Лампы люминесцентные размеры длина
Среди различных газоразрядных источников освещения, лампы дневного света низкого давления занимают ведущее место, благодаря своей широкой популярности. Они отличаются качественным спектральным составом, высокой световой отдачей и большими сроками эксплуатации. Чаще всего используются линейные люминесцентные лампы, размеры которых дают возможность применять их во многих областях.
Высокие показатели световой отдачи выдает дуговой разряд в ртутных парах, сочетаясь с ультрафиолетовым излучением, преобразующимся в слое люминофора. В результате, по сравнению с обычной лампочкой, получается более ровный и устойчивый свет, максимально приближенный к естественному освещению.
Конструкция люминесцентной лампы
Лампа линейная люминесцентная относится к газоразрядным светильниками низкого давления, где электрический разряд образуется в газовой среде, смешанной с ртутными парами.
Основным конструктивным элементом является стеклянная колба со стандартными диаметрами 12, 16, 26 и 38 мм. В обычных лампах она имеет прямую форму, а в компактных применяется более сложная конфигурация. На концах цилиндра установлены стеклянные ножки, герметично впаянные в торцы. Они предназначены для размещения электродов, изготовленных из вольфрамовой проволоки. В свою очередь, электроды соединяются методом пайки со штырьками цоколя.
Во внутреннем пространстве колбы создается вакуум, после чего сюда закачивается инертных газ, чаще всего аргон. К нему добавляется небольшое количество ртути или ртутного сплава. Поверхность электродов покрывается активными веществами, содержащими окислы бария, кальция, стронция и других элементов. Их работа заметно влияет на коэффициент пульсации.
Под действием приложенного напряжения в газовой среде возникает разряд электричества, значение которого ограничено компонентами пускорегулирующей аппаратуры. Одновременно из электродов начинает испускаться поток электронов, подвергающих ионизации атомы ртути. В результате, возникает видимое свечение и ультрафиолетовое излучение, невидимое обычным зрением. Далее, ультрафиолет попадает на слой люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность колбы. Под его воздействием возникает световое излучение в видимой части спектра.
Таким образом, свечение лампы происходит за счет электрического разряда (в меньшей степени) и светящегося люминофорного покрытия, выдающего основную часть светового потока. В зависимости от состава люминофора можно получать любые цвета, начиная от обычного белого, и заканчивая разнообразными тонами и оттенками, количество которых постоянно увеличивается.
Размеры и эффективность
Для того чтобы получить максимальный эффект от электрического разряда, во внутреннем пространстве колбы должна поддерживаться определенная температура. В этом случае ультрафиолетовое излучение ртутных паров будет наибольшим. Данный параметр напрямую связан с диаметром колбы. Дело в том, что плотность тока во всех лампах должна быть примерно одинаковой. Этот показатель определяется путем деления величины тока на площадь сечения стеклянного цилиндра.
В связи с этим, лампы с колбами одинакового диаметра, но с различной мощностью, способны работать при одном и том же номинальном токе. Между падением напряжения и длиной цилиндра существует прямая пропорциональная зависимость, определяющая класс энергоэффективности. То есть, чем длинее лампа, тем выше ее мощность, что наглядно отражено на рисунке. При диаметре Т5 и 13 т длина составит 52 см, 21 ватт – 85 см, 28 ватт – 115 см. Диаметр Т8 и мощность 15 ватт соответствуют длине 44 см.
Большие размеры люминесцентных ламп изначально делали их не совсем удобными в использовании, поскольку им требовались и светильники с аналогичными габаритами. Производители всегда хотели уменьшить это соотношение, используя различные способы. Однако нельзя было просто снизить длину колбы и увеличить ток разряда, чтобы достичь установленной мощности. Это привело бы к возрастанию температуры внутри колбы и увеличению давления ртутных паров. При таких параметрах световая отдача ламп заметно снижается.
Инженерная мысль пошла другим путем, и размеры изделий были снижены путем изменения их конфигурации. Длинные цилиндры сгибались пополам или соединялись в кольцо, что позволило получить источники света U-образной и кольцевой формы с уменьшенными габаритами без потерь мощности. Одновременно удалось повысить коэффициент мощности и снизить коэффициент пульсации.
Окончательно проблема разрешилась лишь с появлением люминофоров, устойчивых к высоким электрическим нагрузкам. В результате, диаметр колб значительно снизился и достиг 12 мм. Общая длина ламп еще больше сократилась за счет многократных изгибов тонких стеклянных цилиндров. Появились компактные изделия, с таким же внутренним устройством и принципом работы, как у обычных ламп линейного типа.
Виды ламп дневного света
Все стандартные люминесцентные лампы разделяются на два основных типа – высокого и низкого давления, определивших различия и особенности конструкции каждого из них. Описание каждой из них приложено в инструкции по эксплуатации.
Первый вариант представлен лампами ДРЛ, получившими широкое распространение в уличных светильниках. Они отличаются высокой мощностью и низкой цветопередачей, поэтому и применяются на больших площадях, где не требуется высокое качество света. Существуют изделия с повышенной светоотдачей и различной цветовой гаммой. Они используются в качестве мощных точечных источников света и декоративной подсветки, выделяющей архитектурные элементы зданий.
Более всего оказалась востребована люминесцентная лампа низкого давления, которая используется повсеместно – в быту и на производстве. Преимущественно, это изделия цилиндрической формы, успешно заменяющие традиционные лампы накаливания. В настоящее время рынок электроники все больше заполняется компактными люминесцентными лампами. Независимо от конструкции, все они работают вместе со пускорегулирующей аппаратурой электромагнитного или электронного типа, снижающей коэффициент пульсации. Последний вариант представляет собой миниатюрную электронную схему, способную разместиться в цоколе лампы.
Пускорегулирующая аппаратура
Любые типы газоразрядных ламп не могут быть напрямую подключены к электрической сети. Находясь в холодном состоянии, они обладают высоким уровнем сопротивления и для создания разряда им требуется импульс высокого напряжения. После того как появляется разряд в осветительном устройстве возникает сопротивление с отрицательным значением. Для его компенсации нельзя обойтись простым включением сопротивления в цепи. Это приведет к короткому замыканию и выходу из строя источника освещения.
Для преодоления энергетической зависимости, вместе с лампами дневного света применяются балласты или пускорегулирующая аппаратура.
С самого начала и до сих пор в светильниках применяются устройства электромагнитного типа – ЭмПРА. Основой прибора служит дроссель, обладающий индуктивным сопротивлением. Он подключается вместе со стартером, обеспечивающим включение и выключение. Параллельно подключается конденсатор с высокой емкостью. Он создает резонансный контур, с помощью которого формируется продолжительный импульс, зажигающий лампу.
Существенным недостатком такого балласта является высокое потребление электроэнергии дросселем. В некоторых случаях работа устройства сопровождается неприятным гудением, возникает пульсация люминесцентных ламп, отрицательно влияющая на зрение. Данная аппаратура отличается большими размерами, имеет значительный вес. Она может не запуститься при отрицательных температурах.
Все негативные проявления, в том числе и пульсации люминесцентных ламп удалось преодолеть с появлением электронного балласта – ЭПРА. Вместо громоздких компонентов здесь использованы компактные микросхемы на основе диодов и транзисторов, что позволило заметно снизить их вес. Данное устройство также обеспечивает лампу электрическим током, доводя его параметры до нужных значений, снижая разницу в потреблении. Создается нужное напряжение, частота которого отличается от сетевой и составляет 50-60 Гц.
На некоторых участках частота достигает 25-130 кГц, что позволило устранить мигание, негативно влияющее на зрение и снизить коэффициент пульсации. Прогрев электродов осуществляется за короткий промежуток времени, после чего лампа сразу же загорается. Использование ЭПРА существенно увеличивает срок годности и нормальной эксплуатации люминесцентных источников света.
Параметры ламп и их маркировка
Все типы люминесцентных ламп обладают своими параметрами и техническими характеристиками, отображаемыми в маркировке изделий. В основном это показатели мощности и цветопередачи, а также различные виды типоразмеров.
В маркировке первая буква Л означает лампу, а следующие буквенные обозначения – это характеристика и соответствующие параметры изделия:
- Д – дневной свет.
- Б – белый.
- ХБ – холодно-белый.
- ТБ – тепло-белый.
- Е – естественных тонов.
- ХЕ – холодный естественный свет.
- Г, К, З, Ж, Р – свет различных цветов и оттенков, которые более подробно отражает таблица.
На некоторых изделиях присутствует буква Ц или ЦЦ, что соответствует люминофору с улучшенной цветопередачей.
Цифровые обозначения наносятся по международным стандартам и включают в себя три цифры. Первая соответствует качеству цветопередачи, 2 и 3 – обозначается цветовая температура люминесцентных ламп. Чем выше первая цифра, тем лучше качество цветопередачи. Повышение остальных цифр делает оттенки цветов более холодными.
Все люминесцентные лампы имеют размеры и диаметр отражаемый следующим образом: Т5 – диаметр 5/8 дюйма или 1,59 см; Т8 – 8/8 или полный дюйм 2,54 см; Т10 – 10/8 дюйма или 3.17 см и т.д. Штырьковые цоколи маркируются как G23, G24, G27, G53 или 2D, а резьбовые – E14, E27, E40. В первом случае цифры означают сколько будет расстояние между штырьками, а во втором – диаметр резьбы цоколей. Для более точного выбора используется специальная таблица.
На каждом изделии указано питающее напряжение и способ его запуска. Например, маркировка люминесцентной лампы RS или rapid start указывает на отсутствие необходимости в дополнительных элементах для пуска, а вся аппаратура уже находится внутри корпуса изделия.
Сетевое напряжение и мощность лампы
Для нормальной работы источников освещения требуется рабочее напряжение сети 220В с частотой 50 Гц. Это стандартные параметры, отклонение от которых отрицательно влияет на технические характеристики люминесцентных ламп, снижая их функциональность и качество освещения.
От напряжения практически полностью зависит потребляемая мощность. Его воздействие проявляется следующим образом:
- Значительные перепады напряжения приводят к изменению мощности в люминесцентной лампе как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Даже очень мощный прибор будет слабо светить при недостаточном напряжении, произойдет снижение энергоэффективности ламп. Поэтому, прежде чем говорить о неисправности, следует замерить сетевое напряжение.
- Резкие колебания напряжения значительно снижают качество светового потока. В случае изменения частоты возрастает коэффициент пульсации и лампа начинает мерцать.
- Нестабильность сетевого напряжения приводит к быстрому износу и снижению работоспособности источника освещения. Колебания не должны превышать 10% от номинала, в противном случае срок службы люминесцентных ламп снизится и они быстро выйдут из строя.
Поэтому, выбирая лампу для конкретного места хранения и установки, следует обращать внимание на то, сколько мощности она потребит. При отсутствии маркировки нужно произвести замеры и уже потом принимать решение об использовании данной лампы.
Люминесцентная лампа является газоразрядным источником света, где электрический разряд в парах ртути создаётся ультрафиолетовым излучением, которое трансформируется в свет посредством люминофора. Показатель световой отдачи изделия гораздо выше, чем у стандартных ламп накаливания с такой же мощностью. Период эксплуатации люминесцентных ламп — примерно 5 лет.
Стандартные размеры люминесцентных ламп:
Сетка размеров модели Т2 диаметром 7 (мм):
- Длина трубки: 218.3 (мм), 319.9 (мм), 421.5 (мм), 523.1 (мм).
- Тип цоколя W4.3х8.5d.
Сетка размеров модели Т5 диаметром 16 (мм):
- Длина трубки: 135.7 (мм), 211.9 (мм), 288.1 (мм), 516.9 (мм), 549 (мм), 849 (мм), 1149 (мм).
- Общая длина лампы: 150 (мм), 226.2 (мм), 302.4 (мм), 531.1 (мм), 563.2 (мм), 863.2 (мм), 1163.2 (мм), 1463.2 (мм).
- Тип цоколя G5/11х15.
Сетка размеров модели Т8 диаметром 26 (мм):
- Длина трубки: 437.4 (мм), 470 (мм), 589 (мм), 720 (мм), 894.6 (мм), 970 (мм), 1047 (мм), 1199.4 (мм), 1500 (мм).
- Общая длина лампы: 451.6 (мм), 484.2 (мм), 604 (мм), 734.2 (мм), 908.8 (мм), 984.2 (мм), 1061.2 (мм), 1213.6 (мм), 1514.2 (мм).
- Тип цоколя G13.
Сетка размеров модели Т12 диаметром 38 (мм):
- Длина трубки: 589.8 (мм), 470 (мм), 589 (мм), 720 (мм), 894.6 (мм), 970 (мм), 1047 (мм), 1199.4 (мм), 1500 (мм).
- Общая длина лампы: 451.6 (мм), 1199.4(мм), 1500 (мм), 1763.8 (мм).
- Тип цоколя G13.
Сетка размеров модели Т12 диаметром 38 (мм):
- Длина трубки: 574 (мм), 1183.5 (мм), 1484 (мм).
- Общая длина лампы: 611 (мм), 1220.5 (мм), 1521.1 (мм).
- Тип цоколя Fa6.
Важно: областью применения люминесцентных ламп является освещение школ, больниц, офисов, также они используются в местном освещении рабочих мест, световой рекламе, подсветке фасадов.
Люминесцентные лампы — это устройства газоразрядного типа, функционирующие за счет ртутных паров. Часто их устанавливают в помещениях офисов, школ, садов. Популярность оборудования обусловлена разнообразием форм, цветов и размеров.
Достоинства и недостатки
Характеристики изделий зависят от температуры среды. Это обусловливается силой давления ртутных паров, располагающихся внутри изделия. Если температура стенок колбы равняется сорока градусам, светильник работает на максимуме.
Главные достоинства оборудования состоят в следующем:
- высокая степень светоотдачи, достигающая максимум 75 лм/Вт;
- большой срок работы (до 10 тысяч часов);
- небольшая яркость, позволяющая светить, не слепя при этом глаза.
Недостатки оборудования следующие:
- Ограниченная мощность люминесцентных ламп (единичная) при больших габаритах.
- Сложное подключение оборудования.
- Отсутствие реальной возможности обеспечения питания товара током с постоянной величиной.
- При отклонении температуры воздуха от стандартных показателей (18-25 градусов) мощность подаваемого света значительно меньше. Если в помещении холодно (меньше десяти градусов), она может не заработать.
Анализируя достоинства и недостатки, следует вывод, что оборудование подходит для использования в местах, где оно оправдывает необходимость его эксплуатации и позволяет достичь эффекта, который не получится от изделия другого типа.
Технические характеристики
Характеристики оборудования зависят от ряда показателей:
Изделия также разграничиваются в зависимости от способа использования и типа помещения, в котором они будут размещаться.
Размеры
Размер трубки (диаметр) указывается при продаже в миллиметрах. В технической документации обозначение чаще всего фиксируется в дюймах (восьмых частях). По стандартам оборудование выпускается в следующих вариантах (диаметр):
- 7 миллиметров.
- 16 миллиметров.
- 26 миллиметров.
- 38 миллиметров.
Размер подбирается в зависимости от сферы использования, места размещения и площади помещения.
Мощность
В настоящее время выпускается больше сотни разнообразных типов ламп. Чаще всего используются осветительные приборы мощностью от 15 до 30 ватт при напряжении 127 Вольт, от 40 до 125 при стандартном напряжении 220 Вольт.
При любой мощности срок службы оборудования может достигать 10 тыс. часов.
Разновидности
В зависимости от типа светоподачи лампы делятся на семь видов:
- люминесцентная (Л);
- дневной свет (Д);
- белый свет (Б);
- тепло-белый свет (ТБ);
- холодный белый свет (ХБ);
- амальгамная (А);
- улучшенная цветопередача (Ц).
В зависимости от варианта использования лампы делятся на два вида:
Каждый из этих типов имеет свои особенности.
Линейные
Люминесцентные лампы линейного вида используются в качестве варианта подсветки местного типа:
- на рабочих местах;
- на прилавках в магазинах;
- подсветка мебели;
- гардероб.
Оборудование линейного типа может использоваться как освещение административных, общественных помещений и площадей торгового назначения.
Преимущества использования таких ламп заключаются в следующем:
- Улучшенная передача цвета.
- Длительный период службы оборудования — максимально от десяти до тринадцати тысяч часов.
- Высокая интенсивность света — от 55 лм/Вт.
Обратите внимание! Линейные источники света выпускаются в виде длинных широких или тонких приборов в зависимости от места размещения.
Компактные
Технические характеристики люминесцентных компактных ламп позволяют использовать этот источник света со значительной экономией благодаря энергосберегающим технологиям. Они уменьшают энергозатраты до 80 % в сравнении с простыми лампочками накаливания аналогичной яркости.
Люминесцентные компактные лампы позволяют стать полноценной заменой стандартным лампам накаливания. Их сфера применения достаточно широка:
- освещение внутри помещений (офисы; кабинеты; залы складского, производственного типа; помещения для проживания; торговые помещения, площади);
- освещение снаружи помещений (зоны для пешеходов, торговые части).
Использование компактных энергосберегающих ламп позволяет уменьшить энергопотребление на 80 %.
Область применения
Благодаря превосходным техническим характеристикам люминесцентных энергосберегающих ламп (широкой поверхности излучения, высокой энергетической эффективности, возможности подбора подходящего цвета), оборудование можно использовать во многих сферах.
Световые дневные лампы помогают создать освещение приятное для глаз освещение, сохраняют окраску окружающих объектов, позволяют в точности воспроизвести все контрасты цветов.
В зависимости от сферы применения выбирается подходящий цвет освещения:
- ярко-белый — для мест, в которых нужно добиться совмещения в органичном варианте естественного освещения с искусственным, а также добавить теплые оттенки, помогающие создать дома уют;
- лампы разных цветов используются для декорирования помещения. С помощью рассеянного света от энергосберегающих ламп освещают оранжереи, аквариумы, рабочую зону на кухне или в ванных комнатах. Они позволяют добиться комфортного освещения в кабинетах, предназначенных для работы, выставочных или торговых павильонах.
Важно! Широкий спектр вариантов позволяет использовать люминесцентные лампы в различных сферах как для применения дома или на улице, так и для развития бизнеса.
Как правильно подключить
Правильное подключение люминесцентной лампы по схеме подразумевает использование дросселя и стартера. Последний представляет источник неонового света с низкой мощностью. Важно разобраться, какие особенности есть у каждого из этих элементов.
В устройстве размещены биметаллические контакты. Питание элемента осуществляется от электросети с переменной подачей тока. Все оборудование (дроссель, нити электродов и контакты стартеров) подключаются в последовательном режиме.
Стартер в схеме может быть заменен на простую кнопку электрического звонка. При корректировке вариантов подключения передача напряжения будет осуществляться с помощью удержания соответствующей кнопки в нажатом виде. После того, как светильник зажегся, ее можно отпустить.
Включение люминесцентной лампы с балластом электромагнитного типа состоит из восьми последовательных шагов:
- включение дросселя в сеть, накопление им энергии (электромагнитной);
- обеспечение поступления тока посредством стартерных контактов;
- движение тока от вольфрамовым нагревательным нитям электродов;
- нагревание стартера и электродов;
- размыкание стартерных контактов;
- высвобождение накопленной дросселем электроэнергии;
- изменение величины поданного напряжения на каждом электроде;
- подача света люминесцентной энергосберегающей лампой.
Чтобы показатели коэффициента полезного действия увеличились, а помехи, которые появляются при включении оборудования, уменьшились, указанная схема комплектуется двумя дополнительными конденсаторами.
Подключение люминесцентных ламп посредством стартера имеет следующие преимущества:
- Простота.
- Надежность, которая проверена длительным периодом работы.
- Приемлемая цена.
Подключение люминесцентных ламп посредством стартера имеет свои недостатки:
- Внушительная масса прибора для освещения.
- Большая пауза между запуском оборудования и его включением (около 3 секунд).
- Низкий уровень эффективности этой системы при использовании в холодном помещении.
- Высокое энергопотребление в сравнении с другими осветительными приборами.
- Большой шум от дросселя при эксплуатации.
- Негативное воздействие на зрение мерцания, исходящего от лампы.
Стартер выполняет две ключевые задачи:
- обеспечение включения лампы;
- пробой газового промежутка. Чтобы это реализовалось, после длительного процесса нагревания ламповых электродов происходит разрыв цепи. В результате этого происходит мощный импульсный выброс и возникает пробой.
Дроссель выполняет три ключевые задачи:
- Ограничение предельной величины переменного тока в процессе замыкания электрических проводов.
- Генерация напряжения, силы которого будет достаточно для пробоя газов.
- Поддержание стабильного разрядного горения на постоянном уровне.
Процесс подключения люминесцентной лампы включает три этапа:
- параллельное подключение стартера к боковым штыревым контактам, расположенным на выходе светильника с энергосберегающей лампочкой. Контакты представлены в виде выходов нитей накаливания полностью герметичной колбы;
- подключение дросселя на оставшиеся свободные контакты;
- параллельное подключение конденсатора к питающим частям контактов. За счет использования конденсатора происходит компенсация реактивной мощности, уменьшаются сетевые помехи.
Люминесцентные лампы — это хороший выбор для разных категорий потребителей. Они отлично подходят для использования дома, в торговых павильонах, в помещениях производственного назначения, на улицах и т. д. Благодаря разнообразию видов, форм, цветов каждый человек сможет подобрать подходящий ему вариант осветительного прибора в зависимости от целей использования и места установки.
Как измерить длину люминесцентной лампы
Параметры и характеристики люминесцентных ламп для общего и местного освещения определяются нормативами ГОСТ 6825-91, ГОСТ IEC 60061-4-2014.
Основные размеры люминесцентных газоразрядных ламп в соответствии с положениями ГОСТ 6825-91 (Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения), ГОСТ IEC 60061-4-2014 (Цоколи и патроны для источников света с калибрами для проверки взаимозаменяемости и безопасности. Часть 4. Руководство и общие сведения):
- длина лампы (L, l1, l2, l3);
- диаметр трубки (D, d).
Единицы измерения параметров люминесцентных ламп – миллиметры (мм).
По форме колб люминесцентные лампы подразделяются на две категории:
- трубчатые (прямые): обозначаются – Т4, Т5, Т8, Т12, такие образцы оснащаются цоколями G5 и G13, модели этой категории наиболее распространены;
- компактные (U-образные, спиралевидные, кольцевые, прочие изогнутые): U-образные образцы могут обозначаться 2U, 3U или 4U, модели этой категории оснащаются цоколями – Е14, Е27, GU4, GU5.3, GU10.
Люминесцентные лампы бывают низкого и высокого давления: модели низкого давления устанавливаются в помещениях, высокого давления – на улицах и в мощных осветительных приборах.
Напрямую подключать лампы такого типа к бытовой сети нельзя, следует использовать пусковые регулирующие устройства (балласты).
Важно: люминесцентные лампы применяются для освещения жилых помещений, учреждений, больниц, спортивных сооружений, цехов производственных предприятий, рекламных площадей, прочего.
Как измерить длину люминесцентной лампы
Расшифровки маркировки ламп
Индекс цветопередачи вместе с Цветовой температурой составляют международное обозначение цвета лампы, которое расшифровывается следующим образом:
Первая цифра международного обозначения определяет цветопередачу:
9 – соответствует степени цветопередачи 1А ( Ra 90-100)
8 – соответствует степени цветопередачи 1В ( Ra 80-89)
7 – соответствует степени цветопередачи 2А ( Ra 70-79)
6 – соответствует степени цветопередачи 2В ( Ra 60-69)
5 – соответствует степени цветопередачи 3 ( Rа 50-59)
4 – соответствует степени цветопередачи 3 ( Ra 40-49)
Следующими двумя цифрами обозначается цветовая температура.
http://i018.radikal.ru/0910/da/a67dc273612c.jpg (http://www.radikal.ru)
Пример:
TL-D 18 W/ 33-640 лампа 18 Вт, цветовая температура 4100 К, индекс цветопередачи 2В
TL-D 36W/ 840 лампа 36 Вт, цветовая температура 4000 К, индекс цветопередачи 1В
TL-D 58 W/ 965 лампа 58 Вт, цветовая температура 6500 К, индекс цветопередачи 1A
Маркировка и параметры отечественных люминесцентных ламп
В основе действия люминесцентных ламп лежит фотолюминесценция различных люминофоров, возбуждаемая ультрафиолетовым излучением разряда в парах ртути при низком давлении.
Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку, стенки которой покрыты изнутри слоем люминофора нужного состава, а с обоих концов впаяны ножки со спиральными, покрытыми оксидом, катодами, которые могут быть накаливаемы извне, что и делается при зажигании лампы.
Лампы наполняются аргоном при давлении в несколько миллиметров ртутного столба и содержат небольшое количество (капельку) металлической ртути. Аргон служит для поддержания разряда в первые моменты по включении, когда давление паров ртути еще недостаточно.
Источником излучения, возбуждающего свечение люминофора, является положительный столб разряда в парах ртути, что и обусловливает необходимость трубчатой формы лампы.
Итак, люминесцентные трубчатые лампы представляют собой запаянную с обоих концов стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора. Из лампы откачан воздух, и она заполнена инертным газом аргоном при очень низком давлении. В лампу помещена капля ртути, которая при нагревании превращается в ртутные пары.
Вольфрамовые электроды лампы имеют вид небольшой спирали, покрытой специальным составом (оксидом), содержащим углекислые соли бария и стронция. Параллельно спирали располагаются два никелевых жестких электрода, каждый из которых соединен с одним из концов спирали.
В люминесцентных лампах плазма, состоящая из ионизированных паров металла и газа излучает как в видимых, так и в ультрафиолетовых частях спектра. С помощью люминофоров ультрафиолетовые лучи преобразуются в излучение, видимое глазом.
Наиболее важным преимуществом люминофоров с данной точки зрения является структура их эмиссионных спектров. Люминофоры, возбуждаемые соответствующим излучением (равно как и бомбардировкой электронами), всегда испускают свет в более или менее широком интервале длин волн, т. е. дают сплошное излучение в целом участке спектра.
В том случае, когда один люминофор не дает нужного спектрального распределения, могут быть использованы смеси их. Изменяя число компонент и их относительное содержание, оказывается возможным весьма плавно регулировать цвет свечения. Это дает возможность изготовлять источники с любыми оттенками свечения, в частности, лампы белого и дневного света, являющиеся по спектральному составу излучения весьма близкими к «идеальному источнику света».
Характер излучения люминофоров позволяет в известной мере удовлетворить и требованию отсутствия излучения за пределами видимой области. Это обусловливает высокую светоотдачу люминесцентных ламп.
Оптимальная температура люминесцентной лампы лежит в пределах 38 — 50° С. Поскольку температура стенок зависит от температуры окружающей среды, то очевидно, что при изменениях этой последней светоотдача лампы будет изменяться. Оптимальная внешняя температура составляет 25° С.
Понижение внешней температуры на 1°С ведет к уменьшению светового потока лампы на 1,5%. Если окружающая температура ниже 0°С, то лампа плохо зажигается из-за малого давления паров ртути при этих температурах.
При прочих равных условиях светоотдача люминесцентных ламп зависит и от ее длины, так как с увеличением длины все большая доля подводимой мощности приходится на положительный столб, тогда как мощность, расходуемая в катодном и анодном падении, остается неизменной. Практическим верхним пределом длины является 1,2 — 1,5 м, что соответствует более 90% предельной светоотдачи.
Светоотдача люминесцентных ламп в зависимости от большей или меньшей близости их спектральных характеристик к характеристике «идеального» источника оказывается сильно различающейся для ламп разных цветов.
Значительно сложнее, чем у ламп накаливания, оказываются приборы включения люминесцентных ламп. Происходит это прежде всего потому, что напряжение горения таких ламп значительно ниже сетевого, составляя от 70 до 110 В для сетей напряжением в 220 — 250 В.
Необходимость такой значительной разницы обусловлена тем, что при недостаточном превышении сетевого напряжения над рабочим нельзя гарантировать надежного зажигания, так как потенциал зажигания разряда значительно выше потенциала горения. Однако это вызывает необходимость гашения излишка напряжения.
Во избежание потерь мощности, которые свели бы на нет экономичность лампы, балластная нагрузка делается индуктивной (дроссель). Другое осложнение возникает в связи с тем, что потенциал зажигания разряда может быть сделан ниже сетевого напряжения лишь при наличии накаленных (оксидных) катодов.
Однако постоянное накаливание их вызвало бы также бесполезные потери энергии, тем менее оправданные, что в процессе работы накаливание катодов осуществляется самим разрядом. Ввиду этого возникает необходимость в создании специального стартерного устройства.
Схема включения люминесцентной лампы с дросселем и стартером:
Люминесцентные лампы делятся на осветительные общего назначения и специальные .
К люминесцентным лампам общего назначения относят лампы мощностью от 15 до 80 Вт с цветовыми и спектральными характеристиками, имитирующими естественный свет различных оттенков.
Для классификации люминесцентных ламп специального назначения используют различные параметры. По мощности их разделяют на маломощные (до 15 Вт) и мощные (свыше 80 Вт), по типу разряда — на дуговые, тлеющего разряда и тлеющего сечения, по излучению — на лампы естественного света, цветные лампы, лампы со специальными спектрами излучения, лампы ультрафиолетового излучения, по форме колбы — на трубчатые и фигурные, по светораспределению — с ненаправленным светоизлучением и с направленным, например, рефлекторные, щелевые, панельные и др.
Шкала номинальных мощностей люминесцентных ламп (Вт): 15, 20, 30, 40, 65, 80.
Особенности конструкции лампы указываются буквами вслед за буквами, обозначающими цветность лампы (Р — рефлекторная, У — У-образная, К — кольцевая, Б — быстрого пуска, А — амальгамная).
В настоящее время выпускаются так называемые энергоэкономичные люминесцентные лампы, имеющие более эффективную конструкцию электродов и усовершенствованный люминофор. Это позволило изготавливать лампы с пониженной мощностью (18 Вт вместо 20 Вт, 36 Вт вместо 40 Вт, 58 Вт вместо 65 Вт), уменьшенным в 1,6 раза диаметром колбы и повышенной световой отдачей.
У ламп с улучшенным качеством цветопередачи после букв, обозначающих цвет, стоит буква Ц, а при цветопередаче особо высокого качества — буквы ЦЦ.
Маркировка отечественных люминесцентных ламп
Пример расшифровки лампы ЛБ65: Л – люминесцентная; Б – белого цвета; 65 – мощность, Вт
Люминесцентные лампы белого света типа ЛБ обеспечивают наибольший световой поток из всех перечисленных типов ламп одной и той же мощности. Они приблизительно воспроизводят по цветности солнечный свет и применяются в помещениях, где от работающих требуется значительное зрительное напряжение.
Люминесцентные лампы тепло-белого света типа ЛТБ имеют явно выраженный розовый оттенок и применяются тогда, когда есть необходимость подчеркнуть розовые и красные тона, например при цветопередаче человеческого лица.
Цветность ламп дневного света типа ЛД близка к цветности ламп дневного света с исправленной цветностью типа ЛДЦ.
Люминесцентные лампы холодно-белого света типа ЛХБ по цветности занимают промежуточное положение между лампами белого света и дневного света с исправленной цветностью и в ряде случаев применяются наравне с последними.
Световой поток каждой лампы после 70 % средней продолжительности горения должен быть не менее 70 % номинального светового потока. Средняя яркость поверхности люминесцентных ламп колеблется от 6 до 11 кд/м2.
Люминесцентные лампы при включении их в сеть переменного тока излучают переменный во времени световой поток. Коэффициент пульсации светового потока равен 23 % (у ламп типа ЛДЦ — 43 %). С увеличением номинального напряжения световой поток и мощность, потребляемые лампой, возрастают.