Изучаем лампы дневного света

История

Первое подобие светильника с люминесцентной лампой было разработано в далеком 1856 году Генрихом Гайсслером, который добился свечения от стеклянной трубки, заполненной газом и возбужденной с помощью соленоида. В 1893 году на выставке в Чикаго Томас Эдисон впервые продемонстрировал публике люминесцентное свечение. Через год, М.Ф. Моором была создана лампа, наполненная азотом и углекислым газом и испускающая розово-белый свет. Успех этого изобретения был весьма ограниченным. В 1901-м Питер Хьюитт создал ртутную лампу, испускающую сине-зеленый свет. Именно из-за цвета она была непригодна для практического применения. Тем не менее, изобретение Хьитта было близко к современным лампам и имело намного больший потенциал, чем лампы предшественников. В 1926-м Эдмунд Джермер вместе со своими сотрудниками предложил увеличить давление внутри колбы и покрыть ее флуоресцентным порошком, преобразующим ультрафиолетовое цветное излучение в однородное белое. Вскоре компания General Electric купила у изобретателя патент, и под его руководством, к 1938 году вывела ЛЛ на широкий рынок. Таким образом, именно с Джермером часто ассоциируют начало истории люминесцентных ламп.

Сравнение светодиодных и энергосберегающих ламп

Чтобы определиться в выборе светодиодных или энергосберегающих ламп, нужно знать информацию как об их достоинствах, так и о недостатках. Самые яркие, долговечные и энергоэффективные варианты на сегодняшний день – это светодиодные и люминесцентные «экономки». Оба варианта обладают хорошим соотношением выработанного люмен к потреблённому ватту. Однако в пользу второго варианта говорит более низкая стоимость. В свою очередь, средний срок эксплуатации светодиодов в 5 раз больше. Следовательно, можно заплатить дороже, но в будущем сэкономить время и деньги. Ведь лучше один раз приобрести лампочку, которая будет работать длительное время, чем чаще покупать более дешевый вариант, что прослужит гораздо меньше. Разница в цене с лихвой окупается в перспективе.

Сравнительная таблица различных ламп

• «экономки» эти лампочки хорошо работают при постоянной нагрузке. Частые включения и выключения быстро их изнашивают. Далеко не лучший выбор для установки на кухню, в коридор, ванную комнату или туалет;
• узкий диапазон рабочих температур не позволяет устанавливать люминесцентные лампы на открытом воздухе. Они также хуже работают при высокой влажности, поэтому баня или ванная – тоже не выбор;
• люминесцентные лампы слабо поддаются диммированию – плавному изменению яркости свечения через специальный драйвер;
• если у энергосберегающей лампы отошёл люминофор, то она начинает светить в инфракрасном и ультрафиолетовом спектре. Исходя из техники безопасности тут нужно проводить замену, даже если прибор продолжает работать;
• светодиодные лампы, на самом деле, не горят по 25-30 лет, как нам обещает производитель, потому что никогда не эксплуатируются в идеальных условиях. В среднем, их срок службы составляет 2-4 года;
• к сожалению на рынке много недорогих низкосортных моделей, которые светят слишком ярко и с сильной пульсацией;
• светодиодная лампа стоит до 5 раз дороже энергосберегающей;
• для долгой эксплуатации светодиодная лампа должна находиться в светильнике с хорошим отводом тепла, дело в том, что высокая температура перегревает светодиод, и он сгорает.

Потребляемая мощность, КПД, световая отдача и естественность излучения

Обе разновидности светодиодных и энергосберегающих видов несколько дороже обычных ламп накаливания. А выгода от их использования заключается в заметно меньшей мощности потребления. Причем по мере роста стоимости электроэнергии значение этого фактора будет только расти. Светодиодный источник обеспечивает более высокую световую отдачу и его освещение больше подходит на ествественное. СД-лампа экологически безопасна, при отказе ее можно просто выбросить в мусорное ведро.

