Светильники с люминесцентными лампами: устройство
На фоне постоянного роста цен на электричество населению приходится экономить. Наиболее простой способ сделать это — установить люминесцентные лампы. Они потребляют в 3-4 раза меньше, чем классические, давая практически такой же световой поток. Давайте разберем, чем хорош светильник для люминесцентной лампы, есть ли смысл менять обычные лампочки накаливания на “энергосберегайки” и в чем их основные достоинства.
Содержание:
- 1 Введение
- 2 Устройство светильника
- 3 Типы ламп
- 4 Некоторые нюансы
Введение
Светильники, работающие по принципу люминесцента, были изобретены в середине 30-х годов прошлого века. Их придумали в США. Распространяться по стране они начали в 50-е годы, в 60-е они появились в Европе и СССР.
Сегодня люминесцентные светильники находятся на втором месте по распространенности (первое занимают лампы накаливания), но их процентное соотношение постоянно растет. И даже светодиодные лампы не вытесняют люминесцентные с рынка — они занимают нишу обычных ламп накаливания.
Использование этих светильников долгое время было ограничено из-за их больших размеров. Если в общественных заведениях их еще можно было разместить, то для дома они не очень подходили. Но в 90-е годы ученым удалось усовершенствовать конструкцию, уменьшить ширину трубки до 12 мм и скрутить ее в спираль, создав аналог обычной лампочки. Это придало люминесцентным лампам новую жизнь.
Устройство светильника
Теперь давайте разберем, из чего состоит люминесцентная лампа (речь идет о компактных вариантах, или КЛЛ):
- Колба.
- Цоколь.
Колба представляет собой тонкую трубку, завитую в спираль. Внутри трубки расположены электроды из вольфрама, окрашенные оксидами стронция, бария и кальция.
Современные люминесцентные лампыВнимание: при производстве КЛЛ используются различные редкоземельные элементы, нанесенные в 3-5 слоев в качестве люминофора. Следите за тем, чтобы цоколь не разбился — в нем много вредных веществ. Именно за счет использования более дорогих люминофоров, нанесенных толстым слоем, ученым удалось добиться значительного сокращения длины трубки.
Изучая устройство светильника с люминесцентными лампами, следует рассказать про вторую часть конструкции — цоколь. Он не только удерживает светильник в патроне, но и содержит внутри ЭПРА (пуско-регулирующую аппаратуру или, в просторечии, стартер/балласт). Они выдают токи с высокими частотами, из-за чего у комнатных ламп полностью отсутствует эффект мерцания, который хорошо заметен у обычных линейных ламп накаливания. Высокочастотные токи образуются в результате работы инвертора, выпрямляющего их и преобразующего в импульсы. Современные ЭПРА также способны усиливать мощностные коэффициенты, что позволяет создавать активные нагрузки и не компенсировать при работе косинус фи.
Внимание: по сути, срок службы лампы зависит от качества балласта. Расчетное время свечения люминофора около 20 тысяч часов, но устройство обычно работает меньше и выходит из строя в результате поломки ЭПРА.
При выборе старайтесь не экономить — дешевые лампы собираются из недорогих комплектующих, которые служат максимум полтора года.
Также они крайне чувствительны к скачкам напряжения — при просадке на 10-20% балласт может выйти из строя.
Типы ламп
Все устройства можно разделить на два типа:
- Имеющие встроенный ЭПРА.
- Имеющие внешний дроссель.
Встроенные ЭПРА, входящие в состав люминесцентной лампы, обычно подключаются к классическому цоколю E27 или E14 — они могут использоваться в любых люстрах и светильниках. Лампы под внешние ЭПРА представляют собой обычную трубку с цоколем под штырьковые крепления. Обычно их используют в настольных светильниках — дроссель находится внутри корпуса, а лампа является расходным материалом.
Цоколь у них может быть рассчитан на подключение к 2 или 4 штырькам. При замене лампы нужно учитывать тип цоколя, чтобы не перепутать — промышленность выпускает более 10 видов подобных устройств.
Некоторые нюансы
Раньше люминесцентные лампы не очень любили, поскольку они давали “больничный” безжизненный белый свет. Сегодня ситуация изменилась — промышленность выпускает устройства с диапазоном работы от 2700 до 6500 градусов Кельвина, что практически полностью перекрывает возможные диапазоны от “лампового” желтого до практически голубого.
