счет электрического разряда (в меньшей степени) и светящегося люминофорного покрытия, выдающего основную часть светового потока. В зависимости от состава люминофора можно получать любые цвета, начиная от обычного белого, и заканчивая разнообразными тонами и оттенками, количество которых постоянно увеличивается.

Подключение к сети

ЭПРА для люминесцентных ламп Газоразрядные лампы не могут напрямую подключаться в электросеть это связано с высоким сопротивлением при холодном состоянии и отрицательном дифференциальным сопротивлением.

Исправить эти проблемы можно путем применения балластов. Самые распространенные – это ЭмПРА (электромагнитный балласт) и ЭПРА (электронный).

ЭмПРА представляет собой электромагнитный дроссель, который подключается последовательно с лампой. Последовательно со спиралями накала подключается стартер, который является неоновой лампой с биметаллическими электродами и конденсатором. Преимущества – простота конструкции, надежность, долговечность. Недостатки – долгий пуск, требуется большое количество электроэнергии, гул во время работы, мерцание, крупные размеры.

ЭПРА питает лампочку высокочастотным напряжением, благодаря чему исключается мигание. Использует два варианта пуска ламп:

• Холодный. Светильник включается сразу же после подачи напряжения.
• Горячий. Электроды прогревается и источник загорается через 0,5—1 секунду.

К преимуществам относят долгий срок службы, меньшее энергопотребление, возможность диммирования на некоторых моделях, бесшумность.

Размеры и эффективность

Для того чтобы получить максимальный эффект от электрического разряда, во внутреннем пространстве колбы должна поддерживаться определенная температура. В этом случае ультрафиолетовое излучение ртутных паров будет наибольшим. Данный параметр напрямую связан с диаметром колбы. Дело в том, что плотность тока во всех лампах должна быть примерно одинаковой. Этот показатель определяется путем деления величины тока на площадь сечения стеклянного цилиндра.

В связи с этим, лампы с колбами одинакового диаметра, но с различной мощностью, способны работать при одном и том же номинальном токе. Между падением напряжения и длиной цилиндра существует прямая пропорциональная зависимость, определяющая класс энергоэффективности. То есть, чем длинее лампа, тем выше ее мощность, что наглядно отражено на рисунке. При диаметре Т5 и 13 т длина составит 52 см, 21 ватт – 85 см, 28 ватт – 115 см. Диаметр Т8 и мощность 15 ватт соответствуют длине 44 см.

Большие размеры люминесцентных ламп изначально делали их не совсем удобными в использовании, поскольку им требовались и светильники с аналогичными габаритами. Производители всегда хотели уменьшить это соотношение, используя различные способы. Однако нельзя было просто снизить длину колбы и увеличить ток разряда, чтобы достичь установленной мощности. Это привело бы к возрастанию температуры внутри колбы и увеличению давления ртутных паров. При таких параметрах световая отдача ламп заметно снижается.

Инженерная мысль пошла другим путем, и размеры изделий были снижены путем изменения их конфигурации. Длинные цилиндры сгибались пополам или соединялись в кольцо, что позволило получить источники света U-образной и кольцевой формы с уменьшенными габаритами без потерь мощности. Одновременно удалось повысить коэффициент мощности и снизить коэффициент пульсации.

Окончательно проблема разрешилась лишь с появлением люминофоров, устойчивых к высоким электрическим нагрузкам. В результате, диаметр колб значительно снизился и достиг 12 мм. Общая длина ламп еще больше сократилась за счет многократных изгибов тонких стеклянных цилиндров. Появились компактные изделия, с таким же внутренним устройством и принципом работы, как у обычных ламп линейного типа.

Утилизация остальных видов

Российским законодательством обязанности по приемке и вывозу люминесцентных и иных ртутьсодержащих ламп возложены на специализированные предприятия. Список и адреса таких организаций можно найти в интернете на портале городских услуг крупных населенных пунктов.

Вот некоторые из них:

Специализированные пункты сбора и хранения.

