Наиболее распространены газоразрядные лампы высокого и низкого давления.

• лампы высокого давления применяют в основном в уличном освещении и в осветительных установках большой мощности;
• лампы низкого давления применяют для освещения жилых и производственных помещений.

Газоразрядная ртутная лампа низкого давления (ГРЛНД) - представляет собой стеклянную трубку с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора, заполненную аргоном под давлением 400 Па и (или амальгамой).

Преимущества и недостатки

Популярность люминесцентных ламп обусловлена их преимуществами (над лампами накаливания):

К недостаткам относят:

• наличие дополнительного приспособления для пуска лампы - пускорегулирующего аппарата (громоздкий шумный дроссель с ненадёжным стартером или же ЭПРА);
• мерцание лампы с частотой питающей сети (нивелируется применением ЭПРА);
• вышедший из строя стартёр вызывает фальстарт лампы (визуально определяется несколько вспышек перед стабильным зажиганием), сокращая срок службы нитей накала;
• очень низкий коэффициент мощности ламп - такие лампы являются неудачной для электросети нагрузкой;

Существуют и более мелкие недостатки .

История

Первым предком лампы дневного света были газоразрядные лампы. Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар. Считается что первая газоразрядная лампа изобретена в 1856 году. Генрих Гайсслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. 23 июня 1891 года Никола Тесла запатентовал систему электрического освещения газоразрядными лампами (патент № 454,622), которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп запатентованных им ранее (патент № 335,787 от 9 февраля 1886 г. выдан United States Patent Office). Аргоновые лампы используются и в настоящее время. В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение. В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет. Эта лампа имела умеренный успех. В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет сине-зелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Однако, её конструкция была очень близка к современной, и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эдисона. В 1926 году Эдмунд Гермер (Edmund Germer) и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой в более однородно бело-цветной свет. Э.Гермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Гермера, и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году. В СССР первые люминесцентные лампы были разработаны под руководством академика С. И. Вавилова В. А. Фабрикантом , Ф. А. Бутаевой и др .

Принцип работы

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, возникает тлеющий разряд . Лампа заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции . Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом - люминофором , которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора, можно менять оттенок свечения лампы. В качестве люминофора используют в основном галофосфаты кальция и ортофосфаты кальция-цинка.

Маркировка

Трёхцифровой код на упаковке лампы содержит как правило информацию относительно качества света (индекс цветопередачи и цветовой температуры).

Первая цифра - индекс цветопередачи в 1х10 Ra (компактные люминесцентные лампы имеют 60-98 Ra, таким образом чем выше индекс, тем достоверней цветопередача)

Вторая и третья цифры - указывают на цветовую температуру лампы.

Таким образом маркировка «827» указывает на индекс цветопередачи в 80 Ra, и цветовую температуру в 2700 (что соответствует цветовой температуре лампы накаливания)

Кроме того, индекс цветопередачи может обозначаться в соответствии с DIN 5035, где диапазон цветопередачи 20-100 Ra поделён на 6 частей- от 4 до 1А. (нем.)

Особенности восприятия

Цветовосприятие человека сильно изменяется в зависимости от яркости. При небольшой яркости мы лучше видим синий и хуже красный. Поэтому цветовая температура дневного света (5000-6500K) в условия низкой освещённости будет казаться чрезмерно синей. Средняя освещённость жилых помещений - 75 люкс, в то время как в офисах и других рабочих помещениях - 400 люкс. При небольшой яркости (50-75 люкс) наиболее естественным выглядит свет с температурой 3000K. При яркости в 400 люкс такой свет уже кажется жёлтым, а наиболее естественным кажется свет с температурой 4000-6000K.

Международная маркировка по цветопередаче и цветовой температуре

Код	Определение	Особенности	Применение
530	Basic warmweiß / warm white	Свет тёплых тонов с плохой цветопередачей. Объекты кажутся коричневатыми и малоконтрастными. Посредственная светоотдача.	Гаражи, кухни. В последнее время встречается всё реже.
640/740	Basic neutralweiß / cool white	«Прохладный» свет с посредственной цветопередачей и светоотдачей	Весьма распространён, должен быть заменён на 840
765	Basic Tageslicht / daylight	Голубоватый «дневной» свет с посредственной цветопередачей и светоотдачей	Встречается в офисных помещениях и для подсветки рекламных конструкций (ситилайтов)
827	Lumilux interna	Похожий на свет лампы накаливания с хорошей цветопередачей и светоотдачей	Жильё
830	Lumilux warmweiß / warm white	Похожий на свет галогеновой лампы с хорошей цветопередачей и светоотдачей	Жильё
840	Lumilux neutralweiß / cool white	Белый свет для рабочих поверхностей с очень хорошей цветопередачей и светоотдачей	Общественные места, офисы, ванные комнаты, кухни. Внешнее освещение
865	Lumilux Tageslicht / daylight	«Дневной» свет с хорошей цветопередачей и посредственной светоотдачей	Общественные места, офисы. Внешнее освещение
880	Lumilux skywhite	«Дневной» свет с хорошей цветопередачей	Внешнее освещение
930	Lumilux Deluxe warmweiß / warm white	«Тёплый» свет с отличной цветопередачей и плохой светоотдачей	Жильё
940	Lumilux Deluxe neutralweiß / cool white	«Холодный» свет с отличной цветопередачей и посредственной светоотдачей.	Музеи, выставочные залы
954, 965	Lumilux Deluxe Tageslicht / daylight	«Дневной» свет с непрерывным спектром цветопередачи и посредственной светоотдачей	Выставочные залы, освещение аквариумов

Маркировка цветопередачи по ГОСТ 6825-91*

Люминесцентная лампа производства СССР мощностью 20 Вт(«ЛД-20»). Зарубежный аналог этой лампы - TLD 20W

В соответствии с ГОСТ 6825-91* (МЭК 81-84) «Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения», действующий, лампы люминесцентные линейные общего назначения маркируются, как:

• ЛБ (белый свет)
• ЛД (дневной свет)
• ЛЕ (естественный свет)
• ЛХБ (холодный свет)
• ЛТБ (тёплый свет)

Добавление буквы Ц в конце означает применение люминофора «де-люкс» с улучшенной цветопередачей, а ЦЦ - люминофора «супер де-люкс» с высококачественной цветопередачей.

Лампы специального назначения маркируются, как:

Параметры выпускавшихся в СССР ламп по цветопередаче приведены в таблице:

Аббревиатура	Расшифровка	Оттенок	Цветовая т-ра, К	Назначение	Цветопередача	Примерный эквивалент по международной маркировке
Лампы дневного света
ЛДЦ, ЛДЦЦ	Лампы дневного света, с улучшенной цветопередачей; ЛДЦ - де-люкс, ЛДЦЦ - супер-де-люкс	Белый с лёгким голубоватым оттенком и относительно низкой светоотдачей	6500	Для музеев , выставок , в фотографии , в производственных и административных помещениях с повышенными требованиями к цветопередаче, образовательных учреждениях , жилых помещениях	Хорошая (ЛДЦ), отличная (ЛДЦЦ)	865 (ЛДЦ), 965 (ЛДЦЦ)
ЛД	Лампы дневного света	Белый с лёгким голубоватым оттенком и высокой светоотдачей	6500	В производственных и административных помещениях без высоких требований к цветопередаче	Приемлемая	765
Лампы естественного света
ЛЕЦ, ЛЕЦЦ	Лампы естественного света, с улучшенной цветопередачей; ЛЕЦ - де-люкс, ЛЕЦЦ - супер-де-люкс	Солнечно-белый с относительно низкой светоотдачей	4000	Для музеев, выставок, в фотографии, в образовательных учреждениях, жилых помещениях	Приемлемая (ЛЕЦ), хорошая (ЛЕЦЦ)	754 (ЛЕЦ), 854 (ЛЕЦЦ)
ЛЕ	Лампы естественного света	Белый без оттенка и высокой светоотдачей	4000		Неудовлетворительная	640
Другие осветительные лампы
ЛБ	Лампы белого света	Белый с лиловатым оттенком, плохой цветопередачей и высокой светоотдачей	3500	В помещениях, где нужен яркий свет и не требуется цветопередача: производственных и административных помещениях, в метрополитене	Неудовлетворительная	635
ЛХБ	Лампы холодно-белого света	Белый с заметным голубым оттенком	4850		Неудовлетворительная	685
ЛТБ	Лампы тёпло-белого света	Белый с «тёплым» розовым оттенком, для освещения помещений, богатых бело-розовыми тонами	2700	В продовольственных магазинах , предприятиях общественного питания	Относительно приемлемая для тёплых тонов, неудовлетворительная для холодных	530, 630
ЛТБЦ	Лампы тёпло-белого света с улучшенной цветопередачей	Белый с «тёплым» розовым оттенком	2700	Такое же, как и для ЛТБ, а также для жилых помещений.	Приемлемая для тёплых тонов, менее удовлетворительная для холодных	730
Лампы специального назначения
ЛГ, ЛК, ЛЗ, ЛЖ, ЛР, ЛГР	Лампы с цветным люминофором	ЛГ - голубой, ЛК - красный, ЛЗ - зелёный, ЛЖ - жёлтый, ЛР - розовый, ЛГР - лиловый	-	Для светового дизайна , художественной подсветки зданий, вывесок, витрин	-	ЛГ: 67, 18, BLUE ЛК: 60, 15, RED ЛЗ: 66, 17, GREEN ЛЖ: 62, 16, YELLOW
ЛСР	Лампы синие рефлекторные	Лампы ярко-синего света	-	В электрофотографических копировально-множительных аппаратах	-	-
ЛУФ	Ультрафиолетовые лампы	Лампы тёмно-синего света с выраженной ультрафиолетовой компонентой	-	Для ночной подсветки и дезинфекции в медицинских учреждениях , казармах и т. д., а также в качестве «чёрного света» для светового дизайна в ночных клубах , на дискотеках и т. п.	-	08

Особенности подключения

Дешёвый вариант электронного подключения

Люминесцентная лампа, в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две:

• Для зажигания дуги в люминесцентной лампе требуется импульс высокого напряжения.
• Люминесцентная лампа имеет отрицательное дифференциальное сопротивление , после зажигания лампы ток в ней многократно возрастает. Если его не ограничить, лампа выйдет из строя.

