Иногда возникают ситуации, когда люминесцентные лампы начинают мерцать с частотой, вдвое превышающей частоту питающей электрической сети. Данная проблема может быть решена путем усовершенствования устройства, например, за счет использования электронного пускорегулирующего аппарата (ЭПРА) с соответствующим уровнем емкости сглаживающего конденсатора на входе инвертора.
Люминесцентные лампы: параметры, устройство, схема, плюсы и минусы по сравнению с другими
Современные люминесцентные лампы (ЛЛ) эффективно освещают большие площади жилых, рабочих и технических помещений, что позволяет снизить общее потребление электроэнергии на 50-83%. Это, в свою очередь, приводит к значительному уменьшению затрат на коммунальные услуги, что является важным аспектом для большинства пользователей.
В данной статье мы подробно рассмотрим рабочие характеристики люминесцентных ламп, их устройство, проанализируем основные преимущества и недостатки по сравнению с другими типами освещения. Также будут представлены тематические фотографии и схемы, а также видеоролики, объясняющие принцип работы люминесцентных ламп и их применение.
Принцип работы и устройство ЛЛ
Люминесцентный прибор представляет собой газозарядный источник света, в котором электрический разряд в ртутных парах создает интенсивное ультрафиолетовое излучение.
Компактные люминесцентные модули имеют стандартный цоколь, что делает их удобными заменителями ярких, но менее энергоэффективных ламп накаливания.
Как работает люминесцентная лампочка?
Специальный состав, известный как люминофор, который состоит из галофосфата кальция и некоторых дополнительных элементов, преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет для человеческого глаза.
После подключения к электросети необходима поддержка так называемого тлеющего разряда внутри стеклянной колбы люминесцентной лампы. Этот разряд обеспечивает свечение люминофорного слоя в стабильном режиме, даже во время кратковременного отключения электроэнергии.
Ранее классические люминесцентные лампы представляли собой запаянные с обеих сторон трубки, внутри которых находились пары ртути. В настоящее время такие приборы производятся в более широком диапазоне форм и конфигураций.
Конструкционные особенности прибора
Традиционная люминесцентная лампа имеет форму стеклянного цилиндра с внешним диаметром: 12, 16, 26 или 38 мм. Она может быть представлена в следующих видах:
- прямая удлиненная трубка;
- изогнутый U-образный модуль;
- колец;
- сложные фигуры.
На торцевых краях лампы герметично закреплены ножки, на внутренней стороне которых расположены вольфрамовые электроды. Они конструктивно напоминают биспиральные тела накала, которые использовались ранее в лампах накаливания.
В некоторых типах люминесцентных ламп применяются более продвинутые триспирали, представляющие собой скрученные биспирали. Лампы, обладающие таким типом конструкции, имеют повышенный коэффициент полезного действия (КПД) и меньшие теплопотери, что значительно увеличивает общую эффективность светопотока.
Электродные элементы ламп подпаяны извне к металлическим штырям цоколя, на которые подается рабочее напряжение.
Прямые и U-подобные лампы обычно имеют цоколи G5 и G13, где выявленная буквенная кодировка указывает на тип штырькового цоколя, а цифровая — на расстояние между штырьками.
Электропроводная среда, находящаяся внутри стеклянной колбы, обладает отрицательным сопротивлением. При росте тока между двумя противоположными электродами сопротивление уменьшает рабочее напряжение, что предотвращает его избыточность.
В подключаемой схеме обычной люминесцентной лампы присутствует дроссель или балласт, который создает необходимое высокое импульсное напряжение для корректного запуска лампы.
Изображение иллюстрирует внутреннее устройство люминесцентной лампы и помогает понять базовый принцип работы ее основных компонентов.
Кроме того, ЭПРА может быть укомплектована стартером, который представляет собой элемент для поддержания тлеющего разряда, где находятся два электрода, окруженные инертным газом.
Стандартные линейные люминесцентные лампы с трубкой Т8 и цоколем G13
Наиболее распространенный тип линейных люминесцентных ламп. При упоминании фразы «люминесцентная лампа» часто вспоминают именно лампы мощностью 18 Вт («короткая») или 36 Вт («длинная»). Хотя их ассортимент включает модели мощностью от 10 до 70 Вт, чаще всего используются именно 18 и 36 Вт, которые заменяют советские люминесцентные лампы ЛБ/ЛД-20 и ЛБ/ЛД-40 соответственно.
Линейные люминесцентные лампы с трубкой Т8 и цоколем G13 применяются преимущественно в промышленности (склады и производственные цеха), а также в офисах и государственных учреждениях (администрации, школы, детские сады).
Средний срок службы таких ламп составляет около 10,000 часов. Диаметр трубки Т8 равен 26 мм. Они могут работать как с электромагнитными дросселями (ЭмПРА) совместно со стартерами, так и с электронными балластами (ЭПРА).