Мощность подобных светильников варьируется от 5 до 23 ватт, для жилых помещений используют 9-15 ваттные варианты. Выбирая себе качественную лампу, обязательно спрашивайте у продавца про устройство люминесцентного светильника. Чем качественнее ЭПРА, тем дольше она прослужит. Стандартный срок службы сертифицированных ламп — 10 00 часов, тогда как дешевые китайские подделки служат 1000-3000 часов. Изделия от лидеров рынка, таких как PHILIPS или OSRAM, легко выхаживают по 15 тысяч часов, особенно если в сети нет провалов напряжения.
Внимание: люминесцентные светильники не работают вместе с диммерами. Если вам важен процесс регулировки уровня освещения, то приобретайте классические лампы накаливания.
И еще один совет напоследок. Не гонитесь за дешевыми устройствами — они служат очень мало. Если хотите сэкономить, то покупайте комплекты из 2, 4, 8 светильников — они обходятся значительно дешевле, чем одиночные.
Люди часто спрашивают, какой газ в люминесцентных лампах используют и не вреден ли он. В большинстве устройств используют аргон с парами ртути. Ничего страшного не произойдет, если вы разобьете ее в доме, но лучше все же не допускать подобного и сдавать их в пункты утилизации.
Какой светильник выбрать: светодиодный или люминесцентный?
Для освещения офисов и магазинов чаще всего используют 2 вида светильников: светодиодные и люминесцентные.
Для того, чтобы определиться с выбором вида светильника, предлагаем их сравнить.
Для примера можно взять 2 самых популярных офисных светильника ЛВО 4х18 (люминесцентный) и СГ-418-УП-40 (светодиодный, производства компании «Светлый город»), имеющих корпус одного размера (595×595 мм).
Люминесцентный светильник ЛВО 4х18 состоит из:
- Корпуса с арматурой (провода, ПРА, ламподержатели)
- Источника света (4 лампы по 18 Вт каждая)
- Зеркальной растровой решетки
Световой поток новых 18 Вт ламп составляет ~ 1100 -1200 Лм.
4 лампы х 1200 Лм = 4800 Лм (это суммарный световой поток ламп).
Поскольку лампы светят во все стороны, фактически используется не более 60% их светового потока. Это значение определяется КРИВЫМИ СИЛ СВЕТА к данному светильнику. (т.е. светильник, при использовании 4-х ламп, выдает только 60% суммарного светового потока ламп).
Итого: световой поток светильника с 4-мя лампами по 18 Вт составит: 4 х 1200 х 0,6 КПД = 2880 Лм, т.
е. новый светильник типа ЛПО/ЛПО 4х18 выдает под собой света в количестве 2880 Лм. При этом светильник потребляет (4х18) х 1,1 = 79,2 Вт (10% мощности идет на работу ПРА, который преобразует и подает ток непосредственно на ЛЛ).
После непродолжительной эксплуатации (не более 1 года) световой поток светильника ЛВО 4х18 падает до 2400-2500 Лм. Это связано с выгоранием люминофора в лампах. При этом потребление электроэнергии светильником увеличивается до 30% (блок питания пытается «дожигать» уже деградированные ЛЛ до прежней производительности). Таким образом, при заявленной мощности светильника 80 Вт светильник будет потреблять более 100 Вт.
Светодиодный светильник СГ-418-УП-40
Светодиодные светильники СГ-418-УП-40 светят только в одну полусферу (вниз), при этом их световой поток составляет 4300 Лм и не меняется в течение 50 тыс. часов эксплуатации. При эксплуатации светодиодов в период от 50 до 100 тыс. часов произойдет деградация светодиодов по освещенности до 35%.
Светодиодный светильник СГ-418-УП-40 потребляет всего 40 Вт и рассчитан на период эксплуатации до 10 лет в сухих и проветриваемых помещениях. Экономия электрической энергии позволяет окупаться светильнику в течение 1-1,5 лет. Дальнейшая эксплуатация приносит вам доход (в виде сэкономленных средств).
В данной статье мы сравнили светильники ЛВО 4х18 и СГ-418-УП-40 по двум параметрам: светоотдаче и потребляемой мощности. Эти параметры являются определяющими в выборе светового прибора.
Таким образом, светодиодный светильник потребляет в 2 раза меньше энергии, а светит в 1,5 раза ярче, чем люминесцентный.
Если вы хотите заменить люминсцентный светильник на светодиодный и не хотите, чтобы в помещении было светлее, то выбирайте светильник светодиодный потолочный СГ-418-УП-30 30 Вт.
Лампы люминесцентные, газоразрядные, люминесцентные, люминофор, цветовой тон, энергия, световая отдача
Лампы люминесцентные – это устройства, используемые для освещения и излучающие люминесцентный свет.