Определиться в выборе, светодиодные или энергосберегающие, помогает и информация о недостатках:

Стабильность излучения

Сравним обычные грушевидные лампочки и СД-лампы. «Энергосберегайки» создаются на примитивном пусковом регуляторе, что приводит к мерцанию генерируемого света. Глаз его практически не замечает. Но медицинские исследования показали его явно выраженное отрицательное влияние на общее психофизическое состояние человека. В отличие от них, механизм функционирования СД-лампы таков, что мерцание ее излучения не может появиться в принципе вне зависимости от уровня использованных технических решений и, соответственно, стоимости.

Рабочая температура

Во включенном состоянии СД-лампа остается холодной, исправная люминесцентная нагревается до примерно 50°С. В случае выхода из строя управляющего блока температура заметно возрастает. К счастью, из-за ее высокой эксплуатационной надежности это случается редко. Фактически, учитывая относительно невысокую рабочую температуры энергосберегающей лампы ее следует признать равнозначной светодиодной.

Эстетика

В современном мире высоких запросов, изготовитель способен придать стеклянной колбе энергосберегающей лампы самую разнообразную форму. Широко распространены, например, спиральные колбы.

Энергосберегающая лампочка со спиральной колбой

Такая форма позволяет использовать светильники как элемент декора помещения.

Что касается СД-ламп, они напротив внешне обычно не отличаются от традиционных ламп накаливания с шарообразной колбой, что видно на рисунке.

СД-лампа с традиционным дизайном

Искусственное освещение и виды ламп

Искусственное освещение – это получение света от неестественных источников. В их число входит: огонь, газовые установки, электрические лампы и светильники, прожектора и прочее.

Наиболее распространенными источниками искусственного света на данный момент являются следующие виды ламп освещения:

1) Накаливания. Это первый в истории электрический источник, в котором поток света получается за счет накаливания специальной нити – спирали из тугоплавкого металла. Основной недостаток этого принципа действия – большие потери электроэнергии на выделяемое тепло и, как следствие, неэкономичность.

2) Люминесцентные. Представляют собой стеклянные колбы, покрытые внутри люминофором. Выделяют свет за счет устойчивого горения паров, которое и вызывает свечение этого покрытия. Люминесцентный вид источника экономичнее лам накаливания в 5-7 раз, имеет более продолжительный эксплуатационный срок и мягкое, рассеянное свечение. К недостаткам можно отнести: мерцание, чувствительность к низким температурам и более сложная конструкция (наличие пускового устройства, стартера и т.д.).

3) Энергосберегающие. Это усовершенствованные люминесцентные лампы, выделенные в самостоятельный вид. Они выпускаются со стандартными цоколями и не требуют дополнительного оборудования для подключения к электросети. Внешне представляют собой компактную свернутую в спираль люминесцентную лампу со стандартным цоколем. Все виды ламп освещения, основанные на люминесцентном принципе, сохранили те же преимущества и недостатки.

4) Галогеновые. Это разновидность ламп накаливания, в которых за счет буферного газа значительно повышена эффективность элемента накала. Пары галогенов значительно увеличивают эксплуатационный срок и повышают температуру спирали. К недостаткам можно отнести повышенную рабочую температуру и зависимость от перепадов напряжения.

5) Светодиодные лампы. Наиболее передовой и современный вид ламп освещения. Источником света служит светодиод, который при прохождении электрического тока начинает светиться. К преимуществам можно отнести: самый высокий показатель экономии электроэнергии, наиболее длительный эксплуатационный срок, устойчивость к перепадам температур и напряжения электросети, экологичность и отсутствие ультрафиолетового излучения. Практически единственным недостатком является его цена. Но при длительном использовании ламп этого вида освещения, первоначальная стоимость окупается во много раз.

Характеристики люминесцентных ламп специального назначения

Лампы спецназначения устанавливаются в общественных местах с целью дополнительного выделения тех или иных особенностей интерьера, акцентированной подсветки в определенном спектре для более точной передачи цвета и оттенков предметов. Сферы, в которых они применяются:

• в развлекательной клубной индустрии.
• в медицинских учреждениях в качестве ультрафиолетовых бактерицидных ламп.
• для подсветки витрин в магазинах, экспонатов на выставках и т.п.