Osram L 58W/640
(заменяет ЛБ-80)
Стандартные линейные люминесцентные лампы с трубкой Т5 и цоколем G5
Люминесцентные лампы Т5 (в отличие от Т8) чаще всего используются в жилых помещениях. Они более узкие, что делает светильники с такими лампами идеальными для подсветки ниш или кухонных столов под шкафами.
Ассортимент линейных люминесцентных ламп с трубкой Т5 варьируется от 6 до 28 Вт (замена ламп накаливания от 30 до 140 Вт). В основном производятся лампы с цветовой температурой 4200 К и 6400 К.
Лампы Т5 оснащены цоколем G5 (расстояние между штырьками составляет 5 мм).
Средний срок службы составляет 6000-10000 часов (в зависимости от производителя и модели), а диаметр трубки Т5 равен 16 мм. Их используют в связке только с электронными балластами (ЭПРА).
| мощность | световой поток | цветовая температура | длина трубки без цоколя | общая длина со штырьками | |
| Uniel EFL-T5-06/4200/G5 | 6 Вт | 380 лм | 4000 К (холодный белый) |
211 мм | 225 мм |
| Uniel EFL-T5-06/6400/G5 | 6 Вт | 350 лм | 6400 К (дневной) |
211 мм | 225 мм |
| Uniel EFL-T5-08/4200/G5 | 8 Вт | 600 лм | 4000 К (холодный белый) |
288 мм | 302 мм |
| Uniel EFL-T5-08/6400/G5 | 8 Вт | 580 лм | 6400 К (дневной) |
288 мм | 302 мм |
| Uniel EFL-T5-13/4200/G5 | 13 Вт | 960 лм | 4000 К (холодный белый) | 516 мм | 530 мм |
| Uniel EFL-T5-13/6400/G5 | 13 Вт | 940 лм | 6400 К (дневной) |
516 мм | 530 мм |
| Uniel EFL-T5-21/4200/G5 | 21 Вт | 1850 лм | 4000 К (холодный белый) | 849 мм | 864 мм |
| Uniel EFL-T5-21/6400/G5 | 21 Вт | 1660 лм | 6400 К (дневной) |
849 мм | 864 мм |
| Uniel EFL-T5-28/4200/G5 | 28 Вт | 2470 лм | 4000 К (холодный белый) | 1149 мм | 1161 мм |
| Uniel EFL-T5-28/6400/G5 | 28 Вт | 2350 лм | 6400 К (дневной) |
1149 мм | 1161 мм |
Плюсы люминесцентных ламп в быту
Основные преимущества люминесцентных ламп заключаются в следующих аспектах:
- высокая эффективность их работы;
- широкий выбор цветовых спектров, что оправдывает их использование для самых разных целей;
- долгий срок эксплуатации;
- разнообразие конструкций, позволяющее выбрать наиболее подходящий вариант для конкретных условий.
Люминесцентные лампы часто применяются для организации освещения в домах, офисах, магазинах и торговых центрах. Они также находят свое применение в промышленности.
Влияние цветовой температуры и интенсивности света на цветовосприятие
Из курса школьной физики известно, что твердые тела при нагревании до высоких температур начинают излучать свет, цвет которого меняется от красного до белого в зависимости от его температуры. Этот принцип был использован для характеристики искусственного света, введя параметр, который называется «цветовая температура». Он определяет температуру, до которой необходимо нагреть черное тело, чтобы получить белый свет определенного оттенка и указывается в градусах Кельвина (К).
Субъективная оценка цвета света, воспринимаемого человеком, называется цветоощущением. Цветовая температура влияет на эмоциональное состояние и работоспособность человека. Теплые тонов способствуют расслаблению и создают уютную атмосферу, идеальную для отдыха, в то время как холодные тона активизируют и повышают продуктивность труда.
Индикатор цветопередачи (CRI) – другой важный параметр, который показывает, как цвета предметов воспринимаются под данным освещением по сравнению с солнечным светом. В зависимости от используемого люминофора, индекс цветопередачи у люминесцентных ламп может находиться в пределах 60-98 Ra (из 100). Чем выше этот индекс, тем лучше цветопередача. Лампы с индексом ниже 80 обычно используются только в подсобных помещениях.
Стоит учитывать индивидуальные особенности человеческого цветовосприятия, которое может меняться в зависимости от интенсивности света. При низкой освещенности теплый белый свет воспринимается естественнее, в то время как при увеличении яркости предпочтение отдается холодным оттенкам белого.
При выборе цветовой температуры лампы следует ориентироваться на назначение помещения:
- в гостиной или столовой лучше выбирать освещение, близкое к дневному, с хорошей цветопередачей;
- в кабинете или на кухне предпочтительнее холодный белый свет, который помогает сосредоточиться на работе;
- в спальню лучше использовать теплые цветовые тона, способствующие расслаблению и отдыху.
Важно также учитывать личные предпочтения, так как цветовосприятие индивидуально для каждого человека.