Для решения этих проблем применяют специальные устройства - балласты. Наиболее распространённые на сегодняшний день схемы: электромагнитный балласт с неоновым стартером и различные разновидности электронных балластов.

Электромагнитный балласт

Электромагнитный балласт «1УБИ20» серии 110 завода ВАТРА, СССР.

Современный Электромагнитный балласт «L36A-T» завода Helvar, Финляндия.

Электромагнитный балласт представляет собой электромагнитный дроссель , подключаемый последовательно с лампой. Последовательно нитям лампы подключается стартер, представляющий собой неоновую лампу с биметаллическими электродами и конденсатор. Дроссель формирует за счёт самоиндукции запускающий импульс, а также ограничивает ток через лампу. В настоящее время преимуществами электромагнитного балласта являются простота конструкции, надёжность и низкая стоимость. Недостатков же такой схемы достаточно много:

• Долгий запуск (1-3 сек в зависимости от степени износа лампы);
• Большее потребление энергии, чем у электронной схемы - при напряжении 220 Вольт светильник 2 по 58 Ватт = 116 Ватт потребляет 130 Ватт;
• Малый cos φ =0.5 (без компенсирующих конденсаторов);
• Низкочастотный гул (100Гц), исходящий от дросселя, возрастающий со старением дросселя;
• Мерцание лампы с удвоенной частотой сети, которое может повредить зрение, а иногда бывает опасным (из-за стробоскопического эффекта вращающиеся синхронно с частотой сети предметы могут казаться неподвижными. Поэтому люминесцентные лампы с электромагнитным балластом не рекомендуется применять для освещения подвижных частей станков и механизмов);
• Большие габариты и масса;
• При температуре ниже 10 °C яркость лампы значительно снижается ввиду уменьшения давления газа в лампе;
• При отрицательных температурах лампы по классической схеме могут не зажигаться вообще, при этих условиях применяются автотрансформаторы.

Электронный балласт

Электронный балласт подаёт на электроды лампы напряжение не с частотой сети, а высокочастотное (25-133 кГц), в результате чего заметное для глаз мигание ламп исключено. Однако высокочастотные колебания, проходя через лампу, как антенну, создают электромагнитные помехи в широком спектре, поэтому радиодиапазон ДВ - длинные волны, начинающийся с 150 кГц, стал не пригоден для использования, но аргументировали это тем, что невыгодно строить антенны большого размера и перешли на диапазон УКВ, волны которого распространяются только в пределах прямой видимости и нужны повторители-репитеры.

Может использоваться один из двух вариантов запуска ламп:

• Холодный запуск - при этом лампа зажигается сразу после включения. Такую схему лучше использовать в случае, если лампа включается и выключается редко, так как режим холодного пуска более вреден для электродов лампы.
• Горячий запуск - с предварительным прогревом электродов. Лампа зажигается не сразу, а спустя 0,5-1 сек, зато срок службы увеличивается, особенно при частых включениях и выключениях.

Потребление электроэнергии люминесцентными светильниками при использовании электронного балласта обычно на 20-25 % ниже. Материальные затраты (медь, железо) на изготовление и утилизацию меньше в несколько раз. Использование централизованных систем освещения с автоматической регулировкой позволяет сэкономить до 85 % электроэнергии. Существуют электронные балласты с возможностью диммирования (регулировки яркости) путём изменения скважности тока питания лампы.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой миниатюрную газоразрядную лампу, обычно неоновую. Один электрод стартера неподвижный жёсткий, другой - биметаллический, изгибающийся при нагреве. Есть также стартеры и с двумя гибкими электродами (симметричные). В исходном состоянии электроды стартера разомкнуты. Стартер подключен параллельно лампе так, чтобы при замыкании его электродов ток проходил через спирали лампы.

В момент включения к электродам лампы и стартера прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Электроды лампы холодные, разряд отсутствует, и напряжения сети недостаточно для её зажигания. Но в стартере от приложенного напряжения возникает тлеющий разряд, и ток проходит через электроды лампы и стартера. Ток разряда мал для разогрева электродов лампы, но достаточен для разогрева электродов стартера, отчего биметаллическая пластинка, изгибается и замыкается с жёстким электродом. Ток течет через электроды лампы и разогревает их. Когда электроды стартера остывают, цепь размыкается, и благодаря самоиндукции происходит бросок напряжения на дросселе, необходимый для зажигания разряда. Параллельно стартеру подключен миниатюрный конденсатор небольшой емкости, служащий для обеспечения условия возникновения резонанса тока совместно с индуктивностью дросселя и, вследствие, зажигания лампы. При отсутствии конденсатора этот импульс будет слишком коротким, а амплитуда слишком большой, и энергия, накопленная в дросселе, израсходуется на разряд в стартере. К моменту размыкания стартера электроды лампы уже достаточно разогреты, но в лампе ещё не вся ртуть испарилась и разряд проходит в атмосфере аргона , из-за чего разряд в лампе неустойчивый и процесс запуска может повториться неоднократно. Как только вся ртуть в колбе лампы испаряется в достаточном количестве, лампа выходит на рабочий режим.

Рабочее напряжение лампы ниже сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, поэтому повторного срабатывания стартера не происходит. В процессе зажигания лампы стартер иногда срабатывает несколько раз подряд, если он размыкается в момент, когда мгновенное значение тока дросселя равно нулю, либо электроды лампы ещё недостаточно разогреты. По мере износа рабочее напряжение растёт, количество циклов срабатывания стартера увеличивается, и в конце концов лампа уже не может выйти на рабочий режим. Это вызывает характерное мигание вышедшей из строя лампы. Когда лампа гаснет, можно видеть свечение катодов, разогретых током, протекающим через стартер.

Механизм запуска лампы с электронным балластом

В отличие от электромагнитного балласта для работы электронного балласта обычно не требуется отдельный специальный стартер, так как такой балласт в общем случае способен сформировать необходимые последовательности напряжений сам. Существуют различные способы запуска люминесцентных ламп. Чаще всего электронный балласт подогревает катоды ламп и прикладывает к катодам напряжение, достаточное для зажигания лампы, обычно - переменное и более высокой частоты, чем сетевое (что заодно устраняет мерцание лампы, характерное для электромагнитных балластов). В зависимости от конструкции балласта и временных параметров последовательности запуска лампы такие балласты могут обеспечивать, например, плавный запуск лампы с постепенным нарастанием яркости до полной за несколько секунд или же мгновенное включение лампы. Часто встречаются комбинированные методы запуска, когда лампа запускается не только за счет факта подогрева катодов лампы, но и за счет того, что цепь, в которую включена лампа, является колебательным контуром. Параметры колебательного контура подбираются так, что при отсутствии разряда в лампе в контуре возникает явление электрического резонанса , ведущее к значительному повышению напряжения между катодами лампы. Как правило, это ведет и к росту тока подогрева катодов, поскольку при такой схеме запуска спирали накала катодов нередко соединены последовательно через конденсатор, являясь частью колебательного контура. В результате за счет подогрева катодов и относительно высокого напряжения между катодами лампа легко зажигается. После зажигания лампы параметры колебательного контура изменяются, добротность уменьшается и ток в контуре значительно падает, уменьшая нагрев катодов. Существуют вариации данной технологии. Например, в предельном случае балласт может вообще не подогревать катоды, вместо этого приложив достаточно высокое напряжение к катодам, что неизбежно приведет к почти мгновенному зажиганию лампы за счет пробоя газа между катодами. По сути этот метод аналогичен технологиям, применяемым для запуска ламп с холодным катодом (CCFL). Данный метод достаточно популярен у радиолюбителей, поскольку позволяет запускать даже лампы с перегоревшими нитями накала катодов, которые не могут быть запущены обычными методами из-за невозможности подогрева катодов. В частности, этот метод нередко используется радиолюбителями для ремонта компактных энергосберегающих ламп, которые являются обычными люминесцентными лампами со встроенным электронным балластом в компактном корпусе. После небольшой переделки балласта такая лампа может ещё долго служить невзирая на перегорание спиралей подогрева, и её срок службы будет ограничен только временем до полного распыления электродов.

Причины выхода из строя

Проверка электродов одной стороны на целостность. Сопротивление 9,9Ω говорит о том, что нить электрода на этой стороне цела.

Проверка электродов одной стороны на целостность. Бесконечно большое сопротивление говорит о том, что нить электродов разорвана. Вторым признаком является потемнение вблизи электрода.

