Про Лампы | Энергосберегающие Лампы |Светодиодные лампы

Как выбрать энергосберегающие ( люминесцентные ) лампы?

v8 — Fri, 18 Jun 2010 08:19:34 GMT

Как выбрать энергосберегающие ( люминесцентные ) лампы?

Что такое энергосберегающие (люминесцентные) лампы?

Большинство наших квартир освещаются лампами накаливания различной мощности. Кроме обычных ламп накаливания выпускают также криптоновые и биспиральные лампы. Криптоновые лампы, наполненные инертным газом криптоном, имеют повышенную световую отдачу при одинаковом, по сравнению с обычными лампами накаливания, потреблении электроэнергии.

Биспиральные лампы имеют более толстую на вид нить накаливания и являются более яркими, чем обычные лампочки. Однако наиболее совершенными источниками света в настоящее время считаются энергосберегающие лампы, которые состоят из электронного блока, цоколя и люминесцентной лампы – поэтому энергосберегающие лампы часто называют просто люминесцентными лампами.
Преимущества энергосберегающих (люминесцентных) ламп

   1. Световая отдача люминесцентной лампы в среднем в пять раз больше, чем у лампы накаливания. Для примера: световой поток люминесцентной лампы 20 Вт приблизительно равняется световому потоку лампы накаливания 100 Вт. Соответственно энергосохраняющие лампы позволяют снизить потребление электроэнергии приблизительно на 80% без потери привычного для вас уровня освещенности комнаты.
   2. Чаще всего причиной выхода из строя обычной лампочки является перегорание нити накаливания. Строение и принцип работы люминесцентной лампы принципиально другие, поэтому срок ее работы в среднем в 6-15 раз выше, чем у лампы накаливания, и составляет от 6 до 12 тысяч часов (обычно ресурс работы энергосохраняющих ламп указывают на их упаковке). Поскольку энергосберегающие лампы нужно заменять значительно реже, их удобно использовать в светильниках, расположенных в труднодоступных местах. Например, в квартирах или офисах со слишком высоким потолком.
   3. Кроме меньшего потребления электроэнергии энергосберегающие лампы выделяют гораздо меньше тепла, чем лампы накаливание. Поэтому их можно смело использовать в светильниках и люстрах с ограничением уровня температуры – в таких светильниках от ламп накаливания с высокой температурой нагрева могут плавиться пластмассовая часть патрона, провод или элементы отделки.
   4. Площадь поверхности энергосберегающих ламп больше, чем площадь поверхности спирали лампы накаливания. Благодаря этому свет распределяется по помещению мягче и равномернее, чем от лампы накаливания, а это, в свою очередь, снижает утомляемость глаз.

Недостатки энергосберегающих (люминесцентных) ламп

Наверное, единственным недостатком энергосберегающих ламп является их достаточно высокая стоимость. Наилучшими и, соответственно, самыми дорогими считаются лампы производства OSRAM, PHILIPS, DeLux.

Однако потребителям стоит знать еще один момент. Люминесцентная лампа заполнена парами ртути, поэтому нужно избегать ее разбивания в помещении. Проблемой является и утилизация экологически вредных энергосохраняющих ламп, поэтому выбрасывать их фактически запрещено. Жаль только, что при покупке клиенту не сообщают, что делать с люминесцентными лампами, вышедшими из строя, и куда их потом девать.
Параметры выбора энергосберегающих (люминесцентных) ламп

    * Размер. Как правило, энергосберегающие лампы больше по размеру, чем обычные. Поэтому обратите внимание, поместится ли выбранная вами люминесцентная лампа в ваш светильник. Есть две основных формы энергосохраняющих ламп: U-подобная и в виде спирали. Форма лампы не влияет на ее работу, однако спиралевидные лампы обычно несколько дороже, чем U-подобные, поскольку процесс их производства более сложный.
    * Мощность.Энергосберегающие лампы бывают различной мощности: от 3 до 85 Вт. Учитывая то, что световая отдача энергосохраняющих ламп выше, чем у обычных приблизительно в 5 раз, выбирать необходимую мощность люминесцентной лампы нужно, исходя из соответствующей пропорции: там, где вы использовали лампу накаливания мощностью 100 Вт, хватит энергосохраняющей лампы мощностью 20 Вт.
    * Тип цоколя. Перед покупкой лампы не забудьте проверить тип цоколя вашего светильника, которому подойдет только соответствующий цоколь лампы. Подавляющее большинство люстр, которые подвешиваются к потолку, имеют цоколь Е 27, в небольших светильниках и бра применяют немного меньший по размеру цоколь Е 14.
    * Цвет света. Еще одной уникальной характеристикой энергосохраняющих ламп является их цветовая температура, которая определяет цвет лампы: 2700 К – мягкий белый свет, 4200 К – дневной свет, 6400 К – холодный белый свет. Чем ниже цветовая температура лампы, тем ближе цвет к красному, чем выше – к синему. Поэтому перед выбором определенной лампы представьте, какой цвет света устроит вас (или подойдет к цветовой гамме интерьера) лучше всего и выберите люминесцентную лампу с соответствующей цветовой температурой.

Стоит также знать, что мощность, тип цоколя и цветовая температура энергосберегающих ламп указывается на их упаковке. Например, спецификация энергосохраняющей лампы производства DeLux: ESS-02A 15W E14 6400K означает, что перед нами лампа мощностью 15 Вт, с маленьким цоколем (Е14), излучающая холодный белый свет (6400К).

Разновидности ламп накаливания

v8 — Fri, 18 Jun 2010 08:11:40 GMT

Разновидности ламп накаливания

Лампы накаливания являются типичными теплоизлучателями. В их запаянной, заполненной вакуумом или инертным газом, колбе вольфрамовая спираль под действием электрического тока накаляется до высокой температуры (около 2600-3000С), в результате чего излучается тепло и свет. Большая часть этого излучения находится в инфракрасном диапазоне.

Важнейшие свойства лампы накаливания - световая отдача и срок службы - определяются температурой спирали.

Принцип работы лампы накаливания

При повышении температуры спирали возрастает яркость, но вместе с тем и сокращается срок службы. Сокращение срока службы является следствием того, что испарение материала, из которого сделана нить, при высоких температурах происходит быстрее, вследствие чего колба темнеет, а нить накала становится все тоньше и тоньше и в определенный момент расплавляется, после чего лампа выходит из строя.
Потемнение колбы можно значительно сократить за счет увеличения давления газов-наполнителей, преимущественно тяжелых (аргон, криптон, ксенон), ведущего к уменьшению скорости испарения атомов вольфрама.
Основными типами ламп накаливания являются лампы общего назначения, лампы специального назначения, декоративные лампы и лампы с отражателем. Световая отдача ламп накаливания в диапазоне от 25 до 1000 Вт составляет примерно от 9 до 19 лм/Вт для ламп со средним сроком службы 1000 ч.

Вольфрамо-галогенный цикл

Существенные характеристики лампы накаливания - световая отдача и срок службы - в основном определяются температурой спирали: чем выше температура спирали, тем выше световая отдача, но тем короче срок службы.
Сокращение срока службы является последствием быстро растущей c поднятием температуры скорости испарения вольфрама, которая приводит с одной стороны, к потемнению колбы, а с другой - к прожиганию спирали.
Потемнение колбы можно эффективно предотвратить с помощью галогенной добавки к газу-наполнителю, которая в процессе вольфрамо-галогенного цикла не дает уже испаренному вольфраму осесть на стенках колбы. Испаренный из спирали в процессе работы лампы вольфрам попадает в результате диффузии или конвекции в температурную область (J1 <1400K) вблизи стенки колбы, где образует стабильное вольфрамо-галогенное соединение. Вместе с тепловым потоком эти соединения снова перемещаются в зону горячей спирали (J2 >1400K) и там снова распадаются.
Часть вольфрама снова восстанавливается на спирали, но уже на новом месте. Нормальный вольфрамо - галогенный цикл приводит т.о. лишь к предотвращению потемнения колбы, но не к увеличению срока службы, который закончится в результате разрыва спирали на возникших "горячих ячейках".

Вольфрамово-галогенный цикл

Так называемый "регенеративный" цикл был бы возможен с участием Фтора. Но этот способ сегодня еще не разработан из-за агрессивности фтора по отношению к кварцевому и тугоплавкому стеклу, а также по причине его сопротивляемости к ныне используемым галогенам.

Галогенные лампы накаливания

Галогенные лампы накаливания по структуре и принципу действия сравнимы с лампами накаливания. Но они содержат в газе-наполнителе незначительные добавки галогенов (бром, хлор, фтор, йод) или их соединения. С помощь этих добавок возможно в определенном температурном интервале практически полностью устранить потемнение колбы (вызванное испарением атомов вольфрама) и обусловленное этим уменьшение светового потока.
Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен, вследствие чего с одной стороны можно повысить давление в газе-наполнителе, и с другой стороны становится возможным применение дорогих инертных газов криптон и ксенон в качестве газов-наполнителей.

Галогенные лампы накаливания с покрытием, отражающим инфракрасную составляющую

Галогенные лампы накаливания нового поколения, с отражающим инфракрасное излучение покрытием ламповой колбы, характеризуются значительным повышением световой отдачи.
Это обусловлено следующим физическим процессом:
Часть энергии, которая в обычных галогенных лампах накаливания преобразовывается в невидимое излучение инфракрасное излучение (более 60 % производительности излучения), в лампах с покрытием частично преобразовывается снова в свете. Это становится возможным благодаря структуре покрытия, которое пропускает только видимый свет, а инфракрасное излучение по возможности полностью возвращает на спираль, где оно частично поглощается. Это вызывает повышение температуры спирали, вследствие чего подачу электроэнергии можно сократить. Световая отдача возрастает.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы это газоразрядные лампы низкого давления, возникающее в которых в результате газового разряда невидимое для человеческого глаза ультрафиолетовое излучение преобразуется люминофорным покрытием в видимый свет. (принцип работы люминесцентной лампы)
По форме различаются линейные, кольцевые, U-образные, а также компактные люминесцентные лампы.
Диаметр трубки часто указывается в восьмых частях дюйма (например, T5 = 5/8'' = 15,87 мм). В каталогах ламп диаметр в основном указывается в миллиметрах, например, 16 мм для ламп T5. Большинство ламп имеет международный стандарт.
Люминесцентные лампы, как и все газоразрядные лампы, из-за их отрицательного внутреннего сопротивления не могут работать непосредственно с сетевым напряжением и нуждаются в соответствующих пускорегулирующих аппаратах, которые с одной стороны, ограничивают и регулируют электрический ток лампы, с другой стороны обеспечивают надежное зажигание. По способу нагрева электродов до необходимой для работы ламп температуры различаются следующие режимы работы:

- Предварительный подогрев, управляемый током, при работе с дросселем и стартером, преимущественно в странах с высоким сетевым напряжением (> 200В). Он все больше применяется почти во всех ЭПРА.
- Предварительный подогрев, управляемый напряжением через дополнительную обмотку трансформатора при так называемом быстром запуске.
- Без предварительного подогрева (холодный пуск, например, при так называемых slimline-лампах (плоской формы)). Этот режим зажигания приводит к сильному сокращению срока службы и не рекомендуется поэтому для систем с большим количеством повторных включений/выключений.
- Электронные ПРА преобразовывают сетевое напряжение в высокочастотные колебания примерно от 35 до 50 кГц. Вследствие этого 100-герцевое мерцание, возникающее, как стробоскопический эффект, например, при вращающихся деталях машин, будет более слабым или практически невидимым.