Эта флуоресценция возникает в некоторых люминофорах (флуоресцентных материалах), которые обычно возбуждаются ультрафиолетовым светом от электрического разряда в каком-нибудь газе, обычно в парах ртути. Испускаемый свет обычно белый.
Наиболее распространенные люминесцентные лампы содержат пары ртути (смешанные с аргоном или ксеноном) внутри стеклянной трубки ( люминесцентная лампа ) длиной от 20 см до 2,5 м и диаметром от 1 см до нескольких сантиметров. Как и в других ртутных лампах, электрический разряд возбуждает атомы ртути за счет неупругого рассеяния электронов: электроны ускоряются электрическим полем в трубке, а при столкновении электрона с атомом ртути часть кинетической энергии электрон превращается в энергию возбуждения атома ртути. После этого атом ртути может излучать свет, в основном в ультрафиолетовой области спектра с длинами волн 254 нм и 185 нм. Эта часть процесса называется катодолюминесценция (→ люминесценция ).
Впоследствии флуоресцентное покрытие (называемое люминофором ) на внутренней поверхности трубки поглощает ультрафиолетовый свет и преобразует его во флуоресцентный свет, в основном в видимой области спектра.
(Любой оставшийся ультрафиолетовый свет поглощается в стеклянной трубке.) Люминофор содержит несколько активных (светоизлучающих) веществ, которые смешаны таким образом, что общий спектр излучения приводит к восприятию белого света.
Цветовые тона и цветопередача
Спектр излучения любой люминесцентной лампы, зарегистрированный с помощью анализатора оптического спектра (например, спектрографа), можно легко отличить от спектра излучения лампы накаливания: он гораздо более структурирован, с высокой спектральная плотность мощности в одних областях спектра и гораздо более низкие значения на других длинах волн. Тем не менее визуальное впечатление для человеческого глаза может быть похоже на дневной свет. По сути, это связано с тем, что глаз имеет только три различных типа фоторецепторов для различения цветов; только относительные уровни возбуждения для этих типов фоторецепторов имеют значение для цветового впечатления. Кроме того, зрительное восприятие человека быстро адаптирует свою цветовую калибровку в соответствии со спектром окружающего света; по этой причине сильные изменения в спектре дневного света, т.
е. между полуднем и поздним вечером практически не воспринимаются.
Изменяя состав люминофора, можно получить различные цветовые тона. «Теплый» (мягкий) цветовой тон часто предпочтительнее для освещения жилых помещений; он имитирует более теплый оттенок солнечного света в вечернее время, что может способствовать созданию расслабляющей атмосферы. С другой стороны, свет с «холодным» цветовым оттенком (с более высокой цветовой температурой ) больше подходит, например, для офисов; он лучше сочетается с солнечным светом в полдень и поддерживает сосредоточенную работу.
Даже когда цветовой тон оптимизирован для конкретного применения, неравномерный оптический спектр люминесцентной лампы может несколько изменить внешний вид цвета объектов, которые она освещает. В основном это связано с тем, что оптические свойства объекта исследуются в основном в области длин волн сильного излучения, тогда как свойства в некоторых областях слабого излучения не вносят существенного вклада в общее визуальное впечатление.
Такие эффекты можно количественно оценить с помощью индекс цветопередачи (CRI). Некоторые люминесцентные лампы имеют низкий индекс цветопередачи и поэтому не подходят, когда могут иметь значение едва заметные различия в цвете, например, в темноте. в фотоателье. Однако это сильно зависит от состава люминофора; многие современные лампы, использующие смесь трифосфора, содержащую европий и тербий, позволяют добиться очень высокого индекса цветопередачи. Для ламп с высоким индексом цветопередачи используются различные маркетинговые термины, такие как «естественный полный спектр», «высокая четкость» и «дневной свет».
Электрические аспекты
Электрический разряд возникает между двумя вольфрамовыми нитями. В большинстве люминесцентных ламп они покрыты различными оксидами, способствующими термоэлектронной эмиссии. На начальном этапе электроды нагреваются более сильным током, чем обычно, и разряд начинается с высоковольтного всплеска. Как только газ ионизируется, его электрическая проводимость становится существенной, а напряжение, необходимое для поддержания разряда, падает ниже 200 В.