Электроды люминесцентной лампы представляют собой вольфрамовые нити, покрытые пастой (активной массой) из щелочноземельных металлов. Эта паста и обеспечивает стабильный разряд и предохраняет вольфрамовые нити от перегрева. В процессе работы она постепенно осыпается с электродов, выгорает и испаряется. Особенно интенсивно она осыпается во время запуска, когда некоторое время разряд происходит не по всей площади электрода, а на небольшом участке его поверхности, что приводит к локальным перепадам температур. Поэтому люминесцентные лампы всё же имеют конечный срок службы (он зависит главным образом от качества изготовления электродов, скорости зажигания), хотя он и больший, чем у обычных ламп накаливания, у которых спираль с постоянной скоростью испаряется. Отсюда потемнение на концах лампы, которое усиливается ближе к окончанию срока службы. Когда паста выгорит полностью, ток лампы начинает падать, а напряжение, соответственно, возрастать.

Выход из строя ламп с электромагнитным балластом

Повышение напряжения на лампе в процессе её старения приводит к тому, что начинает постоянно срабатывать стартер - отсюда всем известное мигание вышедших из строя ламп. При этом электроды лампы постоянно разогреваются, и в конце концов (примерно через 2 - 3 дня мигания) одна из нитей перегорает. Затем минуту-две лампа горит без мерцания, разряд исходит от остатков перегоревшего электрода, на котором уже нет пасты из щелочноземельных металлов, остался только вольфрам. Эти остатки вольфрамовой нити очень сильно разогреваются, из-за чего частично испаряются, либо осыпаются, после этого разряд переходит на траверсу (проволоку, к которой крепится вольфрамовая нить с активной массой), она частично оплавляется и лампа вновь начинает мерцать. Если её выключить, она больше не загорится. При этом из-за длительной работы в непрерывном режиме часто выходит из строя и стартер, так что при замене лампы приходится менять и его тоже. При выходе из строя стартера из-за плохого качества (замыкание биметаллических контактов или пробой конденсатора) электроды лампы разогреваются и через несколько дней перегорают. При пробое дросселя лампа сгорает мгновенно.

Выход из строя ламп с электронным балластом

В процессе старения лампы постепенно выгорает активная масса электродов, после чего нити разогреваются и перегорают. В качественных балластах предусмотрена схема автоматического отключения перегоревшей лампы. В некачественных ЭПРА подобная защита отсутствует, и после повышения напряжения лампа погаснет, а в цепи наступит резонанс, приводящий к значительному возрастанию тока и перегоранию транзисторов балласта.

Также нередко в балласты низкого качества (обычно на компактных люминесцентных лампах со встроенным балластом) на выходе устанавливается конденсатор , рассчитанный на напряжение, близкое к рабочему напряжению новой лампы. По мере старения лампы напряжение повышается и в конденсаторе возникает пробой, также выводящий из строя транзисторы балласта .

При выходе из строя лампы с электронным балластом мерцание, как в случае с электромагнитным балластом, отсутствует, лампа гаснет сразу. Установить причину выхода из строя можно, проверив целостность нитей лампы любым омметром , мультиметром или специализированным прибором для проверки ламп. Если нити лампы имеют низкое сопротивление (порядка 10 Ом, то есть не перегорели), то причина выхода из строя в низком качестве балласта, если одна либо обе из нитей имеют высокое (бесконечное) сопротивление, то лампа перегорела от старости либо от перенапряжения. В последнем случае имеет смысл попробовать заменить саму лампу, однако, если новая лампа также не светится и питание схемы балласта присутствует, то это также говорит о низком качестве балласта (при этом есть риск испортить и новую лампу).

Люминофоры и спектр излучаемого света

Типичный спектр люминесцентной лампы.

Многие люди считают свет, излучаемый люминесцентными лампами, грубым и неприятным. Цвет предметов, освещенных такими лампами, может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за синих и зелёных линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти - из-за типа применяемого люминофора, отчасти от неправильно выбранной лампы, предназначенной для складов и нежилых помещений.

Во многих дешевых лампах применяется галофосфатный люминофор, который излучает в основном жёлтый и синий свет, в то время как красного и зелёного излучается меньше. Такая смесь цветов глазу кажется белым, но при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета. Однако такие лампы, как правило, имеют очень высокую световую отдачу.

Если учесть, что в человеческом глазе три типа цветовых рецепторов, и восприятие сплошного спектра - лишь результат работы мозга, то стремиться воссоздавать сплошной солнечный спектр нет необходимости, достаточно воссоздать такое же воздействие на эти три рецептора. Этот принцип давно используется в цветном телевидении и цветной фотографии. Поэтому в более дорогих лампах используется «трёхполосный» и «пятиполосный» люминофор. Это позволяет добиться более равномерного распределения излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы, как правило, имеют меньшую световую отдачу.

Колбы специальных ламп изготавливаются из увиолевого стекла, пропускающего лучи в ультрафиолетовом диапазоне волн.

В домашних условиях оценить спектр лампы можно с помощью компакт-диска. Для этого нужно посмотреть на отражение света лампы от рабочей поверхности диска - в дифракционной картине будут видны спектральные линии люминофора. Если лампа расположена близко, между лампой и диском лучше поместить экран с маленьким отверстием.

Специальные люминесцентные лампы

Также существуют специальные люминесцентные лампы с различными спектральными характеристиками:

• Лампы дневного света, отвечающие самым высоким требованиям к цветопередаче естественного цвета при дневном освещении 5400К, служат для устранения эффекта цветовой мимикрии. Она незаменима в случаях, когда нужна атмосфера живого дневного света, например, в типографиях, картинных галереях, музеях, зубоврачебных кабинетах, и лабораториях, при просмотре диапозитивов и в специализированных магазинах текстильных товаров.

• Лампы дневного света, которые излучают свет, который по своей спектральной характеристике схож с солнечным светом. Данные лампы рекомендуется для помещений с недостатком дневного света, например для офисов, банков и магазинов. Благодаря своей очень хорошей цветопередаче и высокой температуре цвета (6500К) она идеально подходит для сравнения красок и медицинской светотерапии.

• Лампы дневного света для растений и аквариумов с усиленным излучением в спектральном диапазоне синего и красного света. Идеально воздействует на фотобиологические процессы. Данные лампы с обозначениями излучают свет с минимальным содержанием ультрафиолетовой составляющей типа А (при абсолютном отсутствии ультрафиолетовых составляющих типа В и С). Обычно комбинируются с лампами дневного света (5400K - 6700K), для придания естественности фонового освещения.

• Лампы для морских обитателей аквариумов с излучением в диапазоне синего цвета и ультрафиолета . Служат для придания естественной окраски кораллов и обитателей коралловых рифов . Также, данные лампы позволяют некоторым видам кораллов флуоресцировать , что в свою очередь «оживляет» композицию. Обычно комбинируются с лампами дневного света (5400K - 6700K), для придания естественности фонового освещения.

• Декоративные лампы красного, жёлтого, зелёного, синего и малинового цветов. Цветные люминесцентные лампы особенно пригодны для декоративного освещения и создания специальных световых эффектов. Цвет лампы получают применением специального люминофора или окрашиванием колбы.Помимо прочего, люминесцентная лампа жёлтого цвета не содержит в своем спектре ультрафиолетовую составляющую. Поэтому эта лампа рекомендована для стерильных производств, например, для цехов по изготовлению микросхем (в подобном производстве используют фоторезисты - вещества, реагирующие с УФ), а также для общего освещения без УФ-излучения.

• Люминесцентные лампы, предназначенные для освещения помещений, в которых содержатся птицы . Спектр этих ламп содержит ближний ультрафиолет , что позволяет создать более комфортное для них освещение, приблизив его к естественному, так как птицы, в отличие от людей, имеют четырёхкомпонентное зрение.

Светильники из ламп «чёрного» света

• Лампы со специальными цветовыми характеристиками:
  • лаков , красок на глубину не более 1 мм; лечение гипербилирубинемии .
  • для полимеризации пластмасс, клеев, лаков , красок на глубину более 1 мм; лечение псориаза ; привлечения насекомых в инсектоловушки; для распознавания подделок.

Варианты исполнения

Люминесцентные лампы - газоразрядные лампы низкого давления - разделяются на линейные и компактные.

Линейные лампы

Линейная люминесцентная лампа - ртутная лампа низкого давления прямой, кольцевой или U-образной формы, в которой большая часть света излучается люминесцентным покрытием, возбуждаемым ультрафиолетовым излучением разряда. Часто такие лампы совершенно неправильно называют - колбчатыми или трубчатыми, такое определение является устаревшим, хотя не противоречит ГОСТ 6825-91 , в котором принято обозначение «трубчатые».

Двухцокольная прямолинейная люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку, по концам которой вварены стеклянные ножки с укрепленными на них электродами (спиральными нитями подогрева). На внутреннюю поверхность трубки наносится тонкий слой кристаллического порошка - люминофора. Трубка заполнена инертным газом или смесью инертных газов (Ar, Ne, Kr) и герметически запаяна. Внутрь вводится дозированное количество ртути, которая при работе лампы переходит в парообразное состояние. На концах лампы имеются цоколи с контактными штырьками для подключения лампы в цепь.

Линейные лампы различаются по:

• Длине трубки (обычно длина трубки пропорциональна потребляемой мощности):

• Диаметру трубки и имеют следующие обозначения:

Обозначение	Диаметр в дюймах	Диаметр в мм
T4	4/8	12,7
T5	5/8	15,9
T8	8/8	25,4
T10	10/8	31,7
T12	12/8	38,0

• Тип цоколя G13 - расстояние между штырьками 13 мм.