Еще одним преимуществом работы с ЭПРА является дополнительная экономия энергии около 25 % при равных световых потоках, складывающаяся из:

- на 10 % увеличенной световой отдачи лампы при работе с высокой частотой
- сокращения потерь более, чем в 2 раза, при использовании ЭПРА по сравнению с использованием электромагнитных ПРА.

Регулировка светового потока

Так называемые ЭПРА с регулировкой светового потока работают с отсечкой фазы по переднему фронту, значитетельно улучшая светорегулировочные свойства люминесцентных ламп. Они используют свойство дросселя повышать сопротивление при увеличении частоты. Последовательно подключенный к лампе дроссель подает понижающийся по мере повышения рабочей частоты электрический ток через интерфейс 1-10В или DALI. Ток с рабочей частотой, вырабатываемый отдельным исполнительным элементом, должен быть подведен отдельно к каждому ЭПРА. ЭПРА с регулировкой светового потока должны и при низком токе поддерживать постоянное горении электродной спирали, чтобы электроды лампы и в этом случае оставались способными к излучению.

Срок службы и коммутационная прочность

При использовании ЭМПРА и обычных стартеров тлеющего разряда срок службы при росте количества включений/выключений сильно снижается.
То же явление наблюдается при так называемом включении ЭПРА из холодного состояния, которые имеют такое преимущество, как мгновенный запуск лампы. При этом, однако, в результате немедленного перехода от тлеющего разряда к температуре эмиссии сильно повреждаются электроды и при большим количестве повторных включений/выключений сокращается срок службы люминесцентных ламп.
При эксплуатации приборов запуска из горячего состояния происходит обратное: электроды нагреваются электрическим током перед зажиганием, вследствие чего повреждение электродов практически исключается. Связанные с этим задержки зажигания около 1 сек. (в зависимости от ЭПРА) вполне допустимы.

Температурные характеристики
Физические характеристики люминесцентных ламп зависят от температуры окружающей среды. Это обусловлено характерным температурным режимом давления паров ртути в лампе. При низких температурах давление низкое, из-за этого существуют слишком малое количество атомов, которые могут участвовать в процессе излучения. При слишком высокой температуре высокое давление паров ведет к всевозрастающему самопоглощению произведенного ультрафиолетового излучения. При температуре стенки колбы около 40°C лампы достигают максимального напряжения индуктивной составляющей искрового разряда и таким образом самой высокой световой отдачи.
У ламп T5 с диаметром трубки 16 мм (FH, FQ) как и у всех люминесцентных ламп, номинальный световой поток устанавливается при температуре 25°C, а максимальный световой поток при температуре от 33 до 37°C. Это значит, что КПД светильника для ламп Т5 должен быть выше.

Металлогалогенные лампы

Металлогалогенные лампы это ртутные лампы высокого давления с добавками йодидов металлов или йодидов редкоземельных элементов (диспрозий (Dy), гольмий (Ho) и тулий(Tm) а также комплексные соединения с цезием (Cs) и галогениды олова (Sn). Эти соединения распадаются в центре разрядной дуги, и пары металла могут стимулировать эмиссию света, чьи интенсивность и спектральное распределение зависят от давления пара металлогалогенов. Световая отдача и цветопередача дугового разряда ртути и световой спектр значительно улучшаются.

HMI-ЛАМПЫ

Металлогалогенные лампы с повышенной нагрузкой на стенку и очень коротким межэлектродным расстоянием имеют ещe более высокую световую отдачу и цветопередачу, что, однако, ограничивает срок службы. Главной областью применения ламп НМI является сценическое освещение, эндоскопия, кино- и телесъемка при дневном освещении (цветовая температура = 6000K).
Мощность этих ламп лежит в диапазоне от 200Вт до 18кВт.

Короткодуговые лампы HTI

Для оптических целей были разработаны короткодуговые металлогалогенные лампы с малыми межэлектродными расстояниями. Наряду с большой световой отдачей они отличаются очень высокой яркостью. Поэтому они используются прежде всего для световых эффектов, как позиционные источники света и в эндоскопии.

Сбор и утилизация отходов от старых ламп и электронных ПРА

Утилизация ламп накаливания

Лампы накаливания состоят из стекла и металла и не содержат никаких вредных для окружающей среды веществ. Утилизация через контейнер бытового мусора и контейнер для остатков материалов не является поэтому проблемой. Но стекла от ламп не выбрасываются в контейнер для стекла, так как ламповое стекло имеет отличную от бутылочного стекла структуру.
Хотя галогенные лампы накаливания и содержат галоген и галогенные соединения, но это количество очень незначительно (около одной миллионной грамма). Даже разбитие большого количества ламп не представляет опасности для человека и окружающей среды. Поэтому лампы можно выбрасывать в бытовой мусор.

Утилизация газоразрядных ламп

Люминесцентные и компактные люминесцентные лампы содержат так же, как и газоразрядные лампы повышенного давления, незначительные количество ртути и подверженного вторичной переработке люминофора. Поэтому они не могут быть выброшены в обычный контейнер для остатков материалов или в контейнер для бутылочного стекла, а должны утилизироваться как специальные отходы, к примеру, сдаваться на общественные пункты приема ценных материалов (отходов).
Натриевые лампы низкого давления и натриевые ксеноновые лампы утилизируются без особых трудностей.

Электронные ПРА

Электронные ПРА не содержат никаких вредных для окружающей среды веществ, но содержат ценные электронные компоненты. Они сдаются на электронный металлолом.

Светодиодные лампы как альтернатива стандартным лампам накаливания

v8 — Fri, 11 Jun 2010 14:17:56 GMT

Светодиодные лампы как альтернатива стандартным лампам накаливания

Современный украинский рынок электроламп достаточно развит и львиную долю в нем занимают лампы накаливания. Однако, прослеживается тенденция постепенного вытеснения ламп накаливания альтернативными источниками освещения. Ведущие европейские производители ламп накаливания уже заявили о прекращении их выпуска и постепенном переходе на производство энергосберегающих люминесцентных ламп. В Австралии планируют полностью отказаться от использования ламп накаливания к 2010 году. Это вызвано необходимостью сокращения расходов на электроэнергию и, соответственно, позволит значительно снизить выбросы углекислого газа в атмосферу.

В настоящее время активно ведутся исследования по расширению сферы применения светодиодных ламп в качестве источников освещения. Светодиодные лампы уже давно нашли применение в различных областях промышленности, в электрощитах, радиоэлектронных приборах, в приборах сигнализации и связи, бытовой технике. Начиная с 90-х годов ХХ века и по настоящее время, наблюдается активное развитие светодиодной светотехники и, в частности, направления по использованию светодиодных ламп в качестве замены декоративных и осветительных ламп накаливания.

Светодиодные лампы имеют следующие преимущества над лампами накаливания:большой срок службы, в различных источниках указывается разный - от полутора до 10 лет (или от 10 000 до 100 000 часов);

*       низкое энергопотребление, величина его так же различная и зависит от типа лампы;

*       устойчивость к вибрации и механическим ударам;

*       безотказная работа в различных климатических условиях при температуре от - 60 до +60°С;

*       светодиодные лампы изготавливаются на любое напряжение, соответственно, нет необходимости установки дополнительных балластных резисторов;

*       светодиод излучает в узкой части спектра, обладает "чистым цветом", что важно в световом дизайне.

Но, у светодиодных ламп имеются и свои недостатки:

*       самый главный недостаток - высокая цена;

*       ограничена сфера применения, т.е. в некоторых случаях лампы накаливания нельзя заменить светодиодными.

Что такое энергосберегающие (люминесцентные) лампы?

v8 — Fri, 11 Jun 2010 14:05:29 GMT

Что такое энергосберегающие (люминесцентные) лампы?

Большинство наших квартир освещаются лампочками накаливания различной мощности. Кроме обычных ламп накаливания выпускают также криптоновые и биспиральные лампы.

Криптоновые лампы, наполненные инертным газом криптоном, имеют повышенную световую отдачу при одинаковом, по сравнению с обычными лампами накаливания, потреблении электроэнергии.

Биспиральные лампы имеют более толстую на вид нить накаливания и являются более яркими, чем обычные лампочки.

Однако наиболее совершенными источниками света в настоящее время считаются энергосохраняющие лампы, которые состоят из электронного блока, цоколя и люминесцентной лампы – поэтому энергосберегающие лампы часто называют просто люминесцентными лампами .

Преимущества энергосберегающих ламп

   1.

      Световая отдача люминесцентной лампы в среднем в пять раз больше, чем у лампы накаливания. Для примера: световой поток люминесцентной лампы 20 Вт приблизительно равняется световому потоку лампы накаливания 100 Вт. Соответственно энергосохраняющие лампы позволяют снизить потребление электроэнергии приблизительно на 80% без потери привычного для вас уровня освещенности комнаты.
   2.

      Чаще всего причиной выхода из строя обычной лампочки является перегорание нити накаливания. Строение и принцип работы люминесцентной лампы принципиально другие, поэтому срок ее работы в среднем в 6-15 раз выше, чем у лампы накаливания, и составляет от 6 до 12 тысяч часов (обычно ресурс работы энергосохраняющих ламп указывают на их упаковке). Поскольку энергосберегающие лампы нужно заменять значительно реже, их удобно использовать в светильниках, расположенных в труднодоступных местах. Например, в квартирах или офисах со слишком высоким потолком.
   3.

      Кроме меньшего потребления электроэнергии энергосберегающие лампы выделяют гораздо меньше тепла, чем лампы накаливание. Поэтому их можно смело использовать в светильниках и люстрах с ограничением уровня температуры – в таких светильниках от ламп накаливания с высокой температурой нагрева могут плавиться пластмассовая часть патрона, провод или элементы отделки.
   4.

      Площадь поверхности энергосберегающие ламп больше, чем площадь поверхности спирали накаливания. Благодаря этому свет распределяется по помещению мягче и равномернее, чем от лампы накаливания, а это, в свою очередь, снижает утомляемость глаз.

    Недостатки энергосберегающих ламп

Наверное, единственным недостатком энергосберегающих ламп является их достаточно высокая стоимость. Наилучшими и, соответственно, самыми дорогими считаются лампы производства OSRAM, PHILIPS, DeLux.

Однако потребителям стоит знать еще один момент. Люминесцентная лампа заполнена парами ртути, поэтому нужно избегать ее разбивания в помещении. Проблемой является и утилизация экологически вредных энергосохраняющих ламп, поэтому выбрасывать их фактически запрещено. Жаль только, что при покупке клиенту не сообщают, что делать с люминесцентными лампами, вышедшими из строя, и куда их потом девать.
Параметры выбора энергосберегающих ламп –
мощность, размер, тип цоколя, цвет света

    *

      Размер. Как правило, энергосберегающие лампы больше по размеру, чем обычные. Поэтому обратите внимание, поместится ли выбранная вами люминесцентная лампа в ваш светильник. Есть две основных формы энергосохраняющих ламп: U-подобная и в виде спирали. Форма лампы не влияет на ее работу, однако спиралевидные лампы обычно несколько дороже, чем U-подобные, поскольку процесс их производства более сложный.
    *

      Мощность. Энергосохраняющие лампы бывают различной мощности: от 3 до 85 Вт. Учитывая то, что световая отдача энергосохраняющих ламп выше, чем у обычных приблизительно в 5 раз, выбирать необходимую мощность люминесцентной лампы нужно, исходя из соответствующей пропорции: там, где вы использовали лампочку накаливания мощностью 100 Вт, хватит энергосохраняющей лампы мощностью 20 Вт.
    *

      Тип цоколя. Перед покупкой лампы не забудьте проверить тип цоколя вашего светильника, которому подойдет только соответствующий цоколь лампы. Подавляющее большинство люстр, которые подвешиваются к потолку, имеют цоколь Е 27, в небольших светильниках и бра применяют немного меньший по размеру цоколь Е 14.
    *

      Цвет света. Еще одной уникальной характеристикой энергосохраняющих ламп является их цветовая температура, которая определяет цвет лампы: 2700 К – мягкий белый свет, 4200 К – дневной свет, 6400 К – холодный белый свет. Чем ниже цветовая температура лампы, тем ближе цвет к красному, чем выше – к синему. Поэтому перед выбором определенной лампы представьте, какой цвет света устроит вас (или подойдет к цветовой гамме интерьера) лучше всего и выберите люминесцентную лампу с соответствующей цветовой температурой.

