устройство, праметры, схема, плюсы и минусы

Современные люминесцентные лампы (ЛЛ) прекрасно справляются с освещением жилых, рабочих и технических помещений большой площади и позволяют снизить общее потребление электричества на 50-83%, уменьшив таким способом счета за коммунальные услуги.

В этой статье рассмотрим рабочие характеристики ЛЛ, их устройство, разберем основные преимущества и недостатки в сравнении с другими типами осветительных приборов. В дополнение приведем тематические фото и схемы, а также видеоролики о принципе работы лампочек люминесцентного типа и особенностях их применения.

Содержание статьи:

Принцип работы и устройство ЛЛ

Люминесцентный прибор представляет собой газозарядный источник света, где в ртутных парах электрический разряд создает интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Компактные модули люминесцентного типа имеют стандартный цоколь, благодаря которому становятся удобной заменой ярких, но более энергозатратных ламп накаливания.

Как работает люминесцентная лампочка?

В видимый человеческому глазу свет его преображает специальный состав под названием люминофор, состоящий из галофосфата кальция, смешанного с дополнительными элементами.

После подключения к центральной электросети люминесцентной лампы, внутри стеклянной колбы требуется поддерживать так называемый тлеющий разряд.

Он дает возможность обеспечить свечение люминофорного слоя в постоянном режиме и даже в период кратковременного отключения центрального электропитания.

Раньше классическая лампа люминесцентного типа имела вид запаянной с двух сторон трубки, внутри которой находятся пары ртути. Сейчас приборы выпускаются в более разнообразных формах и конфигурациях

Конструкционные особенности прибора

Традиционная лампа люминесцентного типа — это стеклянный цилиндр с внешним диаметром 12, 16, 26 и 38 мм, обычно представленный как:

• прямая удлиненная трубка;
• изогнутый U-образный модуль;
• кольцо;
• сложная фигура.

В торцевые края герметично впаяны ножки. На их внутренней стороне размещены вольфрамовые электроды, конструктивно напоминающие биспиральные тела накала, встроенные в лампочки «Ильича».

В отдельных типах люминесцентных ламп используются более прогрессивные триспирали, представляющие собой закрученную биспираль. Оснащенные ими приборы имеют повышенный уровень КПД и более низкий порог теплопотери, существенно поднимающие общую эффективность светопотока

С наружной части электродные элементы подпаяны к металлическим штырькам металлического , на которые подается рабочее напряжение.

U-подобные и прямые приборы обычно оснащены цоколями G5 и G13, где буквенная кодировка означает штырьковый тип цокольного элемента, а цифровая показывает, на каком расстоянии друг от друга располагаются рабочие элементы.

Электропроводная среда, располагающаяся внутри стеклянной колбы, обладает отрицательным сопротивлением. Когда между двумя противоположными электродами возникает рост тока, требующий ограничения, оно проявляется и снижает рабочее напряжение.

В схему цепи включения обычной люминесцентной лампочки входит или балластник. Он отвечает за создание высокоуровневого импульсного напряжения, необходимого для корректной активации лампы.

Рисунок показывает внутреннее обустройство лампы люминесцентного типа и наглядно объясняет базовый принцип работы ее основных составных элементов

Помимо этой детали, ЭмПРА комплектуется . Он представляет собой элемент тлеющего разряда, внутри которого располагаются два электрода, окруженные средой инертного газа.

Один из них состоит из биметаллической пластины. В спящем режиме оба электрода находятся в разомкнутом состоянии.

Распространенные виды таких лампочек

Первичная классификация изделий на люминесцентной основе производится по уровню базового давления. Приборы высокого давления используются для осветительных установок большой мощности и наружного уличного освещения.

Лампы низкого давления применяются в быту для подачи света в производственные, технические и жилые помещения различного назначения.

Вид #1 — модули высокого давления

Устройства высокого давления вырабатывают насыщенный светопоток хорошей плотности. Внутренняя поверхность колбового элемента имеет специальное люминофорное покрытие из фторогерманата или арсената магния.

Рабочая мощность таких люминесцентных ламп колеблется в диапазоне 50-2000 Вт.

Ртутные модули высокого давления для корректной работы нуждаются в 220 ваттном номинальном сетевом напряжении. Коэффициент их пульсации обычно составляет от 61 до 74%

Полный розжиг осветительного модуля происходит в течение 3 секунд. Срок службы 80-125-ваттных изделий составляет около 6 000 ч, а лампы от 400 Вт и более могут проработать до 15 000 ч при беспрекословном соблюдении правил эксплуатации, установленных изготовителем.

Вид #2 — изделия низкого давления

ЛЛ низкого давления применяется для обеспечения светопотоком жилых, технических и производственных помещений.

Конструкционно прибор является трубкой из прочного стекла, содержащей внутри аргон под давлением 400 Па и в небольшом количестве ртуть либо амальгаму. На рынке предлагается в самых разнообразных модификациях и оснащается двумя электродными элементами.

Самая низкая температура, которую могут переносить ЛЛ низкого давления, составляет -15 °C. Поэтому для использования на открытых площадках эти источники света считаются неактуальными

Стеклянная колба может иметь самый разный диаметр. Уровень светоотдачи варьируется в зависимости от мощности самого устройства. Для его корректной работы требуется стартер дроссельного типа. Средний срок службы составляет 10 000 часов.

Особенности компактных ЛЛ

ЛЛ компактного типа – это изделия-гибриды, соединяющие в себе некоторые специфические отличительные черты ламп накаливания и характеристики люминесцентов.

Благодаря прогрессивным технологиям и расширившимся инновационным возможностям, имеют небольшой диаметр и некрупные габариты, свойственные лампочкам «Ильича», а также высокий уровень энергоэффективности, характерный для линейки приборов ЛЛ.

ЛЛ компактного типа выпускаются под традиционные цоколи E27, E14, E40 и очень активно вытесняют с рынка классические лампы накаливания за счет обеспечения качественного света при существенно меньшем потреблении электроэнергии

КЛЛ в большинстве случаев оснащаются электронным дросселем и могут использоваться в осветительных приборах специфического типа. Также применяются для замены в новых и раритетных светильниках простых и привычных ламп накаливания.

При всех достоинствах у компактных модулей есть такие специфические недостатки, как:

• стробоскопический эффект или мерцание – основные противопоказания здесь касаются эпилептиков и людей с различными заболеваниями глаз;
• выраженный шумовой эффект – в процессе пролонгированного применения появляется акустический фон, способный вызвать определенный дискомфорт у человека, находящегося в помещении;
• запах – в некоторых случаях изделия издают едкие, неприятные ароматы, раздражающие обоняние.

Последняя позиция чаще наблюдается у безымянных поделок китайского происхождения, а первыми двумя часто страдают даже брендовые приборы, изготовленные согласно всем правилам и современным требованиям. Рейтинг лучших производителей КЛЛ мы привели .

Базовый спектр цветовых температур

Цвет свечения – один из самых важных параметров, напрямую зависящий от состава люминофора, преображающего ультрафиолетовое излучение в свет.

Сегодня к наиболее распространенным относятся 7 определений оттенков потока, вырабатываемого люминесцентными лампами:

• ЛЕБ – естественный белый с заметным холодным оттенком;
• ЛДЦ – натуральный дневной с улучшенным качеством цветопередачи;
• ЛТБ – теплый белый;
• ЛД – традиционный дневной белый;
• ЛБ – классический белый;
• ЛЕЦ – естественный с максимально качественной передачей оттенков;
• ЛХБ – простой холодный белый.

Для жилых помещений, где человек проводит много времени, подходят оттенки теплой гаммы или натуральные дневные лампы с повышенным уровнем цветопередачи.

Белые и дневные тона, как правило, присутствуют в офисных, рабочих, промышленных помещениях, кабинетах и аудиториях. Они способствуют концентрации внимания, повышают мозговую активность и улучшают общую обучаемость и производительность труда.

Самые холодные оттенки применяются в медицинских учреждениях, лабораториях, больницах и технических помещениях. Они придают предметам дополнительную четкость и усиливают остроту зрения.

Люминесценты для мясных витрин продовольственных магазинов отличаются специально подобранным спектром излучения розового цвета. Он подчеркивает естественные оттенки продукции, делая ее более привлекательной в глазах покупателей

Цветовые компоненты, добавленные в люминофор, позволяют получать розовый, голубой, зеленый и другие необычные ламповые оттенки.

Такие приборы используются в дизайнерских, рекламных и коммерческих целях. С их помощью создают оригинальное свечение, необходимое в конкретном отдельно взятом случае.

Больше информации о цветовой температуре света, особенностях восприятия цвета человеком и нюансах выбора мы писали .

Сильные и слабые стороны устройств

Как у любых технических приспособлений, предназначенных для освещения бытовых и рабочих помещений, у люминесцентных ламп имеются свои слабые и сильные стороны.

На основании этой информации можно определить, где разумнее их использовать, а в каких случаях стоит отдать предпочтение источникам света иного плана.

Положительные стороны ламп

Основным преимуществом люминесцентных изделий считается повышенная светоотдача и хороший уровень КПД. Они обеспечивают помещение освещением, не раздражающим глаз, и демонстрируют нормальную выносливость даже в условиях интенсивной эксплуатации.

Модуль примерно в 5 раз превышает базовую мощность обычной лампочки «Ильича». А 20-ваттный люминесцент дает световой поток, равный тому, что обеспечивает лампа накаливания в 100 Ватт

Разнообразные температуры световых оттенков, приближенные по гамме к естественному солнечному свету, позволяют подобрать подходящий осветительный прибор под различные цели и для помещений любого назначения.

Поток света, выдаваемый модулем, получается не направленным, а рассеянным. Спокойное, приятное глазу сияние исходит не только от вольфрамовой нити, располагающейся внутри, но и от всей наружной поверхности колбы.

Это позволяет использовать люминесцентные источники как для создания общего фонового освещения, так и для организации зонального света.

Для применения в местах, где освещение включается автоматически, согласно сигналам датчиков движения, люминесценты не подходят. Они ограничены по допустимому количеству включений за определенный временной период и при слишком частой активации могут выйти из строя

Продолжительность службы люминесцентных изделий варьируется в зависимости от модели и доходит до 20 000 часов или до 5 лет.

Однако, покупателю следует знать, что этот ресурс лампа вырабатывает только при соблюдении таких условий, как:

• наличие достаточного объема качественного электропитания без скачков и перепадов;
• качественный ;
• определенное количество активаций, обычно, не более 2000 за первые 2 года использования, что составляет всего 5 включений в день.

Нарушение этих базовых условий существенно ухудшит эффективность осветительного прибора, и значительно укоротит срок его жизни.

Модули можно использовать для освещения теплиц. Они обеспечивают естественный свет, максимально приближенный к солнечному, не потребляют много электропитания и проявляют хорошую стойкость к перепадам напряжения, характерным для загородных энергоподающих сетей

Уровень энергопотребления у люминесцентов почти в 5 раз ниже, чем у традиционных изделий, поэтому их можно отнести к источникам света.

С их помощью удастся эффективно осветить большое помещение, не расходуя при этом больших денег на коммунальные платежи.

Рабочая температура на поверхности колбы не превышает 50 градусов. Это дает возможность эксплуатировать лампу в помещениях, где к пожарной безопасности предъявляются повышенные требования.

Основные недостатки модулей

Первым большим минусом изделий является излишняя чувствительность к температурным перепадам. Они сильно реагируют на движение ртутного столбика и могут перестать работать при похолодании ниже -20 °C.

Жара, превышающая +50 °C, далеко не лучшим образом сказывается на функционировании и серьезно ограничивает спектр использования этих источников света.

Влаговоспримчивость тоже не относится к плюсам и не позволяет широко применять изделия в ванных комнатах и санитарных помещениях.

Со временем люминофор в ламповых колбах деградирует и спектр излучения изменяется. Параллельно падает уровень светоотдачи прибора и заметно снижается КПД

Иногда к недостаткам причисляется и сам светопоток, имеющий линейчатый, неравномерный спектр, искажающий естественные оттенки находящихся в комнате предметов.

Не все ощущают это визуально, но для тех, кто улавливает этот минус слишком явственно, продаются лампы с люминофором, приближенным к сплошному, более натуральному спектральному цвету. Правда, их светоотдача существенно меньше.

Случаются ситуации, когда люминесценты мерцают с удвоенной частотой питающей сети. Проблема эта решаема некоторым усовершенствованием прибора, в частности, применением с подходящим уровнем емкости сглаживающего конденсатора выпрямленного тока на входе инвертора.

Но то, что производители пытаются сэкономить и не комплектуют приборы конденсаторами необходимой емкости, несколько огорчает.

Бытовые ЛЛ модули лучше всего себя чувствуют, когда температура окружающего воздуха держится в диапазоне от +5 до +35 ˚С. Когда градусник демонстрирует меньшие показатели, пуск устройства существенно затрудняется, а время эксплуатации заметно сокращается

Потребность в дополнительном пусковом устройстве тоже немного снижает популярность ламп. Им обязательно требуется либо чрезмерно шумный и довольно громоздкий дроссель со стартером низкой надежности или более прогрессивный ЭПРА, имеющий функцию корректировки мощности, но при этом стоящий солидных денег.

Еще одно уязвимое место люминесцентов – высокая чувствительность к включению. Во время непосредственной активации лампы на электродах выгорает и осыпается особый состав, который обеспечивает стабильность разряда и защищает внутреннюю вольфрамовую нить от перегрева.

Постоянное включение существенно снижает срок службы прибора. Кроме того, появляется заметное глазу, раздражающее мерцание, а края ламповой колбы темнеют и теряют эстетичность.

Химическая угроза здоровью

Одним из основных недостатков люминесцентных источников света является химическая опасность. В ламповой колбе содержится высокотоксичная ртуть, причем ее количество колеблется от 1 до 70 мг.

Пары этого вещества могут нанести вред здоровью людей, постоянно находящихся в помещениях, освещаемых приборами ЛЛ типа.

Целостность отработавшей лампы нельзя нарушать, иначе токсичная ртуть попадет во внешнюю среду. За несанкционированную утилизацию предусмотрен штраф, поэтому лучше передать изделие в центр, занимающийся переработкой элементов, опасных для природы и человека

Когда модуль выходит из строя, его ни в коем случае нельзя разбивать или отправлять в обыкновенную урну. Его необходимо и правилам, четко описанным в действующем законодательстве.

Например, отвозить на полигоны, где от населения принимают токсичные материалы для их корректного уничтожения или переработки.

Сравнение с другими источниками света

Изделия ЛЛ-типа существенно отличаются как от устаревающих ламп накаливания, так и от прогрессивных светодиодных.

По сравнению с первыми они потребляют в 5 раз меньше электроэнергии, обеспечивая при этом такой же уровень насыщенности светопотока. Зато LED-приборам они несколько уступают по мощности в сочетании с энергопотреблением.

Таблица наглядно в цифрах показывает, насколько выгоднее использовать вместо традиционных лампочек Эдисона более современные источники качественного освещения

Правда, лампа накаливания весь период работы горит с одинаковой интенсивностью, тогда как люминесценты теряют часть насыщенности из-за выгорания внутреннего слоя, отражающего ультрафиолет.

LED-изделия в процессе эксплуатации приобретают некоторую тусклость благодаря деградации рабочих диодов. А в отдельных моделях есть возможность регулировки яркости освещения при помощи диммера.

В лампах накаливания или люминесцентах такая функция не предусмотрена. Но этот удобный режим в LED-приборах не бесплатен и за него придется отдать дополнительную сумму.

По уровню конструкционной хрупкости лампы накаливания и люминесценты схожи, так как имеют стеклянную колбу. Лед-модули в этом плане более устойчивы к ударам и механическим повреждениям. Да и отсутствие внутри каких-либо вредных и токсичных элементов делает их значительно привлекательнее для эксплуатации в домашних условиях.

Самые высокие расходы за весь эксплуатационный период влечет за собой использование ламп накаливания. Люминесценты расходуют энергию в разумных пределах, а светодиоды дают возможность снизить затраты до самых минимальных показателей

Что касается финансовой стороны, то изначально меньше других стоит лампочка накаливания. Однако, учитывая ее рабочий ресурс всего в 1 000 часов, это вряд ли можно считать ярко выраженным достоинством.

Базовая цена люминесцентов выше, однако, и служат они значительно дольше. Как говорят солидные производители, их хватает на 10 000-15 000 часов в том случае, если количество ежедневных активаций не превышает 5-6 раз.

Светодиодные модули могут похвастаться еще лучшими показателями, но и заплатить за это удовольствие придется намного больше, а это не во всех случаях целесообразно. Хотя тенденция замены одних источников света другими, прослеживается повсеместно. О необходимости замены люминесцентных лампочек светодиодными и порядке выполнения этой работы .

Выводы и полезное видео по теме

По какому принципу работают люминесценты. Подробное объяснение всех нюансов функционирования экономичных и энергоэффективных приборов для освещения:

В чем заключаются основные отличия люминесцентных элементов от простых и традиционных ламп накаливания. Сравнение мощности, светопотока и энергопотребления двух современных осветительных изделий:

Что собой представляют компактные энергосберегающие лампочки люминесцентного типа. Как они работают, сколько ватт потребляют и для каких целей используются:

Прибор люминесцентного типа – это практичный аналог классической лампы накаливания. С его помощью можно обеспечить качественным светопотоком помещение любых габаритов, снизив при этом энергопотребление. Прослужит он долго и не доставит владельцам никаких существенных хлопот.

Потом, когда лампы отработают свой срок, их понадобится утилизировать, а взамен купить новые, более прогрессивные модули.

А какой тип лампочек предпочитаете вы и что думаете о лампочках-люминесцентах? Поделитесь с другими пользователями своим мнением, расскажите, в чем вы видите основные плюсы ЛЛ, а что, лично для вас, является существенным недостатком этих приборов.

Если вы владеете хорошими теоретическими знаниями по теме вышеизложенной статьи и хотите дополнить наш материал полезными нюансами, пишите, пожалуйста, свои комментарии в блоке ниже.

Как работает люминесцентная лампа схема

Люминесцентная лампа (ЛЛ) представляет собой источник света, создаваемый электрическим разрядом в среде паров ртути и инертного газа. При этом возникает невидимое ультрафиолетовое свечение, действующее на слой люминофора, нанесенный изнутри на стеклянную колбу. Типовая схема включения люминесцентной лампы представляет собой пускорегулирующее устройство с электромагнитным балластом (ЭмПРА).

Устройство и описание ЛЛ

Колба большинства ламп всегда имела цилиндрическую форму, но сейчас она может быть в виде сложной фигуры. На торцах в нее вмонтированы электроды, конструктивно похожие на некоторые спирали ламп накаливания, изготовленные из вольфрама. Они подпаяны к расположенным снаружи штырькам, на которые подается напряжение.

Газовая электропроводная среда внутри ЛЛ имеет отрицательное сопротивление. Оно проявляется в снижении напряжения между противоположными электродами при росте тока, который необходимо ограничивать. Схема включения люминесцентной лампы содержит балластник (дроссель), основное назначение которого — создание большого импульса напряжения для ее зажигания. Кроме него в ЭмПРА входит стартер — лампа тлеющего разряда с размещенными внутри нее двумя электродами в среде инертного газа. Один из них изготовлен из биметаллической пластины. В исходном состоянии электроды разомкнуты.

Принцип работы ЛЛ

Стартерная схема включения люминесцентных ламп работает следующим образом.

1. На схему подается напряжение, но сначала через ЛЛ ток не идет из-за большого сопротивления среды. По спиралям катодов ток проходит и разогревает их. Кроме того, он поступает также на стартер, для которого подаваемого напряжения достаточно, чтобы внутри возник тлеющий разряд.
2. При разогреве контактов пускателя от проходящего тока биметаллическая пластина замыкается. После этого проводником становится металл, и разряд прекращается.
3. Биметаллический электрод остывает и размыкает контакт. При этом дроссель выдает импульс высокого напряжения из-за самоиндукции, и ЛЛ зажигается.
4. Через лампу идет ток, который затем в 2 раза уменьшается, поскольку напряжение на дросселе падает. Его недостаточно для повторного запуска стартера, контакты которого остаются разомкнутыми при горении ЛЛ.

Схема включения двух ламп люминесцентных, установленных в одном светильнике, предусматривает использование для них одного общего дросселя. Они подключаются последовательно, но на каждой лампе установлено по одному параллельному стартеру.

Недостатком светильника является отключение второй лампы, если одна из них вышла из строя.

Важно! С люминесцентными лампами необходимо использовать специальные выключатели. У бюджетных устройств стартовые токи большие, и контакты могут залипать.

Бездроссельное включение люминесцентных ламп: схемы

Несмотря на дешевизну, электромагнитные балласты имеют недостатки. Они и явились причиной создания электронных схем зажигания (ЭПРА).