Лампы такого типа часто можно увидеть в производственных помещениях, офисах , магазинах , на транспорте и т. д.

В практике производителей светодиодных светильников и ламп часто также встречается обозначение ламп типа «Т8» или «Т10», а также цоколя «G13». Светодиодные лампы могут быть установлены в стандартный светильник (после его незначительной доработки) для люминесцентных ламп. Но принцип действия отличается и кроме внешнего сходства они ничего общего с люминесцентными лампами не имеют.

Компактные лампы

Компактные люминесцентные лампы

Представляют собой лампы с изогнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на:

• G24
  • G24Q1
  • G24Q2
  • G24Q3

Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27, E14 и Е40 что позволяет использовать их во многих светильниках вместо ламп накаливания.

Безопасность и утилизация

Все люминесцентные лампы содержат (в дозах от 1 до 70 мг), ядовитое вещество 1-го класса опасности. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью. По истечении срока службы лампу, как правило, выбрасывают куда попало. На проблемы утилизации этой продукции в России индивидуальные потребители не обращают внимания, а производители стремятся отстраниться от проблемы.

Люминесцентные лампы, называемые еще, лампами дневного света, представляют собой запаянную с обоих концов стеклянную трубку, изнутри покрытую тонким слоем люминофора . Сама лампа заполнена инертным газом - аргоном при очень низком давлении. Внутри лампы содержится небольшое количество ртути, которая, нагреваясь, превращается в ртутные пары.

Люминесцентные лампы - это те же лампы накаливания , но с небольшими усовершенствованиями. Принцип свечения в них базируется на разогреве, вольфрамового элемента, электрический разряд в смеси инертных газов и паров ртути, который содержится в стеклянной колбе, вызывает излучение в ультрафиолетовом спектре, (т.е. невидимом для человека). Это излучение поглощается специальным составом, которым колба покрыта изнутри, что и вызывает свечение, которое человеческий глаз может воспринимать. Состав, который вызывает свечение, называется люминофором , представляет собой смесь разных веществ на основе фосфора. Он имеет различные цвета, не только белый.

Для расчёта освещенности помещения вы можете воспользоваться калькулятором расчета освещенности помещения .

Именно люминофор обеспечивает мощность свечения лампы дневного света в несколько раз выше, чем у обычных ламп накаливания (имея такой же уровень потребления электроэнергии - примерно в 5 раз), поэтому их и называют энергосберегающими . Вольфрамовая нить после розжига продолжает гореть, но лишь в качестве поддержки тлеющего разряда.

Люминесцентные лампы состоят из следующих основных деталей:

1 - ртуть;

2 - штампованная стеклянная ножка с электровводами;

3 - трубка для откачки (при изготовлении);

4 - выводные штырьки;

5 - концевая панелька;

6 - катод с эмиттерным покрытием.

В зависимости от назначения целевого использования, люминесцентные лампы условно разделены на категории по диапазонам температур свечения:

• до 2700 градусов - лампы люминесцентные т.н. мягкого света;
• от 2700 до 4200 градусов - дневного света;
• от 4200 до 6400 градусов - холодного света.

В зависимости от условий предполагаемой эксплуатации, в лампах может быть встроен механизм запуска - со стартером, электронным либо электромагнитным балластом.

Также лампы могут существенно отличаться размерами и формой самих стеклянных колб, а так же могут иметь различные патроны. Зачастую встречаются прямые и спиралевидные лампы

Маркировка люминесцентных ламп обычно состоит из 2-3 букв. Первая буква Л означает люминесцентная. Следующие буквы означают цвет излучения:

• Д - дневной;
• ХБ - холодно-белый;
• Б - белый;
• ТБ - теплобелый;
• Е - естественно-белый;
• К, Ж, 3, Г, С - соответственно красный, желтый, зеленый, голубой, синий; УФ - ультрафиолетовый .

У ламп с улучшенным качеством цветопередачи после букв, обозначающих цвет, ставится буква Ц, а для цветопередачи особо высокого качества используют буквы ЦЦ. В конце находятся буквы, которые характеризуют конструктивные особенности: Р - рефлекторная, У - U-образная, К - кольцевая, А - амальгамная, Б - быстрого пуска. Цифры обозначают мощность лампы Вт. Маркировка ламп тлеющего разряда начинается с букв ТЛ.

Маркировка зарубежных производителей люминесцентных ламп ?: OSRAM, PHILIPS, GENERAL ELECTRIC.

Люминесцентные лампаы имеют различные характеристики , так как применяются не только для освещения помещений общего пользования, но и активно используются в медицине, торговле, шоу-бизнесе и т.д.

Размер люминесцентных ламп. (диаметр трубки - 26 мм) .

Преимущества и недостатки ЛЛ:

• хорошая светоотдача и более высокий КПД (в сравнении с лампами накаливания);
• разнообразие оттенков света;
• рассеянный свет;
• длительный срок службы (2?000 -20?000 часов в отличие от 1?000 у ламп накаливания), при соблюдении определенных условий.

Недостатки:

• химическая опасность (ЛЛ содержат ртуть в количестве от 10 мг до 1 г);
• неравномерный, неприятный для глаз, иногда вызывающий искажения цвета, освещённых предметов (существуют лампы с люминофором спектра, близкого к сплошному, но имеющие меньшую светоотдачу);
• Со временем люминофор срабатывается, что приводит к изменению спектра, уменьшению светоотдачи и как следствие понижению КПД ЛЛ;
• мерцание лампы с удвоенной частотой питающей сети;
• наличие дополнительного приспособления для пуска лампы — пускорегулирующего аппарата (громоздкий дроссель с ненадёжным стартером);
• очень низкий коэффициент мощности ламп — такие лампы являются неудачной для электросети нагрузкой (проблема решается с применением вспомогательных устройств).

Схемы подключения люминесцентных ламп с использованием стартеров.

Стартеры для люминесцентных ламп.

Одиночное включение.

• LL - люминесцентная лампа;
• V - ПРА;
• D - дроссель;
• Un - сетевое напряжение;
• St - стартер.

Схема последовательного включение для двух ламп.

• LL - люминесцентная лампа;
• V - ПРА;
• D - дроссель;
• Un - сетевое напряжение;
• K - конденсатор компенсации (если требуется);
• St - стартер.

Схема парного включения.

• LL - люминесцентная лампа;
• V - ПРА;
• D - дроссель;
• Un - сетевое напряжение;
• K - конденсатор компенсации (если требуется);
• St - стартер.

Утилизация люминесцентных ламп.

Ртуть, которая с одержится в люминесцентных лампах, при их бое является потенциальным источником загрязнений. Одна люминесцентная лампа, которая по неосторожности была разбита, способна выбрасывать в воздух около 50 куб. м. ядовитых паров ртути. При этом, в воздухе эти пары не растворяются, а «зависают» надолго.

Опасность хронического отравления ртутью возможна во всех помещениях, в которых металлическая ртуть находится в соприкосновении с воздухом, даже если концентрация ее паров очень мала (предельно допустимой в рабочем помещении считается концентрация паров 0,01 мг/м3, а в атмосферном воздухе - в 30 раз меньше). Необходимость в специализированных условиях утилизации ртутных ламп объясняется, прежде всего, их высокой токсичностью и жесткими требованиями со стороны проверяющих органов.

Ртутные лампы относятся к отходам первого класса опасности и подлежат утилизации.

Накопление и хранение люминесцентных ламп на территории предприятий допускается временно до отправки на утилизацию в установленном порядке.

Люминесцентные лампы низкого давления явились первыми газоразрядными лампами, которые благодаря высокой световой отдаче, хорошему спектральному составу и большому сроку службы нашли применение для целей общего освещения, несмотря на некоторую сложность их включения в электрическую сеть. Высокая световая отдача люминесцентных ламп достигнута благодаря сочетанию дугового разряда в парах ртути низкого давления, отличающегося высокой эффективностью перехода электрической энергии в ультрафиолетовое излучение, с преобразованием последнего в видимое в слое люминофора.

Люминесцентные лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие электроды (рисунок 1). Электроды представляют собой вольфрамовую биспираль или триспираль с нанесенным на нее слоем активного вещества, обладающего низкой работой выхода при температуре нагрева около 1200 К (оксидные катоды), либо холодный оксидный катод с увеличенной поверхностью, исключающей превышение его температуры во время горения лампы.

Рисунок 1. Схема люминесцентной лампы:
1 - ножка; 2 - электрод; 3 - катод; 4 - слой люминофора; 5 - трубка колбы; 6 - цоколь; 7 - ртутные пары

Оксидный катод покрыт слоем эмитирующего вещества, состоящего из оксидов щелочноземельных металлов, получаемых при нагреве и разложении карбонидов (BaCO 3 , CaCO 3 , SrCO 3). Покрытие активировано малыми примесями щелочноземельных элементов. В результате наружная поверхность катода превращается в полупроводниковый слой с малой работой выхода. Оксидные катоды работают при 1250 - 1300 К, обеспечивая большой срок службы и малые катодные падения напряжения.