Люминесцентные лампы большего размера обычно используют катушку индуктивности в качестве балласта, что возможно для работы с обычным переменным током. Катушка индуктивности также служит для обеспечения высокого напряжения для запуска. Во время этой фазы газовый разряд электрически шунтируется, в результате чего через электроды и индуктор протекает относительно большой ток. Через несколько секунд электрический байпас отключается, и внезапное падение тока приводит к тому, что катушка индуктивности создает всплеск напряжения, который запускает разряд. В установившемся режиме ток значительно меньше, чем в пусковой фазе, поэтому нагрев электродов слабый. Процесс запуска контролируется небольшим стартер (автоматический пусковой переключатель), содержащий небольшую лампу накаливания и биметаллический переключатель.
См. рис. 1 для типичной электрической цепи.
Вместо простого индуктора можно использовать более сложную электронную схему в качестве балласта и для запуска. (Строго такую электронику во многих случаях нельзя назвать балластом.) Это может иметь ряд преимуществ:
- Электронное устройство может быть более компактным, что позволяет использовать его в компактные люминесцентные лампы (см. ниже).
- Работа с источником постоянного тока возможна с подходящей электроникой, тогда как в этом случае нельзя использовать простой индуктор.
- Электроника может работать на частоте, намного превышающей частоту сетевого напряжения. Это (в сочетании с другими деталями) позволяет повысить энергоэффективность. Кроме того, мерцание практически исключено.
С другой стороны, есть опасения, связанные с электросмогом (см. ниже).
Диммирование (уменьшение яркости) возможно только с помощью специальных электронных устройств, которые не очень распространены.
Электронные диммеры для ламп накаливания не подходят для диммирования люминесцентных ламп.
Люминесцентным лампам обычно требуется некоторое время для прогрева перед достижением полной яркости, главным образом потому, что необходимо создать достаточное давление паров ртути (около 3 мбар). Время прогрева может составлять всего несколько секунд, но в других случаях оно составляет целую минуту. При эксплуатации вне зданий люминесцентная лампа может зимой не достигать своей оптимальной температуры и, следовательно, иметь пониженную яркость.
Рисунок 2: Типичная люминесцентная лампа с длинной трубкой. Потребляя 18 Вт электроэнергии, она генерирует столько же света, сколько и лампа накаливания мощностью 100 Вт. Существуют так называемые люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL), в которых используется термоэлектронная эмиссия катода , а не : электроды не имеют оксидного покрытия, а рабочая температура ниже температуры термоэлектронной эмиссии, хотя она может быть и не низкой.
Компактные люминесцентные лампы
Рисунок 3: Компактная люминесцентная лампа с цоколем E27, используемая в Центральной Европе. Обычные прямые или изогнутые флуоресцентные трубки часто слишком велики, чтобы заменить лампы накаливания. Поэтому были разработаны компактные люминесцентные лампы ( люминесцентные лампы ), которые имеют размер, сравнимый с лампой накаливания, и могут использоваться в светильниках того же типа. Эта компактная форма стала возможной благодаря разработке относительно небольших трубок (иногда в форме намотки) и компактных электронных балластов, которые также повышают энергоэффективность и уменьшают мерцание. Существуют также неинтегрированные компактные лампы, используемые с отдельным электронным балластом, так что лампу можно заменить по истечении срока службы, а электронный балласт с длительным сроком службы можно использовать повторно.
Срок службы
Срок службы люминесцентной лампы может превышать 10 000 часов, если она работает в течение длительных интервалов времени. Частые включения и выключения могут существенно сократить срок службы устройства. Некоторые электронные балласты, особенно для компактных люминесцентных ламп, оптимизированы для частого переключения, что делает такие лампы гораздо менее уязвимыми.
Энергоэффективность и экологические аспекты
Хотя часть энергии ультрафиолетового излучения ртути теряется в люминофоре, флуоресцентные лампы все же в несколько раз более энергоэффективны, чем лампы накаливания. Вместо того, чтобы указывать эффективность преобразования энергии, разумнее рассмотреть светоотдача , которая учитывает чувствительность глаза, зависящую от длины волны. Световая отдача люминесцентных ламп может достигать порядка 100 люмен на ватт. (Когда требуется высокий индекс цветопередачи, возможно, придется принять несколько более низкую эффективность.
) Это можно сравнить примерно с 10–20 лм/Вт для ламп накаливания (где более высокие значения относятся к более мощным устройствам) и несколько более 20 лм/Вт. лм/Вт для галогенных ламп. Таким образом, использование люминесцентной лампы вместо лампы накаливания может легко снизить потребление электроэнергии при заданной освещенности на 80%. Экономия затрат на электроэнергию может быть кратной увеличению цены лампы, а снижение энергопотребления связано с уменьшением загрязнения окружающей среды и уменьшением выбросов парниковых газов (углекислого газа) электростанциями.