• В городах федерального значения и других крупных городах муниципальными службами созданы мобильные пункты приема опасного мусора, куда можно сдать люминесцентные, светодиодные и прочие лампочки. Такие «Экомобили» ездят и останавливаются для приемки от населения мусора во всех районах по расписанию. График движения можно посмотреть на интернет портале муниципальных образований города.
• Крупные гипермаркеты такие, как Икеа, Леруа Мерлен, Касторама, 220 Вольт, строительные и хозяйственные торговые комплексы «Домовой», и пр., продуктовые магазины экотоваров «Вкусвилл» и пр. принимают энергосберегающие лампы. На входе установлены автоматы, куда можно сдать использованный люминесцентный излучатель. При чем, некоторые торговые сети при приеме негодных приборов, содержащих ртуть, делают скидки на приобретение новых.

Преимущества современных энергосберегающих ламп

Теперь мы можем перечислить все те достоинства, которыми обладают энергосберегающие люминесцентные лампы:

• Серьезная экономия электроэнергии. Благодаря тому, что КПД у таких ламп очень высокий, они отдают в 5 раз больше световой энергии, чем лампы накаливания. Люминесцентная лампа мощностью всего в 20 Вт выдает столько же света, сколько 100 ваттная лампа накаливания. Экономия при этом составляет около 80%. Со временем снижения светимости не наблюдается в отличие от ламп накаливания.
• Качественные люминесцентные лампы имеют срок службы, в несколько раз (от 5 до 15) больший, чем у простых лампочек. Производитель указывает 5 – 12 тысяч часов работы. Это обусловлено тем, что в них отсутствуют нагревающиеся до высоких температур детали. Это свойство удобно в тех местах, где частая замена ламп проблематична.
• Люминесцентные лампы обладают низкой теплоотдачей, так как вся их энергия преобразуется в световой поток. Такие лампы слабо нагреваются. Поэтому их можно использовать в любых люстрах и светильниках, даже в тех, где обычная лампа более высокой мощности может расплавить патрон.
• Повышенная светоотдача появляется благодаря тому, что энергия не тратится на нагревание вольфрамовой нити, как в лампах накаливания. Энергосберегающая лампа отдает свет абсолютно со всей своей поверхности. Ее свет более мягкий и рассеянный, что благоприятно сказывается для глаз. Различные оттенки люминофора позволяют изготавливать лампы с мягким или холодным, желтым или белым светом. Каждый волен выбирать более подходящий для себя оттенок.

Перечисленные выше преимущества во многом обусловили популяризацию люминесцентных ламп в последние годы. Этому способствовала и унификация цоколя с обычными лампочками. Тем не менее существуют недостатки, которые пока препятствуют полному замещению ламп накаливания люминесцентными.

Срок службы и утилизация

Люминесцентные светильники обладают одним из самых долгих сроков службы на сегодняшний день. Некоторые производители заявляют, что их модели подходят для непрерывной работы в течение 20000 часов. Подобные цифры не могут не поражать, однако среднее значение эксплуатации подобных вариантов составляет 13000 часов. Модели, обладающие продолжительным эксплуатационным сроком, хороши для офисных помещений, в которых нет возможности постоянно заменять одни светильники другими. Стоит отметить, что трубчатые модели обычно работают дольше фигурных. Это же правило касается и диаметра ламп: более толстые модели можно эксплуатировать дольше, чем тонкие.

Как известно, внутри колбы находятся пары ртути, из-за чего утилизация светильников должна осуществляться по специальной технологии. За рубежом уже давно установлены штрафы за бездумное обращение с подобной техникой из-за большого вреда для экологии, наносимого утилизацией. Абсолютно на всех люминесцентных лампах стоит предупреждение о том, что их нельзя просто выбросить в помойное ведро. Ртуть является ядовитым веществом, и при случайном раскалывании лампы ее пары надолго останутся в воздухе, никуда не двигаясь и отравляя пространство. К сожалению, в России мало кто озабочен данной проблемой.

Однако не все обстоит так плохо. Есть некоторые фирмы, занимающиеся утилизацией люминесцентных светильников, но их пока не так много. Самым простым решением будет принести перегоревшую лампу в салон света. Как правило, специалисты там знают, что делать с лампочками дневного света, а некоторые даже сотрудничают с утилизирующими компаниями. Обязательно спросите, можно ли сдать перегоревшую колбу в ближайший к вам крупный салон осветительных приборов.

О том, как восстановить люминесцентную лампу своими руками, смотрите в следующем видео.