В трубку люминесцентной лампы введены небольшое количество ртути, создающее при 30 - 40 °С давление ее насыщающих паров, и инертный газ с парциальным давлением в несколько сотен паскалей. Давление паров ртути определяет снижение напряжения зажигания разряда, а также выход ультрафиолетового излучения резонансных линий ртути 253, 65 и 184,95 нм. В качестве инертного газа в люминесцентной лампе используют главным образом аргон при давлении 330 Па. В последнее время для наполнения ламп общего назначения применяют смесь, состоящую из 80 - 90 % Ar и 20 - 10 % Ne при давлении 200 - 400 Па. Добавка инертного газа к парам ртути облегчает зажигание разряда, снижает распыление оксидного покрытия катода, увеличивает градиент электрического потенциала столба разряда и повышает выход излучения резонансных линий ртути. В люминесцентных лампах 55% мощности приходится на долю линии 253,65 нм, 5,7% - линии 184,95 нм, 1,5 - 2% - линии 463,546 и 577 нм, на световое излучение других линий - 1,8%. Остальная мощность расходуется на нагрев колбы и электродов. На внутреннюю поверхность трубки равномерно по всей ее длине наносят тонкий слой люминофора. Благодаря этому световая отдача ртутного разряда, равная 5 - 7 лм/Вт, возрастает до 70 - 80 лм/Вт в современных люминесцентных лампах мощностью 40 Вт. При использовании люминофоров на основе редкоземельных элементов световая отдача люминесцентной лампы диаметром 26 мм повышается до 90 - 100 лм/Вт.

Используемое в люминесцентных лампах низкое давление паров ртути, получающееся при температуре колбы, мало отличающейся от температуры внешней среды, делает ее параметры зависящими от внешних условий. Эксплуатационные параметры ламп определяются параметрами пускорегулирующей аппаратуры.

Ввиду многообразия и сложности указанных выше зависимостей рассмотрим каждую из них отдельно. При этом будем иметь в виду, что в реальных условиях работы ламп они взаимосвязаны.

Основные свойства ртутного разряда низкого давления

Основная часть мощности излучения ртутного разряда низкого давления, используемого в люминесцентной лампе, сосредоточена в резонансных линиях ртути с длинами волн 253,65 и 184,95 нм. Это излучение возникает в столбе разряда при давлении паров ртути 1 Па и плотности тока около 10 А/мм². Давление насыщенных паров ртути определяется, как известно, температурой наиболее холодной части колбы лампы, содержащей ртуть в жидкой фазе.

Излучение резонансных линий зависит от давления паров ртути, рода и давления используемого в лампах инертного газа. Такая зависимость для чистой ртути и ртути с аргоном приведена на рисунке 2. Увеличение потока излучения в лампах, наполненных парами ртути (кривая 2 на рисунке 2) при давлениях до 5 Па, практически пропорционально давлению ртути, при больших давлениях наступает насыщение. Последнее связано с тем, что при увеличении давления возрастает концентрация атомов ртути, приводящая к росту числа соударений атомов ртути с электронами, увеличению числа возбужденных атомов и как следствие к росту числа испускаемых фотонов.

Введение добавки инертного газа (кривая 1 на рисунке 2) увеличивает выход резонансного излучения атомов ртути, так как наличие инертного газа даже в небольших концентрациях приводит к возрастанию давления в лампе. В ртутном разряде имеется также значительная концентрация нестабильных атомов, которые обычно оседают на стенках трубки, повышая ее температуру. При увеличении давления в лампе, наполненной инертным газом, вероятность достижения метастабильными атомами стенок без соударения с другими атомами газа или электронами резко снижается. В результате большая часть атомов ртути переходит в возбужденное состояние с последующим излучением энергии, что увеличивает световую отдачу.

На рисунке 3 показана зависимость выхода резонансного излучения для линии ртути 253,65 нм от плотности тока J . Так как основным источником резонансного излучения является столб разряда, занимающий лишь часть пространства между электродами, то очевидно, что световая отдача резонансного излучения будет зависеть от длины лампы, с увеличением которой влияние катодной области, не участвующей в создании резонансного излучения, будет уменьшаться. На рисунке 4 приведена зависимость световой отдачи люминесцентной лампы от ее длины l .

Падение напряжения на лампе убывает с ростом плотности тока. Это означает, что градиент потенциала на единице длины столба разряда также уменьшается с ростом плотности тока. Значение падения напряжения на единице длины столба в зависимости от тока необходимо для расчетов, связанных с определением параметров лампы. На рисунке 5 дана зависимость градиента потенциала E на единицу длины столба от тока для ламп различного диаметра, а на рисунке 6 - зависимость падения напряжения в катодной области разряда U к от давления и рода наполняющего газа.
У люминесцентной лампы с самокалящимися оксидными катодами катодное падение напряжения, полученное путем экстраполяции зависимости напряжения на лампе от длины столба разряда составляет от 12 до 20 В. Поэтому для большинства типов люминесцентных ламп считают, что на катодное падение напряжения приходится 10 - 15 В, а на анодное 3 - 6 В.

Рисунок 5. Зависимость градиента потенциала на единицу длины положительного столба от тока для ламп различного диаметра, мм: 1 - 19; 2 - 25; 3 - 38; 4 - 54	Рисунок 6. Зависимость падения напряжения в катодной области разряда от давления и рода инертного газа (давление паров ртути около 1 Па)

В современных люминесцентных лампах применяют, как правило, оксидные катоды, работающие в режиме самоподогрева с катодным пятном и повышенной термоэлектронной эмиссией со всей поверхности. Конструкции оксидных катодов показаны на рисунке 7.

Рисунок 7. Конструкции катодов люминесцентных ламп:
а - холодный катод тлеющего разряда; б - самокалящийся оксидный катод; 1 - катод; 2 - анод; 3 - электроды

Количество активирующего вещества, содержащегося в оксидном слое, определяет фактический срок службы ламп, так как именно это вещество расходуется в процессе горения.

Концы вольфрамовой проволоки, составляющей основу самокалящегося оксидного катода, выводятся наружу лампы, что позволяет пропускать через него ток как для обработки и активирования катода, так и для его предварительного прогрева в целях снижения напряжения зажигания в условиях эксплуатации. В процессе образования оксидного слоя на поверхности раздела вольфрамовой проволоки и оксидной пасты возникает промежуточный слой благодаря диффузии ионов щелочноземельных металлов внутрь поверхностного слоя вольфрама. Это способствует переходу электронов из вольфрама в оксид. Их выход в газоразрядный промежуток обеспечивается за счет малой работы выхода нагретого бария. После образования дугового разряда выход электронов концентрируется на катодном пятне, расположенном у новой лампы вблизи того конца электрода, который непосредственно присоединен к источнику питания. По мере обеднения барием, испаряющимся внутрь лампы, катодное пятно перемещается по спирали электрода к противоположному концу, что приводит к постепенному незначительному повышению напряжения на лампе. В конце срока службы лампы, когда барий израсходован вдоль всего оксидного катода, значительно повышается напряжение зажигания лампы; лампа включаемая с обычной пускорегулирующей аппаратурой, перестает зажигаться.

В настоящее время отсутствует полный метод расчета катодов. Поэтому их разработка осуществляется на основе опытных данных и представляет собой один из наиболее трудоемких процессов создания люминесцентных лап.

Оптимальный выход резонансного излучения зависит от давления насыщающихся паров ртути, которое определяется температурой наиболее холодной части колбы. Температура концов колбы, в которых расположены катоды, довольно высокая, так как температура термоэлектронной эмиссии оксидного катода превышает 1200 К. Таким образом, при отсутствии каких-либо специальных устройств в обычных люминесцентных лампах наиболее холодной будет область столба разряда в середине колбы. Зависимость температуры колбы t к от мощности P 1ст, выделяющейся в столбе разряда, приходящейся на единицу внешней поверхности и зависящей от внешнего диаметра трубки колбы, может быть получена из соотношения

P 1ст = π × d 2 × c × (t к - t в),

где c - коэффициент, слабо зависящий от диаметра трубки d 2 ; t в - температура окружающей среды (воздуха).

Ввиду того что на поточных линиях производства трудно измерять диаметр трубок, для изготовления ламп разной мощности выбран определенный ряд диаметров - 16, 25, 38 и 54 мм. Зависимость температуры внешней поверхности трубки ламп от тока и диаметра приведена на рисунке 8. Из рисунка видно, что с ростом тока, то есть мощности ламп для получения практически приемлемой длины и обеспечения температуры стенки, необходимо увеличивать диаметр трубки колбы. Лампы одинаковой мощности можно, в принципе создать в колбах различного диаметра, но при этом они будут иметь разную длину. Для унификации ламп и возможности их применения в различных светильниках длины люминесцентных ламп стандартизированы и составляют 440, 544, 900, 1505 и 1200 мм.

Цветность и состав излучения ламп

Излучение люминесцентных ламп создается в основном за счет люминофора, трансформирующего ультрафиолетовое излучение разряда в прах ртути. Эффективность преобразования ультрафиолетового излучения в видимое зависит не только от параметров исходного люминофора, но и от свойств его слоя. В люминесцентных лампах слой люминофора покрывает практически полностью замкнутую поверхность трубки, причем свечение возбуждается изнутри, а используется снаружи. Кроме потока люминесценции суммарный световой поток люминесцентных ламп содержит видимое излучение линий ртутного разряда, просвечивающее сквозь слой люминофора. Световой поток люминесцентных ламп зависит, таким образом, как от коэффициента поглощения люминофора, так и от коэффициента отражения. Цветность излучения люминесцентной лампы не точно соответствует цветности используемого люминофора. Поток излучения ртутного разряда как бы сдвигает цветность лампы в синюю область спектра. Это смещение незначительно, поэтому поправка на цветность находится в пределах допуска на цветность ламп.