Разновидности люминесцентных ламп низкого давления и особенности их выбора
Существуют различные специальные люминесцентные лампы, которые отличаются по спектру излучаемого света, например:
- фитолампы, предназначенные для подсвечивания комнатных и аквариумных растений;
- цветные лампы, используемые для декоративного оформления и создания эффектов освещения, например, розовые лампы для подсветки мясных прилавков;
- лампы с улучшенной цветопередачей, использующиеся в художественных мастерских, музеях, магазинах текстильных изделий и в других местах;
- ультрафиолетовые лампы, имеющие колбу из специального стекла, пропускающего УФ-лучи, и используемые в медучреждениях для дезинфекции, в соляриях для мягкого загара, а также в флуоресцентных детекторах денежных купюр и других целях.
Теперь подробнее рассмотрим наиболее распространенные люминесцентные лампы, применяемые для освещения помещений. Их можно классифицировать по форме трубки и типу цоколя.
Линейные люминесцентные лампы с двусторонним двухконтактным цоколем типа G
При выборе линейных люминесцентных ламп, известные как лампы дневного света, стоит учесть, что они различаются геометрическими размерами в зависимости от мощности:
- длина лампы варьируется от 37 до 120 см;
- диаметр колбы: Т12, Т8 и Т5, где цифра обозначает количество ⅛ долей дюйма. Например, Т8 подразумевает, что диаметр составляет 25 мм;
- размер цоколя: G5 и G13 (расстояние между контактами составляет 5 и 13 мм соответственно).
Наиболее популярными являются линейные люминесцентные лампы с цоколем G13. Их мощность может варьироваться от 10 до 70 Вт, но в большинстве случаев используются три основных варианта:
- 18 W — длина 590 мм;
- 30 W — длина 900 мм;
- 36 W — длина 1200 мм.
Более тонкие лампы имеют колбы Т4 с диаметром 12,5 мм (мощность от 6 до 24 Вт) и Т5 диаметром 16 мм (мощность от 6 до 28 Вт) с цоколем G5.
Лампа люминесцентная NAVIGATOR 28Вт G5 2184лм 4000K 230В трубка
На изображении представлена маркировка. Первая цифра 840 указывает индекс цветопередачи 80 Ra, а вторая и третья показывают цветовую температуру лампы, равную 4000 К. Светильники для ламп дневного света могут комплектоваться электромагнитными или электронными стартерами.
Компактные люминесцентные лампы (экономки) с винтовым цоколем типа Е
По сравнению с лампами накаливания, люминесцентные лампы потребляют примерно в пять раз меньше электроэнергии при равной светоотдаче, что и обуславливает их часто употребляемое название — энергосберегающие. Чтобы уменьшить габариты, трубку с люминофором свивают в спираль или разделяют на несколько сегментов, придавая ей разнообразную форму.
Компактные лампы имеют ЭПРА, встроенный непосредственно в корпус, поэтому их можно напрямую подключать к сети 220-230 В, аналогично обычным лампам накаливания в стандартный винтовой патрон (эдисоновский). Цоколь может быть трех типоразмеров:
- Е14 — «миньон», с диаметром резьбы 14 мм, часто используется в настенных и потолочных декоративных светильниках;
- Е27 — стандартный бытовой размер (27 мм);
- Е40 — с большим диаметром резьбы (40 мм), предназначенным для промышленных винтовых патронов, в быту почти не применяется.
Иногда в старых лампах выходят из строя балласт и стартер, и тогда возникает вопрос, как подключить лампу дневного света без дросселя и стартера. Светильник можно восстановить, если найти паяльник, пару диодов и конденсаторы.
На диодах собирается мост, который будет служить простейшим умножителем, увеличивающим напряжение в два раза. Существует несколько схем; величину напряжения подбирают, основываясь на характеристиках лампы и сети. Причем спирали в процессе зажигания не участвуют, что делает эту схему применимой даже для ламп, у которых спирали сгорели.
Однако самодельное решение может негативно сказаться на светоотдаче и привести к появлению заметного мерцания. Это может быть не критично для освещения коридоров или подсобных помещений, но в условиях мастерской с оборудованием такая самоделка может быть небезопасной. Мерцание может создать визуальную иллюзию, что вращающиеся детали неподвижны, что может привести к несчастному случаю.
Коротко о главном
Люминесцентные лампы – это экономичный вариант освещения с простой схемой подключения. Как и все газоразрядные устройства, они требуют дополнительных компонентов для подключения к электрической сети, а запуск осуществляется с помощью стартового импульса.
Стандартная схема включает в себя не только люминесцентную лампу, но и пускорегулирующее устройство (балласт) и конденсатор. Балласты бывают двух типов: электромагнитными (дроссельными) и электронными; для схемы с дросселем необходим дополнительный элемент: стартер. Чтобы люминесцентная лампа функционировала бесперебойно, крайне важно корректно подобрать балласт, соответствующий её характеристикам.