Выделяют следующие параметры люминесцентных ламп со специфичными целями использования:

1. Мощность: 18-58 В
2. Световой поток: 550-3700 Лм
3. Вариативность:
   • с цветным люминофором;
   • синие рефлекторные;
   • ультрафиолетовые.
4. Цветовая температура: 3000-7000 К.
5. Цоколь: G13.
6. Длина: 600-1500 мм.

Таким образом, люминесцентные лампы излучают мощный световой поток, обеспечивают адекватную передачу цвета освещаемых предметов, позволяют выбирать наиболее подходящий по цветовой температуре свет, обладают адекватной стоимостью и долгим сроком службы.

При всей своей привлекательности люминесцентные лампы имеют большой минус: пары ртути внутри трубки лампы. Это создает опасность в случае ее повреждения, а также предполагает специальные меры утилизации, что делает ее использование не совсем удобным.

Несмотря на массовый характер распространения люминесцентных ламп, следует признать, что они, скорее, уже относятся к прошлому и так же, как лампы накаливания, уступят место более совершенной технологии. Которая абсолютно безопасна, не требует специальных мер утилизации, отличается длительным жизненным циклом и, кроме того, является более энергоэффективной. Название этой технологии – диодные лампы для дома.

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,

.

Маркировка и параметры отечественных люминесцентных ламп

Люминесцентные трубчатые лампы представляют собой запаянную с обоих концов стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора. Из лампы откачан воздух, и она заполнена инертным газом аргоном при очень низком давлении. В лампу помещена капля ртути, которая при нагревании превращается в ртутные пары.

Вольфрамовые электроды лампы имеют вид небольшой спирали, покрытой специальным составом (оксидом), содержащим углекислые соли бария и стронция. Параллельно спирали располагаются два никелевых жестких электрода, каждый из которых соединен с одним из концов спирали.

В люминесцентных лампах плазма, состоящая из ионизированных паров металла и газа излучает как в видимых, так и в ультрафиолетовых частях спектра. С помощью люминофоров ультрафиолетовые лучи преобразуются в излучение, видимое глазом.

Люминесцентные лампы делятся на осветительные общего назначения и специальные .

К люминесцентным лампам общего назначения относят лампы мощностью от 15 до 80 Вт с цветовыми и спектральными характеристиками, имитирующими естественный свет различных оттенков.

Для классификации люминесцентных ламп специального назначения используют различные параметры. По мощности их разделяют на маломощные (до 15 Вт) и мощные (свыше 80 Вт), по типу разряда — на дуговые, тлеющего разряда и тлеющего сечения, по излучению — на лампы естественного света, цветные лампы, лампы со специальными спектрами излучения, лампы ультрафиолетового излучения, по форме колбы — на трубчатые и фигурные, по светораспределению — с ненаправленным светоизлучением и с направленным, например, рефлекторные, щелевые, панельные и др.

Шкала номинальных мощностей люминесцентных ламп (Вт): 15, 20, 30, 40, 65, 80.

Особенности конструкции лампы указываются буквами вслед за буквами, обозначающими цветность лампы (Р – рефлекторная, У – У-образная, К – кольцевая, Б – быстрого пуска, А – амальгамная).

В настоящее время выпускаются так называемые энергоэкономичные люминесцентные лампы, имеющие более эффективную конструкцию электродов и усовершенствованный люминофор. Это позволило изготавливать лампы с пониженной мощностью (18 Вт вместо 20 Вт, 36 Вт вместо 40 Вт, 58 Вт вместо 65 Вт), уменьшенным в 1,6 раза диаметром колбы и повышенной световой отдачей.

У ламп с улучшенным качеством цветопередачи после букв, обозначающих цвет, стоит буква Ц, а при цветопередаче особо высокого качества – буквы ЦЦ.

Маркировка отечественных люминесцентных ламп

Пример расшифровки лампы ЛБ65: Л – люминесцентная; Б – белого цвета; 65 – мощность, Вт

Люминесцентные лампы белого света типа ЛБ обеспечивают наибольший световой поток из всех перечисленных типов ламп одной и той же мощности. Они приблизительно воспроизводят по цветности солнечный свет и применяются в помещениях, где от работающих требуется значительное зрительное напряжение.

