Освещаем дом люминесцентными лампами

• 

    Принцип построения лампы

     Люминесцентная лампа является газоразрядным источником света. Конструктивно она представляет собой стеклянную трубку с нанесен­ным на внутреннюю поверхность слоем люминофора. В торцы трубки введены вольфрамовые спиральные электроды. Для повышения эмиссионной способности на электроды наносится оксидная суспен­зия, изготовляемая из карбонатов или перекисей щелочноземельных металлов.

 

    Внутри лампы находятся разреженные пары ртути и инертный газ (аргон). Давление ртутных паров в ЛЛ зависит от температуры стенок лампы и составляет при нормальной рабочей температуре 40 °С при­мерно 0,13-1,3 Н/м² (Ю-²—10-³ мм рт. ст.).

     Такое низкое давление обеспечивает интенсивное излучение раз­ряда в ультрафиолетовой области спектра (преимущественно с дли­ной волны 184,9 и 253,7 нм). Под действием электрического напряже­ния (поля), приложенного к электродам, в лампе возникает газовый разряд.

    При этом проходящий через пары ртути ток вызывает ультрафио­летовое излучение. На внутреннюю поверхность лампы нанесен слой особого вещества (люминофор). Наиболее распространенным люми­нофором является галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем. Изменяя соотношение активаторов, можно получить люминофоры разных марок и изготавливать лампы разной цветно­сти. Строение люминесцентной лампы представленно на рис. 1.

 

 

     Ультрафиолетовое излучение, воздействуя на люминофор, заставляет его светиться, т. е. люминофор преобразует ультрафиолетовое излуче­ние газового разряда в видимый свет. Стекло, из которого выполнена ЛЛ, препятствует выходу ультрафиолетового излучения из лампы, тем самым предохраняя наши глаза от вредного для них излучения.

       Примечание.

 Исключением являются бактерицидные и ультрафиолетовые лампы; при их изготовлении применяется увиолевое или кварце­вое стекло, пропускающее ультрафиолет.

      Широкое распространение на сегодня получают ЛЛ с амальгамами In, Cd и других элементов. Более низкое давление паров ртути над амальга­мой дает возможность расширить температурный диапазон оптималь­ных световых отдач до 60 °С вместо 18 - 25 °С для чистой ртути.

      При повышении температуры окружающей среды сверх допустимой нормы (25 °С для чистой ртути и 60 °С для амальгам) возрастают темпе­ратура стенок и давление паров ртути, а световой поток снижается.

       Примечание.

 Еще более заметное уменьшение светового потока наблюдается при понижении температуры, а, значит, и давления паров ртути. При этом резко ухудшается и зажигание ламп, что делает невоз­можным их использование при температурах ниже -10 °С без уте­пляющих приспособлений.

        В связи с этим представляют интерес безртутные ЛЛ с разрядом низ­кого давления в инертных газах. В этом случае люминофор возбужда­ется излучением с длиной волны от 58,4 до 147 нм. Поскольку давление газа в безртутных ЛЛ практически не зависит от окружающей темпера­туры, неизменными остаются и их световые характеристики.

На сегодняшний день проблема работы ЛЛ при низких температу­рах решена:

♦   использованием ЛЛ нового поколения ламп Т5 (с диаметром трубки 16 мм);

♦   применением компактных люминесцентных ламп;

♦   питанием ЛЛ от высокочастотных электронных пускорегулирующих аппаратов (ПРА).

        Совет.

 Световая отдача ЛЛ повышается при увеличении размеров (длины) за счет снижения доли анодно-катодных потерь в общем световом потоке. Поэтому рациональнее использовать одну лампу на 36 Вт, чем две по 18 Вт.

     Срок службы ЛЛ ограничен дезактивацией и распылением (истоще­нием) катодов. Отрицательно сказываются на сроке службы также коле­бания напряжения питающей сети и частые включения и выключения ламп. При использовании ЭПРА эти факторы сведены к минимуму.

         Достоинства люминисцентных ламп

     Широкое использование ЛЛ связано с тем, что они имеют ряд значи­тельных преимуществ перед классическими лампами накаливания:

♦  во-первых, это высокая эффективность, КПД составляет 20-25 % (у ламп накаливания - около 7 %), а светоотдача (т. е. количество излучаемых люменов на единицу потребляемой мощности) лежит в пределах 70-105 лм/Вт (у ламп накаливания 7-12 лм/Вт).

♦  во-вторых, длительный срок службы - до 20000 ч (у ламп нака­ливания - 1000 ч и сильно зависит от напряжения питания).

         Примечание.

 Дневной свет - самый полезный. Он влияет на многие жизненные процессы, обмен веществ в организме, физическое развитие и здо­ровье.

      Но активная деятельность человека продолжается и тогда, когда солнце скрывается за горизонтом. На смену дневному свету приходит искусственное освещение.

     Долгие годы для искусственного освещения жилья использовались (и используются) только лампы накаливания - тепловой источник света, спектр которого отличается от дневного преобладанием жел­того и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета.

     Преодолев различные технические трудности, ученые и инженеры создали специальные ЛЛ для жилья - компактные, практически пол­ностью копирующие привычный внешний вид и размеры ламп нака­ливания и сочетающие при этом ее достоинства (компактность, ком­фортную цветопередачу, простоту обслуживания) с экономичностью стандартных ЛЛ.

      Недостатки люминисцентных ламп

     Имеют ЛЛ и некоторые недостатки. Как правило, все разрядные лампы для нормальной работы требуют включения в сеть совместно с балластом.

      Определение.

 Балласт, он же пускорегулирующий аппарат (ПРА), - электро­техническое устройство, обеспечивающее режимы зажигания (но не всегда само зажигание) и нормальную работу ЛЛ.

      Сильна зависимость устойчивой работы и зажигания лампы от тем­пературы окружающей среды (допустимый диапазон 5-55 °С, опти­мальной считается 20 °С). Хотя этот диапазон постоянно расширяется с появлением ламп нового поколения и использованием электронных балластов (ЭПРА).

      В светильниках с электронным высокочастотным ПРА указанная особенность работы ЛЛ полностью устранена. Поэтому для тради­ционного освещения жилья люстрами, настенными, напольными, настольными светильниками целесообразно применять упомянутые выше компактные люминесцентные лампы.

       О ртути. В лампу для ее работы вводится капля ртути – 30-40 мг (в компактных люминесцентных лампах – 2-3 мг, а в некоторых типах амальгамных компактных люминесцентных ламп ртути в чистом виде практически нет - она находится в связанном состоянии).

      Пример.

 В термометре, имеющемся в каждой семье, содержится 2 г (т. е. в 100 раз больше, чем вЛЛ) ртути.

       Разумеется, если лампа разобьется, поступить следует так же, как мы поступаем, когда разбиваем термометр, - тщательно собрать и удалить ртуть, однако содержание в лампе столь ничтожного количе­ства ртути не представляется поводом для серьезного беспокойства.

      ЛЛ в доме - это не только более экономичный, чем лампа нака­ливания, источник света. Грамотное освещение люминесцентными лампами имеет множество преимуществ перед традиционным: эконо­мичность, обилие и красочность света, равномерность распределения светового потока, особенно в случаях высвечивания протяженных объектов линейными лампами, меньшая яркость ламп и значительно меньшее выделение тепла.

• Вперёд >