Стоит также знать, что мощность, тип цоколя и цветовая температура энергосохраняющих ламп указывается на их упаковке. Например, спецификация энергосохраняющей лампы производства DeLux: ESS-02A 15W E14 6400K означает, что перед нами лампа мощностью 15 Вт, с маленьким цоколем (Е14), излучающая холодный белый свет (6400К).

Люминесцентная лампа

v8 — Fri, 11 Jun 2010 13:50:54 GMT

Люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается в основном люминофором, который в свою очередь светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; сам разряд тоже излучает видимый свет, но в значительно меньшей степени. Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности. Срок службы люминесцентных ламп может в 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу включений и выключений. Наиболее распространена ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора, заполненную парами ртути.

Область применения

Люминесцентные лампы нашли широкое применение в освещении общественных зданий: школ, больниц, офисов и т.д. С появлением компактных люминесцентных ламп с электронными балластами, которые можно включать в патроны E27 и E14 вместо ламп накаливания, люминесцентные лампы завоёвывают популярность и в быту.

Популярность люминесцентных ламп обусловлена их преимуществами: значительно большей светоотдачей (люминесцентная лампа 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания), длительным сроком службы (2000[1]-20000 часов в отличие от 1000 у ламп накаливания), рассеянным светом, разнообразием оттенков света.

Люминесцентные лампы наиболее целесообразно применять для общего освещения, прежде всего помещений большой площади, в особенности совместно с системами DALI, позволяющими улучшить условия освещения и при этом снизить потребление энергии на 50-83% и увеличить срок службы ламп. Люминесцентные лампы широко применяются также и в местном освещении рабочих мест, в световой рекламе, подсветке фасадов. Они нашли применение в подсветке жидкокристаллических экранов. Плазменные дисплеи также являются разновидностью люминесцентной лампы.

История

Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение. В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет. Эта лампа имела умеренный успех. В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет синего-зелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Однако, ее конструкция была очень близка к современной, и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эдисона. В 1926 году Эдмунд Джермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой в более однородно бело-цветной свет. Э.Джермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Джермера, и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году.

Принцип работы

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, возникает низкотемпературный дуговой электрический разряд. Лампа заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора, можно менять оттенок свечения лампы.

Маркировка

Трёхциферный код на упаковке лампы содержит как правило информацию относительно качества света (индекс цветопередачи и цветовой температуры).

Первая цифра—индекс цветопередачи в 1х10 Ra (компактные люминесцентные лампы имеют 60-98 Ra, таким образом чем выше индекс, тем достоверней цветопередача)

Вторая и третья цифры—указывают на цветовую температуру лампы.

Таким образом маркировка «827» указывает на индекс цветопередачи в 80 Ra, и цветовую температуру в 2700 К (что соответствует цветовой температуре лампы накаливания)

Кроме того, индекс цветопередачи может обозначаться в соответствии с DIN 5035, где диапазон цветопередачи 20-100 Ra поделён на 6 частей— от 4 до 1А.

Устаревшая маркировка
Люминесцентная лампа производства СССР мощностью 20 Вт(«ЛД-20»). Зарубежный аналог этой лампы — TLD 20W

В соответствии с ГОСТ 6825-91 лампы общего назначения маркировались, как:

    * ЛБ (белый свет)
    * ЛД (дневной свет)
    * ЛЕ (естественный свет)
    * ЛХБ (холодный свет)
    * ЛТБ (тёплый свет)

Добавление буквы Ц в конце означало применение люминофора «де-люкс» с улучшенной цветопередачей, а ЦЦ — люминофора «супер де-люкс» с высококачественной цветопередачей.

Лампы специального назначения маркировались, как:

    * ЛГ, ЛК, ЛЗ, ЛЖ, ЛР, ЛГР (лампы цветного свечения)
    * ЛУФ (лампы ультрафиолетового света)
    * ЛСР (синего света рефлекторные)

Особенности подключения

    Люминесцентная лампа, в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две:

    * Для зажигания дуги в люминесцентной лампе требуется предварительный прогрев электродов и импульс высокого напряжения.
    * Люминесцентная лампа имеет отрицательное дифференциальное сопротивление, после зажигания лампы ток в ней многократно возрастает. Если его не ограничить, лампа выйдет из строя.

Для решения этих проблем применяют специальные устройства — балласты. Наиболее распространённые на сегодняшний день схемы: электромагнитный балласт с неоновым стартёром и различные разновидности электронных балластов.

Электромагнитный балласт

Электромагнитный балласт представляет собой электромагнитный дроссель, подключаемый последовательно с лампой. Параллельно лампе подключается стартёр, представляющий собой неоновую лампу с биметаллическими электродами и конденсатор. Дроссель формирует за счёт самоиндукции запускающий импульс, а также ограничивает ток через лампу. Преимуществом электромагнитного балласта является простота конструкции. Недостатков же такой схемы достаточно много:

    * Долгий запуск (1-3 сек в зависимости от степени износа лампы);
    * Меньший срок службы ламп;
    * Большее потребление энергии, чем у электронной схемы;
    * Малый cos ;
    * Низкочастотный гул (50 Гц), исходящий от дросселя;
    * Мерцание лампы с удвоенной частотой сети, которое может повредить зрению, а иногда бывает опасным (из-за стробоскопического эффекта вращающиеся синхронно с частотой сети предметы могут казаться неподвижными. Поэтому люминесцентные лампы с электромагнитным балластом не применяют для освещения подвижных частей станков и механизмов)
    * Большие габариты и масса


Электронный балласт

    Электронный балласт подаёт на электроды лампы не сетевое напряжение, а высокочастотные (20-60 кГц) колебания, в результате чего заметное для глаз мигание ламп исключено. Может использоваться один из двух вариантов запуска ламп:

    * Холодный запуск - при этом лампа зажигается сразу после включения. Такую схему лучше использовать в случае, если лампа включается и выключается редко, так как режим холодного пуска более вреден для электродов лампы.
    * Горячий запуск - с предварительным прогревом электродов. Лампа зажигается не сразу, а спустя 0,5-1 сек, зато срок службы увеличивается, особенно при частых включениях и выключениях.

Потребление электроэнергии люминесцентными светильниками при использовании электронного балласта обычно на 20-25% ниже. Использование централизованных систем освещения с автоматической регулировкой позволяет сэкономить до 85% электроэнергии.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой миниатюрную газоразрядную лампу, обычно неоновую. Один электрод стартера неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве. Есть также стартеры и с двумя гибкими электродами (симметричные). В исходном состоянии электроды стартера разомкнуты. Стартер подключен параллельно лампе так, чтобы при замыкании его электродов ток проходил через спирали лампы.

В момент включения к электродам лампы и стартера прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Электроды лампы холодные и напряжение сети недостаточно для её зажигания. Но в стартере от приложенного напряжения возникает тлеющий разряд, и ток проходит через электроды лампы и стартера. Ток разряда мал для разогрева электродов лампы, но достаточен для разогрева электродов стартера, отчего биметаллическая пластинка, изгибается и замыкается с жёстким электродом. Ток в цепи возрастает и разогревает электроды лампы. Когда электроды стартера остывают, цепь размыкается, и благодаря самоиндукции происходит бросок напряжения на дросселе, необходимый для зажигания дуги. Параллельно стартеру подключен миниатюрный конденсатор небольшой емкости, служащий для подавления радиопомех и улучшения условий зажигания лампы. Конденсатор вместе с дросселем образует колебательный контур, который стабилизирует напряжение и увеличивает длительность импульса зажигания. При отсутствии конденсатора этот импульс будет слишком коротким, а амплитуда слишком большой и энергия, накопленная в дросселе израсходуется на разряд в стартере. К моменту размыкания стартера электроды лампы уже достаточно разогреты, но в лампе ещё не вся ртуть испарилась и разряд проходит в атмосфере аргона. Как только вся ртуть в колбе лампы испаряется, лампа выходит на рабочий режим.

Рабочее напряжение лампы ниже сетевого, за счёт падения напряжения на дросселе, благодаря чему повторного срабатывания стартера не происходит. В процессе зажигания лампы стартер иногда срабатывает несколько раз подряд, если он размыкается в момент, когда мгновенное значение сетевого напряжение равно нулю, либо электроды лампы еще недостаточно разогреты. По мере износа рабочее напряжение растёт, количество циклов срабатывания стартера увеличивается, и в конце концов лампа уже не может выйти на рабочий режим. Это вызывает характерное мигание вышедшей из строя лампы. Когда лампа гаснет, можно видеть свечение катодов, разогретых током, протекающим через стартер.

Механизм запуска лампы с электронным балластом

В отличие от электромагнитного балласта для работы электронного балласта обычно не требуется отдельный специальный стартер так как такой балласт в общем случае способен сформировать необходимые последовательности напряжений сам. Существуют различные способы запуска люминесцентных ламп. Чаще всего электронный балласт подогревает катоды ламп и прикладывает к катодам напряжение, достаточное для зажигания лампы, обычно — переменное и более высокой частоты, чем сетевое (что заодно устраняет мерцание лампы, характерное для электромагнитных балластов). В зависимости от конструкции балласта и временных параметров последовательности запуска лампы такие балласты могут обеспечивать, например, плавный запуск лампы с постепенным нарастанием яркости до полной за несколько секунд или же мгновенное включение лампы. Часто встречаются комбинированные методы запуска, когда лампа запускается не только за счет факта подогрева катодов лампы, но и за счет того, что цепь, в которую включена лампа, является колебательным контуром. Параметры колебательного контура подбираются так, что при отсутствии разряда в лампе в контуре возникает явление электрического резонанса, ведущее к значительному повышению напряжения между катодами лампы. Как правило, это ведет и к росту тока подогрева катодов, поскольку при такой схеме запуска спирали накала катодов нередко соединены последовательно через конденсатор, являясь частью колебательного контура. В результате за счет подогрева катодов и относительно высокого напряжения между катодами лампа легко зажигается. После зажигания лампы параметры колебательного контура изменяются, резонанс прекращается и напряжение в контуре значительно падает, сокращая ток накала катодов. Существуют вариации данной технологии. Например, в предельном случае балласт может вообще не подогревать катоды, вместо этого приложив достаточно высокое напряжение к катодам, что неизбежно приведет к почти мгновенному зажиганию лампы за счет пробоя газа между катодами. По сути этот метод аналогичен технологиям, применяемым для запуска ламп с холодным катодом (CCFL). Данный метод достаточно популярен у радиолюбителей, поскольку позволяет запускать даже лампы с перегоревшими нитями накала катодов, которые не могут быть запущены обычными методами из-за невозможности подогрева катодов. В частности, этот метод нередко используется радиолюбителями для ремонта компактных энергосберегающих ламп, которые являются обычными люминесцентными лампами со встроенным электронным балластом в компактном корпусе. После небольшой переделки балласта такая лампа может еще долго служить невзирая на перегорание спиралей подогрева, и ее срок службы будет ограничен только временем до полного распыления электродов.