Люминесцентные лампы тепло-белого света типа ЛТБ имеют явно выраженный розовый оттенок и применяются тогда, когда есть необходимость подчеркнуть розовые и красные тона, например при цветопередаче человеческого лица.

Цветность ламп дневного света типа ЛД близка к цветности ламп дневного света с исправленной цветностью типа ЛДЦ.

Люминесцентные лампы холодно-белого света типа ЛХБ по цветности занимают промежуточное положение между лампами белого света и дневного света с исправленной цветностью и в ряде случаев применяются наравне с последними.

Световой поток каждой лампы после 70 % средней продолжительности горения должен быть не менее 70 % номинального светового потока. Средняя яркость поверхности люминесцентных ламп колеблется от 6 до 11 кд/м2.

Люминесцентные лампы при включении их в сеть переменного тока излучают переменный во времени световой поток. Коэффициент пульсации светового потока равен 23 % (у ламп типа ЛДЦ — 43 %). С увеличением номинального напряжения световой поток и мощность, потребляемые лампой, возрастают.

Параметры люминесцентных ламп общего назначения

{SOURCE}

Маркировка и технические характеристики

Напряжение в сети питания переменного тока в разных странах различается. К примеру, в странах бывшего СССР принято значение 220 Вольт, в США, Японии и других странах – 110 Вольт.

У нас востребованы осветительные приборы с цоколями Е14, Е27, Е40. Обычно маркировка осуществляется в формате Ехх. Буква «Е» — общепринятая, от фамилии изобретателя Эдисона (Edison). А хх – это цифры, означающие диаметр в мм.

Е14 – самый маленький из упомянутых. Обычно для небольших лампочек в виде свечи. Может применяться для подсветки и маленьких светильников.

Е27 – основной для нашей страны. Сейчас он применяется и для ламп накаливания, энергосберегающих и светодиодных.

Е40 – в быту практически не встречаются и предназначены для мощных осветителей. В основном он принят на производственных предприятиях, где света должно быть много. Или, например, уличное освещение.

Есть еще и Е10, но он применяется для низковольтных ламп накаливания, например может применяться в елочных гирляндах. Лампы с таким цоколем не применяются для освещения, только для декоративных целей.

На лампах со штыревым цоколем маркировка в обязательном порядке содержит латинскую букву G. После идут цифры, которые означают дистанцию между центрами штырьков в миллиметрах. Перед цифрами может дополнительно размещаться одна из букв U, X, Y, Z.

Существует российская и международная маркировка осветительных приборов.

Западная маркировка

Цоколь G13

Последние три цифры маркировки характеризуют световой поток, который дает конкретный осветитель: на картинке 8 – это цветопередача, 40 (две последние) – это цветовая температура. В данном случае индекс цветопередачи равен 80Ra, а цветовая температура 4000 К. Здесь значение 840 можно трактовать как лампа белого света для рабочих поверхностей с очень хорошей цветопередачей и светотдачей. Такие применяются в жилых помещениях и для работы. Цветовую температуру лучше выбирать не менее 4000 К. Обычный дневной свет имеет этот показатель в диапазоне от 5000 К до 6500 К. При цветовой температуре в 2700 К предметы, на которые падает свет, визуально могут иметь коричневый оттенок. Чем больше первая цифра, тем лучше и комфортнее глазу.

Российская маркировка представлена в рисунке ниже.

Российская маркировка

Влияние внешней температуры и условия охлаждения ламп

В процессе эксплуатации температура трубки может изменяться и отклоняться от оптимального значения. То есть, она увеличивается или уменьшается, приводя к снижению светового потока. Одновременно ухудшаются пусковые условия, заметно сокращается срок службы изделий.

Падение надежности запуска обычных лампочек становится особенно заметным при достижении температуры – 5С и ниже, особенно, если такое понижение сопровождается падением напряжения в сети. Например, при напряжении сети 180 В вместо положенных 220 В и температуре -10 градусов, количество срывов запуска люминесцентных ламп может составить от 60 до 80% от их общего числа. Подобная зависимость делает неэффективным применение данных источников света в условиях низких температур и скачков напряжения.