Для люминесцентных ламп, используемых в установках общего освещения, из многочисленных оттенков, которые можно получить с помощью люминофора галофосфата кальция, выбраны четыре, определяющие типы люминесцентных ламп: ЛД - дневного света, цветовая температура 6500 К; ЛХБ - холодно-белого света с цветовой температурой 4800 К; ЛБ - белого света с цветовой температурой 4200 К; ЛТБ - тепло-белого света с цветовой температурой 2800 К. Среди ламп указанных цветностей различают также лампы с улучшенным спектральным составом излучения, обеспечивающим хорошую цветопередачу. К обозначению таких ламп после букв, характеризующих цвет излучения, добавляется буква Ц (например, ЛДЦ, ЛХБЦ, ЛБЦ, ЛТБЦ). Для изготовления ламп с улучшенной цветопередачей к галофосфату кальция добавляют другие люминофоры, излучающие главным образом в красной области спектра. Контроль соответствия ламп по излучению заданной цветности осуществляют путем проверки цветности излучения с помощью колориметров.

В люминесцентных лампах излучение охватывает практически весь видимый диапазон с максимум в желтой, зеленой или голубой его части. Оценить цвет такого сложного излучения только по длине волны не предоставляется возможным. В этих случаях цвет определяют по координатам цветности x и y , каждой паре значений которых соответствует определенный цвет (точка на цветовом графике).

Правильное восприятие цвета окружающих предметов зависит от спектрального состава излучения источника света. В этом случае принято говорить о цветопередаче источника света и оценивать ее по значению параметра R а , называемого общим индексом цветопередачи. Значение R а является показателем восприятия цветного предмета при его освещении данным источником искусственного света по сравнению с эталонным. Чем больше значение R а (максимальное значение 100), тем выше качество цветопередачи лампы. Для люминесцентных ламп типа ЛДЦ R а = 90, ЛХЕ - 93, ЛЕЦ - 85. Общий индекс цветопередачи является усредненным параметром источника света. В ряде специальных случаев дополнительно к R а используют индексы цветопередачи, обозначаемые R i , которые характеризуют восприятие цвета, например, при его сильной насыщенности, необходимости правильного восприятия цвета человеческой кожи и тому подобного.

Процессы в газе, люминофоре и на катоде ламп в процесс горения

Проследим процессы, происходящие во времени, в газе или парах металла при прохождении через них электрического тока, а также некоторые специфические процессы, свойственные люминесцентным лампам, в частности их люминофорному слою.

В первые часы горения происходит некоторое изменение электрических параметров, связанное с завершением активировки катода и с поглощением и выделением некоторых примесей из материалов внутренних деталей ламп в условиях повышенной химической активности, характерной для плазмы. В течение остального срока службы электрические параметры остаются неизменными до тех пор, пока не будет израсходован запас активирующего вещества в оксидном катоде, что приводит к значительному повышению напряжения зажигания, то есть практически к невозможности дальнейшей эксплуатации ламп.

Сокращение срока службы люминесцентных ламп может происходить и в результате уменьшения содержания ртути, определяющей давление ее насыщенных паров. При охлаждении лампы ртуть частично оседает на люминофоре, который при соответствующей структуре слоя может связывать ее так, что она больше не участвует в дальнейшем процессе испарения.

Необратимые процессы протекают во время срока службы в слое люминофора, что приводит к постепенному уменьшению светового потока люминесцентных ламп. Как видно из приведенных на рисунке 9 кривых изменения светового потока люминесцентных ламп в течение срока службы, это уменьшение происходит особенно интенсивно в течение первых 100 часов горения, затем замедляется, становясь после 1500 - 2000 часов примерно пропорциональным длительности горения. Такой характер изменения светового потока люминесцентных ламп в течение срока службы объясняется следующим. В течение 100 часов преобладают изменения состава люминофора, связанные с химическим реакциями с примесями в наполняющем газе; в течение всего процесса горения имеет место медленное разрушение люминофора под действием квантов, обладающих большой энергией, соответствующих резонансному излучению ртути. К последнему процессу добавляется образование на поверхности люминофора слоя адсорбированной ртути, непрозрачного для возбуждающего ультрафиолетового излучения. Кроме этих процессов, а также изменения в результате взаимодействия со стеклом на слое люминофора осаждаются продукты распада катодов, образующих около концов лампы характерные темные, иногда зеленоватые кольцевые зоны.

Опытами установлено, что стойкость люминофорного слоя зависит от удельной электрической нагрузки. Для люминесцентных ламп с повышенной электрической нагрузкой применяют люминофоры более стойкие, чем галофосфат кальция.

Основные параметры ламп

Люминесцентные лампы характеризуются следующими основными параметрами.

Световые параметры: 1) цвет и спектральный состав излучения; 2) световой поток; 3) яркость; 4) пульсация светового потока.

Электрические параметры: 1) мощность; 2) рабочее напряжение; 3) род питающего тока; 4) тип разряда и используемая область свечения.

Эксплуатационные параметры: 1) световая отдача; 2) срок службы; 3) зависимость световых и электрических параметров от напряжения питания и условий внешней среды; 4) размеры и форма ламп.

Основным признаком, выделяющим из всего многообразия люминесцентных ламп лампы массового применения для целей освещения, является их напряжение горения, связанное с видом используемого разряда. По этому признаку лампы делят на три основных типа.

1. Люминесцентные лампы дугового разряда с напряжением горения до 220 В. Эти лампы получили наибольшее распространение в нашей стране и европейских странах. Такие лампы имеют оксидный самокалящийся катод и зажигаются при его предварительном нагреве, что обуславливает основные особенности их конструкции.

2. Люминесцентные лампы дугового разряда с напряжение горения до 750 В. Такие лампы (типа Slim line) получили распространение в США, они работают без предварительного нагрева катодов, имеют мощность более 60 Вт.

3. Люминесцентные лампы тлеющего разряда с холодными катодами. Этот тип ламп используется для рекламного и сигнального освещения. Они работают при малых токах (от 20 до 200 мА) в установках высокого напряжения (до нескольких киловольт). Ввиду малого диаметра применяемых трубок им легко придается любая форма.

В особую группу выделяют высокоинтенсивные лампы повышенной мощности, имеющие размеры ламп первой группы. В таких лампах оказалось необходимым применять специальные способы поддержания давления насыщенных паров ртути.

Рассмотрим основные параметры люминесцентных ламп первой группы. Из перечисленных выше параметров, характеризующих люминесцентные лампы, нами уже рассмотрены цвет и спектральный состав излучения, световой поток, мощность, тип разряда и используемая область свечения. Значения других параметров люминесцентных ламп приведены в таблице 1. Средний срок службы ламп всех типов мощностью от 15 до 80 Вт в настоящее время превышает 12000 часов при минимальной продолжительности горения каждой лампы 4800 - 6000 часов. За время среднего срока службы стандартом допускается спад светового потока не более 40% начального, а за время, равное 70% среднего срока службы, - не более 30%.

Таблица 1

Характеристики люминесцентных ламп общего назначения по ГОСТ 6825-74

Типы ламп	Мощность, Вт	Ток, А	Рабочее напряжение, В	Размеры, мм		Световой поток, лм		Срок службы, ч
				Длина со штырьками	Диаметр	средний	после минимальной продолжительности горения	средний	минимальный
ЛБ15 ЛТБ15 ЛХБ15 ЛД15 ЛДЦ15	15	0,33	54	451,6	27	820 820 800 700 600	600 540 525 450 410	15000	6000
ЛБ20 ЛТБ20 ЛХБ20 ЛД20 ЛДЦ20	20	0,37	57	604	40	1200 1100 1020 1000 850	940 760 735 730 630	12000	4800
ЛБ30 ЛТБ30 ЛХБ30 ЛД30 ЛДЦ30	30	0,36	104	908,8	27	2180 2020 1940 1800 1500	1680 1455 1395 1180 1080	15000	6000
ЛБ40 ЛТБ40 ЛХБ40 ЛД40 ЛДЦ40	40	0,43	103	1213,6	40	3200 3100 3000 2500 2200	2490 2250 2250 1900 1630	12000	4800
ЛБ65 ЛТБ65 ЛХБ65 ЛД65 ЛДЦ65	65	0,67	110	1514,2	40	4800 4650 4400 4000 3160	3720 3310 3165 2705 2500	13000	5200
ЛБ80 ЛТБ80 ЛХБ80 ЛД80 ЛДЦ80	80	0,865	102	1514,2	40	5400 5200 5040 4300 4800	4170 3745 3650 3100 2890	12000	4800

Яркость люминесцентных ламп различной цветности и мощности составляет от 4 × 10³ до 8 × 10³ кд/м². Яркость лампы связана с ее световым потоком Ф л и геометрическим размерами соотношением

где L 0 - средняя по диаметру яркость средней части лампы в направлении, перпендикулярном оси, кд/м 2 ; Ф л - световой поток, лм; k - коэффициент, учитывающий спад яркости к концам трубки, k = 0,92 для всех ламп, за исключением ламп мощностью 15 Вт, у которых k = 0,87; d - внутренний диаметр трубки, м; l св - длина светящейся части трубки, м.