Причины выхода из строя

Электроды люминесцентной лампы представляют собой вольфрамовые нити, покрытые пастой (активной массой) из щелочноземельных металлов. Эта паста и обеспечивает стабильный дуговой разряд и предохраняет вольфрамовые нити от перегрева. В процессе работы она постепенно осыпается с электродов, выгорает и испаряется. Особенно интенсивно она осыпается во время запуска, когда некоторое время разряд происходит не по всей площади электрода, а на небольшом участке его поверхности, что приводит к локальным перепадам температур. Отсюда потемнение на концах лампы, часто наблюдаемое ближе к окончанию срока службы. Когда паста выгорит полностью, ток лампы начинает падать, а напряжение, соответственно, возрастать.

Выход из строя ламп с электромагнитным балластом

Повышение напряжения на лампе в процессе ее старения приводит к тому, что начинает постоянно срабатывать стартер — отсюда всем известное мигание вышедших из строя ламп. При этом электроды лампы постоянно разогреваются, и в конце концов (примерно через 2 — 3 дня мигания) одна из нитей перегорает. Затем минуту-две лампа горит без мерцания, разряд исходит от остатков перегоревшего электрода, на котором уже нет пасты из щелочноземельных металлов, остался только вольфрам. Эти остатки вольфрамовой нити очень сильно разогреваются, из-за чего частично испаряются, либо осыпаются, после этого разряд переходит на траверсу (проволоку, к которой крепится вольфрамовая нить с активной массой), она частично оплавляется и лампа вновь начинает мерцать. Если ее выключить, она больше не загорится.

Выход из строя ламп с электронным балластом

Низкокачественный ЭПРА

В процессе старения лампы постепенно выгорает активная масса электродов, после чего нити разогреваются и перегорают. В качественных балластах предусмотрена схема автоматического отключения перегоревшей лампы. В некачественных ЭПРА подобная защита отсутствует, и после повышения напряжения лампа погаснет, а в цепи наступит резонанс, приводящий к значительному возрастанию тока и перегоранию транзисторов балласта.

Также нередко в балласты низкого качества (обычно на компактных люминесцентных лампах со встроенным балластом) на выходе устанавливается конденсатор, рассчитанный на напряжение, близкое к рабочему напряжению новой лампы. По мере старения лампы напряжение повышается и в конденсаторе возникает пробой, также выводящий из строя транзисторы балласта.

При выходе из строя лампы с электронным балластом мерцание, как в случае с электромагнитным балластом отсутствует, лампа гаснет сразу. Установить причину выхода из строя можно, проверив целостность нитей лампы любым омметром, мультиметром или специализированным прибором для проверки ламп. Если нити лампы имеют низкое сопротивление (порядка 10 Ом, т. е. не перегорели), то причина выхода из строя в низком качестве балласта, если одна либо обе из нитей имеют высокое (бесконечное) сопротивление, то лампа перегорела от старости либо от перенапряжения. В последнем случае имеет смысл попробовать заменить саму лампу, однако, если новая лампа также не светится и питание схемы балласта присутствует, то это также говорит о низком качестве балласта.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Многие люди считают свет, излучаемый люминесцентными лампами, грубым и неприятным. Цвет предметов, освещенных такими лампами, может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за синих и зелёных линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти - из-за типа применяемого люминофора.

Во многих дешевых лампах применяется галофосфатный люминофор, который излучает в основном жёлтый и синий свет, в то время как красного и зелёного излучается меньше. Такая смесь цветов глазу кажется белым, но при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета. Однако такие лампы, как правило, имеют очень высокую световую отдачу.

В более дорогих лампах используется «трёхполосный» и «пятиполосный» люминофор. Это позволяет добиться более равномерного распределения излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы, как правило, имеют более низкую световую отдачу. Помимо прочего, колбы дорогих (специальных) ламп изготавливаются из кварцевого стекла пропускающие лучи в ультрафиолетовом диапазоне волн.

В домашних условиях оценить спектр лампы можно с помощью компакт-диска. Для этого нужно посмотреть на отражение света лампы от рабочей поверхности диска - в дифракционной картине будут видны спектральные линии люминофора. Если лампа расположена близко, между лампой и диском лучше поместить экран с маленьким отверстием.

Специальные люминесцентные лампы

Также существуют специальные люминесцентные лампы с различными спектральными характеристиками:

    * Лампы, отвечающие самым высоким требованиям к цветопередаче естественного цвета при дневном освещении 5400К. Служат для устранения эффекта цветовой мимикрии. Она незаменима в случаях, когда нужна атмосфера живого дневного света, например, в типографиях, зубоврачебных кабинетах, и лабораториях, при просмотре диапозитивов и в специализированных магазинах текстильных товаров.

    * Лампы, которые излучают свет, который по своей спектральной характеристике схож с солнечным светом. Данные лампы рекомендуется для помещений с недостатком дневного света, например для офисов, банков и магазинов. Благодаря своей очень хорошей цветопередаче и высокой температуре цвета (6500К) она идеально подходит для сравнения красок и медицинской светотерапии.

    * Лампы для растений и аквариумов с усиленным излучением в спектральном диапазоне синего и красного света. Идеально воздействует на фотобиологические процессы. Данные лампы с обозначениями излучают свет с минимальным содержанием ультрафиолетовой составляющей типа А (при абсолютном отсутствии ультрафиолетовых составляющих типа В и С).

    * Декоративные лампы красного, жёлтого, зелёного и синего цвета. Цветные люминесцентные лампы особенно пригодны для декоративного освещения и создания специальных световых эффектов. Помимо прочего, люминесцентная лампа желтого света, не содержащего ультрафиолетовую составляющую. Поэтому эта лампа рекомендована для стерильных производств, например, для цехов по изготовлению микросхем, а также для общего освещения без УФ-излучения.

    * Люминесцентные лампы, предназначенные для освещения помещений, в которых содержатся птицы. Спектр этих ламп содержит ближний ультрафиолет, что позволяет создать более комфортное для них освещение, приблизив его к естественному, так как птицы, в отличие от людей, имеют четырехкомпонентное зрение.

    * Лампы, предназначенные для освещения мясных прилавков в супермаркетах. Свет этих ламп имеет розовый оттенок, в результате такого освещения мясо приобретает более аппетитный вид, что привлекает покупателей[6].

    * Люминесцентные лампы для соляриев и косметических салонов бывают трех исполнений[7]:

   1. Лампы 78R с практически чистым ультрафиолетовым излучением типа А выше 350 нм. При облучении в этом диапазоне для нормальной кожи опасности получения ожога практически не существует. При достаточно продолжительном облучении вследствие прямой пигментации кожи эффект загара появляется уже вскоре после первого сеанса облучения.
   2. Лампы 79 и 79R с высокой мощностью ультрафиолетового излучения типа А для прямой пигментации и с небольшой составляющей ультрафиолетового излучения типа В для нового образования пигмента. Благодаря минимальному значению ультрафиолетовой составляющей типа В риск получения солнечного ожога минимален.
   3. Лампы с действием, аналогичным действию солнечного света благодаря значительной составляющей ультрафиолетового излучения типа А и гармоничной составляющей биологически эффективного излучения типа В. После регулярного принятия процедур облучения в результате длительной пигментации кожи образуется свежий и стойкий отпускной загар при высокой степени защиты кожи от облучения. Лампа позволяет проводить облучение с целью создания эффекта натурального загара в кратчайшие сроки и поэтому рекомендуется для профессионального применения.

    * Ультрафиолетовые люминесцентные лампы с колбами из «чёрного» стекла: Различные материалы обладают способностью преобразовывать невидимое ультрафиолетовое излучение в световое излучение (создавать эффект люминесценции). Такие лампы представляют собой облучатели с длинноволновым ультрафиолетовым излучением, возбуждающим люминесценцию. Поэтому они являются незаменимыми источниками излучения для любых видов исследований с применением люминесцентного анализа. Эти лампы генерируют свое излучение только в длинноволновом ультрафиолетовом диапазоне от 300 до 400 нм, которое не видно для глаза и совершенно безвредно. Видимое излучение почти полностью поглощается. Области применения:
          o Материаловедение: Исследования материалов с помощью люминесценции, например, выявление тончайших трещин вала двигателя.
          o Текстильная промышленность: Анализ материалов, например, химического состава и видов примесей в шерстяных материалах. Распознавание невидимых загрязнений и возможных пятен после чистки
          o Пищевая промышленность: Обнаружение фальсификаций в продуктах питания, мест гниения во фруктах (особенно в апельсинах), мясе, рыбе и т.д.
          o Криминалистика: Выявление фальшивок среди банкнот, чеков и документов, а также внесенных в них изменений, удаленных пятен крови, подделок картин и т.д.
          o Почта: Рациональная обработка корреспонденции с помощью автоматических штемпельных машин для конвертов, проверка подлинности почтовых марок
          o Создание световых эффектов на сценах драматических и музыкальных театров, в кабаре, варьете, дискотеках, барах, кафе
          o Прочие области применения: Реклама и оформление витрин. Сельское хозяйство (например, проверка посевного материала). Минералогия. Проверка драгоценных камней, искусствоведение.

    * Облучатели для стерилизации и озонирования: Данные облучатели имеют благодаря своему коротковолновому УФ-излучению типа С бактерицидное воздействие и поэтому применяются для стерилизации. Рациональное применение этих облучателей гарантируется только в специальных, предназначенных для них установках. Поэтому монтаж облучателей в установки должен проводиться только изготовителем установок. Области применения:
          o стерилизация воды: питьевой воды, воды для плавательных бассейнов, сточных вод
          o стерилизация и дезодорирование воздуха в кондиционерах, больницах, складских помещениях
          o стерилизация поверхностей в фармацевтической и упаковочной промышленностях
          o стирание информации с современных микроэлектронных блоков памяти (ППЗУ) с помощью ламп HNS G5 OFR и HNS 10/U OFFS.

    * Лампы со специальными цветовыми характеристиками:
          o LF71 — для полимеризации пласмасс, клеев, лаков, краок на глубину не более 1мм; лечение гипербилирубенимии.
          o LF78 — для полимеризации пласмасс, клеев, лаков, краок на глубину более 1мм; лечение псориаза; привлечения насекомых в инсектоловушки; для распознования подделок.

Варианты исполнения

По стандартам лампы дневного света разделяются на колбные и компактные.

Представляют собой лампы в виде стеклянной трубки. Различаются по диаметру и по типу цоколя, имеют следующие обозначения:

    * T4 (диаметр 4/8 дюйма=1.27 см),
    * T5 (диаметр 5/8 дюйма=1.59 см),
    * T8 (диаметр 8/8 дюйма=2.54 см),
    * T10 (диаметр 10/8 дюйма=3.17 см) и
    * T12 (диаметр 12/8 дюйма=3.80 см).

Лампы такого типа часто можно увидеть в промышленных помещениях, офисах, магазинах на транспорте и т. д.