С другой стороны, потребление энергии для , производящего люминесцентную лампу, в несколько раз выше, чем для лампы накаливания. Однако это количество энергии все равно намного меньше, чем потребляемое при работе, а также срок службы устройства (см. выше) намного больше. Следовательно, дополнительное количество энергии для производства компенсируется за небольшую часть срока службы и не является веским аргументом против использования люминесцентных ламп.
Более высокая энергоэффективность люминесцентных ламп также связана с соответственно меньшим выделением тепла. В то время как теплоотдача в отапливаемых зданиях может приветствоваться, этот вклад в отопление относительно неэффективен из-за потерь энергии на типичных электростанциях. В кондиционируемых зданиях отопление лампами нежелательно, так как может значительно увеличить потребление электроэнергии охлаждающими устройствами, так что экономия электроэнергии за счет использования эффективных люминесцентных ламп больше, чем прямая экономия в лампе. Обратите внимание, что нагрев лампами также может иметь нежелательные локальные побочные эффекты, например, создавать опасность пожара в деревянных зданиях.
По истечении срока службы люминесцентные лампы должны быть переработаны, главным образом потому, что они содержат некоторое количество ядовитой ртути: несколько миллиграммов для компактных люминесцентных ламп и несколько больше для длинных трубок. (Для сравнения, медицинские термометры раньше содержали примерно 1 г ртути, и многие другие электрические устройства, которые частично все еще можно продать, содержат аналогичные количества.
) В случае компактных люминесцентных ламп электроника также может содержать вредные вещества. К сожалению, потребители часто не знают об этом (особенно в случае с компактными люминесцентными лампами), поэтому лампы утилизируются как обычный мусор, а ртуть загрязняет окружающую среду. Однако этот факт не следует преувеличивать, потому что лишь малая часть ртути в бытовых и коммерческих отходах приходится на лампы. Кроме того, электростанции, работающие на угле, выделяют значительное количество ртути; фактически они вносят самый большой вклад в глобальные выбросы ртути. Например, работа ламп накаливания мощностью 100 Вт в течение 5000 часов, приводящая к потреблению электроэнергии в 500 кВтч, легко может быть связана с выбросами ртути в размере 10–20 мг, даже если электроэнергия поступает не только от угольных электростанций. Это сравнимо с количеством ртути в люминесцентной лампе мощностью 25 Вт, которая производит такое же количество света в течение своего срока службы. Таким образом, даже без какой-либо переработки ламп люминесцентные лампы не обязательно вызывают более высокие общие выбросы ртути, а с рециркуляцией ситуация может быть значительно лучше.
Опасения по поводу электросмога
Некоторые потребители обеспокоены эмиссией электросмога люминесцентными лампами. Это основано на том факте, что, в частности, электронные балласты в компактных люминесцентных лампах создают значительные электрические и магнитные поля на более высоких частотах в непосредственной близости от них. С другой стороны, эффективные люминесцентные лампы вызывают меньшие токи в проводах и, следовательно, меньшие магнитные поля вокруг бытовой проводки. Кроме того, они являются лишь одним из многих типов устройств в домашнем хозяйстве, которые генерируют электрические и магнитные поля.
Главный вопрос в этом контексте заключается в том, связаны ли такие электромагнитные излучения с риском для здоровья и насколько они могут быть серьезными. На этот вопрос очень трудно ответить из-за отсутствия убедительных данных. По-видимому, есть некоторые доказательства того, что низкочастотные электромагнитные поля имеют некоторые биологические эффекты, но, несмотря на интенсивные исследования, нет научных доказательств того, что существует значительный риск для здоровья.
В этой ситуации представляется разумным уменьшить воздействие полей там, где это легко возможно (например, избегая длительного пребывания в непосредственной близости от компактных люминесцентных ламп), но не отказываться от хорошо доказанного положительного эффекта снижения потребления электроэнергии флюоресцентные лампы.
Другие проблемы со здоровьем
Есть много других проблем со здоровьем, связанных с люминесцентными лампами, которые, однако, плохо обоснованы:
- Излучаемый оптический спектр отличается от спектра ламп накаливания: он более структурирован, и его цветовая температура может быть другой. Однако нет никаких доказательств того, что спектры структурированного излучения представляют опасность для здоровья; только они затрудняют оценку цветов. Таким образом, большинство люминесцентных ламп не подходят для некоторых специальных применений, например. в контексте искусства. Кроме того, заявления о рисках, связанных с синей составляющей излучения, довольно неправдоподобны, поскольку солнечный свет содержит гораздо более интенсивные синие компоненты.