Неравномерность яркости по диаметру трубки связана с изменением коэффициента отражения стекла, который увеличивается с ростом угла падения. Необходимо отметить, что все указанные электрические и световые параметры люминесцентных ламп определены при включении лампы с образцовым измерительным дросселем (ДОИ) на номинальное стабилизированное напряжение.

Сила света люминесцентных ламп I v в направлении, перпендикулярном их оси, связана со световым потоком соотношением

I v = 0,108 × Ф л.

Пространственное распределение силы света люминесцентных ламп в продольной плоскости близко к диффузному.

При включении люминесцентных ламп в сеть переменного тока в каждый полупериод происходит погасание и перезажигание разряда в лампе, что приводит к пульсации светового потока. Благодаря послесвечению люминофора пульсации светового потока лампы ослаблена по сравнению с пульсацией разряда. Снижение стробоскопического эффекта, создаваемого пульсирующим световым потоком люминесцентных ламп, осуществляется благодаря соответствующему присоединению к сети питания групп одновременно включаемых люминесцентных ламп, к примеру, на две или три разноименные фазы питающей сети.

Электрические и световые параметры люминесцентных ламп определяются параметрами схемы включения и напряжением сети. При изменении напряжения сети электрические параметры ламп и те из световых и эксплуатационных параметров, которые непосредственно связаны с электрическими, также изменяются. При любых схемах включения параметры люминесцентных ламп значительно меньше зависят от напряжения питания, чем .

Зависимость параметров люминесцентных ламп от давления насыщенных паров ртути определяет их чувствительность к изменению температуры окружающей среды и условиям охлаждения. На рисунке 10 показана зависимость светового потока от температуры окружающего воздуха. Как известно, воздух в зависимости от скорости его движения существенно изменяет свое охлаждающее действие. Поэтому зависимость световой отдачи ламп, как это видно из рисунка 10, определяется не только температурой, но и скоростью движения воздуха.

Лампы с самокалящимися оксидными катодами

Основная масса люминесцентных ламп с самокалящимися оксидными катодами изготовляется в виде прямых трубок, отличающихся диаметром и длиной, то есть мощностью. Длина ламп жестко регламентируется стандартом. Это обеспечивает возможность установки ламп в светильники.

Для прямых люминесцентных ламп применяют несколько конструкций цоколей. Установленная ГОСТ 1710-79 конструкция с номинальными размерами показана на рисунке 11. Цоколь к лампе присоединяется с помощью цоколевочной мастики аналогично цоколеванию ламп накаливания.

Большая длина прямых люминесцентных ламп ограничивает в ряде случаев их применение, особенно в быту. Поэтому разработаны и выпускаются люминесцентные лампы различной формы: U и W -образные, кольцевые а в последние несколько лет компактные люминесцентные лампы конструкция которых приближена к лампе накаливания общего освещения, включая цоколь, что обеспечивает их успешное применение. Фигурные U и W -образные лампы обеспечивают возможность одностороннего крепления и присоединения к питающей сети. Фигурные лампы изготовляют сгибанием заваренных, но еще не откачанных прямых ламп требуемой мощности. Световая отдача изогнутых ламп меньше, чем прямых, из-за взаимного экранирования частей колбы. Кольцевые люминесцентные лампы сгибают в практически сплошное кольцо. Расстояние между концами согнутой лампы определяется возможностью присоединения согнутой лампы к вакуумной установке для откачки и вакуумной обработки. Этот небольшой промежуток заполняется в готовой лампе специальным цоколем с четырьмя штырьками. Параметры некоторых люминесцентных ламп приведены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры люминесцентных ламп специального назначения

Тип лампы	Мощность люминесцентных ламп, Вт	Ток, А	Рабочее напряжение, В	Размеры, мм		Световой поток, лм		Срок службы, ч
				Длина без штырьков	Диаметр	номинальный	После 40% средней продолжительности горения	средний	Каждой лампы
Малогабаритные
ЛБ4-1 ЛБ6-2 ЛБ8-3 ЛБ13-1	4 6 8 13	0,15 0,15 0,17 0,175	30 46 61 95	135,8 211,0 288,2 516,8	16 16 16 16	110 250 385 780	85 187 290 585	6000 6000 6000 6000	- - - -
Фигурные (U-, W-образные, кольцевые)
ЛБУ30-У4 ЛБ30-У4 ЛБК22 ЛБК32 ЛБК40	30 30 22 32 40	0,36 0,35 0,38 0,41 0,44	104 108 66 82 110	465 231 - - -	86 230 216 311 412	1920 1800 1050 1900 2600	1280 1280 790 1420 1950	15000 15000 7500 7500 7500	6000 6000 3000 3000 3000
Рефлекторные
ЛБР40 ЛБР80 ЛХБР40 ЛХБР80	40 80 40 80	0,43 0,865 0,43 0,865	103 102 103 102	1213,6 1514,2 1213,6 1514,2	40 40 40 40	2500 4350 2080 3460	390 * 600 * 300 * 500 *	10000 10000 10000 10000	4000 4000 4000 4000
Амальгамные
ЛБА15-1 ЛБА30-1 ЛБА40	15 30 40	0,33 0,36 0,43	54 104 103	451,6 908,8 1213,6	27 27 40	780 2040 3040	550 1450 2260	12000 12000 12000	4800 4800 4800
Цветные
ЛК40БП ЛЖ40БП ЛР40БП ЛЗ40БП ЛГ40БП	40 40 40 40 40	0,43 0,43 0,43 0,43 0,43	103 103 103 103 103	1213,6 1213,6 1213,6 1213,6 1213,6	40 40 40 40 40	330 1450 560 2100 1000	230 1020 390 1500 700	7500 7500 7500 7500 7500	4000 4000 4000 4000 4000

* Сила света в канделах

В целях использования цветовых преимуществ люминесцентных ламп и их низкой температуры в установках местного освещения разработана серия малогабаритных ламп в колбе диаметром 16 мм. Лампы этой серии, параметры которых приведены в таблице 2, отличаются от ламп основной серии меньшими световыми отдачами и сроками службы. Для присоединения к сети питания они снабжаются цилиндрическими штырьковыми цоколями типа G-5 по ГОСТ 17100-79 (рисунок 11).

Для работы при высоких окружающих температурах, например в закрытых светильниках, выпускаются специальные амальгамные люминесцентные лампы, в которых ртуть заменена амальгамой (таблица 2). Амальгамой называется сплав металла со ртутью. В зависимости от соотношения ртути и металла амальгамы при комнатной температуре могут быть в жидком, полужидком и твердом состоянии. При высоких температурах амальгама разлагается с выделением ртути, которая, испаряясь участвует в процессах создания газового разряда, как и в обычной люминесцентной лампе. Введение амальгамы увеличивает температуру, при которой достигается оптимальное давление паров ртути (до 60 - 90 °С), что позволило создать лампы с большой удельной мощностью на единицу длины, работающие при повышенных до 70 - 95 °С температурах окружающей среды. Однако введение ртути в виде амальгамы затрудняет зажигание ламп. Кроме того, постепенное испарение ртути приводит к постепенному повышению светового потока ламп - их разгоранию за определенное время. Время разгорания амальгамных ламп при указанных выше температурах окружающей среды составляет 10 - 15 минут. В качестве амальгамы в отечественных лампах используют состав, состоящий из 20 % ртути, 75 % свинца и 5 % бериллия в твердом состоянии.

Дальнейшее увеличение мощности люминесцентных ламп в приемлемых для их практического использования габаритных размерах потребовало разработки приемов и методов поддержания давления насыщенных паров ртути в необходимых пределах в условиях роста температуры средней части колбы. Сохранение давления паров ртути при высоких удельных нагрузках достигается созданием более холодного места на колбе лампы, чем ее средняя часть. Основными способами такого рода являются: приваривание в середине колбы цилиндрического отростка, как бы относящего часть внешней поверхности колбы на большее расстояние от оси разряда (рисунок 12, а ); увеличение длины закатодной области с экранированием конца трубки от нагрева излучением катода (рисунок 12, б ). Недостаток этих способов состоит в том, что при остывании лампы вся ртуть собирается в холодном месте, в результате чего замедляется разгорание лампы. Увеличение длины закатодной области приводит к уменьшению длины столба разряда. Поэтому световая отдача таких амальгамных ламп ниже, чем ламп с обычной конструкцией катода. Области их применения определяются параметрами окружающей среды. Из дополнительных недостатков ламп с отростком укажем на трудность их упаковки и транспортирования.

Рисунок 12. Способы получения холодных зон на колбе:
а - отросток на колбе; б - удлиненная и экранированная закатодная область; в - желобковая колба

Наилучшие результаты дает применение желобковых трубок (рисунок 12, в ). Подобная форма колбы приводит к удлинению канала разряда, ось которого как бы изгибается вслед за перемежающимися желобками, при этом ряд участков поверхности трубки удаляется от оси разряда. Однако увеличение длины разрядного промежутка в таких конструкциях не приводит к ощутимому росту напряжения зажигания. Более длинный разрядный промежуток позволяет получить ту же мощность за счет несколько меньшего тока. Развитие таких люминесцентных ламп в последнее время приостановилось из-за успехов, достигнутых в производстве ламп высокого давления, прежде всего натриевых с улучшенной цветопередачей и высокими световыми отдачами.