Компактные лампы

    Основная статья: Компактная люминесцентная лампа

Представляют собой лампы с согнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на:

    * 2D
    * G23
    * 2G7
    * G24
    * G24Q1
    * G24Q2
    * G24Q3
    * G53

Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27 и E14, что позволяет использовать их в обычных светильниках вместо ламп накаливания. Преимуществом компактных ламп являются устойчивость к механическим повреждениям и небольшие размеры. Цокольные гнёзда для таких ламп предназначены для монтажа в обычные светильники, срок службы таких ламп составляет от 6000 до 15000 часов.

2D

Представляет собой изогнутую в одной плоскости люминесцентную лампу с очертаниями в форме квадрата. Цоколь представляет собой прямоугольник 36х60 мм, имеет встроеный электронный стартер, в центре 2 латунных контакта на расстоянии 8мм друг от друга, в качестве крепления на высоте 20мм от центра используется пластиковый затвор. Мощность ламп 2D составляет 16, 28 и 36 ватт. Основное применение: в качестве декоративного освещения, иногда встречаются в герметичных светильниках для душевых кабинок и в качестве интегрированого освещения современных душевых кабинок.

G23

    У лампы G23 внутри цоколя расположен стартер и конденсатор, для запуска лампы дополнительно необходим только дроссель либо электронный ПРА (в таком случае стартер не задействуется, лампу запускает конденсатор). Их мощность обычно не превышает 14 Ватт. Основное применение — настольные лампы, зачастую встречаются в светильниках для душевых и ванных комнат, а также нередко в общих помещениях новых жилых домов (лестничные клетки, коридоры, тамбуры). Цокольные гнезда таких ламп имеют специальные отверстия для монтажа в обычные настенные светильники.

2G7

Внешне лампа с цоколем 2G7 напоминает лампу с цоколем G23, однако у этого типа цоколя четыре штырька вместо двух, а встроенные стартер и конденсатор отсутствуют. Такая лампа предназначена только для работы с электронными ПРА. Применяются в настольных лампах.

G24

Лампы G24D1,G24D2 и G24D3 также имеют встроенный стартер, их мощность как правило от 11 до 36 Ватт. Применяются как в промышленных, так и в бытовых светильниках. Стандартный цоколь G24 можно крепить как шурупами, так и на купол (современные модели светильников).

G53

Лампы G53 представляют собой тонкий диск (16-20мм) большого диаметра (~73мм). Цоколь таких ламп имеет 2 латунных Т-образных контакта по бокам на расстоянии 53мм друг от друга. В качестве источника света используется согнутая в одной плоскости тонкая герметичная трубка люминесцентной лампы с торчащими из неё 4 контактами. Одним из особенностей исполнения являются интегрированые отражатель и линза (оболочка). Лампы G53 имеют встроеный электронный балласт, поэтому для их работы необходимо только питание от сети. Небольших размеров ламп G53 добиваются при помощи использования поверхностного монтажа компонентов на плату электронного балласта и использования обеих сторон платы электронного балласта для монтажа электронных компонентов (SMD). Мощность таких ламп составляет от 6 до 11 ватт, светильники для ламп этого типа выпускаются как для влажных помещений со степенью защиты IP44, так и без закрытого корпуса для монтажа в гипсокартонный потолок на замену более энергоёмким галогенным лапмам.

Лампа накаливания

v8 — Thu, 20 May 2010 16:57:21 GMT

Лампа накаливания

Лампа накаливания (ЛН) — электрический источник света, светящимся телом которого служит так называемое тело накала (ТН, проводник, нагреваемый протеканием электрического тока до высокой температуры). В качестве материала для изготовления ТН в настоящее время применяется практически исключительно вольфрам и сплавы на его основе. В конце XIX — первой половине XX в. ТН изготавливалось из более доступного и простого в обработке материала — углеродного волокна.

Принцип действия

В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника (нити накаливания) при протекании через него электрического тока (тепловое действие тока). Температура вольфрамовой нити накала резко возрастает после включения тока. Нить излучает электромагнитное тепловое излучение в соответствии с законом Планка. Функция Планка имеет максимум, положение которого на шкале длин волн зависит от температуры. Этот максимум сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн (закон смещения Вина). Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура была порядка нескольких тысяч градусов, в идеале 5770 K (температура поверхности Солнца). Чем меньше температура, тем меньше доля видимого света и тем более «красным» кажется излучение.
Часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение, часть уходит в результате процессов теплопроводности и конвекции. Только малая доля излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Для повышения КПД лампы и получения максимально «белого» света необходимо повышать температуру нити накала, которая в свою очередь ограничена свойствами материала нити — температурой плавления. Идеальная температура в 5770 К недостижима, т. к. при такой температуре любой известный материал плавится, разрушается и перестаёт проводить электрический ток. В современных лампах накаливания применяют материалы с максимальными температурами плавления — вольфрам (3410 °C) и, очень редко, осмий (3045 °C).

При практически достижимых температурах 2300—2900 °C излучается далеко не белый и не дневной свет. По этой причине ЛН испускают свет, который кажется более «жёлто-красным», чем дневной свет. Для характеристики качества света используется т. н. цветовая температура.

В обычном воздухе при таких температурах вольфрам мгновенно превратился бы в оксид. По этой причине ТН помещено в колбу, из которой в процессе изготовления ЛН откачиваются атмосферные газы. Наиболее опасными для ЛН являются кислород и водяные пары, в атмосфере которых происходит быстрое окисление ТН. Первые ЛН изготавливали вакуумными; в настоящее время только лампы малой мощности (для ЛОН — до 25 Вт) изготавливают в вакуумированной колбе. Колбы более мощных ЛН наполняют газом (азотом, аргоном или криптоном). Повышенное давление в колбе газополных ламп резко уменьшает скорость разрушения ТН из-за распыления. Колбы газополных ЛН не так быстро покрываются тёмным налётом распылённого материала ТН, а температуру последнего можно увеличить по сравнению с вакуумными ЛН. Последнее позволяет повысить КПД и несколько изменить спектр излучения.

Номенклатура

По функциональному назначению и особенностям конструкции ЛН подразделяют на:

    * ЛН общего назначения (ЛОН, до середины 1970-х гг. применялся термин «нормально-осветительные ЛН» — НОЛ). Самая массовая группа ЛН, предназначенных для целей общего, местного и декоративного освещения. Начиная с 2008 г. за счёт принятия рядом государств законодательных мер, направленных на сокращение производства и ограничение применения ЛОН с целью энергосбережения, их выпуск стал сокращаться;
    * декоративные ЛН, выпускаемые в фигурных колбах. Наиболее массовыми являются свечеобразные колбы диаметром ок. 35 мм и сферические диаметром ок. 45 мм;
    * ЛН местного освещения, конструктивно аналогичные ЛОН, но рассчитанные на низкое (безопасное) рабочее напряжение — 12, 24 или 36 (42) В. Область применения — ручные (переносные) светильники, а также светильники местного освещения в производственных помещениях (на станках, верстаках и т. п., где возможен случайный бой лампы);
    * иллюминационные ЛН, выпускаемые в окрашенных колбах. Назначение — иллюминационные установки различных типов. Как правило, лампы этого вида имеют малую мощность (10—25 Вт). Окрашивание колб обычно производится за счёт нанесения на их внутреннюю поверхность слоя неорганического пигмента. Реже используются лампы с колбами, окрашенными снаружи цветными лаками, их недостаток — быстрое выцветание пигмента и осыпание лаковой плёнки из-за механических воздействий;
    * зеркальные ЛН имеют колбу специальной формы, часть которой покрыта отражающим слоем (тонкая плёнка термически распылённого алюминия). Назначение зеркализации — пространственное перераспределение светового потока лампы с целью наиболее эффективного его использования в пределах заданного телесного угла. Основное назначение зеркальных ЛН — локализованное местное освещение;
    * сигнальные ЛН используются в различных светосигнальных приборах (средствах визуального отображения информации). Это лампы малой мощности, рассчитанные на длительный срок службы;
    * транспортные ЛН — чрезвычайно широкая группа ламп, предназначенных для работы на различных транспортных средствах (автомобилях, мотоциклах и тракторах, самолётах и вертолётах, локомотивах и вагонах железных дорог и метрополитенов, речных и морских судах). Характерные особенности: высокая механическая прочность, вибростойкость, использование специальных цоколей, позволяющих быстро заменять лампы в стеснённых условия и, в то же время, предотвращающих самопроизвольное выпадение ламп из патронов. Рассчитаны на питание от бортовой электрической сети транспортных средств (6—220 В);
    * прожекторные ЛН обычно имеют большую мощность (до 10 кВт, ранее выпускались лампы до 50 кВт) и высокую световую отдачу. Используются в световых приборах различного назначения (осветительных и светосигнальных). ТН таких ламп, как правило, выполняется компактным (близким к точечному или прямоугольным), что обеспечивается как особой его конструкцией, так и специальной подвеской в колбе;
    * ЛН для оптических приборов, к числу которых относятся и выпускавшиеся массово до конца XX в. лампы для кинопроекционной техники, имеют компактные ТН, многие из них помещаются в колбы специальной формы. Используются в различных приборах (измерительные приборы, медицинская техника и т. п.);
    * Коммутаторные ЛН служили индикаторами на коммутаторных панелях. Представляют собой узкие длинные миниатюрные лампы с гладкими параллельными контактами, что позволяет легко их заменять. Выпускались варианты: КМ 6-50, КМ 12-90, КМ 24-35, КМ 24-90, КМ 48-50, КМ 60-50, где первая цифра означает рабочее напряжение в вольтах, вторая — силу тока в миллиамперах. В настоящее время в качестве индикаторов чаще применяют светодиоды.

    Особой группой ЛН являются галогенные лампы накаливания. Принципиальной их особенностью является введение в полость колбы галогенов или их соединений, за счёт чего удаётся существенно повысить рабочую температуру ТН, избегая, в то же время, его быстрого распыления.

    Конструкция

    Конструкции ЛН весьма разнообразны и зависят от назначения конкретного вида ламп. Однако общими для всех ЛН являются следующие элементы: ТН, колба, токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы могут применяться держатели ТН различной конструкции; лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы.

В конструкции ЛОН предусматривается предохранитель — звено из ферроникелевого сплава, вваренное в разрыв одного из токовводов и расположенное вне колбы ЛН, как правило, в ножке. Назначение предохранителя — предотвратить разрушение колбы ЛОН при обрыве ТН в процессе работы. Дело в том, что при этом в зоне разрыва возникает электрическая дуга, которая расплавляет остатки ТН, капли расплавленного металла могут разрушить стекло колбы и послужить причиной пожара. Предохранитель рассчитан таким образом, чтобы при зажигании дуги он разрушался под воздействием тока дуги, существенно превышающего номинальный ток ЛН. Ферроникелевое звено находится в полости, где давление равно атмосферному, а потому дуга легко гаснет. Из-за малой эффективности в настоящее время отказались от их применения.

Колба

Колба защищает ТН от воздействия атмосферных газов. Размеры колбы определяются скоростью осаждения материала нити. Для ламп большей мощности требуются колбы большего размера, для того чтобы осаждаемый материал ТН распределялся на большую площадь и не оказывал сильного влияния на прозрачность.