Принцип включения люминесцентной лампы с ЭмПРА

В данной схеме включения используют стартер, который подключен параллельно люминесцентной лампе освещения. Внутри его стоит два электрода, один из которых неподвижный, а второй из биметаллической пластины, она изгибается в зависимости от проходящего через нее тока. Когда светильник не включен в электрическую сеть, электроды разомкнуты. При подключении к сети подается напряжение, как на лампу, так и на стартер. Этого напряжения не хватает для того, что бы возник разряд между электродами Л.Л, но его достаточно для возникновения тлеющего разряда в стартере. Когда разряд проходит через биметаллический электрод, то он изгибается, и контакты замыкаются. Электрический ток течет через электроды лампы и соответственно подогревает их. В то же время электроды стартера остывают, так как номинальный ток, который проходит через их не создает тепло. В итоге размыкаются, и возникает скачек напряжения, которого хватает для образования электрического разряда в люминесцентной лампе освещения.

Как подобрать интенсивность освещения

Разные растения требуют разной интенсивность освещения. Зимой в пасмурный день интенсивность освещения на подоконнике составляет всего 100 Лк, в то время как на улице – в 10 раз больше. В среднем растения предъявляют следующие требования к интенсивности освещения:

• 1000-3000 люкс – для выращивания теневыносливых растений, которым дополнительная подсветка нужна только в случае существенного удаления от окна, как источника естественного света (геснериевые, папоротники, молочайные, бромелиевые);
• 3000-4000 люкс – для выращивания растений, которые предпочитают мягкое рассеянное освещение (пасленовые, эпифиты, пальмы);
• 4000-6000 люкс – для выращивания растений, которым для нормального роста необходимы прямые солнечные лучи (толстянки, бобовые, бегонии, орхидеи);
• 6000-12000 люкс – для некоторых видов экзотических растений, в основном плодоносящих, которые практически не могут обойтись без подсветки (розы, маслинные, цитрусы, миртовые).

Преимущества

Технологии производства постоянно совершенствуются. В современных энергосберегающих люминесцентных светильниках используется всё качественнее люминесцентный слой. Это дало возможность снизить их мощность, одновременно повысив эффективность светового потока, а также в 1,6 раза уменьшился диаметр стеклянной трубки, что повлияло и на её вес.

Рассмотрим преимущества люминесцентных ламп, это:

• высокий КПД, экономия, большой срок службы;
• разнообразие цветовых оттенков;
• широкий спектральный диапазон;
• наличие цветных и специальных колб;
• большая площадь покрытия.

Читать также: Неисправности парорегулятора в утюге gc 2048

Они расходуют в 5–7 раз меньше электроэнергии, чем обыкновенные лампы накаливания. Например, люминесцентная лампа 20 Вт, даст света столько, сколько лампа накаливания мощностью 100 вт. К тому же у них очень большой срок службы. В этом плане сравниться с ними и превысить эти показания способна только светодиодная лампочка, но у неё есть свои особенности. А также они дают возможность подбирать колбы, которые дадут нужный уровень освещённости. А разнообразие цветовых её оттенков позволит легко декорировать помещение.

Люминесцентные лампы применяются в медицине, используясь как хорошие светильники и как ультрафиолетовые и бактериальные приборы. Такая их возможность широко применяется и в пищевой промышленности.

Очень важным является и тот факт, что такая лампа может осветить довольно солидную площадь, поэтому она стала незаменимой для больших помещений. Самый минимальный срок её службы 4800 часов, выше в технической характеристике указано 12 тысяч часов – это средняя величина, максимальная 20 000 часов, но она зависит от количества включений и выключений, поэтому в общественных местах прослужит меньше.

Недостатки

Несмотря на такие большие преимущества люминесцентных ламп, они могут нанести вред здоровью, поэтому такие светильники не рекомендуют устанавливать дома или на улице. Если такой прибор разобьётся, то может отравить помещение, местность и воздух на большое расстояние. Причиной этого является ртуть. Вот почему использованные колбы должны обязательно сдаваться на утилизацию.

Ещё одним недостатком люминесцентных колб является их мерцание, которое легко вызывается малейшими неполадками. Оно может отрицательно влиять на зрение и быть причиной головной боли. Поэтому необходимо следить за своевременным устранением неисправности или поменять трубочку на новую.