Как запускается ЛЛ с ЭПРА

Бездроссельное включение люминесцентных ламп производится через электронный блок, в котором формируется последовательное изменение напряжения при их зажигании.

Достоинства электронной схемы запуска:

• возможность пуска с любой временной задержкой;
• не нужны массивный электромагнитный дроссель и стартер;
• отсутствие гудения и моргания ламп;
• высокая светоотдача;
• легкость и компактность устройства;
• больший срок эксплуатации.

Современные электронные балласты обладают компактными размерами и низким потреблением энергии. Их называют драйверами, помещая в цоколь малогабаритной лампы. Бездроссельное включение люминесцентных ламп позволяет использовать обычные стандартные патроны.

Система ЭПРА преобразует сетевое переменное напряжение 220 В в высокочастотное. Сначала разогреваются электроды ЛЛ, а затем подается высокое напряжение. При высокой частоте повышается КПД и полностью исключается мерцание. Схема включения люминесцентной лампы может обеспечивать холодный запуск или с плавным увеличением яркости. В первом случае срок эксплуатации электродов существенно сокращается.

Повышенное напряжение в электронной схеме создается через колебательный контур, приводящий к резонансу и зажиганию лампы. Запуск совершается намного легче, чем в классической схеме с электромагнитным дросселем. Затем также снижается напряжение до необходимого значения удерживания разряда.

Выпрямление напряжения осуществляется диодным мостом, после чего оно сглаживается параллельно подключенным конденсатором С₁. После подключения к сети сразу заряжается конденсатор С

4 и пробивается динистор. Запускается полумостовой генератор на трансформаторе TR₁ и транзисторах Т₁ и Т₂. При достижении частоты 45-50 кГц создается резонанс c помощью последовательного контура С₂, С₃, L₁, подключенного к электродам, и лампа зажигается. В этой схеме также есть дроссель, но с очень малыми габаритами, позволяющими поместить его в цоколь лампы.

ЭПРА имеет автоматическую подстройку под ЛЛ по мере изменения характеристик. Через некоторое время для изношенной лампы требуется повышение напряжения для зажигания. В схеме ЭмПРА она просто не запустится, а электронный балласт подстраивается под изменение характеристик и тем самым позволяет эксплуатировать устройство в благоприятных режимах.

Преимущества современных ЭПРА следующие:

• плавное включение;
• экономичность работы;
• сохранение электродов;
• исключение мерцания;
• работоспособность при низкой температуре;
• компактность;
• долговечность.

Недостатками являются более высокая стоимость и сложная схема зажигания.

Применение умножителей напряжения

Способ дает возможность включать ЛЛ без электромагнитного балласта, но применяется преимущественно для продления жизни лампам. Схема включения сгоревших люминесцентных ламп позволяет им проработать еще некоторое время, если мощность не превышает 20-40 Вт. При этом нити накала могут быть как целыми, так и перегоревшими. В обоих случаях выводы каждой нити накала нужно закоротить.

После выпрямления напряжение удваивается, и лампа загорается моментально. Конденсаторы С₁, С₂ выбираются под рабочее напряжение 600 В. Их недостаток заключается в больших габаритах. Конденсаторы С₃, С₄ устанавливают слюдяные на 1000 В.

ЛЛ не предназначена для питания постоянным током. Со временем ртуть скапливается около одного из электродов, и свечение ослабевает. Для его восстановления изменяют полярность, перевернув лампу. Можно установить переключатель, чтобы ее не снимать.

Бесстартерная схема включения люминесцентных ламп

Схема со стартером требует долгого разогрева лампы. Кроме того, его иногда приходится менять. В связи с этим существует другая схема с подогревом электродов через вторичные обмотки трансформатора, который также выполняет функцию балласта.

Когда производится включение люминесцентных ламп без стартера, на них должно быть обозначение RS (быстрый старт). Светильник со стартерным запуском здесь не подойдет, поскольку его электроды дольше разогреваются, и спирали быстро перегорят.

Как включить сгоревшую лампу?

Если спирали вышли из строя, ЛЛ можно зажечь без умножителя напряжения, используя обычную схему ЭмПРА. Схема включения перегоревшей люминесцентной лампы незначительно изменяется по сравнению с обычной. Для этого к стартеру последовательно подключают конденсатор, а штырьки электродов замыкают накоротко. После такой небольшой переделки лампа проработает еще какое-то время.

Заключение

Конструкция и схема включения люминесцентной лампы постоянно совершенствуется в сторону экономичности, уменьшения размеров и повышения срока службы. Важно правильно ее эксплуатировать, разбираться во всем многообразии выпускаемых типов и знать эффективные способы подключения.

Схема и ремонт люминесцентных энергосберегающих ламп

В настоящее время всё большее распространение получают так называемые люминесцентные энергосберегающие лампы. В отличие от обычных люминесцентных ламп с электромагнитным балластом, в энергосберегающих лампах с электронным балластом используется специальная схема.

Благодаря этому такие лампы легко установить в патрон взамен обычной лампочки накаливания со стандартным цоколем E27 и E14. Именно о бытовых люминесцентных лампах с электронным балластом далее и пойдёт речь.

Отличительные особенности люминесцентных ламп от обычных ламп накаливания.

Люминесцентные лампы не зря называют энергосберегающими, так как их применение позволяет снизить энергопотребление на 20 – 25 % . Их спектр излучения более соответствует естественному дневному свету. В зависимости от состава применяемого люминофора можно изготавливать лампы с разным оттенком свечения, как более тёплых тонов, так и холодных. Следует отметить, что люминесцентные лампы более долговечны, чем лампы накаливания. Конечно, многое зависит от качества конструкции и технологии изготовления.

Устройство компактной люминесцентной лампы (КЛЛ).

Компактная люминесцентная лампа с электронным балластом (сокращённо КЛЛ) состоит из колбы, электронной платы и цоколя E27 (E14), с помощью которого она устанавливается в стандартном патроне.

Внутри корпуса размещается круглая печатная плата, на которой собран высокочастотный преобразователь. Преобразователь при номинальной нагрузке имеет частоту 40 – 60 кГц . В результате того, что используется довольно высокая частота преобразования, устраняется “моргание”, свойственное люминесцентным лампам с электромагнитным балластом (на основе дросселя), которые работают на частоте электросети 50 Гц. Принципиальная схема КЛЛ показана на рисунке.

По данной принципиальной схеме собираются в основном достаточно дешёвые модели, к примеру, выпускаемые под брендом

Navigator и ERA. Если вы используете компактные люминесцентные лампы, то, скорее всего они собраны по приведённой схеме. Разброс указанных на схеме значений параметров резисторов и конденсаторов реально существует. Это связано с тем, что для ламп разной мощности применяются элементы с разными параметрами. В остальном схемотехника таких ламп мало чем отличается.

Разберёмся подробнее в назначении радиоэлементов, показанных на схеме. На транзисторах VT1 и VT2 собран высокочастотный генератор. В качестве транзисторов VT1 и VT2 используются кремниевые высоковольтные n-p-n транзисторы серии MJE13003 в корпусе TO-126. Обычно на корпусе этих транзисторов указываются только цифровой индекс 13003 . Также могут применяться транзисторы MPSA42 в более миниатюрном корпусе формата TO-92 или аналогичные высоковольтные транзисторы.

Миниатюрный симметричный динистор DB3 (VS1) служит для автозапуска преобразователя в момент подачи питания. Внешне динистор DB3 выглядит как миниатюрный диод. Схема автозапуска необходима, т.к преобразователь собран по схеме с обратной связью по току и поэтому сам не запускается. В маломощных лампах динистор может отсутствовать вообще.

Диодный мост, выполненный на элементах VD1 – VD4 служит для выпрямления переменного тока. Электролитический конденсатор С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Диодный мост и конденсатор С2 являются простейшим сетевым выпрямителем. С конденсатора C2 постоянное напряжение поступает на преобразователь. Диодный мост может выполняться как на отдельных элементах (4 диодах), либо может применяться диодная сборка.

При своей работе преобразователь генерирует высокочастотные помехи, которые нежелательны. Конденсатор С1, дроссель (катушка индуктивности) L1 и резистор R1 препятствуют распространению высокочастотных помех по электросети. В некоторых лампах, видимо из экономии 🙂 вместо L1 устанавливают проволочную перемычку. Также, во многих моделях нет предохранителя FU1, который указан на схеме. В таких случаях, разрывной резистор R1 также играет роль простейшего предохранителя. В случае неисправности электронной схемы потребляемый ток превышает определённое значение, и резистор сгорает, разрывая цепь.

Дроссель L2 обычно собран на Ш-образном ферритовом магнитопроводе и внешне выглядит как миниатюрный броневой трансформатор. На печатной плате этот дроссель занимает довольно внушительное пространство. Обмотка дросселя L2 содержит 200 – 400 витков провода диаметром 0,2 мм. Также на печатной плате можно найти трансформатор, который указан на схеме как T1. Трансформатор T1 собран на кольцевом магнитопроводе с наружным диаметром около 10 мм. На трансформаторе намотаны 3 обмотки монтажным или обмоточным проводом диаметром 0,3 – 0,4 мм. Число витков каждой обмотки колеблется от 2 – 3 до 6 – 10.

Колба люминесцентной лампы имеет 4 вывода от 2 спиралей. Выводы спиралей подключаются к электронной плате методом холодной скрутки, т.е без пайки и прикручены на жёсткие проволочные штыри, которые впаяны в плату. В лампах малой мощности, имеющих малые габариты, выводы спиралей запаиваются непосредственно в электронную плату.

Ремонт бытовых люминесцентных ламп с электронным балластом.

Производители компактных люминесцентных ламп заявляют, что их ресурс в несколько раз больше, чем обычных ламп накаливания. Но, несмотря на это бытовые люминесцентные лампы с электронным балластом выходят из строя довольно часто.

Связано это с тем, что в них применяются электронные компоненты, не рассчитанные на перегрузки. Также стоит отметить высокий процент бракованных изделий и невысокое качество изготовления. По сравнению с лампами накаливания стоимость люминесцентных довольно высока, поэтому ремонт таких ламп оправдан хотя бы в личных целях. Практика показывает, что причиной выхода из строя служит в основном неисправность электронной части (преобразователя). После несложного ремонта работоспособность КЛЛ полностью восстанавливается и это позволяет сократить денежные расходы.

Перед тем, как начать рассказ о ремонте КЛЛ, затронем тему экологии и безопасности.

Опасность люминесцентных ламп и рекомендации по использованию.

Несмотря на свои положительные качества люминесцентные лампы вредны как для окружающей среды, так и для здоровья человека. Дело в том, что в колбе присутствуют пары ртути. Если её разбить, то опасные пары ртути попадут в окружающую среду и, возможно, в организм человека. Ртуть относят к веществам 1-ого класса опасности .

При повреждении колбы необходимо покинуть на 15 – 20 минут помещение и сразу же провести принудительное проветривание комнаты. Необходимо внимательно относиться к эксплуатации любых люминесцентных ламп. Следует помнить, что соединения ртути, применяемые в энергосберегающих лампах опаснее обычной металлической ртути. Ртуть способна оставаться в организме человека и наносить вред здоровью .

Кроме указанного недостатка необходимо отметить, что в спектре излучения люминесцентной лампы присутствует вредное ультрафиолетовое излучение. При длительном нахождении близко с включенной люминесцентной лампой возможно раздражение кожи, так как она чувствительна к ультрафиолету.

Наличие в колбе высокотоксичных соединений ртути является главным мотивом экологов, которые призывают сократить производство люминесцентных ламп и переходить к более безопасным светодиодным.

Разборка люминесцентной лампы с электронным балластом.

Несмотря на простоту разборки компактной люминесцентной лампы, следует быть аккуратным и не допускать разбития колбы. Как уже говорилось, внутри колбы присутствуют пары ртути, опасные для здоровья. К сожалению, прочность стеклянных колб невысока и оставляет желать лучшего.

Для того чтобы вскрыть корпус где размещена электронная схема преобразователя, необходимо острым предметом (узкой отвёрткой) разжать пластмассовую защёлку, которая скрепляет две пластмассовые части корпуса.

Далее следует отсоединить выводы спиралей от основной электронной схемы. Делать это лучше узкими плоскогубцами подхватив конец вывода провода спирали и отмотать витки с проволочных штырей. После этого стеклянную колбу лучше поместить в надёжное место, чтобы не допустить её разбития.

Оставшаяся электронная плата соединена двумя проводниками со второй частью корпуса, на которой смонтирован стандартный цоколь E27 (E14).

Восстановление работоспособности ламп с электронным балластом.

При восстановлении КЛЛ первым делом следует проверить целостность нитей накала (спиралей) внутри стеклянной колбы. Целостность нитей накала просто проверить с помощью обычного омметра. Если сопротивление нитей мало (единицы Ом), то нить исправна. Если же при замере сопротивление бесконечно велико, то нить накала перегорела и применить колбу в данном случае невозможно.

Наиболее уязвимыми компонентами электронного преобразователя, выполненного на основе уже описанной схемы (см. принципиальную схему), являются конденсаторы.

Если люминесцентная лампа не включается, то следует проверить на пробой конденсаторы C3, C4, C5. При перегрузках эти конденсаторы выходят из строя, т.к приложенное напряжение превосходит напряжение, на которое они рассчитаны. Если лампа не включается, но колба светиться в районе электродов, то возможно пробит конденсатор C5.

В таком случае преобразователь исправен, но поскольку конденсатор пробит, то в колбе не возникает разряд. Конденсатор C5 входит в колебательный контур, в котором в момент запуска возникает высоковольтный импульс, приводящий к появлению разряда. Поэтому если конденсатор пробит, то лампа не сможет нормально перейти в рабочий режим, а в районе спиралей будет наблюдаться свечение, вызываемое разогревом спиралей.

Холодный и горячий режим запуска люминесцентных ламп.

Бытовые люминесцентные лампы бывают двух типов:

С холодным запуском

С горячим запуском

Если КЛЛ загорается сразу после включения, то в ней реализован холодный запуск. Данный режим плох тем, что в таком режиме катоды лампы предварительно не прогреваются. Это может привести к перегоранию нитей накала вследствие протекания импульса тока.

Для люминесцентных ламп более предпочтителен горячий запуск. При горячем запуске лампа загорается плавно, в течение 1-3 секунд. В течение этих несколько секунд происходит разогрев нитей накала. Известно, что холодная нить накала имеет меньшее сопротивление, чем разогретая. Поэтому, при холодном запуске через нить накала проходит значительный импульс тока, который может со временем вызвать её перегорание.

Для обычных ламп накаливания холодный запуск является стандартным, поэтому многие знают, что они сгорают как раз в момент включения.

Для реализации горячего запуска в лампах с электронным балластом применяется следующая схема. Последовательно с нитями накала включается позистор (PTC — терморезистор). На принципиальной схеме этот позистор будет подключен параллельно конденсатору С5.

В момент включения в результате резонанса на конденсаторе С5, а, следовательно, и на электродах лампы возникает высокое напряжение, необходимое для её зажжения. Но в таком случае нити накала плохо прогреты. Лампа включается мгновенно. В данном случае параллельно С5 подключен позистор. В момент запуска позистор имеет низкое сопротивление и добротность контура L2C5 значительно меньше.

В результате напряжение резонанса ниже порога зажжения. В течение нескольких секунд позистор разогревается и его сопротивление увеличивается. В это же время разогреваются и нити накала. Добротность контура возрастает и, следовательно, растёт напряжение на электродах. Происходит плавный горячий запуск лампы. В рабочем режиме позистор имеет высокое сопротивление и не влияет на рабочий режим.

Нередки случаи, что выходит из строя как раз этот позистор, и лампа попросту не включается. Поэтому при ремонте ламп с балластом следует обратить на него внимание.

Довольно часто сгорает низкоомный резистор R1, который, как уже говорилось, играет роль предохранителя.

Активные элементы, такие как транзисторы VT1, VT2, диоды выпрямительного моста VD1 –VD4 также стоит проверить. Как правило, причиной их неисправности служит электрический пробой p-n переходов. Динистор VS1 и электролитический конденсатор С2 на практике редко выходят из строя.

Принцип работы люминесцентной лампы базируется на эффекте классической люминесценции.

Электрическим разрядом в ртутных парах создаётся ультрафиолетовое излучение, преобразуемое посредством люминофора в видимое свечение.

При самостоятельном подключении и ремонте таких осветительных приборов учитываются особенности устройства и принцип их действия.

Устройство люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа относится к категории классических разрядных источников освещения низкого давления. Стеклянная колба такой лампы всегда имеет цилиндрическую форму, а наружный диаметр может составлять 1,2см, 1,6см, 2,6см или 3,8см.

Цилиндрический корпус чаще всего прямой или U-изогнутый. К торцевым концам стеклянной колбы герметично припаиваются ножки с электродами, выполненными из вольфрама.

Внешней стороной электроды подпаиваются к цокольным штырям. Из колбы осуществляется тщательное откачивание всей воздушной массы через специальный штенгель, расположенный в одной из ножек с электродами, после чего происходит заполнение свободного пространства инертным газом с ртутными парами.

Схема

Стандартная схема подключения люминесцентной лампы значительно сложнее, нежели процесс включения традиционной лампы накаливания.

Требуется применять особые пусковые устройства, качественные и мощностные характеристики которых оказывают непосредственное влияние на сроки и удобство эксплуатации осветительного прибора.

Схема подключения люминесцентных ламп без дросселя и стартера

В настоящее время практикуется несколько схем подключения, которые отличаются не только по уровню сложности выполняемых работ, но и набором используемых в схеме устройств:

• подключение с применением электромагнитного балласта и стартера;
• подключение с электронным пускорегулирующим аппаратом.

Второй вариант подключения предполагает генерирование высокочастотного тока, а сам непосредственный запуск и процесс работы осветительного прибора запрограммированы электронной схемой.

Схема подключения лампы с дросселем и стартером

Как загорается люминесцентная лампа?

Как работает люминесцентная лампа? Функционирование люминесцентного осветительного прибора обеспечивается следующими поэтапными действиями:

• на электроды, расположенные на цокольных штырях, подаётся напряжение;
• высокое сопротивление газовой среды в лампе провоцирует поступление тока через стартер с образованием тлеющего разряда;
• ток, проходящий через электродные спирали, в достаточной степени прогревает их, а разогретые стартерные биметаллические контакты замыкаются, что прекращает разряд;
• после остывания стартерных контактов происходит их полное размыкание;
• самоиндукция вызывает возникновение импульсного напряжения дросселя, достаточного для включения освещения;
• проходящий через газовую среду ток уменьшается, а полное отключение стартера обуславливается недостаточностью напряжения.

Основным назначением устанавливаемых конденсаторов является эффективное снижение помех. Входные конденсаторы обеспечивают существенное понижение реактивной нагрузки, что важно при необходимости получить качественное освещение и продлить срок службы прибора.

Для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе

Дроссель позволяет обеспечить требуемый для полноценного функционирования лампы электрический импульс. Принцип такого дополнительного устройства основан на сдвиге фазы переменного тока, что способствует получению необходимого количества тока для горения паров, которыми наполнена внутренняя часть лампы.

В зависимости от уровня мощности, рабочие параметры дросселя и сфера его использования могут варьироваться:

• 9 Вт — для стандартной энергосберегающей лампы;
• 11 w и 15 w — для миниатюрных или компактных осветительных приборов и энергосберегающих ламп;
• 18 w — для настольных осветительных приборов;
• 36 Вт — для люминесцентного светильника с малыми показателями мощности;
• 58 Вт — для потолочных светильников;
• 65 Вт — для многоламповых приборов потолочного типа;
• 80 Вт — для мощных осветительных приборов.

Принцип работы стартера люминесцентной лампы

Конструкция устройства представлена компактной стеклянной колбой, заполненной инертным газом. Колба установлена внутри металлического или пластикового корпуса, с парой электродов, один из которых относится к биметаллическому типу.

Напряжение на зажигание стартера не должно быть выше, чем номинальное напряжение питающей сети. В процессе подключения схемы запуска к питающей электросети, значительная часть напряжения переходит на разомкнутые стартерные электроды. Под воздействием напряжения обеспечивается образование тлеющего разряда, небольшая часть которого используется для разогрева биметаллических электродов.

Схема работы стартера

Результатом нагревания становится изгиб и замыкание электроцепи, с последующим прекращением тлеющего разряда внутри стартера. Проход тока по цепи последовательно соединенных дросселя и катодов вызывает их эффективный прогрев. Временем замкнутого состояния стартерных электродов определяется продолжительность прогрева катодов любой люминесцентной лампы.

Устройство и принцип работы люминесцентного светильника

Современные люминесцентные светильники относятся к категории наиболее распространенных типов надежных и долговечных осветительных приборов. Если до недавнего времени такие устройства использовались преимущественно в обустройстве освещения административных и офисных зданий, то в последние годы они всё чаще находят применение в жилых помещениях.

Источник света в таких видах светильников представлен люминесцентной или газоразрядной лампой, функционирующей благодаря свойству некоторых газообразных и парообразных веществ достаточно мощно светиться в условиях электрического поля.

Люминесцентные лампы, устанавливаемые в малогабаритные и компактные светильники, могут обладать кольцевидной, спиралевидной или любой другой формой, что положительно сказывается на габаритах осветительного прибора.

Выпускаемые лампы принято подразделять на линейные и компактные модели. Первый вариант имеет характерные отличия по длине, а также диаметру колбы. Компактные модели имеют, как правило, изогнутую трубку, а основные различия представлены типом цоколя.

Несмотря на кажущуюся простоту устройства, и несложный принцип работы люминесцентной лампы, чтобы продлить срок службы прибора и получить качественное освещение, важно строго соблюдать схему подключения и использовать комплектующие только от проверенных и хорошо зарекомендовавших себя производителей.

Видео на тему

Как работают стартеры люминесцентных ламп

Рейтинг

Общий рейтинг : 5/ 5оставило 8человек

Цена от 15.00 грн. до 33.00 грн.

Стартеры для люминесцентных ламп- типа S2 (4 – 22Вт) и S10 (4 – 65Вт) постоянно поддерживаются в наличии.

Цена на стартер указана Прайс гривна за штуку с учетом НДС. Купить можно со склада в Киеве. Отправка в города Украины производится службой Новая почта.Стартеры Philips для люминесцентных ламп – единственный стартер, который быстро и просто устанавливается без использования дополнительных инструментов.

Даже плотно закрепленные – легко изымаются. В каталоге представлен весь ассортимент высококачественных стартеров тлеющего разряда для запуска люминесцентных ламп с электромагнитными балластами.  Изготовлены с соблюдением экологических норм (не содержат свинца и радиоактивных веществ).

Увеличивают срок службы лампы более чем на 25%; более низкая стоимость владения по сравнению с низкокачественными стартерами, не соответствующими Международным стандартам по электротехнике. Оптимальное удобство установки обеспечивается медными компонентами и устойчивыми к окислению медными штырьками. Огнеупорные компоненты и УФ-устойчивый корпус для дополнительной безопасности запуска (одобрено лабораторией UL по технике безопасности в США).На фото: стартер для люминесцентных ламп S2 4-22Вт PHILIPS

Стартер представляет собой небольшую газоразряд­ную лампу тлеющего разряда. Стеклянная кол­ба наполняется инертным газом (неон или смесь гелий-водород) и помещается в металлический или пластмас­совый корпус, на верхней крышке которого имеется смо­тровое окно.Схемы включения люминесцентных ламп: а-стартерная с дросселем; б—с лампой накаливания в качестве балласта; EL1 — лампа люминесцентная; КК — стартер; С — конденсатор; LL — дроссель; EL2 — лампа накаливания.В некоторых конструкциях стартеров смотровое окно отсутствует.

Стартер имеет два электро­да. Различают несимметричную и симметричную кон­струкции стартеров. В несимметричных стартерах один электрод неподвижный, а второй подвижный, изготовлениз биметалла.В настоящее время наибольшее распро­странение получила симметричная конструкция старте­ров, у которых оба электрода изготовляются из биметалла.

Эта конструкция имеет ряд преимуществ по сравнению с несимметричной.Напряжение зажигания в стартере тлеющего разряда выбирается таким образом, чтобы оно было меньше номинального напряжения сети, но больше рабочего на­пряжения, устанавливающегося на люми­несцентной лампе при ее горении.Схема подключения двух люминесцентных ламп через стартер.При включении схемы на на­пряжение сети оно полностью окажется приложенным к стартеру. Электроды стар­тера разомкнуты, и в нем возникает тлеющий разряд. В цепи будет проходить небольшой ток (20-50 мА).

Этот ток на­гревает биметаллические электроды, и они, изгибаясь, замкнут цепь, и тлеющий разряд в стартере прекратится.Через дроссель и последовательно соединенные катоды начнет проходить ток, который будет подогревать катоды лампы. Величина этого тока определяется индуктивным сопротивлением дросселя, выбираемым таким образом, что­бы ток предварительного подогрева като­дов в 1,5 2,1 раза превышал номинальный ток лампы. Длительность предваритель­ного подогрева катодов определяется вре­менем, в течение которого электроды стар­тера остаются замкнутыми.Когда элек­троды стартера замкнуты, они остывают, и по прошествии определенного промежутка времени, называемого временем контактирования, электроды раз­мыкаются.

Так как дроссель обладает большой индуктивностью, то в момент размыкания электродов стар­тера в дросселе возникает большой импульс напряже­ния, зажигающий лампу.После зажигания лампы в цепи установится ток, рав­ный номинальному рабочему току лампы. Этот ток обу­словит такое падение напряжения на дросселе, что на­пряжение на лампе станет примерно равным половине номинального напряжения сети. Так как стартер вклю­чен параллельно лампе, то напряжение на нем будет равно напряжению на лампе и в связи с тем, что оно недостаточно для зажигания тлеющего разряда в стар­тере, его электроды останутся разомкнутыми при горе­нии лампы.Стартеры тлеющего заряда.Возможность зажигания лампы зависит от длитель­ности предварительного подогрева катодов и величины тока, проходящего через лампу в момент размыкания электродов стартера.

Если разрыв цепи произойдет при малом значении тока, то величина индуктированной в дросселе э. д. с.

и, следовательно, приложенного к лампе напряжения может оказаться недостаточной для ее зажигания, и лампа не зажжется. Поэтому, если при первой попытке стартер не зажжет лампу, он сразу же автоматически будет повторять описанный процесс до тех пор, пока не произойдет зажигание лампы. Со­гласно ГОСТ на стартеры зажигание лампы должно быть обеспечено за время до 10 сек.Параллельно электродам стартера включен конден­сатор емкостью 0,003-0,1 мкф.

Этот конденсатор обыч­но размещается в корпусе стартера. Конденсатор выпол­няет две функции: снижает уровень радиопомех, возни­кающих при контактировании электродов стартера и создаваемых лампой; с другой стороны, этот конденса­тор оказывает влияние на процессы зажигания лампы. Конденсатор уменьшает величину импульса напряже­ния, образуемого в момент размыкания электродов стар­тера, и увеличивает его длительность.При отсутствии конденсатора напряжение на лампе очень быстро воз­растает, достигая нескольких тысяч вольт, но продолжи­тельность его действия очень небольшая.

В этих усло­виях резко снижается надежность зажигания ламп. Кро­ме того, включение конденсатора параллельно электро­дам стартера уменьшает вероятность сваривания или, как говорят, залипания электродов, получающегося в ре­зультате образования электрической дуги в момент размыкания электродов. Конденсатор способствует быстрому гашению дуги.Принципиальная схема включения люминесцентной лампы.Применение конденсаторов в стартёре не обеспечи­вает полного подавления радиопомех, создаваемых лю­минесцентной лампой.

Поэтому необходимо дополни­тельно на входе схемы установить два конденсатора емкостью не менее 0,008 мкф каждый, соединен­ных последовательно, и среднюю точку заземлить.Одним из рекомендуемых способов снижения уровня радиопомех является применение дросселей с симметри­рованной обмоткой где обмотка дросселя разделе­на на две совершенно одинаковые части, имеющие рав­ное число витков, намотанных на один общий сердеч­ник.Каждая часть дросселя соединена последовательно с одним из катодов лампы. При включении такого дрос­селя с лампой оба ее катода работают в одинаковых условиях, что снижает уровень радиопомех. В настоящее время, как правило, выпускаемые промышленностью дроссели изготовляются с симметрированными обмот­ками.В схеме из-за наличия дросселя ток через лампу и напряжение сети не будут совпадать по фазе, т.

е. они не будут одновременно достигать своих нулевых и максимальных значений. Как известно из теории переменного тока, в этом случае ток будет отставать по фазе от напряжения сети на некоторый угол, величина которого определяется соотношением индуктивного со­противления дросселя и активного сопротивлениявсей сети.

Такие схемы называются отстающими.В ряде случаев использования люминесцетных ламп требуется создавать такие условия, когда ток через лам­пу опережал бы по фазе напряжение сети. Такие схемы называются опережающими. Для выполнения этого условия последовательно с дросселем включается кон­денсатор, емкость которого рассчитывается таким обра­зом, чтобы его емкостное сопротивление было больше индуктивного сопротивления дросселя.Устройство люминесцентной лампы.В опережающем балласте в период зажигания лампы ток предварительного подогрева катодов имеет недостаточную величину.

Для устранения этого явления необходимо на время зажигания лампы увеличить ток предварительного подогрева, что можно сделать, если частично компенсировать емкость индуктивностью. В цепь стартера включается дополнительная индуктивность в виде компенсирующей катушки.При замыкании электродов стартера эта компенсирующая катушка включается последовательно с дросселем и конденсатором, общая индуктивность схемы возраста­ет, а вместе с ней увеличивается ток предварительного подогрева. После размыкания электродов стартера ком­пенсирующая катушка отключается, и в рабочем режиме лампы она не участвует.

Индуктивность дополнительной катушки компенсирует емкость конденсатора, установ­ленного в стартере. Поэтому в схему вводится дополни­тельный конденсатор емкостью не менее 0,008 мкф, включаемый параллельно лампе и выполняющий в этом случае роль помехоподавляющего конденсатора.Один из недостатков рассмотренных схем – низкий коэффициент мощности. Он составляет величину 0,5-0,6.

Пускорегулирующие аппараты (ПРА), выполненные на основе этих схем, относятся к группе так называемых некомпенсированных аппаратов. При использовании та­ких аппаратов согласно правилам устройства электро­установок (ПУЭ) для повышения низкого коэффициента мощности необходимо предусматривать групповую ком­пенсацию коэффициента мощности, обеспечивающую до­ведение его для всей осветительной установки до вели­чины 0,9-0,95.При невозможности или экономической неэффектив­ности применения групповой компенсации коэффициента мощности используют схемы, в которых дополнительно параллельно лампе включается конденсатор достаточной емкости, выбранный таким образом, чтобы коэффициент мощности схемы повысился до величины 0,85 -0,9 . ПРА, изготовленный по этой схеме, называют компенсированным.

Расчеты показывают, что для ламп мощ­ностью 20 и 40 вт при напряжении 220 в емкость кон­денсатора составляет 3-5 мкф.Основной недостаток стартерных схем зажигания – их низкая надежность, которая обусловлена ненадежно­стью работы стартера. Надежная работа стартера также зависит от уровня напряжения в питающей сети. Со сни­жением напряжения в питающей сети увеличивается время, необходимое для разогрева биметаллических элек­тродов, а при уменьшении напряжения более чем на 20% номинального стартер вообще не обеспечивает кон­тактирования электродов, и лампа не будет зажигаться.

Значит, с уменьшением напряжения в питающей сети время зажигания лампы увеличивается.Схема запуска сгоревшей люминисцентной лампы.У люминесцентной лампы по мере старения наблю­дается увеличение ее рабочего напряжения, а у старте­ра, наоборот, с ростом срока службы напряжение зажи­гания тлеющего разряда уменьшается. В результате этого возможно, что при горящей лампе стартер начнет срабатывать и лампа гаснет.При размыкании электродов стартера лампа вновь загорается и наблюдается мига­ние лампы. Такое мигание лампы, помимо вызываемого им неприятного зрительного ощущения, может привести к перегреву дросселя, выходу его из строя и порче лам­пы.

Подобные же явления могут иметь место при ис­пользовании старых стартеров в сети с пониженным уровнем напряжения. При появлении миганий лампы необходимо заменить стартер на новый.Стартеры имеют значительные разбросы времени кон­тактирования электродов, и оно очень часто недостаточ­но для надежного предварительного подогрева катодов ламп. В результате стартер зажигает лампу после не­скольких промежуточных попыток, что увеличивает дли­тельность переходных процессов, снижающих срок служ­бы ламп.Общий недостаток всех одноламповых схем – невоз­можность уменьшить создаваемую одной люминесцент­ной лампой пульсацию светового потока.Поэтому такие схемы можно применять в помещениях, где устанавли­вается несколько ламп, а в случае их использования для группы ламп рекомендуется с целью уменьшения пульса­ции светового потока лампы включать в различные фазы трехфазной цепи.

Необходимо стремиться к тому, чтобы освещенность в каждой точке создавалась не менее чем от двух-трех ламп, включенных в разные фазы сети.Двухламповые схемы включения. Применение двух­ламповых схем включения дает возможность уменьшить пульсацию суммарного светового потока, так как пуль­сации светового потока каждой лампы происходят не одновременно, а с некоторым сдвигом по времени. По­этому суммарный световой поток двух ламп никогда не будет равен нулю, а колеблется около некоторого сред­него значения с частотой, меньшей, чем при одной лам­пе.

Кроме того, эти схемы обеспечивают высокий коэф­фициент мощности комплекта лампа – ПРА.Наибольшее распространение получила двухлампо­вая схема, называемая часто схемой с расщепленной фазой. Схема состоит из двух элементов-ветвей: отстающей и опережающей. В первой ветви ток отстает по фазе от напряжения на угол 60°, а во второй – опе­режает на угол 60°.

Благодаря этому ток во внешней цепи будет почти совпадать по фазе с напряжением, и коэффициент мощности всей схемы составит величину 0.9-0.95.Эту схему можно отнести к группе компенси­рованных, и по сравнению с одноламповой некомпенси­рованной схемой она обладает тем преимуществом, что не требуется принимать дополнительных мер для повы­шения коэффициента мощности. При изготовлении ПРА по этой схеме общий расход конструкционных материалов меньше, чем для двух и одноламповых аппаратов. В настоящее время выпускается большое количество различных типов аппаратов, выполненных по этой схеме.Поделитесь полезной статьей:

С каждым днем популярность ламп дневного света в качестве источника освещения только растет. Это обусловлено их высокой продолжительностью работы и качественным свечением.

Люминесцентные лампы работают не напрямую от сети с напряжением 220 Вольт.

Для их функционирования требуется специальный блок, называющийся пускорегулирующей аппаратурой (ПРА). Конструкция блока включает в себя три основных элемента, в которые входят: дроссель (катушка индуктивности с сердечником), сглаживающего конденсатора и стартера. Вот как рас о последнем устройстве мы сегодня и поговорим.

Содержание

• 1 Приветствую всех друзья на сайте «Электрик в доме», недавно мне пришлось искать причину неисправности светильников с люминесцентными лампами, которая заключалась в неисправности элемента ПРА, поэтому очередной выпуск будет посвящен именно о стартере люминесцентной лампы. Мы разберем его назначение, устройство и выполняемые функции.
• 2 Устройство стартера люминесцентных ламп
• 3 Баллон расположен внутри пластмассового или металлического корпуса, имеющего сверху отверстие. Самым популярным материалом для изготовления корпуса является пластик. Справляться с высокой температурой такому корпусу позволяет специальная пропитка. Любой стартер для люминесцентных лампимеет только две ножки (контакта).
• 4 Если вынуть конструкцию из корпуса видно саму колбу. Также видно, что параллельно электродам колбы подключен какой-то элемент – это конденсатор. Его емкостью составляет порядка 0,003-0,1 мкф. Конденсатор призван выполнять сразу две функции: – борется с радиопомехами, которые возникают из-за контакта электродов, посредством снижения их уровня.- участвует в процессе зажигания лампы. Конденсатор снижает импульс напряжения, который формируется при размыкании электродов, и повышает его продолжительность.
• 5 За счет параллельного включения с электродами конденсатор снижает вероятность их сваривания (залипания). Подобное явление может произойти в процессе размыкания электродов вследствие формирования электрической дуги. Конденсатор в кратчайшие сроки гасит дугу.
• 6 Для чего нужен стартер в люминесцентных лампах
• 7 Как работает люминесцентный светильник
• 8 При замыкании цепи (через электроды стартера) по ней начинает проходить ток, величина которого в 1,5 раза больше от номинального тока лампы. Величина тока ограничивается сопротивлением дросселя. Электроды лампы и стартера не могут выполнять эту функцию, так как первые имеют недостаточное сопротивление, а вторые находятся в замкнутом положении.
• 9 Нагрев электродов до 800С происходит в течение 1-2 секунд. В результате повышения температуры происходит увеличение электронной эмиссии, что способствует упрощению процесса пробоя газового промежутка. Разряд в электродах стартера отсутствует и они постепенно остывают.
• 10 После остывания стартера электроды размыкаются, принимая исходное положение, и разрывают цепь. Разрыв цепи сопровождается появлением в дросселе ЭДС самоиндукции. Ее величина прямо пропорциональна индуктивности дросселя и скорости изменения величины тока при разрыве цепи.
• 11 Возникновение ЭДС самоиндукции является причиной создания повышенного напряжениевеличиной 800-1000 В, которое в виде импульса подается на лампу. Ее электроды предварительно разогреты и она готова к зажиганию. В этот момент происходит пробой и начинается свечение.
• 12 На стартер который подключен параллельно лампе теперь прикладывается напряжение, величина которого в два раза ниже напряжения сети. Оно не способно пробить неоновую лампочку, следовательно, ее зажигание больше не осуществляется. Весь цикл зажигания длится не более 10 секунд.
• 13 Как проверить стартер люминесцентной лампы
• 14 Почему мигает люминесцентная лампа
• 15 Поэтому если вы замечаете постоянное мигание лампынеобходимо заменить стартер на новый. В 90 % случаев именно он является причиной такого феномена. При возникновении мигания необходимо как можно раньше произвести замену стартера, так как в таком режиме работы ресурс составляющих светильника уменьшатся и из строя могут выйти уже колба или дроссель. Похожие материалы на сайте:

Приветствую всех друзья на сайте «Электрик в доме», недавно мне пришлось искать причину неисправности светильников с люминесцентными лампами, которая заключалась в неисправности элемента ПРА, поэтому очередной выпуск будет посвящен именно о стартере люминесцентной лампы. Мы разберем его назначение, устройство и выполняемые функции.

Устройство стартера люминесцентных ламп

Конструкция этого элемента достаточно проста.

Каждая модель, выпущенная определенным производителем, имеет свои технические характеристики. Это следует учитывать при выборе ламп. Стартер – это стеклянный баллон, внутри которого находится инертный газ.

Это может быть смесь гелия с водородом или неон. В баллон впаяны неподвижные металлические электроды. Их выводы проходят через цоколи.

Баллон расположен внутри пластмассового или металлического корпуса, имеющего сверху отверстие.

Самым популярным материалом для изготовления корпуса является пластик. Справляться с высокой температурой такому корпусу позволяет специальная пропитка. Любой стартер для люминесцентных лампимеет только две ножки (контакта).

Если вынуть конструкцию из корпуса видно саму колбу.

Также видно, что параллельно электродам колбы подключен какой-то элемент – это конденсатор. Его емкостью составляет порядка 0,003-0,1 мкф. Конденсатор призван выполнять сразу две функции:

– борется с радиопомехами, которые возникают из-за контакта электродов, посредством снижения их уровня.- участвует в процессе зажигания лампы.

Конденсатор снижает импульс напряжения, который формируется при размыкании электродов, и повышает его продолжительность.

За счет параллельного включения с электродами конденсатор снижает вероятность их сваривания (залипания). Подобное явление может произойти в процессе размыкания электродов вследствие формирования электрической дуги. Конденсатор в кратчайшие сроки гасит дугу.

Для чего нужен стартер в люминесцентных лампах

Этот элемент является основным в конструкции люминесцентных ламп.

Без него электромагнитная пускорегулирующая аппаратура не сможет функционировать. Главное назначение стартера – запускать механизма и разжигание инертного газа, находящегося в газоразрядной колбе. Стартерработает как выключатель – размыкает и замыкает электрическую цепь.

Установка стартера продиктована необходимость выполнения двух важных функций:

– замыкания цепи.

Позволяет нагреть электроды лампы, облегчая тем самым процесс зажигания;- разрыв цепи. Происходит сразу же после нагрева электродов. В результате размыкания образуется импульс повышенного напряжения, являющийся причиной пробоя газового промежутка колбы.

Дроссель играет роль стабилизатора и трансформатора. Он поддерживает необходимый ток нитей лампы, создает импульс напряжения, необходимый для пробоя лампы и стабилизирует процесс горения дуги.

Как работает люминесцентный светильник

В момент подключения схемы к электрической цепи все напряжение подается на стартер для люминесцентных ламп.

В нормальном положении электроды находятся в разомкнутом положении. На электродах стартера начинает возникать тлеющий разряд. По цепи проходит ток небольшой величины (30-50 мА).

Этого тока достаточно для нагрева электродов. При достижении определенной температуры они начинают изгибаться и замыкают цепь. После того как контакты замкнуться тлеющий разряд прекращается.

Давайте по ходу рассмотрим из каких основных деталей состоит сам светильник.

При замыкании цепи (через электроды стартера) по ней начинает проходить ток, величина которого в 1,5 раза больше от номинального тока лампы. Величина тока ограничивается сопротивлением дросселя. Электроды лампы и стартера не могут выполнять эту функцию, так как первые имеют недостаточное сопротивление, а вторые находятся в замкнутом положении.

Нагрев электродов до 800С происходит в течение 1-2 секунд. В результате повышения температуры происходит увеличение электронной эмиссии, что способствует упрощению процесса пробоя газового промежутка. Разряд в электродах стартера отсутствует и они постепенно остывают.

После остывания стартера электроды размыкаются, принимая исходное положение, и разрывают цепь. Разрыв цепи сопровождается появлением в дросселе ЭДС самоиндукции. Ее величина прямо пропорциональна индуктивности дросселя и скорости изменения величины тока при разрыве цепи.

Возникновение ЭДС самоиндукции является причиной создания повышенного напряжениевеличиной 800-1000 В, которое в виде импульса подается на лампу. Ее электроды предварительно разогреты и она готова к зажиганию. В этот момент происходит пробой и начинается свечение.

На стартер который подключен параллельно лампе теперь прикладывается напряжение, величина которого в два раза ниже напряжения сети. Оно не способно пробить неоновую лампочку, следовательно, ее зажигание больше не осуществляется. Весь цикл зажигания длится не более 10 секунд.

Как проверить стартер люминесцентной лампы

Данный вопрос очень часто возникает перед специалистами в процессе ремонта люминесцентных светильников. Хоть деталь и мелкая, но способна вызвать серьезные проблемы.

Выявить поломку стартера можно заменой его на исправный, если таковой имеется под рукой.

А вот что делать в случаях, когда по близости больше нет светильников, а до ближайшего специализированного магазина не один километр пути? Как проверить стартер люминесцентной лампыв домашних условиях? Проверить работоспособность данного устройства можно по стандартной схеме.

Последовательно со стартером в сеть подключается обыкновенная лампа с нитью накаливания. Желательно, чтобы ее мощность не превышала 40 Вт.

Собрать такую схему не составит труда.Если стартер находится в исправном состоянии, то лампа будет гореть и периодически на мгновение гаснуть. Этот процесс будет сопровождаться характерными щелчками, которые свидетельствуют о работе контактов.

Если лампочка не горит или светится постоянно (без моргания), то можно констатировать поломку стартера.Таким вот нехитрым способом можно проверить стартер для люминесцентных ламп.Хотя, по правде сказать, я еще не видел, чтобы на производстве их где либо проверяли. Это наверное связано с их незначительной стоимостью. Обычно бывает как, если лампа не работает или начинает мигать просто меняют стартер на новый, получилось устранить причину хорошо, нет значить проблема в другом.

Почему мигает люминесцентная лампа

Дорогие друзья Вы наверное замечали что светильники с люминесцентными лампами со временем начинают мигать. И связано это не с использованием выключателей с подсветкой которые являются причиной мигания энергосберегающих лампах.

В процессе эксплуатации светильников рабочее напряжение зажигания тлеющего разряда в стартере падает. Это является причиной того, что стартер будет срабатывать даже при горящей лампе.

После размыкания электродов свечение восстанавливается. Человеческий глаз воспринимает это как процесс мигания. Подобное явление является причиной порчи лампы и выхода из строя дросселя в результате его перегрева.

Поэтому если вы замечаете постоянное мигание лампынеобходимо заменить стартер на новый. В 90 % случаев именно он является причиной такого феномена.

При возникновении мигания необходимо как можно раньше произвести замену стартера, так как в таком режиме работы ресурс составляющих светильника уменьшатся и из строя могут выйти уже колба или дроссель.

Похожие материалы на сайте:

Источники:

• elmar.com.ua
• fazaa.ru
• electricvdome.ru

Принцип работы люминесцентной лампы

Среди газоразрядных осветительных приборов широкую известность получили люминесцентные лампы. Они изготавливаются в форме стеклянных цилиндров, на внутреннюю поверхность которых нанесен слой люминофора. Принцип работы люминесцентной лампы состоит в появлении внутри колбы газового разряда в газовой среде, смешанной с разреженными ртутными парами. Далее под влиянием ультрафиолетового излучения начинает светиться люминофор, являющийся источником основного светового потока.

Как появились люминесцентные лампы

Прежде чем рассматривать вопрос, как работает люминесцентная лампа, необходимо хотя бы в общих чертах изучить историю ее появления. Впервые эффект свечения наблюдал известный русский ученый М.В. Ломоносов еще в середине 18 века. В эксперименте был использован стеклянный шар, наполненный водородом. После того как к нему был приложен электрический ток, шар начал испускать видимый свет. Однако это устройство не рассматривалось в качестве источника освещения, а полноценная работа в этой области началась уже в 19 веке.

В 1856 году немецкому стеклодуву Гейслеру удалось откачать воздух из стеклянной колбы с помощью изобретенного им же вакуумного насоса. Используя высоковольтную катушку, он вызвал внутри колбы свечение зеленоватого цвета. Данное устройство получило название трубки Гейслера. Немного позднее, в 1859 году Александр Беккерель осуществил покрытие трубок изнутри веществами, обладающими люминесцирующими свойствами.

Именно с этого момента началось развитие технологий данного типа освещения. Проводимые работы так и остались экспериментами, но сама идея получила дальнейшее развитие на практике.

Первую демонстрацию трубок Гейслера в 1891 году провел американский ученый Никола Тесла. Он на практике показал возможность светиться у трубок с различными покрытиями под действием высокочастотного электрического поля. В этом же году Тесла получил патент на аргоновые газоразрядные лампы, спроектированные для систем освещения.

Первые лампы для светильника на основе ртути удалось получить американцу Питеру Хьюитту. Ртутные пары светились мягким сине-зеленым светом, а по техническим характеристикам эти устройства превосходили лампы Эдисона. Однако полученные цветовые оттенки не нашли широкого применения в искусственном освещении.

Ровное белое свечение было получено в 1926 году немецким изобретателем Эдмундом Гермером. На внутреннюю часть колбы наносился флуоресцентный порошок – люминофор, после чего внутри нее увеличивалось давление. Свет от такого источника был гораздо ярче по сравнению с лампами накаливания. Конструкция этих устройств считается максимально близкой к современным люминесцентным лампам.

С 1934 года компания General Electric приобрела патент и приступила к выпуску осветительных приборов нового типа. Они сразу же приобрели широкую популярность и стали повсеместно использоваться в искусственном освещении вместо обычных лампочек.

Особенности конструкции

Колбы всех ламп, независимо от конфигурации, всегда имеют цилиндрическую форму. Их наружный диаметр составляет 12, 16, 26 и 38 мм. Чаще всего источники света изготавливаются прямыми, но некоторые из них сформированы в кольцо, букву U, спираль и т.д.

Устройство люминесцентной лампы предполагает герметичное соединение торцов со стеклянными ножками, внутри которых установлены зажигательные электроды. Они изготавливаются из вольфрама и закручиваются в спираль, так же как у обычных ламп накаливания. Снаружи электроды соединяются со штырьками цоколя, выполняющими функцию контактов. Устройства прямой и U-образной формы для светильника оборудованы двумя видами цоколей – G5 и G13. В указанной маркировке цифры означают размер зазора между штыревыми контактами в миллиметрах.

Рассматривая вопрос, как устроена лампа, следует помнить, что в одну из стеклянных ножек впаян специальный штенгель, через который производится откачка воздуха изнутри колбы. После этого внутрь закачивается инертный газ с небольшим количеством ртути, примерно 30 мг. Вместо чистой ртути может использоваться амальгама, представляющая собой ее сплавы с такими металлами, как индий, висмут и другие. Вольфрамовые электроды покрываются активирующим веществом. Для этой цели используются оксиды бария, кальция или стронция. В некоторых случаях к ним добавляется торий.

Основной функцией электродов является отдача и прием ионов и электронов, обеспечивающих течение электрического тока в пространстве, где образуется разряд. Чтобы запустить процесс термоэмиссии, они разогреваются до температуры 1100-1200 градусов. Электроны начинают вылетать с поверхности активирующего вещества. В процессе эксплуатации слой этих веществ постепенно уменьшается, происходит его оседание на стеклянных стенках, что делает зависимым от этого общий срок эксплуатации люминесцентной лампы.

Максимальное ультрафиолетовое излучение ртути достигается наиболее эффективным использованием разряда. Для этого внутри колбы должна поддерживаться определенная температура. Ее диаметр определяется именно этим техническим условием.

Работоспособность лампы для светильника во многом зависит от плотности тока. Чтобы найти эту величину, необходимо значение тока разделить на площадь сечения цилиндра. Мощность лампы находится в прямой зависимости с ее длиной, поэтому просто так колбу нельзя сделать короче. В связи с этим, габариты стали уменьшаться за счет измененной конфигурации, при которой общая протяженность изделия остается прежней.

Как работает устройство с люминофором

Принцип работы люминесцентных ламп во многом зависит от ее конструкции. Газ, наполняющий внутреннее пространство колбы, создает электропроводную среду с отрицательным сопротивлением. Его проявление заключается в изменении напряжения между электродами, расположенными с противоположных сторон. Напряжение начинает снижаться при возрастании тока, который требует ограничения.

Включение в работу люминесцентной лампы для светильника осуществляется при помощи электромеханической пускорегулирующей аппаратуры – ЭмПРА. Основными компонентами данной схемы служат дроссель и стартер. Первое устройство создает импульс напряжения с большой величиной, обеспечивающий зажигание. Второй компонент представляет собой лампу тлеющего разряда, внутри которой в газовой среде размещаются два электрода. Один электрод является биметаллической пластиной, а в исходном положении они оба разомкнуты.

Запуск лампы и ее принцип действия происходят в следующей последовательности:

• В пусковую схему изначально поступает напряжение. Изначально ток не будет проходить через лампу, поскольку он ограничивается высоким сопротивлением внутренней среды. Он попадает на спирали катодов и производит их разогрев. Одновременно ток идет на стартер и дает толчок к образованию внутри него тлеющего разряда.
• После того как под действием тока контакты дросселя разогреются, наступает замыкание биметаллической пластины. В результате, металл становится проводником и действие разряда прекращается.
• На следующем этапе происходит остывание биметаллического электрода, что приводит к размыканию контактов. В дросселе под влиянием самоиндукции образуется импульс высокого напряжения, дающий толчок к зажиганию лампы.
• Ток, проходящий через лампу для светильника, постепенно уменьшается в два раза из-за падения напряжения на дросселе. Его не хватает, чтобы повторно запустить стартер с разомкнутыми контактами, но сама лампа будет продолжать свою работу.

Если в один светильник установлены сразу две светящиеся лампы, схема включения предусматривает для них общий дроссель. Подключение ламп осуществляется последовательно, однако к каждой из них параллельно подключен собственный стартер. При выходе из строя одной из ламп, вторая также отключается. В схеме включения рекомендуется устанавливать только качественные выключатели. У бюджетных моделей возможно залипание контактов под влиянием пусковых токов. Поскольку дроссель и стартер являются основными компонентами пусковой схемы, их работу следует рассмотреть более подробно.

Дроссель: назначение и устройство

Люминесцентные светильники не могут быть включены как обычные лампы, одной лишь подачей электроэнергии. Для того чтобы они заработали и начали светиться, необходимо использовать специальную пускорегулирующую аппаратуру.

Ток, протекающий через электроды требуется ограничить, поэтому в схеме используется сопротивление, называемое балластом. Его функции выполняет дроссель, в котором присутствует реактивное сопротивление, не выделяя при этом лишнего тепла. Он ограничивает ток, тем самым предупреждая его нарастание после подключения к сети.

Помимо включения, дроссель в пусковой схеме выполняет следующие функции:

• Создает безопасный ток, достаточный для быстрого разогрева электродов в лампе при розжиге.
• В обмотке образуется импульс высокого напряжения, благодаря которому внутри колбы возникает разряд.
• Стабилизирует разряд при достижении током номинального значения.
• Обеспечивает устойчивую работу лампы, несмотря на скачки и перепады сетевого напряжения.

Основным элементом дросселя служит катушка индуктивности, которая состоит из проводов, намотанных на сердечник. Именно она выполняет основную ограничивающую функцию. Вся конструкция залита компаундом – специальной массой, устойчивой к возгоранию. За счет этого обеспечивается дополнительная изоляция проводов. Катушка помещается в корпусе из термоустойчивой пластмассы.

Функции стартера в схеме подключения

Вторым компонентом, входящим в состав пускорегулирующей аппаратуры, является стартер, имеющий довольно простую конструкцию. Продукция разных производителей отличается собственными параметрами и техническими характеристиками, которые необходимо учитывать при покупке ламп. Однако устройство и принцип работы этих приборов одинаковый.

Конструкция стартера выполнена в виде стеклянного баллона, заполненного инертным газом – неоном или смесью водорода с гелием. В цоколь баллона неподвижно впаяны металлические электроды, выведенные наружу. Сама стеклянная конструкция располагается в металлическом или пластмассовом корпусе, покрытом термоизоляционным составом.

Параллельно с электродами подключен конденсатор емкостью 0,003-0,1 мкф, предназначенный для борьбы с радиопомехами, возникающими при контакте электродов. Кроме того, данный элемент принимает участие в запуске лампы и понижает величину импульса напряжения, возникающего во время размыкания электродов. Параллельное включение конденсатора существенно понижает вероятность залипания электродов под действием электрической дуги.

Основной функцией стартера является замыкание и размыкание электрической цепи, запуск механизма розжига инертного газа, закачанного в колбу. При замыкании цепи электроды самой лампы нагреваются, и весь процесс зажигания заметно облегчается. После нагрева цепь разрывается с одновременным образованием импульса повышенного напряжения, пробивающего газовый промежуток колбы. Такой принцип работы каждого стартера.

Несмотря на устойчивую и долговременную работу, схемы ЭмПРА с использованием стартера считается несовершенной. Рабочий процесс нередко сопровождается мерцанием, шумом дросселя и другими неприятными явлениями. Поэтому все современные люминесцентные лампы работают с более совершенной электронной пусковой схемой – ЭПРА.

Подключение через электронный балласт – ЭПРА

Схема ЭПРА с люминесцентными лампами функционирует на основе полупроводниковых элементов, что позволило снизить габариты и повысить качество работы этих устройств. Заметно возросли сроки эксплуатации, повысился КПД, появилась возможность плавной регулировки яркости, увеличился коэффициент мощности.

В состав схемы электронного пускорегулирующего устройства входят следующие компоненты:

• Устройство для выпрямления тока и напряжения.
• Фильтр электромагнитных излучений.
• Корректор для регулировки коэффициента мощности.
• Фильтр сглаживания напряжения.
• Инверторная схема.
• Элемент с функциями дросселя.

Схема ЭПРА может быть мостовой или полумостовой. Первый вариант предназначен для очень мощных ламп, а второй используют все остальные люминесцентные лампы низкого давления.

В основе работы электронного балласта лежат увеличенные частотные характеристики, обеспечивающие равномерное свечение, без каких-либо мерцаний. Современные микросхемы, используемые в конструкции, позволили существенно уменьшить размеры устройства и обеспечить равномерный подогрев электродов. Благодаря ЭПРА, люминесцентная лампа может быть автоматически подстроена под конкретные технические характеристики.

Как работают стартеры люминесцентных ламп

Стартер представляет собой небольшую газоразряд­ную лампу тлеющего разряда. Стеклянная кол­ба наполняется инертным газом (неон или смесь гелий-водород) и помещается в металлический или пластмас­совый корпус, на верхней крышке которого имеется смо­тровое окно.

Схемы включения люминесцентных ламп: а-стартерная с дросселем; б—с лампой накаливания в качестве балласта; EL1 — лампа люминесцентная; КК — стартер; С — конденсатор; LL — дроссель; EL2 — лампа накаливания.

В некоторых конструкциях стартеров смотровое окно отсутствует. Стартер имеет два электро­да. Различают несимметричную и симметричную кон­струкции стартеров. В несимметричных стартерах один электрод неподвижный, а второй подвижный, изготовлен
из биметалла.

В настоящее время наибольшее распро­странение получила симметричная конструкция старте­ров, у которых оба электрода изготовляются из биметалла. Эта конструкция имеет ряд преимуществ по сравнению с несимметричной.

Напряжение зажигания в стартере тлеющего разряда выбирается таким образом, чтобы оно было меньше номинального напряжения сети, но больше рабочего на­пряжения, устанавливающегося на люми­несцентной лампе при ее горении.

Схема подключения двух люминесцентных ламп через стартер.

При включении схемы на на­пряжение сети оно полностью окажется приложенным к стартеру. Электроды стар­тера разомкнуты, и в нем возникает тлеющий разряд. В цепи будет проходить небольшой ток (20-50 мА). Этот ток на­гревает биметаллические электроды, и они, изгибаясь, замкнут цепь, и тлеющий разряд в стартере прекратится.

Через дроссель и последовательно соединенные катоды начнет проходить ток, который будет подогревать катоды лампы. Величина этого тока определяется индуктивным сопротивлением дросселя, выбираемым таким образом, что­бы ток предварительного подогрева като­дов в 1,5 2,1 раза превышал номинальный ток лампы. Длительность предваритель­ного подогрева катодов определяется вре­менем, в течение которого электроды стар­тера остаются замкнутыми.

Когда элек­троды стартера замкнуты, они остывают, и по прошествии определенного промежутка времени, называемого временем контактирования, электроды раз­мыкаются. Так как дроссель обладает большой индуктивностью, то в момент размыкания электродов стар­тера в дросселе возникает большой импульс напряже­ния, зажигающий лампу.

После зажигания лампы в цепи установится ток, рав­ный номинальному рабочему току лампы. Этот ток обу­словит такое падение напряжения на дросселе, что на­пряжение на лампе станет примерно равным половине номинального напряжения сети. Так как стартер вклю­чен параллельно лампе, то напряжение на нем будет равно напряжению на лампе и в связи с тем, что оно недостаточно для зажигания тлеющего разряда в стар­тере, его электроды останутся разомкнутыми при горе­нии лампы.

Стартеры тлеющего заряда.

Возможность зажигания лампы зависит от длитель­ности предварительного подогрева катодов и величины тока, проходящего через лампу в момент размыкания электродов стартера. Если разрыв цепи произойдет при малом значении тока, то величина индуктированной в дросселе э. д. с. и, следовательно, приложенного к лампе напряжения может оказаться недостаточной для ее зажигания, и лампа не зажжется. Поэтому, если при первой попытке стартер не зажжет лампу, он сразу же автоматически будет повторять описанный процесс до тех пор, пока не произойдет зажигание лампы. Со­гласно ГОСТ на стартеры зажигание лампы должно быть обеспечено за время до 10 сек.

Параллельно электродам стартера включен конден­сатор емкостью 0,003-0,1 мкф. Этот конденсатор обыч­но размещается в корпусе стартера. Конденсатор выпол­няет две функции: снижает уровень радиопомех, возни­кающих при контактировании электродов стартера и создаваемых лампой; с другой стороны, этот конденса­тор оказывает влияние на процессы зажигания лампы. Конденсатор уменьшает величину импульса напряже­ния, образуемого в момент размыкания электродов стар­тера, и увеличивает его длительность.

При отсутствии конденсатора напряжение на лампе очень быстро воз­растает, достигая нескольких тысяч вольт, но продолжи­тельность его действия очень небольшая. В этих усло­виях резко снижается надежность зажигания ламп. Кро­ме того, включение конденсатора параллельно электро­дам стартера уменьшает вероятность сваривания или, как говорят, залипания электродов, получающегося в ре­зультате образования электрической дуги в момент размыкания электродов. Конденсатор способствует быстрому гашению дуги.

Принципиальная схема включения люминесцентной лампы.

Применение конденсаторов в стартёре не обеспечи­вает полного подавления радиопомех, создаваемых лю­минесцентной лампой. Поэтому необходимо дополни­тельно на входе схемы установить два конденсатора емкостью не менее 0,008 мкф каждый, соединен­ных последовательно, и среднюю точку заземлить.
Одним из рекомендуемых способов снижения уровня радиопомех является применение дросселей с симметри­рованной обмоткой где обмотка дросселя разделе­на на две совершенно одинаковые части, имеющие рав­ное число витков, намотанных на один общий сердеч­ник.

Каждая часть дросселя соединена последовательно с одним из катодов лампы. При включении такого дрос­селя с лампой оба ее катода работают в одинаковых условиях, что снижает уровень радиопомех. В настоящее время, как правило, выпускаемые промышленностью дроссели изготовляются с симметрированными обмот­ками.

В схеме из-за наличия дросселя ток через лампу и напряжение сети не будут совпадать по фазе, т. е. они не будут одновременно достигать своих нулевых и максимальных значений. Как известно из теории переменного тока, в этом случае ток будет отставать по фазе от напряжения сети на некоторый угол, величина которого определяется соотношением индуктивного со­противления дросселя и активного сопротивления всей сети. Такие схемы называются отстающими.

В ряде случаев использования люминесцетных ламп требуется создавать такие условия, когда ток через лам­пу опережал бы по фазе напряжение сети. Такие схемы называются опережающими. Для выполнения этого условия последовательно с дросселем включается кон­денсатор, емкость которого рассчитывается таким обра­зом, чтобы его емкостное сопротивление было больше индуктивного сопротивления дросселя.

Устройство люминесцентной лампы.

В опережающем балласте в период зажигания лампы ток предварительного подогрева катодов имеет недостаточную величину. Для устранения этого явления необходимо на время зажигания лампы увеличить ток предварительного подогрева, что можно сделать, если частично компенсировать емкость индуктивностью. В цепь стартера включается дополнительная индуктивность в виде компенсирующей катушки.

При замыкании электродов стартера эта компенсирующая катушка включается последовательно с дросселем и конденсатором, общая индуктивность схемы возраста­ет, а вместе с ней увеличивается ток предварительного подогрева. После размыкания электродов стартера ком­пенсирующая катушка отключается, и в рабочем режиме лампы она не участвует. Индуктивность дополнительной катушки компенсирует емкость конденсатора, установ­ленного в стартере. Поэтому в схему вводится дополни­тельный конденсатор емкостью не менее 0,008 мкф, включаемый параллельно лампе и выполняющий в этом случае роль помехоподавляющего конденсатора.

Один из недостатков рассмотренных схем – низкий коэффициент мощности. Он составляет величину 0,5-0,6. Пускорегулирующие аппараты (ПРА), выполненные на основе этих схем, относятся к группе так называемых некомпенсированных аппаратов. При использовании та­ких аппаратов согласно правилам устройства электро­установок (ПУЭ) для повышения низкого коэффициента мощности необходимо предусматривать групповую ком­пенсацию коэффициента мощности, обеспечивающую до­ведение его для всей осветительной установки до вели­чины 0,9-0,95.

При невозможности или экономической неэффектив­ности применения групповой компенсации коэффициента мощности используют схемы, в которых дополнительно параллельно лампе включается конденсатор достаточной емкости, выбранный таким образом, чтобы коэффициент мощности схемы повысился до величины 0,85 -0,9 . ПРА, изготовленный по этой схеме, называют компенсированным. Расчеты показывают, что для ламп мощ­ностью 20 и 40 вт при напряжении 220 в емкость кон­денсатора составляет 3-5 мкф.

Основной недостаток стартерных схем зажигания – их низкая надежность, которая обусловлена ненадежно­стью работы стартера. Надежная работа стартера также зависит от уровня напряжения в питающей сети. Со сни­жением напряжения в питающей сети увеличивается время, необходимое для разогрева биметаллических элек­тродов, а при уменьшении напряжения более чем на 20% номинального стартер вообще не обеспечивает кон­тактирования электродов, и лампа не будет зажигаться. Значит, с уменьшением напряжения в питающей сети время зажигания лампы увеличивается.

Схема запуска сгоревшей люминисцентной лампы.

У люминесцентной лампы по мере старения наблю­дается увеличение ее рабочего напряжения, а у старте­ра, наоборот, с ростом срока службы напряжение зажи­гания тлеющего разряда уменьшается. В результате этого возможно, что при горящей лампе стартер начнет срабатывать и лампа гаснет.

При размыкании электродов стартера лампа вновь загорается и наблюдается мига­ние лампы. Такое мигание лампы, помимо вызываемого им неприятного зрительного ощущения, может привести к перегреву дросселя, выходу его из строя и порче лам­пы. Подобные же явления могут иметь место при ис­пользовании старых стартеров в сети с пониженным уровнем напряжения. При появлении миганий лампы необходимо заменить стартер на новый.

Стартеры имеют значительные разбросы времени кон­тактирования электродов, и оно очень часто недостаточ­но для надежного предварительного подогрева катодов ламп. В результате стартер зажигает лампу после не­скольких промежуточных попыток, что увеличивает дли­тельность переходных процессов, снижающих срок служ­бы ламп.

Общий недостаток всех одноламповых схем – невоз­можность уменьшить создаваемую одной люминесцент­ной лампой пульсацию светового потока. Поэтому такие схемы можно применять в помещениях, где устанавли­вается несколько ламп, а в случае их использования для группы ламп рекомендуется с целью уменьшения пульса­ции светового потока лампы включать в различные фазы трехфазной цепи. Необходимо стремиться к тому, чтобы освещенность в каждой точке создавалась не менее чем от двух-трех ламп, включенных в разные фазы сети.

Двухламповые схемы включения. Применение двух­ламповых схем включения дает возможность уменьшить пульсацию суммарного светового потока, так как пуль­сации светового потока каждой лампы происходят не одновременно, а с некоторым сдвигом по времени. По­этому суммарный световой поток двух ламп никогда не будет равен нулю, а колеблется около некоторого сред­него значения с частотой, меньшей, чем при одной лам­пе. Кроме того, эти схемы обеспечивают высокий коэф­фициент мощности комплекта лампа – ПРА.

Наибольшее распространение получила двухлампо­вая схема, называемая часто схемой с расщепленной фазой. Схема состоит из двух элементов-ветвей: отстающей и опережающей. В первой ветви ток отстает по фазе от напряжения на угол 60°, а во второй – опе­режает на угол 60°. Благодаря этому ток во внешней цепи будет почти совпадать по фазе с напряжением, и коэффициент мощности всей схемы составит величину 0.9-0.95.

Эту схему можно отнести к группе компенси­рованных, и по сравнению с одноламповой некомпенси­рованной схемой она обладает тем преимуществом, что не требуется принимать дополнительных мер для повы­шения коэффициента мощности. При изготовлении ПРА по этой схеме общий расход конструкционных материалов меньше, чем для двух и одноламповых аппаратов. В настоящее время выпускается большое количество различных типов аппаратов, выполненных по этой схеме.

Порядок действий при неисправности люминесцентных ламп: выявление возможных причин возникновения , проверка и устранение проблемы своими руками

При эксплуатации таких ламп могут появиться неисправности в схеме включения вспомогательной аппаратуры — стартера и дросселя. Если в данной схеме лампа не зажигается, необходимо проверить исправность электросети, а также отдельных элементов схемы включения лампы.

Нормальная эксплуатация лампы существенно зависит от внешних условий — от напряжения питающей сети и от температуры окружающего воздуха.

При исправности электросети и всех элементов схемы включенная лампа все же может не зажигаться, если температура окружающей среды меньше +10° С и если колебание напряжения питающей сети превосходит 6–7%. Зажигание лампы происходит обычно не сразу, а после нескольких срабатываний стартера. Полная длительность зажигания не должна превосходить 15 с. Если в течение этого времени лампа не загорится, то возможны неисправности, которые могут быть как в самой лампе, так и в отдельных элементах схемы включения.

Причинами могут быть неисправности:

• в электросети — наличие обрыва или плохого контакта
• стартера — не замыкает цепь накала электродов лампы
• дросселя — обрыв в обмотке дросселя
• патронов — отсутствие контактов
• лампы — обрыв электродов лампы

Проверка и устранение указанных неисправностей производятся в следующем порядке:

• проверить наличие напряжения на контактах патронов лампы и стартера
• заменить лампу. Если новая лампа зажигается, то замененная лампа была неисправной

При включении лампы свечение люминофора, обуславливаемое возникновением вспомогательного разряда, имеется только в одном конце лампы. Лампа мигает, но не зажигается. Причинами этой неисправности могут быть замыкания в проводке, в патроне, в выходах лампы, где свечение люминофора отсутствует.

Устранение неисправности проводится в следующем порядке:

• Лампу переставить так, чтобы неисправный и нормально светящиеся концы ее поменялись местами. Если при такой перестановке свечение будет отсутствовать, данная лампа является дефектной и должна быть заменена новой.
• Если при замене лампы нет свечения, необходимо проверить схему включения и патрон лампы, устранить их замыкания, в случае необходимости патрон сменить.

Свечение на концах лампы имеется и сохраняется длительное время, но лампа не зажигается. Причину нужно искать в неисправности стартера, патрона или проводки. Если стартер вынуть и свечение исчезнет, значит, данный стартер подлежит замене. Если и при отсутствии стартера на концах лампы будет свечение, необходимо проверить проводку, патрон стартера и устранить имеющиеся в них замыкания.

На концах включенной лампы появляется и исчезает тусклое оранжевое свечение, лампа не зажигается и через некоторое время свечение вообще исчезает. Такая лампа должна быть заменена, так как в нее попал воздух.

Если лампа зажигается нормально, но уже в первые часы горения наблюдается сильное потемнение ее концов и через некоторое время она перестает зажигаться, то неисправен дроссель, т.к. пусковой и рабочий токи имеют значения, не соответствующие вольтамперной характеристике.

Для этого надо проверить значение пускового и рабочего токов. В отдельных случаях преждевременное потемнение концов лампы может быть вызвано плохим качеством ее катодов.

Если лампа зажигается нормально, но при горении разряд не заполняет равномерно все пространство между электродами и на отдельных участках извивается в виде змейки, то неисправен дроссель — ток лампы слишком велик. Необходимо проверить значение пускового и рабочего токов лампы, и, если они выходят за пределы, указанные в вольтамперной характеристике, дроссель должен быть заменен новым. Если значение токов не выходит за пределы, то в отдельных случаях может быть неисправна сама лампа — ее катоды обработаны недостаточно хорошо. Лампу следует несколько раз погасить и зажечь, повернуть ее в патронах вокруг собственной оси на 120° и еще раз зажечь и погасить. Если и после этого разряд не заполнит все пространство между электродами, лампу нужно заменить.

Если лампа периодически зажигается и гаснет, то неисправна лампа и стартер. Лампа неисправна, т.к. падение напряжения на лампе во время ее горения превышает напряжение зажигания разряда в стартере. Необходимо проверить падение напряжения в лампе. Если оно превышает значения, указанные в таблице, то данная лампа должна быть заменена новой. Если напряжение зажигания разряда в стартере ниже минимально допустимого значения, значит неисправен стартер.

Лампа зажигается нормально, но горит очень тускло, световой поток, излучаемый лампой, недостаточен. Это объясняется тем, что дроссель не обеспечивает надлежащего режима работы лампы. Если рабочий ток лампы меньше, чем минимально допустимое значение, указанное в таблице, то следует сменить дроссель. Если ток лампы не выходит за нижний предел, значит, лампа должна быть заменена, поскольку в ней мало ртути.

Если при включении установки перегорают спирали лампы, то должен быть заменен дроссель, т.к. в его обмотке частично или полностью пробита изоляция.

При любой неисправности в установке с люминесцентными лампами установка должна быть немедленно отключена. Причина неисправности должна быть выяснена и устранена, поскольку неисправность одного элемента может привести к порче других.

отличие от ЭмПРА, как работают, как выбрать

Несмотря на появление светодиодов, в эксплуатации все еще довольно большое количество светильников с люминесцентными лампами штырькового типа. Они тоже позволяют тратить меньше на электроэнергию, особенно если в светильнике применяется электронный балласт — ЭПРА для люминесцентных ламп.

Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА, электронный балласт) — электронное устройство, осуществляющее пуск и поддержание рабочего режима газоразрядных осветительных ламп.

Как работает люминесцентная лампа с дросселем (ЭмПРА)

ЭмПРА — электромагнитный пускорегулирующий аппарат или просто «дроссель». Поняв принцип работы ЭмПРА, будет проще разобраться с устройством и принципом работы ЭПРА.

Для начала стоит разобраться с тем, как работает лампа дневного света. Речь пойдет о длинных лампах типа Т-8. Кроме источника света есть еще стартер (газоразрядная лампа) и пускорегулирующее устройство (дроссель и конденсаторы).

Устройство лампы дневного света

Люминесцентная лампа: устройство и условия для работы

Несколько слов о люминесцентных лампах трубчатого типа. Это полая стеклянная трубка, покрытая изнутри слоем люминофора. На края трубки надеты металлические колпачки с двумя штырьками. Эти штыри — выводы катодов. Катоды соединены попарно вольфрамовой спиралью со специальным эмиссионным покрытием. Лампа заполнена смесью инертных газов с парами ртути (воздуха внутри нет). Для того чтобы люминофор засветился, необходимо:

При наличии переменного поля, электроны и ионы активно движутся, наталкиваясь на стенки колбы, заставляя тем самым светиться нанесенный на них люминофор. Вроде все просто. Но при включении необходимо создать условия для появления в инертной среде свободных заряженных частиц. В выключенном состоянии их там просто нет. И даже если на катоды напрямую подать 220 В, ничего не произойдет. Переменное электрическое поле будет, а несвязанных ионов и электронов — нет. И света тоже не будет.

Как заставить люминесцентную лампу светиться

Итак, для того чтобы лампа зажглась, необходимо чтобы в ней появились свободные заряженные частицы. Инициировать их высвобождение можно двумя способами:

Обычно используют второй вариант. На него требуется больше времени и энергии, но сами лампы «живут» дольше. Холодный пуск популярен среди самодельщиков. Но этот способ «вырывает» из структуры частицы, что приходит к быстрому выходу лампы из строя. Чем он хорош, так это тем, что можно заставить работать лампы с перегоревшими спиралями. Но использовать его нерационально, так как катоды быстро перегорают.

Как работает светильник дневного света с ЭмПРА (электромагнитным балластом)

Для того чтобы обеспечить появление свободных частиц используют дроссель, который называют еще электромагнитный балласт и стартер. Для стабилизации работы используют конденсаторы (на схеме ниже С1 и С2). Дроссель представляет собой набор ферромагнитных пластин, обмотанных эмалированным медным проводом. Дроссель похож на трансформатор, только имеет одну обмотку. Стартер представляет собой газоразрядную лампу с подвижным биметаллическим контактом.

Блок-схема

Пока лампа холодная, вольфрам имеет высокое сопротивление, поэтому, при включении, ток течет слабый — порядка 35-50 мА. Его не хватает на разогрев катодов, но для работы газоразрядной лампы стартера он достаточен. Протекающий через стартер ток разогревает контакты газоразрядной лампы. По мере нагрева биметаллический контакт изгибается и в какой-то момент соприкасается со вторым — неподвижным контактом. В этот момент ток мгновенно возрастает до сотен миллиампер (500-800 мА). Тлеющий разряд в стартере гаснет, биметаллический контакт остывает и размыкает цепь. Но несколько секунд ток в цепи очень высокий. Этого времени достаточно для разогрева катодов лампы и начала эмиссии свободных частиц. Возле катодов образуется облако из свободных ионов и электронов.

Но это еще не старт лампы. Она все еще не светится. При размыкании контакта в стартере, в дросселе возникает электродвижущая сила (ЭДС), которая совпадает по фазе с напряжением в сети. Это приводит к мгновенному скачку напряжения до киловольт (1000 В и больше). Такое высокое напряжение вызывает зажигание дуги, пробой газа в лампе и активное высвобождение свободных частиц. Частицы, ударяются в люминофор, вызывают его свечение. Лампа зажигается.

Недостатки ЭмПРА

В свое время такая схема была популярна: расходы электроэнергии на освещение снижались примерно в два-три раза. И это притом что служили такие светильники дольше, свет давали более четкий. Но есть у них и серьезные недостатки:

• Зажигается светильник не срезу. Проходит несколько секунд. И чем больше срок эксплуатации лампы, тем промежуток времени больше.
• Свет «моргает». Мы этого не видим, но сетчатка на моргание реагирует. Это вызывает повышенную утомляемость, может стать причиной головной боли. При работе с вращающимися частями возникает стробоскопический эффект, что может быть опасным.
• При работе дроссель гудит. Некоторые весьма громко. Постоянный фон понижает работоспособность.
• В холодном помещении лампа может вообще не зажечься.
• Дроссель может нагреваться до 100°C — это дополнительный расход электроэнергии.

  Современный ЭмПРА компании Schwabe Hellas. Q 125.613.4 — электромагнитный ПРА (ЭмПРА) используют с лампами внутреннего применения мощность 125 Ватт. Иногда ЭмПРА называют дросселем для ламп дневного света — учитывайте это при поиске по каталогам

Все эти минусы устранены в ЭПРА (электронных пускорегулирующих аппаратах). Плюс — они еще и электричества потребляют меньше, что делает люминесцентные светильники более экономичными.

Электронный балласт

Электронный запуск и поддержание горения люминесцентных ламп разработали еще в восьмидесятые и начали применять в начале девяностых годов ХХ века. Использование электронного балласта позволило сделать люминесцентное освещение на 20% экономичнее.

При этом сохранились и улучшились все характеристики светового потока. Равномерное, без характерного мерцания освещение стабильно даже при колебаниях напряжения в сети.

Этого удалось достичь благодаря повышенной частоте тока, подаваемого на лампы и большим коэффициентом полезного действия электронных устройств.

Плавный запуск и мягкий рабочий режим позволили почти вдвое увеличить срок эксплуатации ламп. Дополнительно появилась возможность плавного управления яркостью светильника. Необходимость использования стартеров исчезла. С ними пропали и радиопомехи.

Принцип работы электронного балласта отличается от электромагнитного. При этом, выполняет те же функции: разогрев газа, розжиг и поддержание горения. Но, делает это точнее и мягче. В различных схемах используются полупроводники, конденсаторы, сопротивления и трансформатор.

Электронные балласты могут иметь разные схематические исполнения в зависимости от применяемых компонентов. Упрощенно, прохождение тока по схеме можно описать следующим алгоритмом:

1. Напряжение поступает на выпрямитель.
2. Выпрямленный ток обрабатывается электронным преобразователем, посредством микросхемы или автогенератора.
3. Далее напряжение регулируется тиристорными ключами.
4. Впоследствии один канал фильтруется дросселем, другой конденсатором.
5. И по двум проводам напряжение поступает на пару контактов лампы.
6. Другая пара контактов лампы замкнута через конденсатор.

Выгодным отличием электронных систем является то, что напряжение, поступающее на контакты ламп имеет большую, чем у электромагнитных, частоту. Она варьируется от 25 до 140 кГц. Именно поэтому в системах ЭПРА мерцание светильников сведено к минимуму и их свет менее утомителен для человеческих глаз.

Схемы подключения ламп к ЭПРА и их мощность, большинство производителей указывают на верхней стороне устройства. Поэтому потребители имеют наглядный пример, как правильно собрать и подключить прибор в сеть.

В электронных балластах предусмотрено различное количество подключаемых ламп разной мощности, например:

• К дросселям Philips серии HF-P можно подключить от 1 до 4 трубок, мощностью от 14 до 40 Вт.
• Дроссели Helvar серии EL предусмотрены для одной – четырех ламп, мощностью от 14 до 58 Вт.
• QUICKTRONIC торговой марки Osram типа QTР5 также имеют возможность управлять одной – четырьмя лампами, мощностью 14 – 58 Вт.

Электронные приборы имеют массу достоинств, из которых можно выделить следующие:

• небольшой вес и малую величину устройства;
• быстрое и сберегающее люминесцентную лампу, плавное включение;
• отсутствует видимое глазу мерцание света;
• большой коэффициент мощности, примерно 0,95;
• прибор не греется;
• экономия электроэнергии в размере 20%;
• высокий уровень пожарной безопасности и отсутствие рисков в процессе работы;
• большой срок службы люминесцентов;
• отсутствие высоких требований к температуре окружающей среды;
• способность автоматической подстройки к параметрам колбы;
• отсутствие шумов во время работы;
• возможность плавной регулировки светового потока.

Отмечаемый многими, единственный минус электронных систем это их цена. Но она оправдывается достоинствами.

ЭПРА для люминесцентных ламп: основы подбора

На полках магазинов можно найти ЭПРА для люминесцентных ламп сравнимые по цене с электромагнитными. Есть и другая категория — они стоят раза в три-четыре больше. Несмотря на разницу в цене, лучше выбрать более дорогие. Цена сложилась не просто так. Дорогой электронный балласт имеет именно ту структуру, которая приведена выше — со всеми опционными устройствами (коррекцией коэффициента мощности, регулировкой яркости и обратной связью). Благодаря чему более дорогие ЭПРА для люминесцентных ламп потребляют значительно меньше электроэнергии, обеспечивают более «ровные» условия работы, что продлевает срок службы светильников. В общем, этот тот случай, когда более экономно купить более дорогостоящий вариант.

Выбирать необходимо по техническим показателям

Но цена — далеко не все, на что стоит обращать внимание. Необходимо отслеживать следующие показатели:

• Для одной или для двух ламп предназначен электронный балласт. Этот параметр отображается рисунком на корпусе. Обычно показано и как их надо подключать.
• Мощность ЭПРА. Она должна совпадать с мощностью ламп. Иначе функционировать светильник не будет.
• С какими лампами работает этот электронный балласт (типы ламп — Т4, Т5 и Т8).
• Степень защиты корпуса IP. Если светильник установлен в жилых комнатах, достаточно обычного исполнения — IP23. Для ванных комнат нужна повышенная влагозащита — IP 44 и выше.

Для уличных светильников важен температурный диапазон. Стоит заметить, что далеко не все лампы, да и далеко не любой ЭПРА может работать при низких температурах. Может случиться так, что лампа просто не разогреется до достаточной для старта температуры. Так что обращайте внимание на этот показатель.

Принцип работы пускателя

Какая бы ни была применена схема для пуска люминесцентной лампы. Общий принцип работы остается неизменным. В принципе, сходные процессы происходят при использовании дросселя и стартера. Всего три фазы:

• Первоначальный прогрев электродов. В электронном баласте это происходит достаточно мягким повышением напряжения на вольфрамовые нити.
• Поджиг. В этот момент схема подает высоковольтный импульс (обычно около полутора киловольт). Этого достаточно для электрического пробоя газа и паров ртути. Напряжение поджига у люминесцентных ламп существенно выше напряжения горения.
• Горение. После высоковольтного импульса схема снижает напряжение до необходимого для поддержания тлеющего разряда. Частота переменного тока на электродах может достигать 38 кГц в зависимости от схемы.

В ЭПРА поджигающей импульс обеспечивается электронной схемой. В классической схеме – за счет энергии, накопленной дросселем. Прогрев электродов также обеспечивает ЭПРА. При стартерной схеме включения, электроды прогреваются в момент замыкания контактов стартера. Его можно заменить кнопкой без фиксации.

Схемы ЭПРА

Вряд ли имеет смысл собирать электронный балласт своими руками. Даже качественные модели стоят не так много, чтобы оправдать затраты времени на сборку. Разве что вам хочется сделать что-то самостоятельно. Работающая самостоятельно сделанная вещь, безусловно, приносит моральное удовлетворение. В сети есть масса схем, но многие из них абсолютно нерабочие. В этом пункте приведем рабочие — на базе микросхем или без них.

Схема электронного балласта для ламп дневного света на базе транзисторных ключей

ЭПРА на базе микросхемы IR2520D фирмы IR с диапазоном рабочей частоты от 35 кГц до 80 кГц

Схема электронного балласта на микросхеме UBA2021 фирмы NXP. Рабочая частота 39 кГц

Балласт с микросхемой ICB1FL02G и частотой 40 кГц

Из чего состоит приспособление?

Главными составляющими элементами схемы электронного модуля являются:

• выпрямительное устройство;
• фильтр электромагнитного излучения;
• корректор коэффициента мощности;
• фильтр сглаживания напряжения;
• инверторная схема;
• дроссельный элемент.

Схемное построение предусматривает одну из двух вариаций – мостовая либо полумостовая. Конструкции, где используется мостовая схема, как правило, поддерживают работу с лампами высокой мощности.

Примерно на такие приборы света (мощностью от 100 ватт) рассчитаны пускорегулирующие модули, выполненные по мостовой схеме. Которая, кроме поддержки мощности, оказывает положительное влияние на характеристики питающего напряжения

Между тем, преимущественно в составе люминесцентных светильников эксплуатируются модули, построенные на базе полумостовой схемы.

Такие приборы на рынке встречаются чаще по сравнению с мостовыми, т. к. для традиционного применения достаточно светильников мощностью до 50 Вт.

Особенности работы аппарата

Условно функционирование электроники можно разделить на три рабочих этапа. Первым делом включается функция предварительного прогрева нитей накала, что является важным моментом в плане долговечности газовых приборов света.

Особенно необходимой эта функция видится в условиях низкотемпературной окружающей среды.

Вид рабочей электронной платы одной из моделей пускорегулирующего модуля на полупроводниковых элементах. Эта небольшая легкая плата полностью заменяет функционал массивного дросселя и добавляет ряд улучшенных свойств

Затем схемой модуля запускается функция генерации импульса высоковольтного импеданса – уровень напряжения около 1,5 кВ.

Присутствие напряжения такой величины между электродами неизбежно сопровождается пробоем газовой среды баллона люминесцентной лампы – зажиганием лампы.

Наконец, подключается третий этап работы схемы модуля, основная функция которого заключается в создании стабилизированного напряжения горения газа внутри баллона.

Уровень напряжения в этом случае относительно невысок, чем обеспечивается малое потребление энергии.

Принципиальная схема пускорегулятора

Как уже отмечалось, часто используемой конструкцией является модуль ЭПРА, собранный по двухтактной полумостовой схеме.

Принципиальная схема полумостового устройства запуска и регулировки параметров люминесцентных светильников. Однако это далеко не единственное схемное решение, какие применяются для изготовления ЭПРА

Работает такая схема в следующей последовательности:

1. Сетевое напряжение в 220В поступает на диодный мост и фильтр.
2. На выходе фильтра образуется постоянное напряжение в 300-310В.
3. Инверторным модулем наращивается частота напряжения.
4. От инвертора напряжение проходит на симметричный трансформатор.
5. На трансформаторе за счет управляющих ключей формируется необходимый рабочий потенциал для люминесцентной лампы.

Ключи управления, установленные в цепи двух секций первичной и на вторичной обмотке, регулируют требуемую мощность.

Поэтому на вторичной обмотке формируется свой потенциал для каждого этапа работы лампы. Например, при разогреве нитей накала один, в режиме текущей работы другой.

Рассмотрим принципиальную схему полумостового ЭПРА для ламп мощностью до 30 Вт. Здесь сетевое напряжение выпрямляется сборкой из четырех диодов.

Выпрямленное напряжение от диодного моста попадает на конденсатор, где сглаживается по амплитуде, фильтруется от гармоник.

На качество работы схемы оказывает влияние правильный подбор электронных элементов. Нормальная работа характеризуется параметром тока на плюсовом выводе конденсатора С1. Длительность импульса розжига светильника определяется конденсатором С4

Далее посредством инвертирующей части схемы, собранной на двух ключевых транзисторах (полумост), напряжение, поступившее из сети с частотой 50 Гц, преобразуется в потенциал с более высокой частотой – от 20 кГц.

Он подается уже на клеммы люминесцентной лампы для обеспечения рабочего режима.

Примерно по такому же принципу действует мостовая схема. Разница состоит лишь в том, что в ней используются не два инвертора, а четыре ключевых транзистора. Соответственно, схема несколько усложняется, добавляются дополнительные элементы.

Узел схемы инвертора, собранный по мостовой схеме. Здесь в работе узла участвуют не два, а четыре ключевых транзистора. Причем зачастую предпочтение отдается полупроводниковым элементам полевой структуры. На схеме: VT1…VT4 – транзисторы; Tp – трансформатор тока; Uп, Uн – преобразователи

Между тем именно мостовой вариант сборки обеспечивает подключение большого количества ламп (более двух) на одном балласте. Как правило, устройства, собранные по мостовой схеме, рассчитаны на мощность нагрузки от 100 Вт и выше.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоматериал, сделанный на основе практики электромонтера, рассказывает и показывает — какой прибор из двух должен быть признан конечным пользователем более качественным и практичным.

Этот сюжет лишний раз подтверждает, что простые решения выглядят надёжными и долговечными:

Между тем ЭПРА продолжают совершенствоваться. На рынке периодически появляются новые модели таких приборов. Электронные конструкции тоже не лишены недостатков, но по сравнению с электромагнитными вариантами, явно показывают лучшие технические и эксплуатационные качества.

Вы разбираетесь в вопросах принципа работы и схем подключения ЭПРА и хотите дополнить изложенный выше материал личными наблюдениями? Или хотите поделиться полезными рекомендациями по нюансам ремонта, замены или выбора пускорегулирующего аппарата? Пишите, пожалуйста, свои комментарии к этой записи в блоке ниже.

Монтаж

• Для удобства монтажа, на дросселе установлены контактные клеммы.

• Для подключения стартера существуют специальные держатели.

Держатель стартера в люминесцентном светильнике

• Патроны для люминесцентных ламп имеют поворотный механизм.

Резюме

Краткий анализ показывает, что большинство достоинств ЭПРА на улице либо перестает быть достоинством, либо не имеет значения, а недостатки носят принципиальный характер. Поэтому светильники с ЭПРА непопулярны в Америке, в Европе, непопулярны у нас. Их доля в общем количестве уличных светильников — менее 1%, и это не просто так.

При этом во внутреннем освещении ситуация кардинально противоположная, применение ЭПРА оправдано и целесообразно, экономически эффективно.

В уличном освещении рекомендуется использовать либо светильники с традиционными ЭМПРА, либо, для задач управления освещением, ЭМПРА с переключением обмоток.

Общая информация

Конструкция устройства предельно проста. Она состоит из дросселя, который сглаживает пульсацию, стартера в роли пускателя и конденсатора для стабилизации напряжения. Но этот прибор уже считается устаревшим.

Модели были доработаны и теперь они называются электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПР). Они относятся к тому же типу приборов, что и ПРА, но в их основе лежит электроника. По сути, это плата небольшого размера с несколькими элементами. Компактная конструкция позволяет устанавливать ее без особых затруднений.

Все ПРА условно делят на два вида:

• состоящие из единого блока;
• состоящие из нескольких частей.

Классифицировать приборы можно и по типу ламп: аппараты для галогеновых, светодиодных и газоразрядных. Для понимания того, что такое ЭмПРА, и чем она отличается от ЭПРА, нужно рассматривать характеристики функционирования. Они могут быть электронными и электромагнитными.

Вниз по трубам — Как работают люминесцентные лампы

Центральным элементом люминесцентной лампы является герметичная стеклянная трубка . Трубка содержит небольшое количество ртути и инертный газ, обычно аргон , находящийся под очень низким давлением. Трубка также содержит порошок люминофора , нанесенный по внутренней стороне стекла. Трубка имеет два электрода , по одному на каждом конце, которые подключены к электрической цепи. Электрическая цепь, которую мы рассмотрим позже, подключена к источнику переменного тока (AC).

Когда вы включаете лампу, ток течет по электрической цепи к электродам. На электродах имеется значительное напряжение, поэтому электроны будут мигрировать через газ от одного конца трубки к другому. Эта энергия превращает часть ртути в трубке из жидкости в газ. Когда электроны и заряженные атомы движутся по трубке, некоторые из них столкнутся с газообразными атомами ртути. Эти столкновения возбуждают атомы, выталкивая электроны на более высокие энергетические уровни.Когда электроны возвращаются к своему первоначальному уровню энергии, они испускают световые фотоны.

Как мы видели в предыдущем разделе, длина волны фотона определяется конкретным расположением электронов в атоме. Электроны в атомах ртути расположены таким образом, что они в основном испускают световые фотоны в ультрафиолетовом диапазоне длин волн . Наши глаза не регистрируют ультрафиолетовые фотоны, поэтому этот вид света необходимо преобразовать в видимый свет, чтобы осветить лампу.

Вот здесь и проявляется порошковое покрытие трубки. Люминофор — это вещества, излучающие свет при воздействии света. Когда фотон попадает в атом люминофора, один из электронов люминофора перескакивает на более высокий энергетический уровень, и атом нагревается. Когда электрон возвращается на свой нормальный уровень, он выделяет энергию в виде другого фотона. Этот фотон имеет меньше энергии, чем исходный фотон, потому что некоторая энергия была потеряна в виде тепла. В люминесцентной лампе излучаемый свет находится в видимом спектре — люминофор излучает белого света, который мы можем видеть.Производители могут изменять цвет света, используя различные комбинации люминофоров.

Обычные лампы накаливания также излучают довольно много ультрафиолетового света, но они не преобразуют его в видимый свет. Следовательно, много энергии, используемой для питания лампы накаливания, тратится впустую. Люминесцентная лампа заставляет работать этот невидимый свет, поэтому на эффективнее . Лампы накаливания также теряют больше энергии из-за тепловыделения, чем люминесцентные лампы.В целом, обычная люминесцентная лампа в четыре-шесть раз эффективнее лампы накаливания. Однако люди обычно используют в доме лампы накаливания, поскольку они излучают «более теплый» свет — свет с большим количеством красного и меньшим количеством синего.

Как мы видели, вся система люминесцентных ламп зависит от электрического тока, протекающего через газ в стеклянной трубке. В следующем разделе мы увидим, что люминесцентная лампа должна делать, чтобы установить этот ток.

Как работают люминесцентные лампы?

Люминесцентные лампы — это энергоэффективный и экономичный способ освещения коммерческих помещений.На этой странице вы можете узнать больше о том, как работают люминесцентные лампы, в том числе:

Хотите заменить имеющееся освещение на люминесцентные лампы?
У нас в наличии тубы ведущих брендов по низким ценам, для оформления заказа звоните по телефону 0113 8876270.

Как они работают?

Люминесцентные лампы — обычное дело в общественных местах, офисах и школах, но что вы на самом деле знаете о внутренней работе люминесцентной лампы? Знание того, как работает лампа, может помочь вам понять, что могло произойти, когда она перестала работать, и вам будет проще узнать, как это исправить.

Ниже мы рассмотрим, что происходит внутри люминесцентной лампы, когда вы щелкаете выключателем света.

С чего все началось?

По данным Смитсоновского института в Вашингтоне, люминесцентная лампа появилась благодаря исследованию американского инженера-электрика и изобретателя Питера Купера Хьюитта работы физика Джулиуса Плюккера и стеклодува Генриха Гайсслера. В 1901 году, когда Хьюитт пропустил электрический ток через крошечные количества ртути в одной из стеклянных трубок Плюккера, она загорелась, что сделало ее самой первой люминесцентной лампой, в которой использовалась ртуть.Сегодня эти лампы работают примерно так же, с некоторыми изменениями, конечно.

Что внутри трубки?

Внутри люминесцентной лампы находятся различные химические компоненты и два электрода на каждом конце, подключенные к электрической цепи. Эти химические компоненты:

• Инертный газ
• Меркурий
• Люминофор на внутренней стороне трубки

Электрическая цепь подключается к источнику переменного тока через контактные штыри на конце трубки, которые подключаются к осветительной арматуре.Внутри стеклянной трубки находится небольшое количество ртути и инертный газ, например аргон. Если вы сломали люминесцентную лампу или вошли в контакт с внутренней частью лампы, вы могли заметить порошкообразное вещество, это порошок люминофора, который покрывает внутреннюю часть стекла.

Включение света

Основной процесс зажигания люминесцентной лампы включает в себя электрический ток, вызывающий химические реакции, в результате которых излучается свет. Вот что происходит при включении света:

• Ток течет по электрической цепи к электродам.
• Напряжение от электродов заставляет электроны перемещаться через газообразный аргон от одного конца трубки к другому.
• Энергия от этого превращает часть жидкой ртути в газ.
• Когда электроны и заряженные атомы движутся по трубке, они будут сталкиваться с атомами газа ртути.
• Столкновения возбуждают атомы, поэтому уровень энергии электронов увеличивается.
• Когда электроны успокаиваются и возвращаются к своему первоначальному уровню энергии, они испускают световые фотоны.
• Эти фотоны являются ультрафиолетовыми, но при попадании на люминофорное покрытие трубки они превращаются в видимый свет.
• Производители могут предложить лампы разных оттенков, например, теплый белый, холодный белый или даже яркие цвета, используя различную смесь люминофоров для каждого цвета.

Люминесцентные лампы более эффективны, чем лампы накаливания, по двум причинам:

1. Лампы накаливания создают свет через нагретую нить накаливания и, следовательно, создают большое количество энергии, теряемой из-за этого тепла, люминесцентные лампы не нагреваются так сильно, как ток, протекающий через них, создает ультрафиолетовый свет при низком давлении.Люминесцентные лампы излучают немного тепла, но не так сильно, как лампы накаливания. Тепло распространяется быстрее из-за большего размера, и оно может варьироваться в зависимости от температуры в зависимости от их размера.
2. Хотя и лампы накаливания, и люминесцентные лампы используют ультрафиолет, люминесцентная лампа заставляет работать избыточный ультрафиолетовый свет, тогда как лампа накаливания излучает ультрафиолет, но ничего с ним не делает.

Мы можем резюмировать процесс следующим образом:

• Включить свет
• Электрический ток превращает ртуть в газ
• Газообразная ртуть сталкивается с электронами и атомами
• Электроны возбуждаются и увеличиваются в энергии
• Электроны релаксируют через некоторое время и уровень энергии падает
• Это вызывает высвобождение фотонов света
• Фотоны попадают в люминофор и становятся видимым светом

Часто задаваемые вопросы о люминесцентных лампах

В нашем подробном руководстве вы найдете ответы на ваши вопросы о люминесцентных лампах и лампах, чтобы вы могли делать покупки у нас с уверенностью.Если вы не можете найти здесь ответ на свой вопрос, не стесняйтесь обращаться к нам.

Сколько стоит эксплуатация люминесцентных ламп?

Стоимость эксплуатации люминесцентных ламп зависит от нескольких факторов: мощности лампы, стоимости электроэнергии и того, используете ли вы высокочастотную или переключаемую пускорегулирующую аппаратуру. Лампы работают намного эффективнее при использовании высокочастотных балластов, но гораздо менее эффективно при использовании пускового переключателя. Пусковой балласт при переключении приведет к тому, что лампа будет использовать примерно на 10% больше, поэтому лампа 40 Вт будет работать при 44 Вт.Если вы замените 2-футовую лампу T12 на 2-футовую 18-ваттную лампу, вы перейдете с 20-ватной лампы на 18-ваттную лампу, что приведет к меньшим затратам на электроэнергию. Если вы заменили 2-футовый фитинг t8 на 2-футовый фитинг t5, вы перейдете с 18 Вт на 14 Вт.

Классифицируются ли люминесцентные лампы как опасные?

Согласно данным компании Mercury Recycling, ртуть, содержащаяся в одной люминесцентной лампе, может загрязнить 30 000 литров воды, что делает ее небезопасной для потребления человеком. Это означает, что безопасная утилизация трубок жизненно важна для минимизации негативного воздействия на окружающую среду и риска отравления.

Люминесцентные лампы классифицируются как опасные отходы и, несмотря на небольшой риск для здоровья человека, могут нанести вред окружающей среде. Компания Mercury Recycling рекомендует утилизировать люминесцентные лампы, а не утилизировать их, как наиболее безопасный и дешевый вариант. Для получения дополнительной информации прочтите наше руководство по утилизации люминесцентных ламп.

Подходят ли люминесцентные лампы для аквариумов или аквариумов?

Да, и их использование может принести большую пользу вашей рыбе.Прочтите наше руководство для получения дополнительной информации.

Можно ли выращивать растения с помощью люминесцентных ламп?

Да, прочтите наше подробное руководство о том, как выращивать растения в помещении с помощью люминесцентных ламп.

Нужен ли стартер для люминесцентных ламп?

Вам понадобится стартер, если вы используете лампы с пусковым механизмом переключения. Если вы используете высокую частоту, стартер не нужен. Если вы последовательно используете лампы T8 мощностью 2 фута 18 Вт (более одной трубки в фитинге), вам понадобится серийный стартер.Если вы используете одну лампу мощностью от 4 до 65 Вт, вы должны использовать универсальный стартер. Любые лампы мощностью более 65 Вт нуждаются в стартере большой мощности.

Можно ли затемнять люминесцентные лампы?

Да, но требуется регулируемый балласт и соответствующая система затемнения.

Можно ли красить люминесцентные лампы?

Это не рекомендуется, так как люминесцентные лампы во время работы немного нагреваются. Если вам нужна цветная трубка, лучше купить ее или цветную гильзу, чтобы надеть ее на трубку.

Мы продаем цветные люминесцентные лампы T5 или T8.

Сколько люмен в одной люминесцентной лампе?

Световой поток зависит от мощности, в наших описаниях продуктов указан световой поток каждой трубки, поэтому у вас будет точная информация, которая вам нужна.

Почему моя люминесцентная лампа продолжает мигать?

Для этого может быть несколько причин. Это может быть лампочка, если она почернела на концах, вероятно, она довольно старая и нуждается в замене.Если он все еще мигает, возможно, неисправен стартер (в цепях запуска переключателя). Если он все еще мигает, возможно, неисправен балласт и его необходимо заменить.

Прочтите наше руководство по устранению неполадок для получения дополнительной информации.

Почему моя люминесцентная лампа продолжает мигать?

Причина в том, что стартер или балласт не работают должным образом и могут нуждаться в замене.

Почему моя люминесцентная лампа продолжает дуть?

Это может быть связано с заменой балласта.Балласт регулирует подачу электричества в лампу, и к концу срока ее службы он может начать делать это менее эффективно, посылая слишком большой или недостаточный ток в лампу, что отрицательно сказывается на среднем сроке службы лампы.

Прочтите наше руководство по устранению неполадок для получения дополнительной информации.

Обратите внимание: информация в этой статье предназначена только для ознакомления. Мы настоятельно рекомендуем поговорить с электриком, прежде чем пытаться самостоятельно выполнять какие-либо электромонтажные работы.Любые ссылки, включенные в эту статью, предназначены только для информационных целей, и Lamp Shop Online не поддерживает веб-сайты, на которые есть ссылки.

Что такое люминесцентное освещение?

Люминесцентное освещение. Вы, наверное, уже имеете представление о том, что это такое. Может быть, вы хоть немного разбираетесь в том, как это работает.

Конечно, люминесцентное освещение опасно для глаз и размывает цвет лица.

Но флуоресцентное освещение — это гораздо больше, чем не очень идеальные побочные эффекты, включая некоторые приятные преимущества.

Вот что мы обсуждаем в этом посте:

Что такое люминесцентное освещение?

Флуоресцентное освещение — это универсальный тип освещения, с которым вы, скорее всего, столкнетесь в офисе, школе или продуктовом магазине. Он известен своей энергоэффективностью по сравнению с лампами накаливания и галогеновыми лампами и более низкой ценой по сравнению со светодиодами.

Существует несколько различных типов люминесцентного освещения, включая линейные люминесцентные лампы, люминесцентные изогнутые лампы, люминесцентные лампы с круговой линией и компактные люминесцентные лампы (компактные люминесцентные лампы).

В этой статье мы сосредоточимся на линейных люминесцентных лампах из-за их популярности. Люминесцентные лампы обычно используются в потолочных светильниках, таких как troffers, во всех типах коммерческих зданий.

Как работают люминесцентные лампы?

Флуоресцентное освещение зависит от химической реакции внутри стеклянной трубки для создания света. Эта химическая реакция включает взаимодействие газов и паров ртути, в результате чего образуется невидимый ультрафиолетовый свет. Этот невидимый ультрафиолетовый свет освещает люминофорный порошок, покрывающий внутреннюю часть стеклянной трубки, излучающий белый «флуоресцентный» свет.

Вот более подробная разбивка процесса:

Электричество сначала попадает в осветительную арматуру, как трос, и через балласт. Балласт, который регулирует напряжение, ток и т. Д. И необходим для работы люминесцентной лампы, подает электричество на контакты люминесцентной лампы на обоих концах.

Подробнее: Что такое балласт и как он работает?

Затем, после того, как электричество проходит через контакты, оно течет к электродам внутри герметичной стеклянной трубки, в которой поддерживается низкое давление.Электроны начинают перемещаться по трубке от одного катода к другому.

Внутри стеклянной трубки находятся инертные газы и ртуть, возбуждаемые электрическим током. Ртуть испаряется, когда течет электричество, и газы начинают реагировать друг с другом, создавая невидимый ультрафиолетовый свет, который мы фактически не видим невооруженным глазом.

Но мы, очевидно, замечаем люминесцентные лампы, излучающие свет, так что же именно мы видим?

Каждая люминесцентная лампа покрыта люминофорным порошком.Если вы воткнете палец в тюбик и потрете внутри, это будет выглядеть так, как будто вы только что насладились порошкообразным пончиком.

Это люминофорное покрытие светится, когда оно возбуждается невидимым ультрафиолетовым светом, и это то, что мы видим нашими глазами — светящийся порошок люминофора, который создает «белый свет». Отсюда и термин «флуоресцентный» — «светящийся белый свет».

Из-за содержания ртути в люминесцентных лампах важно утилизировать лампы после того, как они перегорели.У нас есть служба утилизации, которая позволяет легко и быстро избавиться от старых перегоревших ламп из вашего шкафа и забыть о них. Мы также продаем коробки для вторсырья.

Зачем люминесцентным лампам балласт?

Основная цель балласта — принимать переменный ток, проходящий через провода в ваших стенах — буквально волнами, вверх и вниз — и превращать его в постоянный и прямой поток электричества. Это стабилизирует и поддерживает химическую реакцию, происходящую внутри колбы.

Чтобы правильно выбрать балласт для ваших ламп, вам необходимо ответить на эти три вопроса:

1. Какому типу лампы требуется питание? (Например, это T8, T5? 4 фута? 2 фута? И т. Д.)
2. Сколько ламп нужно мощности?
3. Какое напряжение идет на светильник?

Балласты влияют на потребление энергии через так называемый балластный фактор. Подробнее о балластном факторе и его влиянии на потребление энергии читайте здесь.

Почему люминесцентные лампы становятся розовыми и оранжевыми?

Если вы посмотрите на большую комнату, освещенную в основном люминесцентными лампами, то с большой вероятностью вы увидите все виды разных цветов, исходящих с потолка.Почему?

Эта концепция называется «смещение цвета». Чем дольше горят флуоресцентные лампы, тем больше вероятность того, что химические свойства изменятся и вызовут несбалансированную реакцию, в результате чего флуоресценция станет менее белой и менее яркой, чем была раньше.

Если последовательность действительно важна для вашего проекта освещения, вы можете подумать о групповой замене этих лампочек. Заменяя все трубки партиями, вы можете устранить проблему несоответствия цветов и яркости в вашем помещении.

Еще одно соображение — это обновление светодиодов для ваших ламп. О вариантах светодиодных ламп T8 мы поговорим в этой статье.

В чем разница между линейными люминесцентными лампами и компактными люминесцентными лампами?

Чтобы уточнить, как в линейных, так и в компактных люминесцентных лампах используется одна и та же технология для создания искусственного света. Самая большая разница — это форм-фактор или размер и конфигурация ламп CFL.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) — это просто усовершенствование линейной люминесцентной технологии, потребляющее меньше энергии.Они также предназначены для ввинчивания в обычную розетку накаливания или вставку в утопленную банку. Их часто называют «пружинными лампами» или «подключаемыми» КЛЛ в зависимости от назначения и формы.

Узнайте больше о компактных люминесцентных лампах в нашем посте: «Что такое лампы CFL и где их следует использовать?»

Где вы используете линейное люминесцентное освещение?

Хотя люминесцентные лампы используются в самых разных областях, они работают не везде.Самая распространенная причина, по которой люди используют люминесцентные лампы, — это экономия энергии с минимальными первоначальными затратами.

Вот некоторые типичные области применения линейного люминесцентного освещения:

Коммерческие офисы

Обычно офисные помещения не слишком заботятся о декоративном и акцентном освещении. Главный приоритет — общее освещение, функциональное для офисной среды. Из-за этого линейные люминесцентные лампы являются основными лампами, используемыми в офисных помещениях в США.

Склады

Если вы не знакомы с T5 с высокой выходной мощностью, вам необходимо это знать.Эти лампы могут прослужить до 90 000 часов и производить больше света (люмен), чем более толстые линейные люминесцентные лампы, такие как T12s и T8s. Из-за этого они являются отличным выбором для складов — или действительно для любого многоярусного потолка, где требуется значительное количество света.

Больницы

Подобно офисным помещениям, в больницах также используются линейные люминесцентные лампы для экономии энергии и получения белого, чистого и эффективного источника света.

Розничные магазины

При создании уникального дизайна освещения для розничной торговли мы рекомендуем правило 20/80 — 20 процентов вашего освещения должно быть декоративным и уникальным (например, настенные бра, люстры, чаши с облаками).Причем 80 процентов его должно быть стандартным общим освещением.

В таких универмагах, как Macy’s, JC Penney, Kohl’s и Target, 80-процентное общее освещение является основной областью для линейных флуоресцентных ламп.

Плюсы и минусы линейного люминесцентного освещения

Линейно-люминесцентные профи

• Энергоэффективность

  Переоборудовав лампы накаливания или галогенные на линейные люминесцентные лампы, вы можете рассчитывать на 40-процентную экономию на счетах за электроэнергию.

• Разнообразие цветовых температур

  Если вам нужно действительно «прохладное» пространство, такое как коридор больницы или станция метро, ​​флуоресцентные лампы предлагают такую ​​прохладную цветовую температуру, как 6500 Кельвинов. Хотя не так много приложений, в которых требуется настолько холодный свет, диапазон цветов от теплого до холодного — это гибкость для флуоресцентных ламп.

• Стоимость

  По сравнению со светодиодами, линейное люминесцентное освещение, как правило, более доступно.Фактически, светодиоды привели к снижению цен на флуоресцентные лампы за последние несколько лет.

Линейный расход люминесцентных ламп

• Изменение цвета или уменьшение светового потока

  Как мы упоминали выше, чем дольше горят флуоресцентные лампы, тем больше вероятность того, что химические свойства изменятся, что вызовет несбалансированную реакцию, что сделает флуоресценцию менее белой и менее яркой, чем была раньше. Светоотдача снижается, и со временем ваше освещение может выглядеть как лоскутное одеяло.

• Резкий свет

  Флуоресцентные лампы не приятны для глаз! Если вы обнаружите, что ваши глаза часто налиты кровью или сухие, вы можете оценить источник света, под которым вы находитесь большую часть дня. Например, линейные люминесцентные лампы в параболических троферах в офисном помещении могут вызвать у вас подсознательное косоглазие из-за резкого света. Лучшим применением были бы линейные флуоресцентные лампы в центральном фильтре, который смягчает свет, падающий на землю.

• Период прогрева

  Для того, чтобы флуоресцентные лампы достигли своей полной яркости, вам, возможно, придется подождать 10-30 секунд для прогрева.

• Воздействие на окружающую среду или затраты на переработку

  Хотя затраты на переработку перевешиваются за счет экономии энергии, создаваемой флуоресцентными лампами, существуют дополнительные расходы на обеспечение правильной утилизации люминесцентных ламп. Если вы не хотите вообще заниматься ртутью и переработкой, светодиоды могут быть для вас лучшим вариантом.

Есть еще вопросы о том, подходит ли флуоресцентное освещение для вашей области применения? Поговорите со специалистом по освещению, который расскажет о специфике вашего помещения.

Что такое лампа КЛЛ и как она работает?

По мере развития технологий в нашу повседневную жизнь успешно входит все больше и больше новых изобретений. Времена, когда людям приходилось жить при свечах, давно прошли, и наличие надлежащего электрического света дома и на работе стало основной необходимостью для каждого дома, учреждения, рабочего места и т. Д.

Технологическая революция, которая произошла после появления лампочки, произошла невероятно быстро, и люди приняли ее очень быстро, но сама лампочка сильно изменилась с течением времени, поскольку изобретатели продолжали искать способы сделать эту чрезвычайно важную технологию более эффективной и, в частности, менее энергозатратной. .Компактная люминесцентная лампа сделала многое для создания «идеальной лампочки» — такой, которая потребляла бы минимум электроэнергии, но обеспечивала бы столько же света, сколько лампы накаливания.

История компактной люминесцентной лампы

Хотя это может показаться недавним изобретением тем, кто все еще использует «традиционные» лампы накаливания , люминесцентная лампа на самом деле существует уже с конца 19 века.

Питер Купер Хьюитт известен как отец люминесцентных ламп, но прошло немало времени, прежде чем его изобретение стало использоваться в домашних условиях.

Заслуги этому достижению принадлежат также Фридриху Мейесу, Гансу Шпаннеру и Эдмунду Гремеру, которые запатентовали паровую лампу высокого давления, и Герогу Инману, который сотрудничал с General Electric для создания люминесцентной лампы, которая будет практично использовать в быту вместо ламп накаливания.

Первая успешная лампа CFL — Philips SL

Впервые лампа была представлена ​​и представлена ​​публике на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1939 году, и с тех пор ее форма была изменена и настроена для достижения оптимальной эффективности.

Инженер по имени Эдвард Э. Хаммер позже работал над спиральной компактной люминесцентной лампой, но ее реализация была слишком дорогостоящей, и идея массового производства компактных люминесцентных ламп была отложена. Другие компании в конечном итоге переделали дизайн, и вскоре после этого, в 1995 году, Китай начал производство и продажу компактных люминесцентных ламп.

Однако первая действительно успешная модель была произведена Philips. Это была SL, ввинчиваемая лампа со встроенным магнитным балластом . Эта лампочка была первой плодотворной попыткой сделать старые лампы накаливания подходящими для новых компактных люминесцентных ламп, и с момента их изобретения компактные люминесцентные лампы продавались с растущими показателями продаж.

Как работает лампа КЛЛ

Несмотря на то, что основной принцип работы большинства лампочек практически одинаков, функции компактных люминесцентных ламп различаются по многим аспектам, и их освещение запускается с помощью совершенно другого механизма.В лампе накаливания используется светящаяся нить, тогда как в компактной люминесцентной лампе используются пары аргона и ртути внутри спиральной трубки . Встроенный балласт создает электрический ток, который проходит через пар и стимулирует молекулы газа.

Для первых компактных люминесцентных ламп время выработки электричества, которого было бы достаточно для возбуждения молекул, было довольно большим и составляло не менее нескольких секунд, но для компактных люминесцентных ламп новейшего поколения время, необходимое для их прогрева, составляло значительно снизился.Как только газ наэлектризован, лампа начинает излучать ультрафиолетовый свет, который затем стимулирует флуоресцентный материал, окрашенный внутри лампы. Затем флуоресцентное покрытие потребляет энергию и излучает видимый свет .

Использование компактных люминесцентных ламп

Компактная люминесцентная лампа

Принцип использования компактных люминесцентных ламп почти такой же, как и у старых ламп накаливания, независимо от того, используете ли вы их в своем доме или офисе.Все новейшие лампы CFL подходят для большинства электрических осветительных приборов, для которых требуется ввинчиваемая лампочка. Единственное заметное отличие, которое вы увидите при покупке компактной люминесцентной лампы, заключается в том, что она будет дороже, чем обычная лампа накаливания . Однако, как описано в следующем абзаце, вы скоро ощутите долгосрочные преимущества (как с точки зрения энергии, так и с точки зрения денег) от использования вместо них лампы КЛЛ.

Еще один аспект, который необходимо принять во внимание, — это тот факт, что даже несмотря на то, что с помощью КЛЛ вы можете помочь сохранить окружающую среду за счет меньшего расхода электроэнергии, они могут быть весьма опасными, если не утилизировать надлежащим образом .Большинство хозяйственных магазинов и розничных продавцов занимаются переработкой компактных люминесцентных ламп, поэтому рекомендуется аккуратно собирать использованные и, как только у вас появится возможность, посетить ближайший розничный продавец бытовой техники, который займется их дальнейшей переработкой.

Не забывайте, что внутри колбы находится некоторое количество ртути. Он не излучается при использовании лампы, но, безусловно, будьте осторожны при извлечении лампы или ее хранении и транспортировке. Храните лампу, которая больше не используется / еще не используется, в оригинальной упаковке и убедитесь, что вы транспортируете ее таким образом, чтобы она не сломалась.

Преимущества ламп КЛЛ

Как упоминалось ранее, изобретение компактных люминесцентных ламп произвело революцию в нашей повседневной жизни, разработав очень эффективный источник искусственного света , который имеет много преимуществ по сравнению с другими лампами. Основное преимущество — это экономия энергии за счет использования компактной люминесцентной лампы. Фактически он может сэкономить в 4 раза больше энергии, чем лампы накаливания, а 60-ваттный светильник теперь может производить такое же количество видимого света, потребляя даже менее 13 Вт.

Зная тот факт, что во многих странах на освещение приходится почти 15% всей энергии в домах, не требуется никаких глубоких математических навыков, чтобы получить общую картину того, сколько энергии и затрат можно сэкономить, если бы больше домашних хозяйств отказались от ламп накаливания и перейти на более эффективные решения.

Если вы знаком с проблемами окружающей среды и проблемами современного мира, вы, вероятно, уже знаете поразительную статистику, согласно которой 70% нашей электроэнергии все еще производится с использованием ископаемого топлива.Хотя возобновляемые источники энергии постепенно расширяют свою роль в этой отрасли, многие страны все еще сильно полагаются на ископаемое топливо. Поскольку спрос на электроэнергию растет очень быстро, растет и использование ископаемого топлива, вызывая множество экологических проблем, таких как парниковый эффект.

Недостатки ламп КЛЛ

Как и в любой другой технологии, не все может быть просто черным или просто белым, и люминесцентные лампы также не так совершенны. Одна из проблем, с которой вы можете столкнуться при использовании компактной люминесцентной лампы , может не работать с диммерным переключателем .Если вы купили такую ​​лампочку, она просто очень быстро перегорит, если использовать ее с диммером. Эта информация обычно указывается на упаковке, поэтому внимательно прочтите описание продукта перед использованием лампы.

Еще одна важная проблема, которая, как мы надеемся, когда-нибудь будет решена, — это срок службы компактной люминесцентной лампы. В большинстве случаев эти лампы рассчитаны на срок службы около 10000 часов, но , если вы включаете и выключаете их слишком часто, срок службы лампы значительно уменьшится.Это означает, что установка компактной люминесцентной лампы в месте, где не нужно слишком долго включать свет (например, туалет) , может быть не самым эффективным решением.

Имейте в виду, что люминесцентные лампы более хрупкие и чувствительные, особенно при низких и высоких температурах . Более того, поскольку они содержат ртуть, при использовании лампы на открытом воздухе необходимо соблюдать некоторые меры безопасности, чтобы защитить ее от различных внешних элементов, повреждающих лампу.Опасность выделения ртути при поломке лампочки — один из главных аргументов, почему многие люди до сих пор отказываются от использования компактных люминесцентных ламп.

Однако при правильном использовании преимущества по-прежнему перевешивают недостатки, гарантируя, что переход на лампы CFL будет иметь долгосрочные преимущества, в основном за счет значительного сокращения ваших счетов за электроэнергию.

Canon: Технология Canon | Canon Science Lab

Для этого сайта требуется браузер с поддержкой JavaScript.

Лампы накаливания и люминесцентные лампы

Мы не можем производить солнечный свет, но мы можем создать подобное освещение. Примеры включают лампы накаливания и люминесцентное освещение.

То, что излучает свет, известно как источник света.
Источники света можно разделить на источники естественного света, такие как солнце, звезды, молния и биолюминесценция, и источники искусственного света, включая лампы накаливания, флуоресцентное освещение и натриевые лампы.Их также можно классифицировать по характеристикам интенсивности света, то есть постоянным источникам света, которые излучают одинаковое количество света в течение фиксированного периода времени (например, солнце и лампы накаливания), и источникам света, которые меняются во времени. Люминесцентное освещение может казаться постоянным, но на самом деле оно изменяется в соответствии с частотой источника питания. Человеческий глаз просто не способен обнаруживать такие быстрые изменения.

Лампа накаливания светит из-за тепла

Лампа накаливания кажется желтоватой по сравнению с флуоресцентным светом.Это потому, что лампы накаливания производят свет от тепла. Нить накаливания — это то, что нагревается. Нити изготовлены из двойных спиралей вольфрама, одного из видов металла. Вольфрам имеет высокое электрическое сопротивление, заставляя его светиться (накаливаться) при прохождении электрического тока. Электрический ток из-за высокого электрического сопротивления приводит к нагреву из-за трения между материалом и электронами, которые проходят через материал. Вольфрам используется для изготовления нитей ламп накаливания, поскольку он чрезвычайно устойчив к плавлению при высоких температурах.Он также не горит, потому что в лампы накаливания впрыскивается газ, чтобы удалить весь кислород.

Лампа накаливания была изобретена Томасом Эдисоном в 1879 году. В то время нити представляли собой карбонизированные волокна, изготовленные путем удушения определенного вида бамбука, выращенного в Киото, Япония, но в наши дни для производства ламп используются различные материалы и методы. Есть много типов лампочек, каждая из которых имеет свое предназначение. Например, есть кремнеземные лампы с частицами кремнезема, электростатически нанесенными на их внутреннюю поверхность для значительного улучшения светопропускания и рассеивания, криптоновые лампы, в которые вводится криптон (более высокий атомный вес, чем обычно используемый газ аргон) для увеличения яркости, и отражательные лампы, в которых используется высокоэффективный газ. отражающий алюминий на их внутренней поверхности.

Флуоресцентный свет сложнее, чем кажется

Флуоресцентный свет, распространенный вид освещения в офисах, имеет более сложный механизм излучения света, чем лампа накаливания. Ультрафиолетовые лучи, создаваемые люминесцентными лампами, преобразуются в видимый свет, который мы можем видеть. Здесь важную роль играют явления электрического разряда, а также «возбужденное состояние» и «основное состояние» электронов. Давайте начнем с рассмотрения основной конструкции люминесцентной лампы.Люминесцентные лампы представляют собой тонкие стеклянные трубки, покрытые люминесцентным материалом на своей внутренней поверхности.

Пары ртути впрыскиваются внутрь, а электроды прикреплены к обоим концам. При приложении напряжения электрический ток течет по электродам, заставляя нити на обоих концах нагреваться и начать испускать электроны. Затем небольшая газоразрядная лампа внутри люминесцентной лампы выключается; электроны испускаются из электрода, и они начинают течь к положительному электроду.Именно эти электроны производят ультрафиолетовый свет.

Столкновение электронов и атомов внутри люминесцентных ламп

Давайте подробнее рассмотрим механизм испускания люминесцентным светом ультрафиолетовых лучей. Электроны, испускаемые электродом, сталкиваются с атомами ртути, составляющими пар внутри стеклянной трубки. Это заставляет атомы ртути переходить в возбужденное состояние, в котором электроны на внешней орбите атомов и молекул получают энергию, заставляя их прыгать на более высокую орбиту.

Возбужденные атомы ртути постоянно пытаются вернуться в свое прежнее низкоэнергетическое состояние (основное состояние), потому что они настолько нестабильны. Когда это происходит, разница энергий между двумя орбитальными уровнями высвобождается в виде света в форме ультрафиолетовых волн. Однако, поскольку ультрафиолетовые лучи не видны человеческим глазам, внутренняя часть стеклянной трубки покрыта флуоресцентным материалом, который преобразует ультрафиолетовые лучи в видимый свет. Именно это покрытие заставляет люминесцентные лампы светиться белым.Люминесцентные лампы не всегда прямые. Они бывают и в других формах, например, в кольцах и луковицах. Некоторые типы люминесцентных ламп претерпели гениальные модификации, например, лампы, использующие металлическую линию на внешней поверхности трубки (тип быстрого запуска), устраняя необходимость в газоразрядной лампе внутри.

Белые светодиоды, используемые в освещении

Светодиоды, используемые в освещении, излучают белый свет, похожий на солнечный. Белый свет создается, когда присутствуют три основных цвета света — RGB (красный, зеленый и синий).Сначала были только красные и зеленые светодиоды, но развитие синих светодиодов привело к разработке белых светодиодов для использования в освещении.
Есть два способа создать белые светодиоды. Первый — это «многокристальный метод», в котором комбинируются все три светодиода основного цвета, а второй — «однокристальный метод», сочетающий люминофор и синий светодиод. Многокристальный метод с использованием трех цветов требует баланса между яркостью и цветом для достижения равномерного освещения и требует, чтобы каждый из трех цветных чипов был оснащен цепью питания.

Это стало причиной разработки однокристального метода, который излучает почти белый (квази-белый) цвет с использованием одного синего светодиода и желтого люминофора. Это потому, что синий и желтый свет, смешанные вместе, кажутся человеческому глазу почти белыми.
Используя однокристальный метод, были разработаны белые светодиоды, в которых используется синий светодиод в сочетании с желтым + красным люминофором или зеленым + красным люминофором для достижения более естественного белого света на основе светодиодов. Кроме того, недавно были разработаны светодиоды, которые излучают ближний ультрафиолетовый свет (светодиод ближнего ультрафиолетового света: длина волны 380–420 нм), и их использование в качестве источника возбуждающего света привело к появлению белых светодиодов, способных излучать весь видимый световой диапазон.

Источники света имеют «цветовую температуру»

В нашей повседневной жизни мы часто замечаем, что цвет одежды, видимый при флуоресцентном освещении в помещении, выглядит по-другому при солнечном свете на открытом воздухе и что одна и та же еда кажется более аппетитной при освещении лампами накаливания, чем при флуоресцентном освещении. Вы когда-нибудь задумывались, что вызывает такие различия? Мы видим цвет объекта, когда свет падает на него и отражается обратно в наши глаза. Короче говоря, цвета, которые мы воспринимаем, изменяются в соответствии с составляющей длины волны источника света, освещающего объекты, которые мы видим.Это приводит к вышеупомянутым различиям, которые мы воспринимаем в освещении одежды и еды.

Различия в цвете обозначаются «цветовой температурой». Цветовая температура — это числовое значение, представляющее цветность, а не температуру источника света. Все предметы излучают свет при нагревании до чрезвычайно высокой температуры. Цветовая температура указывает, какой цвет мы увидим, если нагреем до определенной температуры объект, который вообще не отражает свет, то есть «черное тело».Единица измерения, используемая в этом случае, — градусы Кельвина. Низкотемпературные объекты кажутся красными, а по мере нагрева становятся синими.

Как видно из таблицы ниже, цветовая температура красноватых цветов низкая, а голубоватых — высокая. Цветовая температура используется для таких целей, как настройка цвета на мониторе компьютера.

Цветовая температура и источники света

Цветовая температура	Источник света
10,000	Ясное небо
9,000	Мутное небо
8,000
7,000	Облачное небо
6,000	Лампа-вспышка
4,500	Белая люминесцентная лампа
4,000
3,500	Вольфрамовая лампа, 500 Вт
3,000	Восход, закат
2,500	Лампочка 100 Вт
2,000
1,000	При свечах

Недостатки люминесцентного освещения — энергоэффективное освещение

Люминесцентные лампы — это особый тип газовых светильников, которые излучают свет в результате химической реакции, в которой газы и пары ртути взаимодействуют с образованием ультрафиолетового света внутри стеклянной трубки.Ультрафиолетовый свет освещает люминофорное покрытие на внутренней стороне стеклянной трубки, которое излучает белый «флуоресцентный» свет. Флуоресцентные лампы имеют множество преимуществ перед старыми осветительными приборами, такими как лампы накаливания. Они намного эффективнее, поэтому потребляют меньше энергии. Они также имеют более длительный срок службы — примерно в 13 раз дольше, — поэтому их не нужно менять так часто.

Благодаря широкой доступности люминесцентных ламп, их можно найти практически везде — в школах, больницах, продуктовых магазинах, офисных зданиях, торговых центрах и наших домах.Хотя в ближайшем будущем технология светодиодов (светоизлучающих диодов) должна заменить люминесцентные лампы в качестве «короля выбора зеленого освещения», многие руководители предприятий продолжают использовать люминесцентные лампы в своих зданиях. На данный момент люминесцентные осветительные приборы могут быть дешевле, чем их более эффективные светодиодные аналоги, но у люминесцентного освещения есть недостатки, которые необходимо учитывать.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) и люминесцентные лампы

Основное различие между ними — размер и применение.Большинство компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) имеют особую форму, которая позволяет их вставлять в стандартные бытовые розетки. Другое отличие состоит в том, что для линейных люминесцентных ламп требуется независимый балласт, отдельный от лампы, тогда как в большинстве компактных люминесцентных ламп балласт встроен в цоколь.

И линейные, и компактные люминесцентные лампы излучают искусственный свет по той же технологии. В компактных люминесцентных лампах по-прежнему используются лампы, но, как следует из названия, они намного меньше, чем их аналоги с линейными лампами.Лампы CLF были разработаны для замены стандартных применений для ламп накаливания и представляют собой просто усовершенствования линейной люминесцентной технологии за счет увеличения срока службы и более эффективного освещения.

Использование флуоресцентного освещения

Раньше люминесцентным лампам требовался период «прогрева», чтобы испарить их внутренние газы в плазму. С тех пор было разработано несколько технологий почти мгновенного запуска, включая «быстрый запуск», «мгновенный запуск» и «быстрый запуск».”

Поскольку люминесцентные лампы нагреваются, для их работы требуется большее напряжение. Требуемое напряжение регулируется балластом — магнитным устройством, регулирующим напряжение, ток и т. Д., — который необходим для зажигания люминесцентной лампы. По мере того как люминесцентный свет стареет и со временем становится все менее и менее эффективным, ему требуется все больше и больше напряжения для получения того же количества света, пока напряжение в конечном итоге не превысит возможности балласта и свет не выйдет из строя.

Недостатки люминесцентного освещения

Флуоресцентное освещение существует уже более 100 лет и остается недорогим вариантом для модернизации старых осветительных приборов.Люминесцентные лампы обычно являются высокоэффективным способом освещения большой площади, они более эффективны и служат дольше, чем лампы накаливания; однако показано, что использование исключительно флуоресцентного освещения оказывает негативное влияние на эргономику и здоровье.

1. Люминесцентные лампы содержат токсичные материалы.

Ртуть и фосфор внутри люминесцентных ламп опасны . Если люминесцентная лампа разбита, небольшое количество токсичной ртути может выделяться в виде газа, загрязняя окружающую среду.Остальное содержится в люминофоре на самом стекле, который часто считается более опасным, чем пролитая ртуть.

При чистке разрыва люминесцентной лампы EPA рекомендует проветривать место разрыва и использовать влажные бумажные полотенца для сбора битого стекла и других мелких частиц. Утилизированное стекло и использованные полотенца следует поместить в герметичный пластиковый пакет. Избегайте использования пылесосов, так как они могут привести к попаданию частиц в воздух.

2. Частое переключение приводит к преждевременному выходу из строя.

Люминесцентные лампы значительно стареют, если они установлены в месте, где они часто включаются и выключаются. В экстремальных условиях срок службы люминесцентной лампы может быть намного короче, чем у дешевой лампы накаливания. Как бы то ни было, срок службы люминесцентной лампы можно продлить, если оставить ее постоянно включенной в течение длительного периода времени.

Если вы используете флуоресцентные лампы в сочетании с элементами управления освещением, такими как датчики движения, которые часто срабатывают и по истечении времени ожидания, следует учитывать аспект ранней частоты отказов.

3. Свет от люминесцентных ламп является всенаправленным.

Свет, исходящий от люминесцентных ламп, является всенаправленным. Когда люминесцентная лампа горит, она рассеивает свет во всех направлениях или на 360 градусов вокруг лампы. Это крайне неэффективно, потому что используется только около 60-70% света, излучаемого лампой, а остальная часть тратится впустую. Определенные области, как правило, становятся чрезмерно освещенными из-за растраченного света, особенно в офисных зданиях, и могут потребоваться дополнительные аксессуары в самом осветительном приборе, чтобы правильно направить выход лампы.

4. Люминесцентные лампы излучают ультрафиолетовый свет.

В исследовании 1993 года исследователи обнаружили, что воздействие ультрафиолета при сидении под флуоресцентными лампами в течение восьми часов эквивалентно одной минуте пребывания на солнце. Проблемы со здоровьем, связанные с светочувствительностью, могут усугубляться искусственным освещением у чувствительных людей. Исследователи предположили, что УФ-излучение, излучаемое этим типом освещения, привело к увеличению числа заболеваний глаз, в первую очередь катаракты. Другие медицинские работники предположили, что повреждение сетчатки, миопия или астигматизм также могут быть объяснены побочными эффектами флуоресцентного света.

Ультрафиолетовый свет также может повлиять на ценные произведения искусства, такие как акварель и текстиль. Произведения искусства должны быть защищены дополнительными стеклянными или прозрачными акриловыми листами, помещенными между источником света и картиной.

5. Старые флуоресцентные лампы терпят непродолжительный период прогрева.

Обычно приходится ждать где-то 10-30 секунд, чтобы старые флуоресцентные лампы достигли полной яркости. Многие новые модели теперь используют «быстрый» запуск или аналогичные технологии, подобные упомянутым выше.

6. Балласт или жужжание.

Магнитные балласты необходимы для работы люминесцентных ламп. Электромагнитные балласты с незначительным дефектом могут издавать слышимый гудящий или жужжащий шум. Однако гудение можно устранить, используя лампы с высокочастотными электронными балластами.

7. Воздействие на окружающую среду и стоимость переработки.

Как упоминалось ранее, утилизация люминофора и, что более важно, токсичной ртути в люминесцентных лампах является экологической проблемой.Постановления, введенные правительством, требуют специальной утилизации люминесцентных ламп отдельно от обычных и бытовых отходов.

В большинстве случаев экономия энергии превышает затраты на переработку, но переработка остается дополнительными расходами для обеспечения правильной утилизации ламп. В некоторых случаях, если утилизация ламп обходится слишком дорого, людям больше не рекомендуется утилизировать их.

8. Чувствительность флуоресцентного света

В течение последних нескольких десятилетий исследование за исследованием показывали случайную связь между воздействием флуоресцентного света и различными негативными эффектами.Все эти проблемы связаны с качеством излучаемого света и основным состоянием людей. Из более чем 35 миллионов человек, страдающих мигренью, большинство из них, вероятно, перенесут общую светочувствительность. Девять из каждых десяти аутичных людей имеют чувствительность к окружающей среде, которая, как сообщается, часто ухудшается при флуоресцентном освещении. Доказано, что при некоторых типах эпилепсии искусственное освещение вызывает приступы.

Подобно другим симптомам светобоязни (или светочувствительности), флуоресцентные лампы могут вызывать: головные боли / приступы мигрени, напряжение глаз и воспаление, трудности с чтением или фокусировкой, тошноту, чувство тревоги и депрессии, нарушение режима сна и многое другое.Свойства, связанные с флуоресцентным освещением, которые, как считается, влияют на уровень толерантности человека, включают: большое количество синего света, низкочастотное мерцание и общую яркость.

9. Сезонное аффективное расстройство

Сезонное аффективное расстройство, также известное как «Зимняя блюз», часто возникает у людей в зимние месяцы. Это связано с отсутствием полного спектра света, который мы обычно получаем от солнечного света. В унылое серое небо в зимние месяцы большая часть светового спектра блокируется, и наши тела реагируют негативно.

Многие люди сообщают о подобных симптомах, когда они работают при флуоресцентном освещении и не выходят на улицу в течение дня. Без полного спектра света, который мы получаем от дневного света, некоторые функции организма не запускаются и не поддерживаются, что заставляет нас чувствовать себя подавленными на свалках.

люминесцентных (CFL) ламп и ламп накаливания — разница и сравнение

В то время как люминесцентных (CFL) ламп генерируют свет, посылая электрический разряд через ионизированный газ, лампы накаливания излучают свет, нагревая нить накала, находящуюся в лампе.

Когда в 1970-х годах впервые появились лампы CFL, ожидалось, что они положат конец традиционным лампам накаливания. В конце концов, они намного более энергоэффективны. Действительно, за последние два десятилетия лампы CFL стали многообещающими. Но из-за их более высокой стоимости, более длительного достижения полной яркости и экологических проблем, связанных с лампами, которые содержат ртуть, лампы накаливания еще не сделали лампы накаливания устаревшими.

Преимущества и недостатки

Люминесцентные лампы лучше, чем лампы накаливания, почти во всех отношениях: стоимость срока службы, воздействие на окружающую среду и экономия энергии.

Долговечность

Известно, что люминесцентная лампа снижает затраты на замену и экономит электроэнергию. Кроме того, ее срок службы в 10-20 раз больше, чем у лампы накаливания. Они действительно страдают от проблем с мерцанием и более коротким сроком службы, если их использовать в местах, где они часто включаются и выключаются. Эти лампы также требуют оптимальной температуры для хорошей работы; известно, что они работают с недостаточной мощностью при включении при более низких температурах.

Лампа накаливания очень чувствительна к изменениям напряжения, поэтому ее срок службы можно увеличить вдвое, регулируя напряжение питания.Однако это влияет на светоотдачу и, как известно, используется только в исключительных случаях.

Энергоэффективность

Люминесцентные лампы экономят энергию и служат дольше, но стоят дороже. Эти лампы также преобразуют больше электроэнергии в видимый свет, чем их популярные аналоги. Наряду с этим люминесцентная лампа излучает меньше тепла и равномерно распределяет свет, не нагружая глаза.

Проблемы со здоровьем и воздействие на окружающую среду

Хотя официального исследования не проводилось, некоторые люди предполагают, что лампы накаливания представляют меньший риск для организма, чем люминесцентные лампы.Люминесцентная лампа экономит энергию, поэтому в этом смысле она полезна для окружающей среды. Но это также вредит окружающей среде из-за содержания в ней ртути. Когда эти лампы утилизируются, содержащаяся в них ртуть испаряется и вызывает загрязнение воздуха и воды.

Лампы накаливания содержат вольфрам, не опасный для окружающей среды. Следовательно, лампы не представляют такого большого риска для здоровья, как люминесцентные лампы.

Цена

Когда впервые появились лампы CFL, они были значительно дороже, чем лампы накаливания.Но сейчас разница в цене практически стерта. Стоимость зависит от производителя и продавца. Например, упаковка из 8 ламп GE CFL (13 Вт, которая заменяет лампу накаливания на 60 Вт) стоит 14,11 доллара на Amazon, а восемь (две упаковки по 4 штуки) 60-ваттных мягких белых лампочек от GE стоят 12 долларов на Amazon.

Характеристики и типы люминесцентных ламп и ламп накаливания

На рынке доступны различные типы ламп накаливания, и декоративные лампы, пожалуй, являются наиболее часто используемыми сегодня лампами. Лампы общего назначения бывают прозрачными или матовыми, а лампы общего назначения высокой мощности имеют мощность 200 Вт или более. Рефлекторные лампы помогают направить свет вперед и используются в прожекторах и светильниках точечного типа.

Люминесцентную лампу обычно характеризуют ее потребляемой мощностью, долговечностью, цветом излучаемого света и другими характеристиками освещения, такими как яркость. Существуют различные типы люминесцентных ламп, например:

• лампы для загара , которые используются для искусственного загара.
• Лампы для выращивания также имеют люминесцентный свет и используются для стимулирования фотосинтеза и роста растений.
• Свет также нашел применение в лечении с использованием билирубиновых ламп , которые помогают расщеплять избыток билирубина в организме. Кроме того, бактерицидных ламп используются для уничтожения микробов, присутствующих в организме.

Примеры ламп накаливания: PAR45 и A55. Буквы ( A и R ) обозначают форму, а числа обозначают максимальный диаметр колбы.Диаметр измеряется в дюймах и обычно указывается с шагом 1/8 от исходного размера. «A» используется для обозначения стандартной грушевидной лампы, а «R» используется для обозначения отражателей.

История ламп накаливания и люминесцентных ламп

Сэр Хамфри Дэви создал первую лампу накаливания в 1802 году. Позже, в 1840 году, Уоррен де ла Рю заключил спиральную платиновую нить в вакуумную трубку и пропустил через нее ток. Хотя его конструкция была в рабочем состоянии, высокая стоимость платины делала невозможным ее коммерческое использование.В следующем году Frederick de Moleyns из Англии получил первый патент на лампу накаливания. Джозеф Уилсон Свон совместно с Чарльзом Стерн создали лампу с тонкими карбоновыми стержнями. Их изобретение было коммерчески нежизнеспособным и, следовательно, не имело дальнейшего развития. Томас Эдисон затем начал исследовать и использовать различные возможности для создания практического продукта, результатом которого стало то, что мы сегодня знаем как лампу с вольфрамовой нитью накала.

Хотя Томасу Эдисону приписывают изобретение лампы накаливания, он был первым, кто начал использовать люминесцентные лампы для коммерческих целей.Несмотря на то, что он зарегистрировал на него патент, в его время он никогда не производился в коммерческих целях. В 1895 году Дэниел Мур провел эксперимент, который продемонстрировал испускание белого и розового света лампами, наполненными диоксидом углерода и азотом. После этого, в 1934 году, компания Arthur Compton из General Electric сообщила об успешных экспериментах, проведенных с люминесцентными лампами, которые позже были продолжены компанией. К 1951 году Соединенные Штаты Америки производили больше света от люминесцентных ламп, чем от ламп накаливания.

Компоненты люминесцентных ламп и ламп накаливания

Лампа накаливания заполнена аргоном для уменьшения испарения, а внутри колбы проложена вольфрамовая нить. Электрический ток проходит через эту нить накала, которая соединена с двумя контактными проводами и проводником. К основанию лампы прикреплен стержень или стеклянная опора, которая обеспечивает плавное протекание электрического тока, который, в свою очередь, генерирует видимый свет.

Люминесцентная лампа заполнена аргоном, криптоном, неоном или ксеноном и парами ртути низкого давления.Затем внутренняя часть трубки покрывается различными смесями солей фосфора металлов и редкоземельных элементов. Катодная трубка в колбе сделана из вольфрама и покрыта оксидами бария, стронция и кальция, при этом допускается испарение органических растворителей, после чего трубка нагревается, чтобы сплавить покрытие с лампами.

Список литературы

.