Газовая среда

Колбы первых ламп были вакуумированы. Большинство современных ламп наполняются химически инертными газами (кроме ламп малой мощности, которые по-прежнему делают вакуумными). Потери тепла, возникающие при этом за счёт теплопроводности, уменьшают путём выбора газа с большой молекулярной массой. Смеси азота N2 с аргоном Ar являются наиболее распространёнными в силу малой себестоимости, также применяют чистый осушенный аргон, реже — криптон Kr или ксенон Xe (молекулярные массы: N2 — 28,0134 г/моль; Ar: 39,948 г/моль; Kr — 83,798 г/моль; Xe — 131,293 г/моль).

Тело накала

Формы ТН весьма разноообразны и зависят от функционального назначения ЛН. Наиболее распространённым является ТН из проволоки круглого поперечного сечения, однако находят применение и ленточные ТН (из металлических ленточек). Поэтому использование выражения «нить накала» нежелательно — более правильным является термин «тело накала», включенный в состав Международного светотехнического словаря.

ТН первых лампах изготавливалось из угля (температура возгонки 3559 °C). В современных лампах применяются почти исключительно спирали из вольфрама, иногда осмиево-вольфрамового сплава. Для уменьшения размеров ТН ему обычно придаётся форма спирали, иногда спираль подвергают повторной или даже третичной спирализации, получая соответственно биспираль или триспираль. КПД таких ЛН выше за счёт уменьшения теплопотерь ТН из-за конвекции (уменьшается толщина ленгмюровского слоя).

Лампы изготавливают для различных рабочих напряжений. Сила тока определяется по закону Ома (I=U/R) и мощность по формуле P=U·I , или P=U?/R. Т. к. металлы имеют малое удельное сопротивление, для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. Толщина провода в обычных лампах составляет 40—50 микрон.

Так как при включении нить накала находится при комнатной температуре, её сопротивление на порядок меньше рабочего сопротивления. Поэтому при включении протекает очень большой ток (в десять — четырнадцать раз больше рабочего тока). По мере нагревания нити её сопротивление увеличивается и ток уменьшается. В отличие от современных ламп, ранние лампы накаливания с угольными нитями при включении работали по обратному принципу — при нагревании их сопротивление уменьшалось, и свечение медленно нарастало.

В мигающих лампах последовательно с нитью накала встраивается биметаллический переключатель. За счёт этого такие лампы самостоятельно работают в мерцающем режиме.

Цоколь

Форма цоколя с резьбой обычной лампы накаливания была предложена Томасом Альвой Эдисоном. Размеры цоколей стандартизированы. У ламп бытового применения наиболее распространены цоколи Эдисона E14 (миньон), E27 и E40. Также встречаются цоколи без резьбы (удержание лампы в патроне происходит за счёт трения или нерезьбовыми сопряжениями — например, байонетным), а также бесцокольные лампы, часто применяемые в автомобилях.

История изобретения

    * В 1838 году бельгиец Жобар изобретает угольную лампу накаливания.
    * В 1840 году англичанин Деларю строит первую лампу накаливания (с платиновой спиралью)
    * В 1854 году немец Генрих Гёбель разработал первую «современную» лампу: обугленную бамбуковую нить в вакуумированном сосуде. В последующие 5 лет он разработал то, что многие называют первой практичной лампой.
    * 11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент за номером 1619 на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал угольный стержень, помещённый в вакуумированный сосуд.
    * Английский изобретатель Джозеф Вильсон Сван получил в 1878 году британский патент на лампу с угольным волокном. В его лампах волокно находилось в разреженной кислородной атмосфере, что позволяло получать очень яркий свет.
    * Во второй половине 1870-х годов американский изобретатель Томас Эдисон проводит исследовательскую работу, в которой он пробует в качестве нити различные металлы. В 1879 году он патентует лампу с платиновой нитью. В 1880 году он возвращается к угольному волокну и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Одновременно Эдисон изобрёл патрон, цоколь и выключатель. Несмотря на столь непродолжительное время жизни его лампы вытесняют использовавшееся до тех пор газовое освещение.
    * В 1890-х годах А. Н. Лодыгин изобретает несколько типов ламп с нитями накала из тугоплавких металлов. Лодыгин первым предложил применять в лампах вольфрамовые нити (в современных электрических лампочках нити накала именно из вольфрама) и закручивать нить накаливания в форме спирали. Также Лодыгин первым стал откачивать из ламп воздух, чем увеличил их срок службы во много раз. Другим изобретением Лодыгина, направленным на увеличение срока службы ламп, было наполнение их инертным газом.
    * С конца 1890-х гг. появились лампы с нитью накаливания из окиси магния, тория, циркония и иттрия (лампа Нернста) или нить из металлического осмия (лампа Ауэра) и тантала (лампа Больтона и Фейерлейна)
    * В 1904 году венгры Д-р Шандор Юст и Франьо Ханаман получили патент за № 34541 на использование в лампах вольфрамовой нити. В Венгрии же были произведены первые такие лампы, вышедшие на рынок через венгерскую фирму Tungsram в 1905 году.
    * В 1906 году Лодыгин продаёт патент на вольфрамовую нить компании General Electric. В том же 1906 г. в США он построил и пустил в ход завод по электрохимическому получению вольфрама, хрома, титана. Из-за высокой стоимости вольфрама патент находит только ограниченное применение.
    * В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.
    * Остающаяся проблема с быстрым испарением нити в вакууме была решена американским учёным Ирвингом Ленгмюром, который, работая с 1909 года в фирме «General Electric», придумал наполнять колбы ламп инертным газом, что существенно увеличило время жизни ламп.

    КПД и долговечность

    Почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счёт теплопроводности и конвекции малы. Для человеческого глаза, однако, доступен только малый диапазон длин волн этого излучения. Основная часть излучения лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. Коэффициент полезного действия ламп накаливания достигает при температуре около 3400 K своего максимального значения 15 %. При практически достижимых температурах в 2700 K (обычная лампа на 60 Вт) КПД составляет 5 %.

С возрастанием температуры КПД лампы накаливания возрастает, но при этом существенно снижается её долговечность. При температуре нити 2700 K время жизни лампы составляет примерно 1000 часов, при 3400 K всего лишь несколько часов. Как показано на рисунке справа, при увеличении напряжения на 20 %, яркость возрастает в два раза. Одновременно с этим время жизни уменьшается на 95 %.

Уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД, но зато увеличивает долговечность. Так понижение напряжения в два раза (напр. при последовательном включении) сильно уменьшает КПД, но зато увеличивает время жизни почти в тысячу раз. Этим эффектом часто пользуются, когда необходимо обеспечить надёжное дежурное освещение без особых требований к яркости, например, на лестничных площадках. Часто для этого при питании переменным током лампу подключают последовательно с диодом, благодаря чему ток в лампу идет только в течение половины периода.

Ограниченность времени жизни лампы накаливания обусловлена в меньшей степени испарением материала нити во время работы, и в большей степени возникающими в нити неоднородностями. Неравномерное испарение материала нити приводит к возникновению истончённых участков с повышенным электрическим сопротивлением, что в свою очередь ведёт к ещё большему нагреву и испарению материала в таких местах. Когда одно из этих сужений истончается настолько, что материал нити в этом месте плавится или полностью испаряется, ток прерывается и лампа выходит из строя.

Преимущественная часть износа нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, поэтому значительно увеличить срок её службы можно используя разного рода плавные пускатели.

Вольфрамовая нить накаливания имеет в холодном состоянии удельное сопротивление, которое всего в 2 раза выше, чем сопротивление алюминия. При перегорании лампы часто бывает, что сгорают медные проводки, соединяющие контакты цоколя с держателями спирали. Так, обычная лампа на 60 Вт в момент включения потребляет свыше 700 Вт, а 100-ваттная — более киловатта. По мере прогрева спирали её сопротивление возрастает, а мощность падает до номинальной.

Для сглаживания пиковой мощности могут использоваться терморезисторы с сильно падающим сопротивлением по мере прогрева, реактивный балласт в виде ёмкости или индуктивности. Напряжение на лампе растет по мере прогрева спирали и может использоваться для шунтирования балласта автоматикой. Без отключения балласта лампа может потерять от 5 до 20 % мощности, что тоже может быть выгодно для увеличения ресурса.

Галогенные лампы

    Основная статья: Галогенная лампа

Галогенная ЛН с цоколем Е27
Галогенная лампа

Добавление в буферный газ паров галогенов (брома или йода) повышает срок службы лампы до 2 — 4 тыс. часов. При этом рабочая температура спирали составляет примерно 3000 К. Световая отдача галогенных ламп достигает 28 лм/Вт.

Иод (совместно с остаточным кислородом) вступает в химическое соединение с испарившимися атомами вольфрама. Этот процесс является обратимым — при высоких температурах соединение распадается на составляющие вещества. Атомы вольфрама высвобождаются таким образом либо на самой спирали, либо вблизи неё.
трансформатор и электронный инвертор для питания низковольтных галогеновых ЛН на напряжение 12 В

Добавление галогенов предотвращает осаждение вольфрама на стекле, при условии, что температура стекла выше 250 °C. По причине отсутствия почернения колбы, галогенные лампы можно изготавливать в очень компактном виде. Малый объём колбы позволяет, с одной стороны, использовать большее рабочее давление (что опять же ведёт к уменьшению скорости испарения нити) и, с другой стороны, без существенного увеличения стоимости заполнять колбу тяжёлыми инертными газами, что ведёт к уменьшению потерь энергии за счёт теплопроводности. Всё это удлиняет время жизни галогенных ламп и повышает их эффективность.

Ввиду высокой температуры колбы любые загрязнения поверхности (например, отпечатки пальцев) быстро сгорают в процессе работы, оставляя почернения. Это ведёт к локальным повышениям температуры колбы, которые могут послужить причиной её разрушения. Также из-за высокой температуры, колбы изготавливаются из кварцевого стекла.

Новым направлением развития ламп является т. н. IRC-галогенные лампы (сокращение IRC обозначает «инфракрасное покрытие»). На колбы таких ламп наносится специальное покрытие, которое пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасное (тепловое) излучение и отражает его назад, к спирали. За счёт этого уменьшаются потери тепла и, как следствие, увеличивается эффективность лампы. По данным фирмы OSRAM, потребление энергии снижается на 45 %, а время жизни удваивается (по сравнению с обычной галогенной лампой).

Хотя IRC-галогенные лампы не достигают эффективности ламп дневного света, их преимущество состоит в том, что они могут быть использованы как прямая замена обычных галогенных ламп.

Преимущества и недостатки ламп накаливания

Преимущества:

    * малая стоимость
    * небольшие размеры
    * ненужность пускорегулирующей аппаратуры
    * малое время зажигания
    * отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации
    * возможность работы как на постоянном токе (любой полярности), так и на переменном
    * возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)
    * отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе
    * непрерывный спектр излучения
    * устойчивость к электромагнитному импульсу
    * возможность использования регуляторов яркости
    * нормальная работа при низкой температуре окружающей среды

Недостатки:

    * низкая световая отдача
    * относительно малый срок службы
    * резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения
    * цветовая температура лежит только в пределах 2300—2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок
    * лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 40 Вт — 145 °C, 75 Вт — 250 °C, 100 Вт — 290 °C, 200 Вт — 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается еще сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.
    * световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4 %.

    Утилизация

    Отслужившие лампы накаливания и галогенные лампы накаливания не содержат вредных для окружающей среды веществ и могут утилизироваться как обычные бытовые отходы. Единственным ограничением является запрет на их переработку вместе с изделиями из стекла.