Цветовая температура может иметь значение для здоровья, но какая цветовая температура подходит, во многом зависит от обстоятельств. Например, низкая цветовая температура (например, 2500 К) подходит для комнатного освещения в вечернее время, иначе сон ночью может быть нарушен, тогда как более высокая цветовая температура (4000 К и выше, ближе к 6000 К, как для дневного света) в полдень) лучше в офисах, чтобы избежать усталости. Важно выбрать лампы с соответствующей цветовой температурой для данного применения, и очевидно, что легко доступны модели с довольно разными цветовыми температурами. - Флуоресцентные лампы могут излучать небольшое количество ультрафиолетового света из-за неполного поглощения люминофором и стеклом, но это количество очень слабое по сравнению с солнечным светом.
- Мерцание может быть проблемой, но заметное мерцание происходит только с лампами, которые неисправны или подходят к концу срока службы. При нормальной работе частота сети 50 Гц часто вызывает существенную модуляцию светоотдачи на частоте 100 Гц (часто даже с электронными балластами, имеющими только небольшие фильтрующие конденсаторы). Эта модуляция, однако, происходит слишком быстро, чтобы ее можно было заметить, и вряд ли она может быть проблемой для здоровья. (В США линейная частота 60 Гц вызывает еще более быструю модуляцию.)
- Электронные части, особенно компактных люминесцентных ламп, могут выделять некоторое количество ядовитых веществ. В некоторых плохих случаях это даже приводит к ощутимому запаху. Обычно концентрации таких веществ в воздухе помещений чрезвычайно малы и конкурируют с выбросами из многих других источников, включая устройства, содержащие больше электроники (например, телевизоры). Примечательные концентрации были получены только при искусственных измерениях, когда лампа находилась в очень небольшом объеме воздуха.
Цветовая температура может иметь значение для здоровья, но какая цветовая температура подходит, во многом зависит от обстоятельств. Например, низкая цветовая температура (например, 2500 К) подходит для комнатного освещения в вечернее время, иначе сон ночью может быть нарушен, тогда как более высокая цветовая температура (4000 К и выше, ближе к 6000 К, как для дневного света) в полдень) лучше в офисах, чтобы избежать усталости. Важно выбрать лампы с соответствующей цветовой температурой для данного применения, и очевидно, что легко доступны модели с довольно разными цветовыми температурами.
Эта модуляция, однако, происходит слишком быстро, чтобы ее можно было заметить, и вряд ли она может быть проблемой для здоровья. (В США линейная частота 60 Гц вызывает еще более быструю модуляцию.)Специальные типы люминесцентных ламп
Существуют безэлектродные люминесцентные индукционные лампы , в которых электромагнитное поле передает электрическую энергию на газовый разряд, так что электроды больше не нужны. В результате увеличивается срок службы лампы и расширяется спектр используемых светоизлучающих веществ.
Конкурирующие технологии
- Лампы накаливания дешевле и компактнее люминесцентных, но имеют более низкий КПД и более короткий срок службы.
- Светоизлучающие диоды (LED) начинают конкурировать с люминесцентными лампами, так как они могут предложить такой же высокий КПД, будучи очень компактными, легкими и прочными. Однако их цена за ватт все равно намного выше.
- Некоторые газоразрядные лампы, не использующие флуоресценцию, такие как натриевые лампы, могут быть более эффективными, чем люминесцентные лампы.
Поставщики
В Руководстве покупателя RP Photonics указаны четыре поставщика люминесцентных ламп.
См. также: газоразрядные лампы, ртутные лампы, люминесцентные лампы, люминофоры, индекс цветопередачи, светодиоды, лампы накаливания, галогенные лампы
Вопросы и комментарии пользователей
Здесь вы можете оставить вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора.
Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.
Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.
Ваш вопрос или комментарий:
Проверка на спам:
(Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)
Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.
История люминесцентного освещения | Shine Retrofits Lighting Blog
Хотя Томас Алва Эдисон и Никола Тесла экспериментировали с люминесцентными лампами еще в 1890-х годах, они так и не выпустили каких-либо коммерчески жизнеспособных версий этих ламп.
Мы благодарим Питера Купера Хьюитта за разработку плана производства люминесцентных ламп в массовом масштабе и экономически целесообразным способом. Здесь начинается история люминесцентного освещения.