Причинами повышения температуры могут стать окружающая среда и закрытая арматура. В обоих случаях наступает перегрев. В этих случаях также уменьшается световой поток, возможно также изменение цвета.

Электрические характеристики ламп могут изменяться во время их работы, то есть в процессе горения. Причиной является дополнительная активация катодов, а также выделение и поглощение различных примесей. Эти неприятные проявления как правило заканчиваются в течение первых ста часов. В дальнейшем, изменения характеристик будут очень незначительными и практически незаметными. В процессе эксплуатации постепенно уменьшается яркость свечения, снижается световой поток люминесцентных ламп. Иногда через 300-400 часов горения на лампочках становится заметно появление темных пятен и налетов на концах трубки. Это указывает на возможное распыление катодов и плохое качество самих ламп.

Плюсы и минусы люминесцентных ламп

Люминесцентные приборы занимают второе место по продаже после светодиодных устройств. Это связано с их достоинствами:

• энергосбережение;
• высокое качество света;
• хорошая светоотдача;
• широкий выбор изделий общего и специального предназначения;
• длительность эксплуатации — норма составляет 10-40 тысяч часов;
• при перегорании лампочку легко поменять.

Недостатки:

• Стоимость. Прежде всего нужно рассчитать, какой бюджет будет потрачен на установку люминесцентных приборов вместо классических источников света. Это довольно затратно, но благодаря длительности работы деньги быстро окупятся.
• Негативное влияние на здоровье человека при длительном освещении. Вред для глаз.
• Зависимость срока службы от числа циклов включения и выключения.
• Высокий риск поломки при скачках напряжения. Требуется установка стабилизатора или другого устройства для защиты от перепадов. В ином случае прибор может перегореть.
• Несовместимость с диммером.

  Из-за наличия ртути лампы опасны для здоровья человека

• Шумная работа. Лампочка может гудеть довольно громко, из-за чего находящиеся в помещении люди могут испытывать дискомфорт.
• Невозможность использования в пыльных и влажных помещениях. Для работы на улице требуется высокий класс защиты от пыли и воды.
• Опасность из-за наличия ртути.
• Хрупкость колбы.
• Необходимость отвода тепла.
• Плохая работа при низких температурах.
• Выбор цвета свечения светодиодных ламп больше, чем у люминесцентной подсветки.

Недостатков у изделия много, но если соблюдать условия эксплуатации, лампочка будет светиться заявленный срок.

Размеры

Как была сказано выше, различают компактные модели или стандартные линейные большого размера. В настоящее время чаще используются компактные люминесцентные лампы, так что логичным будет остановиться на них подробнее. Компактные образцы представляют собой лампочки с изогнутой трубкой. Встречаются как U-образные, так и спиральные модели. Компактные варианты изготавливают под разные виды цоколей, что открывает широкий простор для замены обыкновенных ламп люминесцентными энергосберегающими.

Есть модели с винтовыми цоколями, а есть предназначенные только для специальных люминесцентных светильников. Стоит отметить, что модели с винтовым цоколем дороже, поскольку все люминесцентные лампы требуют наличия балласта, и в подобных моделях он встраивается непосредственно в корпус цоколя.

Компактные энергосберегающие лампы дневного света отличаются от ламп накаливания такими характеристиками:

• Энергосберегающие модели поглощают на 80% меньше электрической энергии при такой же светоотдаче, что и лампы накаливания;
• Есть возможность выбрать модель желаемой световой температуры;
• Как правило, срок компактной люминесцентной модели значительно выше, чем предлагают производители ламп накаливания. Традиционные вольфрамовые лампочки служат порядка 1000 часов, в то время как качественная люминесцентная замена может проработать 6000-15000 часов без замены;
• Благодаря долговечности моделей дневного света на уход и поддержание их в рабочем состоянии уходит гораздо меньше времени, сил и денег.

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Книги по ардуино Правильная пайка проводов паяльником Птф солярис