Виды ламп накаливания

v8 — Tue, 18 May 2010 16:03:08 GMT

Виды ламп накаливания

Лампы накаливания являются типичными теплоизлучателями. В их запаянной, заполненной вакуумом или инертным газом, колбе вольфрамовая спираль под действием электрического тока накаляется до высокой температуры (около 2600-3000С), в результате чего излучается тепло и свет. Большая часть этого излучения находится в инфракрасном диапазоне.
Важнейшие свойства лампы накаливания - световая отдача и срок службы - определяются температурой спирали.
При повышении температуры спирали возрастает яркость, но вместе с тем и сокращается срок службы. Сокращение срока службы является следствием того, что испарение материала, из которого сделана нить, при высоких температурах происходит быстрее, вследствие чего колба темнеет, а нить накала становится все тоньше и тоньше и в определенный момент расплавляется, после чего лампа выходит из строя.
Потемнение колбы можно значительно сократить за счет увеличения давления газов-наполнителей, преимущественно тяжелых (аргон, криптон, ксенон), ведущего к уменьшению скорости испарения атомов вольфрама.
Основными типами ламп накаливания являются лампы общего назначения, лампы специального назначения, декоративные лампы и лампы с отражателем. Световая отдача ламп накаливания в диапазоне от 25 до 1000 Вт составляет примерно от 9 до 19 лм/Вт для ламп со средним сроком службы 1000 ч.

Вольфрамо-галогенный цикл

Существенные характеристики лампы накаливания - световая отдача и срок службы - в основном определяются температурой спирали: чем выше температура спирали, тем выше световая отдача, но тем короче срок службы.
Сокращение срока службы является последствием быстро растущей c поднятием температуры скорости испарения вольфрама, которая приводит с одной стороны, к потемнению колбы, а с другой - к прожиганию спирали.
Потемнение колбы можно эффективно предотвратить с помощью галогенной добавки к газу-наполнителю, которая в процессе вольфрамо-галогенного цикла не дает уже испаренному вольфраму осесть на стенках колбы. Испаренный из спирали в процессе работы лампы вольфрам попадает в результате диффузии или конвекции в температурную область (J1 <1400K) вблизи стенки колбы, где образует стабильное вольфрамо-галогенное соединение. Вместе с тепловым потоком эти соединения снова перемещаются в зону горячей спирали (J2 >1400K) и там снова распадаются.
Часть вольфрама снова восстанавливается на спирали, но уже на новом месте. Нормальный вольфрамо - галогенный цикл приводит т.о. лишь к предотвращению потемнения колбы, но не к увеличению срока службы, который закончится в результате разрыва спирали на возникших "горячих ячейках".

Вольфрамово-галогенный цикл

Так называемый "регенеративный" цикл был бы возможен с участием Фтора. Но этот способ сегодня еще не разработан из-за агрессивности фтора по отношению к кварцевому и тугоплавкому стеклу, а также по причине его сопротивляемости к ныне используемым галогенам.

Галогенные лампы накаливания

Галогенные лампы накаливания по структуре и принципу действия сравнимы с лампами накаливания. Но они содержат в газе-наполнителе незначительные добавки галогенов (бром, хлор, фтор, йод) или их соединения. С помощь этих добавок возможно в определенном температурном интервале практически полностью устранить потемнение колбы (вызванное испарением атомов вольфрама) и обусловленное этим уменьшение светового потока.
Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен, вследствие чего с одной стороны можно повысить давление в газе-наполнителе, и с другой стороны становится возможным применение дорогих инертных газов криптон и ксенон в качестве газов-наполнителей.

Галогенные лампы накаливания с покрытием, отражающим инфракрасную составляющую

Галогенные лампы накаливания нового поколения, с отражающим инфракрасное излучение покрытием ламповой колбы, характеризуются значительным повышением световой отдачи.
Это обусловлено следующим физическим процессом:
Часть энергии, которая в обычных галогенных лампах накаливания преобразовывается в невидимое излучение инфракрасное излучение (более 60 % производительности излучения), в лампах с покрытием частично преобразовывается снова в свете. Это становится возможным благодаря структуре покрытия, которое пропускает только видимый свет, а инфракрасное излучение по возможности полностью возвращает на спираль, где оно частично поглощается. Это вызывает повышение температуры спирали, вследствие чего подачу электроэнергии можно сократить. Световая отдача возрастает.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы это газоразрядные лампы низкого давления, возникающее в которых в результате газового разряда невидимое для человеческого глаза ультрафиолетовое излучение преобразуется люминофорным покрытием в видимый свет. (принцип работы люминесцентной лампы)
По форме различаются линейные, кольцевые, U-образные, а также компактные люминесцентные лампы.
Диаметр трубки часто указывается в восьмых частях дюйма (например, T5 = 5/8'' = 15,87 мм). В каталогах ламп диаметр в основном указывается в миллиметрах, например, 16 мм для ламп T5. Большинство ламп имеет международный стандарт.
Люминесцентные лампы, как и все газоразрядные лампы, из-за их отрицательного внутреннего сопротивления не могут работать непосредственно с сетевым напряжением и нуждаются в соответствующих пускорегулирующих аппаратах, которые с одной стороны, ограничивают и регулируют электрический ток лампы, с другой стороны обеспечивают надежное зажигание. По способу нагрева электродов до необходимой для работы ламп температуры различаются следующие режимы работы:

- Предварительный подогрев, управляемый током, при работе с дросселем и стартером, преимущественно в странах с высоким сетевым напряжением (> 200В). Он все больше применяется почти во всех ЭПРА.
- Предварительный подогрев, управляемый напряжением через дополнительную обмотку трансформатора при так называемом быстром запуске.
- Без предварительного подогрева (холодный пуск, например, при так называемых slimline-лампах (плоской формы)). Этот режим зажигания приводит к сильному сокращению срока службы и не рекомендуется поэтому для систем с большим количеством повторных включений/выключений.
- Электронные ПРА преобразовывают сетевое напряжение в высокочастотные колебания примерно от 35 до 50 кГц. Вследствие этого 100-герцевое мерцание, возникающее, как стробоскопический эффект, например, при вращающихся деталях машин, будет более слабым или практически невидимым.

Еще одним преимуществом работы с ЭПРА является дополнительная экономия энергии около 25 % при равных световых потоках, складывающаяся из:

- на 10 % увеличенной световой отдачи лампы при работе с высокой частотой
- сокращения потерь более, чем в 2 раза, при использовании ЭПРА по сравнению с использованием электромагнитных ПРА.

Регулировка светового потока

Так называемые ЭПРА с регулировкой светового потока работают с отсечкой фазы по переднему фронту, значитетельно улучшая светорегулировочные свойства люминесцентных ламп. Они используют свойство дросселя повышать сопротивление при увеличении частоты. Последовательно подключенный к лампе дроссель подает понижающийся по мере повышения рабочей частоты электрический ток через интерфейс 1-10В или DALI. Ток с рабочей частотой, вырабатываемый отдельным исполнительным элементом, должен быть подведен отдельно к каждому ЭПРА. ЭПРА с регулировкой светового потока должны и при низком токе поддерживать постоянное горении электродной спирали, чтобы электроды лампы и в этом случае оставались способными к излучению.

Срок службы и коммутационная прочность

При использовании ЭМПРА и обычных стартеров тлеющего разряда срок службы при росте количества включений/выключений сильно снижается.
То же явление наблюдается при так называемом включении ЭПРА из холодного состояния, которые имеют такое преимущество, как мгновенный запуск лампы. При этом, однако, в результате немедленного перехода от тлеющего разряда к температуре эмиссии сильно повреждаются электроды и при большим количестве повторных включений/выключений сокращается срок службы люминесцентных ламп.
При эксплуатации приборов запуска из горячего состояния происходит обратное: электроды нагреваются электрическим током перед зажиганием, вследствие чего повреждение электродов практически исключается. Связанные с этим задержки зажигания около 1 сек. (в зависимости от ЭПРА) вполне допустимы.

Температурные характеристики

Физические характеристики люминесцентных ламп зависят от температуры окружающей среды. Это обусловлено характерным температурным режимом давления паров ртути в лампе. При низких температурах давление низкое, из-за этого существуют слишком малое количество атомов, которые могут участвовать в процессе излучения. При слишком высокой температуре высокое давление паров ведет к всевозрастающему самопоглощению произведенного ультрафиолетового излучения. При температуре стенки колбы около 40°C лампы достигают максимального напряжения индуктивной составляющей искрового разряда и таким образом самой высокой световой отдачи.
У ламп T5 с диаметром трубки 16 мм (FH, FQ) как и у всех люминесцентных ламп, номинальный световой поток устанавливается при температуре 25°C, а максимальный световой поток при температуре от 33 до 37°C. Это значит, что КПД светильника для ламп Т5 должен быть выше.

Металлогалогенные лампы

Металлогалогенные лампы это ртутные лампы высокого давления с добавками йодидов металлов или йодидов редкоземельных элементов (диспрозий (Dy), гольмий (Ho) и тулий(Tm) а также комплексные соединения с цезием (Cs) и галогениды олова (Sn). Эти соединения распадаются в центре разрядной дуги, и пары металла могут стимулировать эмиссию света, чьи интенсивность и спектральное распределение зависят от давления пара металлогалогенов. Световая отдача и цветопередача дугового разряда ртути и световой спектр значительно улучшаются.

HMI-ЛАМПЫ

Металлогалогенные лампы с повышенной нагрузкой на стенку и очень коротким межэлектродным расстоянием имеют ещe более высокую световую отдачу и цветопередачу, что, однако, ограничивает срок службы. Главной областью применения ламп НМI является сценическое освещение, эндоскопия, кино- и телесъемка при дневном освещении (цветовая температура = 6000K).
Мощность этих ламп лежит в диапазоне от 200Вт до 18кВт.

Короткодуговые лампы HTI

Для оптических целей были разработаны короткодуговые металлогалогенные лампы с малыми межэлектродными расстояниями. Наряду с большой световой отдачей они отличаются очень высокой яркостью. Поэтому они используются прежде всего для световых эффектов, как позиционные источники света и в эндоскопии.

Сбор и утилизация отходов от старых ламп и электронных ПРА

Утилизация ламп накаливания

Лампы накаливания состоят из стекла и металла и не содержат никаких вредных для окружающей среды веществ. Утилизация через контейнер бытового мусора и контейнер для остатков материалов не является поэтому проблемой. Но стекла от ламп не выбрасываются в контейнер для стекла, так как ламповое стекло имеет отличную от бутылочного стекла структуру.
Хотя галогенные лампы накаливания и содержат галоген и галогенные соединения, но это количество очень незначительно (около одной миллионной грамма). Даже разбитие большого количества ламп не представляет опасности для человека и окружающей среды. Поэтому лампы можно выбрасывать в бытовой мусор.

Утилизация газоразрядных ламп

Люминесцентные и компактные люминесцентные лампы содержат так же, как и газоразрядные лампы повышенного давления, незначительные количество ртути и подверженного вторичной переработке люминофора. Поэтому они не могут быть выброшены в обычный контейнер для остатков материалов или в контейнер для бутылочного стекла, а должны утилизироваться как специальные отходы, к примеру, сдаваться на общественные пункты приема ценных материалов (отходов).
Натриевые лампы низкого давления и натриевые ксеноновые лампы утилизируются без особых трудностей.

Электронные ПРА

Электронные ПРА не содержат никаких вредных для окружающей среды веществ, но содержат ценные электронные компоненты. Они сдаются на электронный металлолом.

Светодиодные лампы LED

v8 — Fri, 14 May 2010 13:47:50 GMT

Светодиодные лампы LED

Светодиод или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в нем полупроводника. Считается, что первый светодиод, излучающий свет в видимом диапазоне спектра, был изготовлен в 1962 году в Университете Иллинойса группой, которой руководил Ник Холоньяк.

Как и в любом полупроводниковом диоде, в светодиоде имеется p-n переход. При пропускании электрического тока в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

Не всякие полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (то есть таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа AIIIBV (например, GaAs или InP) и AIIBVI (например, ZnSe или CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).

Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.

    Особенности

По сравнению с другими электрическими источниками света (преобразователями электроэнергии в электромагнитное излучение видимого диапазона), светодиоды имеют следующие отличия:

    * Высокий КПД. Современные светодиоды немного уступают по этому параметру только натриевым газоразрядным лампам. Однако натриевые лампы непригодны для освещения жилых помещений из-за низкого качества света.
    * Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие спирали и иных чувствительных составляющих).
    * Длительный срок службы. Но и он не бесконечен — при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.
    * Спектр современных люминофорных диодов аналогичен спектру люминесцентных ламп, которые давно используются в быту. Схожесть спектра обусловлена тем, что в этих светодиодах также используется люминофор, преобразующий ультрафиолетовое излучение в видимое.
    * Малая инерционность.
    * Малый угол излучения — также может быть как достоинством, так и недостатком.
    * Низкая стоимость индикаторных светодиодов, но высокая стоимость при использовании в освещении.
    * Безопасность — не требуются высокие напряжения.
    * Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
    * Отсутствие ядовитых составляющих (ртуть и др.) и, следовательно, лёгкость утилизации.

Применение светодиодов

    * В уличном, промышленном, бытовом освещении.
    * В качестве индикаторов, в виде одиночных светодиодов (например индикатор включения на панели прибора) так и в виде цифрового или буквенно-цифрового табло (например цифры на часах)
    * Массив светодиодов используется в больших уличных экранах, в бегущих строках. Такие массивы часто называют кластерами светодиодов, светодиодными кластерами, или просто кластерами.
    * В оптопарах
    * Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и светофорах
    * Светодиоды используются в качестве источников модулированного оптического излучения (передача сигнала по оптоволокну, пульты ДУ, светотелефоны)
    * В подсветке ЖК экранов (мобильные телефоны, мониторы, телевизоры и т. д.)
    * В играх, игрушках, значках, USB-устройствах, и других гаджетах.
    * В светодиодных дорожных знаках
    * В гибких ПВХ световых шнурах Дюралайт

Органические светодиоды — OLED

Многослойные тонкоплёночные структуры, изготовленные из органических соединений, которые эффективно излучают свет при пропускании через них электрического тока. Основное применение OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, нежели производство жидкокристаллических дисплеев.

Главная проблема для OLED — время непрерывной работы, которое должно быть не меньше 15 тыс. часов. Одна проблема, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, причем время качественного показа неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня «синий» OLED все-таки добрался до отметки в 17,5 тыс. часов непрерывной работы.

Дисплеи из органических светодиодов широко применяются в сотовых телефонах, GPS-навигаторах, для создания приборов ночного видения.

Виды ламп накаливания

v8 — Thu, 13 May 2010 17:02:44 GMT

Виды ламп накаливания

Лампы общего назначения

Лампы общего назначения - это одно из выдающихся изобретений двадцатого века. С момента появления они мало чем изменились. На сегодняшний день они являются самыми распространенными и насчитывают множество типов.

Обычные лампы накаливания грушевидной формы с цоколем типа E 27,Е40.

Стандартные с колбой типа А

Мощность: 25, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300,500 Вт.

Рабочее положение - универсальное.
Выпускаются с прозрачными или матовыми колбами

Варианты применения:

Прозрачные лампы идеально подходят для непрямого освещения в закрытых светильниках и в тех случаях, когда необходимо яркое освещение.

Матовые лампы дают приглушенный и рассеивающий свет, пригодный для любых целей.

Лампа декоративный шар

Сферические вакуумные или газонаполненные лампы накаливания с матовой, прозрачной или цветной (красной, желтой, зеленой, синей) стеклянной колбой с цоколями типа E 27 и Е14

Мощность: 25, 40, 60 Вт.

лампы уменьшенного размера и изящной формы

Широко используются в подсветке круглых зеркал, в люстрах, канделябрах, торшерах и бра.

Мягко рассеянный свет делает обстановку уютной и комфортной, отвечает как функциональным, так и эстетическим требованиям
Рабочее положение - универсальное.

Варианты применения:

В бытовом освещении - гостиные и столовые, кабинеты и коридоры

Холлы гостиниц, рестораны, спальни, коридоры, конференц-залы и фойе

Клубы и места общественного пользования

Магазины, бутики, супермаркеты, другие подобные места.

Лампа декоративная свеча

Лампа из прозрачного или матового стекла с вакуумной или газонаполненной колбой и цоколем типа Е27 и Е14 выполненная в форме свечи

Мощность: 25, 40, 60 Вт.

Изящные лампы из кристально чистого стекла, предназначенные для яркого освещения

Создает классическую яркую обстановку

Матовые лампы:

Матовые лампы с изящной колбой

Создает эффект приглушенного освещения

Лампы из прозрачного стекла:

лучшее применение находят в люстрах из декоративного стекла и в бра с плафонами из прозрачного и текстурированного стекла

яркая, видимая нить накаливания добавляет яркость лампе для лучшего светового эффекта
Рабочее положение - универсальное. Исключение составляют некоторые типы ламп мощностью 60 Вт, которые можно использовать лишь в положении цоколем вертикально вниз.

Варианты применения:

В бытовом освещении - гостиные и столовые, кабинеты и коридоры

Холлы гостиниц, рестораны, спальни, коридоры, конференц-залы и фойе, клубы и места общественного пользования, концертные залы, магазины и бутики, церкви.


Лампа местного освещения

Прозрачные лампы, работающие от напряжения 12, 24, 36

Цоколь типа E 27

Мощность: 40, 60, 100 Вт
Рабочее положение – универсальное

Варианты применения:

Местное освещение, аварийное освещение.

Лампа разного назначения

Лампа из прозрачного стекла с вакуумной колбой и цоколем типа Е14 выполненная в трубчатой форме

Мощность: 15 Вт
Армированная одинарная/двойная спиральная нить накаливания
Рабочее положение – универсальное

Варианты применения:

В бытовых приборах, ночниках, холодильниках, швейных машинах.

Лампа рефлекторная

Лампа из прозрачного стекла с вакуумной или газонаполненной колбой и цоколем типа Е27 и Е14, выполненная в конусовидной форме

Тип лампы R39, R50, R63, R80

Мощность: 25, 30, 40, 60, 75, 100 Вт

Лампы R50, R63, R80 выпускаются в цветном исполнении: красного, желтого, зеленого, синего цвета. Мощность: 40, 60 Вт.

Лампы с отражателем разработаны на основе передовой технологии прожекторного освещения

Рассеивание светового потока и сила света делают эти лампы подходящими для небольших помещений или для миниатюрных светильников

Широкий выбор по размеру колб и мощности

Легко заменяются и устанавливаются благодаря удобной конусовидной форме
Рабочее положение – универсальное

Варианты применения:

Рекламное освещение в магазинах, гостиницах, ресторанах, бытовое освещение.

Люминесцентные лампы

v8 — Thu, 13 May 2010 13:54:53 GMT

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы очень экономичны и имеют светоотдачу до 104 лм/Вт. Эффективность использования электроэнергии и широкий диапазон цветовых температур делают лампы этого типа лучшим выбором. Множество типов по мощности и длине, разнообразный дизайн делают люминесцентные лампы лучшим инструментом для решения задач общего освещения. А также включают широкий ассортимент специальных ламп: бактерицидных, использующихся в медицине, для аквариумов и оранжерей, ламп использующихся в пищевой промышленности, и многих других отраслях.

Лампы co cтандаpтным галoфocфатным люминoфopoм, отличаются низкой цeнoй, и oбecпeчивают средний уровень цветопередачи.(Ra 50-70)

Выпускаются с различными цветовыми температурами 3000-6500К.

Срок службы 13000часов (с ЭМ балластом Philips)

Лампы c улучшенной цветопередачей, выпускаются с 3-компонентным люминофором, обладают следующими качествами: хорошее воспроизведение цвета(Ra >80); высокая стабильность светового потока (до 95% к концу cpoка cлужбы); Бoлee дoлгий cpoк службы (15000 часов с ЭМ балластом Philips и до 20000 чаcoв c пpимeнeниeм элeктpoннoгo пуcкopeгулиpующeгo аппаpата) На 15% больше cвeтooтдачa, чем у cтандаpтныx ламп c галoфocфатным    люминoфopoм. Выпускаются с различными цветовыми температурами 2700-4000К.

Выпускаются в трубчатой колбе диаметром 26 мм

Мощность ламп с цоколем G13: 15, 18, 30, 36, 58 Вт.
Мощность ламп с цоколем G5: 4, 6, 8, 13, 14, 28 Вт.

Варианты применения:

Широкий диапазон светильников, где используются люминесцентные лампы. Например, в школах, офисах, магазинах, коридорах предприятий и т. д.

Цветные люминесцентные лампы

Трубчатые ртутные лампы низкого давления с внутренним люминесцентным напылением, преобразующим УФ излучение ртутного газового разряда в видимое излучение

Лампа красного, желтого, зеленого, синего цвета.
Мощность: 18, 36 Вт.

Варианты применения:

Световые эффекты на сцене, освещение витрин в магазинах, праздничная иллюминация, бары, залы для танцев и т. д.

Лампы Aquarelle


Эти лампы имеют отличную цветопередачу и излучают световой поток сбалансированного спектра, который способствует образованию кислорода, улучшает, среди прочего, рост аквариумных растений и рыб и обладает хорошей цветопередачей
Мощность:15, 18, 30, 36 Вт.

Варианты применения:

Оптимальны для передачи естественной красоты рыб и растений в аквариумах со свежей водой.

Лампы для дезинфекции

    Коротковолновое УФ-излучение с пиком 253,7 нм (УФ-С), обладающее бактерицидным действием

Стекло лампы отфильтровывает озонообразующую спектральную линию 185 нм

Внутреннее защитное покрытие поддерживает полезное излучение УФ-С на постоянном уровне

Мощность ламп с цоколем G13: 15, 18, 30, 36 Вт.
Мощность ламп с цоколем G5: 4, 6, 8, 13 Вт.

Варианты применения:

Уничтожение или дезактивация бактерий, микробов и других микроорганизмов

Дезинфекция воздуха, воды и поверхностей в больницах, НИИ бактериологии, фармацевтических предприятиях и предприятиях пищевой промышленности, например на молочных, пивоваренных заводах и в пекарнях

Дезинфекция питьевой воды, сточных вод, плавательных бассейнов, систем кондиционирования, холодных складских помещений, упаковочных материалов и т.д.
Используются в целом ряде фотохимических процессов.

Лампы для подсветки мясных продуктов

Лампы предназначены не для общего освещения магазинов, а для специальной подсветки продуктов. Лампы имеют спектр излучения, который делает внешний вид мясных продуктов более привлекательным.

Не имея красного оттенка в самом свете, лампы делают красный цвет продуктов более живым и насыщенным.

Лампы имеют цветовую температуру 3800к
Мощность: 15, 18, 30, 36, 58 Вт.

Варианты применения:

Продуктовые магазины.