Нужна помощь в принятии решения о том, подходит ли люминесцентная технология для вашего проекта освещения? Наша команда сертифицированных экспертов по освещению будет рада помочь вам выбрать правильное направление. Позвоните нам с понедельника по пятницу с 6:00 до 18:00 по тихоокеанскому стандартному времени по телефону 1-800-983-1315 или . Расскажите нам о своем проекте в нашей контактной форме , и мы свяжемся с вами в течение следующего рабочего дня.
История флуоресцентного освещения: прорыв Питера Купера Хьюитта
Флуоресцентное освещение долгое время было популярным и экономичным источником освещения. Источник: Википедия Работа дугового фонаря лежит в основе технологии флуоресцентного освещения.
Сэр Хамфри Дэви в 1801 году открыл, как можно заставить работать дуговой свет. Однако эта лампа не могла производить постоянный поток света. Затем Чарльз П. Штайнменц, немецкий ученый, усовершенствовал модель, разработав светящуюся дугу, в которой вместо углерода использовался магнетит.
Разрядные трубки низкого давления французского ученого Эдмона Беккереля, наполненные люминесцентными материалами и порошками, больше всего напоминают современные люминесцентные лампы. Однако его конструкция была практически неосуществима и не могла быть произведена в больших масштабах с экономической точки зрения.
Французский инженер Яблочков усовершенствовал модель дуговой лампы. В 1879 году он разработал электрическую свечу, которая излучала свет, эквивалентный по яркости нескольким сотням свечей. Электрическая свеча также использовалась для освещения Авеню де Л’Опера. В то же время американский инженер по имени Чарльз Браш также работал над усовершенствованием грубой дуговой лампы.
Вышеупомянутые работы и продукты повлияли на разработку ртутной лампы Hewitt, первого прототипа современных люминесцентных ламп.
Ртутная лампа Хьюитта
По данным Смитсоновского института, на работу Хьюитта над своей ртутной лампой повлияла лампа Гейсслера, разработанная Джулиусом Плюкером и Генрихом Гейсслером в середине 19-го века -й 90-й 183 век.
Питер Купер Хьюитт начал работать над ртутными трубками в конце 1890-х годов. Он наполнил ртутью длинную стеклянную трубку, выкачал из нее весь воздух и запаял оба конца трубки. По проводам, прикрепленным к обоим концам трубки, подавался электрический ток. После включения подачи тока трубка наклонялась. В результате ртуть образовала нить, оборвалась и испустила свечение, которое осветило всю трубку. На схеме ниже показан способ зажигания лампы Хьюитта с наклоном.
Инновация Хьюитта — первая значительная технологическая разработка в области освещения, проложившая путь к современным люминесцентным лампам. Однако трубки Хьюитта излучали сине-зеленый свет, который не был очень привлекательным, и поэтому его изобретение не считалось пригодным для продажи.
В начале 20-го -го -го века Томас Алва Эдисон и Уильям Сайм Эндрюс работали над своими собственными версиями люминесцентной лампы, которая могла излучать успокаивающий свет. Оба они использовали флуоресцентный материал для покрытия внутренней части стеклянной трубки. Но их проекты оказались коммерчески непрактичными.
Разработка коммерчески осуществимой люминесцентной лампы в 20-м веке
thПосле значительного затишья в середине 1920-х годов снова началась работа по разработке коммерчески осуществимой люминесцентной лампы. В 1926 году Жак Рислер, французский инженер, разработал покрытие для внутренней части флуоресцентного светильника, которое поглощало свет, излучаемый ртутью, и давало видимый свет успокаивающего оттенка.
В 1934 году группа ученых из GE разработала то, что мы знаем сегодня как люминесцентную лампу. Эти люди — во главе с Джорджем Инманом, в том числе Ричард Тейер, Уиллард А. Робертс и Юджин Леммерс — использовали десятилетия знаний и исследований от самых выдающихся ученых в истории, чтобы в конечном итоге найти способ для бизнеса и домов иметь новый источник света, который был более долговечным, лучшего качества и, как мы теперь знаем, обеспечивал экономию затрат и энергии по сравнению с традиционными лампами накаливания.
История люминесцентного освещения — это история о том, как они постепенно вытесняют лампы накаливания.
В 1938 году компания GE представила на рынке линейку люминесцентных ламп MAZDA. Эти лампы излучали свет разных цветов: красный, золотой, зеленый, синий, розовый, дневной и белый. Серия T12 имела мощность 15 Вт, длину 18 дюймов и диаметр 1,5 дюйма. Лампы T8 имели мощность 30 Вт, длину 36 дюймов и диаметр 1 дюйм.