Для запуска светильника нужен дроссель, что усложняет конструкцию и влияет на цену.

Люминесцентные лампы 36 Вт экономичны, дают качественный яркий цвет и создают приятную рабочую атмосферу, цены на них низкие и начинаются от 60 рублей

При их выборе покупатели больше обращают внимание на потребность в освещении помещения. Светильники к ним тоже очень дешёвые, поэтому покупая лампу, больше внимания обращают на нужное качество, а не на цену

Лампы поставляются в коробках по 25 штук – это минимальная партия. Купить одну или несколько можно в розничных магазинах, где они упакованы в заводские коробки. Единица товара весит всего 0,17 кг

Колба очень лёгкая, длинная и хрупкая, поэтому при её транспортировке нужно соблюдать осторожность

Люминесцентные лампы – газоразрядные ртутные лампы низкого давления. Мощность 36 Вт.

Применяется там, где не выдвигаются высокие требования к цветопередаче. Сетевое напряжение 23..

Применяется там, где не выдвигаются высокие требования к цветопередаче. Сетевое напряжение 22..

Применяется там, где не выдвигаются высокие требования к цветопередаче. Сетевое напряжение 22..

Применяется там, где не выдвигаются высокие требования к цветопередаче. Сетевое напряжение 22..

Применяется там, где не выдвигаются высокие требования к цветопередаче. Сетевое напряжение 22..

Применяется там, где не выдвигаются высокие требования к цветопередаче. Сетевое напряжение 22..

Применяется для общего освещения промышленных объектов и офисов. Могут работать как в обычных с..

Применяется для общего освещения промышленных объектов и офисов. Могут работать как в обычных с..

Применяется для общего освещения промышленных объектов и офисов. Могут работать как в обычных с..

Ртутная газоразрядная низкого давления. Отличается лучшей цветопередачей по сравнению с обычным..

Ртутная газоразрядная низкого давления. Отличается лучшей цветопередачей по сравнению с обычным..

Применяется для общего освещения промышленных объектов и офисов. Могут работать как в обычных с..

Применяется в основном для освещения растений и для подсветки аквариумов. За счёт увеличенного ..

Устройство и принцип действия

В основе функционирования изделий лежит процесс люминесценции. Внутренняя часть колбы покрывается люминофором, «впитывающим» ультрафиолет и выдающим свечение в спектре, видимом для глаз человека. Для формирования ультрафиолетовых лучей используется ртуть или инертный газ, которым заполнена колба. При прохождении электрического заряда капли ртути начинают испаряться, образуя излучение.

Изделия состоят из колбы с электродами, одного или двух цоколей и пускорегулирующей аппаратуры (ПРА). Последний компонент бывает встроенным и вынесенным.

Включение изделия обеспечивается путем реализации следующих этапов:

• нагрев электродов;
• подача импульса для поджига;
• уменьшение и стабилизация напряжения.

Преимущества и недостатки

К достоинствам люминесцентных источников света принято относить такие их характеристики:

1. Высокая яркость света, что позволяет обеспечить отличную видимость. Особенно полезно люминесцентное освещение при выполнении мелких манипуляций, требующих точных движений.
2. Продолжительный срок эксплуатации. В сравнении с лампами накаливания люминесцентные светильники служат дольше.
3. Разнообразные модификации светильников. Выпускаются изделия, которые подойдут для любого интерьера.
4. Колбы не перегреваются, что благоприятно сказывается не только на сроке службы источника света, но и на отделочных материалах, находящихся в непосредственной близости (речь идет прежде всего о натяжных потолках).
5. Экономность расходования электроэнергии.
6. Простота очистки прибора от грязи или пыли.

К недостаткам люминесцентных ламп относятся:

1. Отсутствие возможности питания постоянным током.
2. Чувствительность к температурному режиму, который способен уменьшать светоотдачу устройства.
3. Наличие ртути внутри лампы, что создает опасную ситуацию, если колба будет разбита.

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.

Похожие записи:

Активное, емкостное и индуктивное сопротивление. закон ома для цепей переменного тока Ретро проводка в современном доме Где используется фидерный кабель Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине