Переваги та недоліки люмінесцентної лампи

Люмінесцентна лампа (ртутна лампа низького тиску, далі по тексту - ЛЛ) є газорозрядним джерелом світла. Конструктивно вона являє собою скляну трубку з нанесеним на внутрішню поверхню шаром люмінофора. У торцях трубки встановлені спіральні електроди. Всередині лампи знаходяться розріджені пари ртуті і інертний газ. Під дією електричного напруги (поля), прикладеного до електродів, в лампі виникає газовий розряд. При цьому проходить через пари ртуті ток викликає ультрафіолетове випромінювання.

Принцип люмінесцентної лампи

Принцип люмінесцентної лампи.

Ультрафіолетове випромінювання, впливаючи на люмінофор, змушує його світитися, тобто люмінофор перетворює ультрафіолетове випромінювання газового розряду в видиме світло. Скло, з якого виконана ЛЛ, перешкоджає виходу ультрафіолетовогоізлученія з лампи, тим самим оберігаючи наші очі від шкідливого для них випромінювання.

Винятком є бактерицидні лампи, при їх виготовленні застосовується увіолеве або кварцове скло, що пропускає ультрафіолет. Широке поширення на сьогодні отримують ЛЛ з амальгамою In. Cd та інших елементів. Більш низький тиск парів ртуті над амальгамою дає можливість розширити температурний діапазон оптимальних світлових віддач до 600C замість 18-250C для чистої ртуті.

При підвищенні температури навколишнього середовища понад допустиму норму (25проC для чистої ртуті і 60проC для амальгам) зростає температура стінок і тиск парів ртуті, а світловий потік знижується.

Пристрій компактної люмінесцентної лампи

Пристрій компактної люмінесцентної лампи.

Ще більш помітне зменшення світлового потоку спостерігається при зниженні температури, а отже, і тиск парів ртуті. При цьому різко погіршується і запалювання ламп, що робить утрудненим їх використання при температурах нижче -10проC, без утеплюючих пристосувань. У звязку з цим представляють інтерес безртутних ЛЛ, з розрядом низького тиску в інертних газах.

В цьому випадку люмінофор збуджується випромінюванням з довжиною хвилі від 58.4 до 147 нм. Оскільки тиск газу в безртутних ЛЛ практично не залежить від навколишньої температури, незмінними залишаються і їх світлові характеристики. На сьогоднішній день проблема роботи ЛЛ при низьких температурах вирішена використанням ЛЛ нового покоління, так званих ламп Т5 (з діаметром трубки 16 мм), компактних люмінесцентних ламп і застосуванням для харчування ЛЛ високочастотних електронних пускорегулювальних апаратів (ПРА).

Світлова віддача ЛЛ підвищується при збільшенні розмірів (довжини) за рахунок зниження частки анодно-катодних втрат загалом світловому потоці. Краще використовувати одну лампу на 36 Вт, ніж дві по18 Вт. Термін служби ЛЛ обмежений дезактивацією і розпиленням (виснаженням) катодів. Негативно позначаються на термін служби також коливання напруги мережі живлення і часті включення і виключення ламп. При використанні ЕПРА ці фактори зведені до мінімуму. Широке використання ЛЛ повязано з тим, що вони мають ряд значних переваг перед класичними лампами розжарювання :

  1. Висока ефективність: ККД - 20-25% (у ламп розжарювання близько 7%) і світловіддача в 10 разів більше.
  2. Тривалий термін служби - 15000-20000 ч. (У ламп розжарювання - 1000 годин., Сильно залежить від напруги) харчування.

Мають ЛЛ і деякі недоліки:

  1. Як правило, всі розрядні лампи для нормальної роботи вимагають включення в мережу спільно з баластом. Баласт, він же пускорегулюючі апарати (ПРА), - електротехнічний пристрій, що забезпечує режими запалювання і нормальної роботи ЛЛ.
  2. Залежність сталої роботи та запалювання лампи від температури навколишнього середовища (допустимий діапазон 55проC, оптимальною вважається 20проC). Хоча цей діапазон постійно розширюється з появою ламп нового покоління і використанням електронних баластів (ЕПРА).

Зупинимося докладніше на перевагах і недоліках ЛЛ. Відомо, що оптичне випромінювання (ультрафіолетове, видиме, інфрачервоне) надає на людину (його ендокринну, вегетативну, нервову системи і весь організм в цілому) значне фізіологічне і психологічну дію, в основному сприятливий.

Схема енергозберігаючої лампи

Схема енергозберігаючої лампи.

Денне світло - найкорисніший. Він впливає на багато життєвих процесів, обмін речовин в організмі, фізичний розвиток і здоровя. Але активна діяльність людини триває і тоді, коли сонце ховається за горизонти. На зміну денного світла приходить штучне освітлення. Довгі роки для штучного освітлення житла використовувалися (і використовуються) тільки лампи розжарювання - тепле джерело світла, спектр якого відрізняється від денного переважанням жовтого і червоного випромінювання і повною відсутністю ультрафіолету.

Крім того, лампи розжарювання, як уже згадувалося, є неефективними, їх коефіцієта корисної дії - 6-8%, а термін служби дуже малий - не більше 1000 год. Високий технічний рівень освітлення з цими лампами неможливий.

Типові люмінесцентні лампи-трубки

Типові люмінесцентні лампи-трубки.

Ось чому цілком закономірним виявилося поява ЛЛ - розрядного джерела світла, що має 5-10 разів більшу світлову віддачу, ніж лампи розжарювання, і в 8-15 разів більший термін служби. Подолавши різні технічні труднощі, вчені та інженери створили спеціальні ЛЛ для житла - компактні, практично повністю копіюють звичний зовнішній вигляд і розміри ламп розжарювання і поєднують при цьому її гідності (комфортну передачу кольору, простоту обслуговування) з економічністю стандартних ЛЛ.

В силу своїх фізичних особливостей ЛЛ мають ще одну дуже важливу перевагу перед лампами розжарювання: можливість створювати світло різного спектрального складу - теплий, природний, білий, денний, що може істотно збагатити колірну палітру домашньої обстановки. Не випадково існують спеціальні рекомендації по вибору типу ЛЛ (кольоровості світла) для різних областей застосування. Наявність контрольованого ультрафіолету в спеціальних освітлювально-облучательних ЛЛ дозволяє вирішити проблему профілактики «світлового голодування» для міських жителів, які проводять до 80% часу в закритих приміщеннях.

Так, лампи, що випускаються фірмою OSRAM ЛЛ типу BIOLUX, спектр випромінювання яких наближений до сонячного та насичений строго дозованим ближнім ультрафіолетом, успішно використовуються одночасно і для освітлення, і для опромінення житлових, адміністративних, шкільних приміщень, особливо при недостатності природного світла.

Схема включення люмінесцентної лампи

Схема включення люмінесцентної лампи.

Випускаються також спеціальні аграрні ЛЛ типу CLEO (PHILIPS), призначені для прийняття «сонячних» ванн в приміщенні і для інших косметичних цілей. При використанні цих ламп слід памятати, що для забезпечення безпеки необхідно строго дотримуватися інструкції виробника облучательной обладнання. А тепер зупинимося на недоліках люмінесцентного освітлення, до яких багато зараховують його горезвісну «шкідливість для здоровя».

Природа газового розряду така, що, як уже було сказано вище, будь-які ЛЛ мають в спектрі невелику частку ближнього ультрафіолету. Відомо, що при передозуванні навіть природного сонячного світла можуть виникнути неприємні явища, в часності надлишкове ультрафіолетове опромінення може призвести до захворювань шкіри, причиною погіршення якості зображення. Однак, порівнявши вплив на людину протягом життя природного сонячного і штучного люмінесцентного випромінювання, стає зрозуміло, наскільки необгрунтовано припущення про шкоду випромінювання ЛЛ.

Було доведено, що робота протягом року (240 робочих днів) при штучному освітленні ЛЛ холодно-білого світла з дуже високим рівнем освітленості в 1000 лк (це в 5 разів перевищує оптимальний рівень освітленості в житло) відповідає перебуванню на відкритому повітрі в м Давос (Швейцарія) в перебігу 12 днів по 1 годині на день (в полудень). Слід зауважити, що реальні умови в житлових приміщеннях бувають у десятки разів більш щадними, ніж в наведеному прикладі.

Отже, про шкоду звичайного люмінесцентного освітлення говорити не доводиться. До аналогічних висновків прийшли медики, гігієністи і світлотехніки, які взяли участь в проводилася в Мюнхені розгорнутої наукової дискусії на тему «Вплив освітлення ЛЛ на здоровя людини». Всі учасники дискусії були одностайні: суворе дотримання правил грамотного пристрою освітлення, які включають обмеження прямої та відбитої блескости, обмеження пульсації світлового потоку, забезпечення сприятливого розподілу яскравості і правильної світлопередачі, повністю усуне існуючі скарги на люмінесцентне освітлення.

Зміна струму люмінесцентної лампи від напруги мережі

Зміна струму люмінесцентної лампи від напруги мережі.

У наведеному вище переліку важливе місце займає питання обмеження пульсації світлового потоку. Справа в тому, що традиційні лінійні трубчасті ЛЛ, підключені до мережі за допомогою електромагнітного пускорегулюючий апарату (найчастіше застосовується в світильниках), створюють світло непостійний в часі, а «мікропульсірующій», т. Е. при наявній в мережі частоті змінного струму 50 Гц пульсація світлового потоку лампи відбувається 100 разів на секунду.

І хоча ця частота вище критичної для ока і, отже, що мелькають яскравості освітлюваних обєктів оком не уловлюються, пульсація освітлення при тривалому впливі може мати негативний вплив на людину, викликаючи підвищену стомлюваність, зниження працездатності, особливо при виконанні напружених зорових робіт: читання, роботі за компютером , рукоділля та т. д.

Ось чому зявилися досить давно світильники з електромагнітним низькочастотним ПРА рекомендується використовувати в так званих «неробочих» зонах (підсобних приміщеннях, повалив, гаражах і т. Д.). У світильниках з електронним високочастотним ПРА зазначена особливість роботи ЛЛ повністю усунена, але навіть такі світильники з лінійними ЛЛ досить громіздкі і для місцевого (робочого) освітлення не завжди зручні. Тому для традиційного освітлення житла люстрами, настінними, підлоговими, настільними світильниками доцільно застосовувати згадані вище компактні люмінесцентні лампи.

Маркування та параметри вітчизняних люмінесцентних ламп

Маркування та параметри вітчизняних люмінесцентних ламп.

І, нарешті, останнє невелике зауваження, повязане з експлуатацією світильників з ЛЛ. У лампу для її роботи вводиться крапля ртуті - 30-40 мг, а компактних 2-3 мг, Якщо вас це лякає, згадайте, що в термометрі, наявному в кожній родині, міститься 2 г цього рідкого металу. Зрозуміло, якщо лампа розібється, вчинити слід так само, як ми чинимо, коли розбиваємо термометр, - ретельно зібрати і видалити ртуть. ЛЛ в житло - це не тільки більш економічний, ніж лампа розжарювання, джерело світла.

Грамотне освітлення ЛЛ має безліч переваг перед традиційним: економічність, велика кількість і барвистість світла, рівномірність розподілу світлового потоку, особливо у випадках можна показати протяжних обєктів лінійними лампами, менша яскравість ламп і значно менше виділення тепла.

На сьогоднішній день найбільш якісну продукцію і широкий асортимент на нашому ринку представляють світові світлотехнічні бренди:

  1. Німецька фірма OSRAM.
  2. Голландська PHILIPS і ряд інших, які пропонують найширший вибір високоякісних ЛЛ на будь-який смак і колір.

» » » Переваги та недоліки люмінесцентної лампи