Люминесцентные лампы продолжают совершенствоваться
С тех пор история люминесцентных ламп представляет собой историю постоянного совершенствования. Например, люминесцентные лампы Т-5, разработанные в 19 в.90-е на 45 процентов и 12 процентов более энергоэффективны, чем лампы Т-12 и Т-8 соответственно. Лампы Т-5 имеют длину 50 мм и диаметр 16 мм. Эти размеры делают эти лампы идеальными для установки в небольших помещениях, таких как модульные потолки, где они могут освещать рабочее пространство внизу. Эта лампа также служит дольше своих предшественников.
Например, лампы Т-8 служат в среднем 15 000 часов, а лампы Т-5 имеют средний срок службы 20 000 часов.
В 1980 году компания Phillips разработала серию люминесцентных ламп SL с ввинчиваемым цоколем и встроенным магнитным балластом. Это была самая первая ввинчивающаяся лампа, заменившая лампу накаливания. Впоследствии была разработана трубчатая компактная люминесцентная лампа штифтового типа, подходящая для коммерческих осветительных приборов, в которых балласт встроен в светильник.
Как работают современные люминесцентные лампы
источник: ВикипедияОснованием люминесцентной лампы является стеклянная трубка. Обычно эти трубки прямые и доступны в различных размерах. Однако сегодня нередко можно встретить люминесцентные лампы U-образной формы для определенных нужд. С появлением в 1976 году компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) эти люминесцентные лампы имеют спиралевидную форму.
На обоих концах стеклянной трубки находятся электроды. Эти электроды подключены к источнику питания, и именно через эти два электрода будет течь электрический ток — или дуга — при включении лампы.
Стеклянная трубка запаяна и заполнена в основном инертным газом. Обычно в качестве инертного газа используется аргон, но также можно использовать криптон, ксенон или даже неон. Также в трубке находится небольшое количество паров ртути, порядка 4-5 миллиграммов, однако производители постоянно ищут способы уменьшить количество ртути, используемой в люминесцентной лампе.
Ртуть необходима для того, чтобы флуоресцентная лампа излучала свет, поскольку ее атомы излучают ультрафиолетовый (УФ) свет с длиной волны, необходимой для поглощения флуоресценцией в трубке, чтобы заставить ее светиться. Что касается другого инертного газа, то он действует как автострада для электронов, созданных электрической дугой, помогая им двигаться, чтобы встретиться с атомами ртути.
Важность люминофорного покрытия
На внутренней стороне стеклянной трубки находится покрытие из люминофоров, обладающих флуоресцентными свойствами, благодаря которым флуоресцентная лампа светится.
Люминофоры обычно имеют размер около 10 микрометров, что обеспечивает наилучшие результаты. Люминофоры большего размера могут привести к слабому покрытию, а более мелкие частицы могут привести к плохой светоотдаче.
Последний важный элемент в жизни люминесцентной лампы — балласт. Это дополнительное устройство помогает регулировать количество электрического тока, протекающего через стеклянную трубку от электродов. Без балласта люминесцентная лампа потребляла бы столько энергии, что в конечном итоге сгорела бы сама.
Теперь, когда мы знаем основные части люминесцентной лампы, мы можем лучше понять, как все они вместе создают свет.
Как люминесцентная лампа создает свет
Первый шаг к созданию света с помощью люминесцентной лампы — электричество. Это электричество сначала проходит через балласт, который действует как инструмент управления мощностью, поступающей в люминесцентную лампу. Это не дает ему сгореть. Количество электроэнергии для питания лампы зависит от размера лампы.
Также имеет значение, холодная ли лампа при включении, или пусковой выключатель предварительно нагревает ее.
Когда лампа включена, в нее поступает электричество, которое проходит через электроды на обоих концах лампы. Это создает дугу электрического тока между ними и течет через инертный газ внутри лампы. Это то, что заставляет электроны возбуждаться и течь через инертный газ.
Эта электрическая дуга теперь начинает нагревать ртуть, которая также находится внутри лампы. Это приводит к испарению ртути. Когда электроника и ионы (также известные как заряженные атомы) проходят через испаренную ртуть, они буквально врезаются в атомы паров ртути. Это возбуждает их и заставляет электроны двигаться вверх, повышая свой энергетический уровень. Когда электроны возвращаются к своему нормальному энергетическому уровню, они создают длины волн ультрафиолетового света.
Здесь в дело вступает люминофорное покрытие внутренней части стеклянной лампы. Когда УФ-свет попадает на люминофоры, он стимулирует их электроны, высвобождая свет.