Из специальных люминесцентных ламп следует упомянуть также так называемые облучательные лампы, излучение которых лежит за пределами видимой области. К таким лампам относят, в частности, бактерицидные лампы, которые не имеют люминофора. Бактерицидные лампы имеют значительный поток излучения в ультрафиолетовой области спектра (доминирующая длина волны 253,65 нм), отличающийся бактерицидным действием, то есть способностью обезвреживать бактерии. Для колб таких ламп применяют специальное увиолевое стекло, пропускающее более 50 % потока излучения с длиной волны 253,65 нм.

Бактерицидные лампы типа ДБ мощностью 8, 15, 30 и 60 Вт выпускают в колбах тех же размеров, что и люминесцентные лампы аналогичной мощности. Излучение бактерицидных ламп оценивают в специальных единицах бактерицидного потока - бактах (1бк - поток излучения мощностью 1 Вт с длиной волны 253,65 нм). Лампы типа ДБР8 (рефлекторные) имеют поток излучения 3 бк, ДБ15 - 2,5 бк, ДБ30-1 - 6,6 бк, ДБ60 - 8 бк.
Люминесцентные лампы с колбами из увиолевого стекла, но с худшим пропусканием излучения с длиной волны 253,65 нм из-за нанесения на внутреннюю стенку люминофора на основе фосфата кальция создают эритемный поток излучения, используемый в ряде установок загарного и лечебного действия. Излучение эритемных ламп оценивается в единицах эритемного потока - эрах (1 эр - поток излучения мощностью 1 Вт с длиной волны 297 нм). Эритемные лампы выпускаются типов ЛЭ, ЛЭР и ЛУФЩ мощностью от 4 до 40 Вт с эритемным потоком на расстоянии 1 м от 40 до 140 мэр/м².

Кроме рассмотренных выпускаются облучательные люминесцентные лампы специальной конструкции, рекламные, сигнальные и декоративные. Так, серия декоративных ламп включает в себя лампы различного цвета, что указывается в их маркировке (К - красные, Ж - желтые, Р - розовые, З - зеленые, Г - голубые).

Помимо рассмотренных люминесцентных ламп с оксидными самокалящимися катодами, используемыми в стартерных схемах включения, существуют лампы, предназначенные для работы в бесстартерных схемах и схемах мгновенного зажигания. Лампы для работы в бесстартерных схемах - лампы быстрого зажигания по конструкции не отличаются от стартерных, но имеют нормированные значения сопротивления катодов и токопроводящую полосу на колбе, облегчающую зажигание.

Особую группу люминесцентных ламп составляют рефлекторные лампы с направленным светораспределением. На внутреннюю поверхность трубки (до 2/3 ее окружности) наносят слой порошка металла, обладающего диффузным отражением, а затем слой люминофора. Отражающий слой концентрирует поток излучения. Такие лампы имеют меньшую световую отдачу из-за поглощения в отражающем слое, но обеспечивают большую эффективность светильников. Лампы с таким покрытием называют щелевыми. Щелевые лампы обладают большой концентрацией излучения, что позволяет применять их в электрических аппаратах (лампы типа ЛЩ47) и для облучения растений в теплицах (типа ЛФР150).

В связи с разработкой высокостабильных узкополосных люминофоров на основе редкоземельных элементов появилась возможность производства высокоэкономичных люминесцентных ламп в колбе диаметром 26 мм вместо 38 мм. Такие лампы имеют пониженную мощность - 18 вместо 20 Вт, 36 вместо 40 Вт, 58 вместо 65 Вт и высокую световую отдачу (до 100 лм/Вт), благодаря чему их световой поток оказывается выше, чем у стандартных ламп большей мощности.

Производство люминесцентных ламп связано с применением токсичной ртути. Поэтому разработка безртутных ламп давно привлекала внимание. Удалось создать лампы низкого давления в колбах диаметром 38, длиной 1200 мм, наполненные неоном, с люминофором на основе оксида иттрия, со световой отдачей 23 - 25 лм/Вт. Благодаря большему градиенту потенциала столба разряда в неоне (примерно в 2 раза выше, чем в ртутных люминесцентных лампах) можно создавать экономичные лампы, для определенных целей. Безртутные люминесцентные лампы из-за облегчения условий зажигания при пониженных температурах применяют, например, в установках освещения подводного лова рыбы.

Весь мир уже давно твердит об экономии электроэнергии и под этот гомон навязывает покупку дорогих энергосберегающих ламп. Однако, уже лет 50 известен альтернативный лампам накаливания, способ освещения. Это освещение люминесцентными лампами. Правда вопрос их утилизации и эко безопасности оставляет массу вопросов.

Люминесцентные лампы: описание и устройство

Люминесцентные лампы, по внешнему виду, представляют собой стеклянную колбу, различной формы, белого цвета с торчащими на краях контактами подключения.

Справка: Первые люминесцентные лампы были созданы в России в 1936-40 году группой под руководством Вавилова С.И.

Форма люминесцентных ламп может быть в виде стержня (трубка), тора, или спиралей. При производстве из колбы лампы выкачивают воздух и закачивают инертный газ. Именно поведение инертного газа под действием электричества приводит к свечению лампы, создавая потоки холодного или теплого света, который принято называть «дневным». Отсюда второе название этих ламп, лампы дневного света.

Стоит отметить, что светить лампа не смогла, если бы с внутренней стороны на колбу не был нанесен люминофор, а в самой лампе не находилась бы ртуть.

Именно ртуть стала тем фактором, который вытесняет этот тип ламп с рынка. Опасность ртутных загрязнений при разбиении ламп вызывает много вопросов и экологов мира.

Как работает люминесцентная лампа

Инертный газ в лампе нужен для создания тлеющего разряд (поток ионизированных частиц инертного газа). Ртуть нужна для усиления этого разряда. Люминофор нужен для преобразования ультрафиолетового света, в свет видимого спектра. Электроды нужны для подключения лампы в электрическую схему и создания разряда электронов.

После подачи напряжения на контакты лампы, электроды внутри колбы начинают испускать электроны, которые перемещаясь по колбе, пытаются создать разряд. Однако, в нормальных параметрах схемы силы тока не достаточно для создания разряда. Поэтому, в схему подключения люминесцентной лампы обязательно включают устройство, создающее разовый электрический разряд для старта свечения.

Называется это устройство стартер фото. Его задача, при подаче электричества кратковременно увеличить силу токов 3-4 раза.

Для обеспечения запуска и работы (свечения) люминесцентной лампы (группы ламп), нужно другое устройство, называемое по-простому дроссель. Это название устарело фактически, но активно используется.

Правильное название дросселя, пускорегулирующий аппарат (ПРА). На сегодня, название дроссель (ПРА) преобразили в ЭмПРА и ЭПРА.

• ЭмПРА: электромагнитный пуск–регулирующий аппарат;
• ЭПРА: электронный пуск–регулирующий аппарат (электронный балласт).

ЭПРА более быстро зажигает лампу, не гудит при работе и регулирует запуск при пониженных напряжениях. Если старый дроссель, по сути, был увесистая электромагнитная катушка, то современный ЭПРА это компактные даже изящные устройства.

Типы люминесцентных ламп

Современные люминесцентные лампы различаются на:

• Стандартные (люминофор в один слой);
• С улучшенной светопередачей (люминофор в три или пять слоёв);
• Специальные (люминофор со спец добавками: бактерицидные, УФ загар, шоу бизнес).

По спектру освещения ЛЛ делятся на:

• Лампы мягкого света: t=2,7×1000 гр.;
• Дневной свет: (2,7 – 4,2)×1000 гр.;
• Холодный свет: (4,2 – 6,4)×100 гр.

Отсюда обозначения:

• Д — дневной;
• ХБ — холодный белый;
• Б — белый;
• ТБ — теплый белый;
• Е — естественный белый;
• К, Ж, 3, Г, С — цвета;
• УФ – ультрафиолет;
• Ц-улучшенная светопередача;
• ЦЦ — сверх улучшенная светопередача.

Последними в маркировке ламп стоят буквы обозначающие особенность конструкции:

• Р — рефлектор,
• У – в форме буквы U,
• К — кольцо,
• А – amalgama (сплав ртути),
• Б – быстрый пуск.
• ТЛ – тлеющий разряд.

Маркировка импортных ламп

Маркировку импортных ламп компаний Fhilips, Osram, General Electric смотрим на фото.

Для завершения покажу три схемы простого подключения люминесцентных ламп в светильнике дневного света на одну и две лампы.

Люминесцентные источники дневного света пришли на смену намного менее эффективным аналогам, в частности, лампам накаливания. Они характеризуются немалым количеством плюсов, которые могут перевесить недостатки. Учитывая сравнительно небольшую стоимость, такие осветительные элементы сегодня применяются довольно широко.

Принцип действия и строение

Функционируют лампы дневного света по принципу явления люминесценции. Для этого внутренние стенки колбы должны быть покрыты люминофором. Это специальное вещество, которое поглощает ультрафиолетовый свет, и выдает видимое глазу свечение. Следует отметить, что УФ-излучение продуцируется в результате прохождения электрического заряда через газообразное наполнение колбы (инертный газ, пары ртути).

Основные элементы конструкции: колба, внутри которой находятся электроды; цоколь в количестве 1 или 2 шт. в зависимости от исполнения лампы; пускорегулирующий аппарат. Последний из названных элементов может быть встроенным или вынесенным.

Боле новый и совершенный вариант – электронный ПРА, но люминесцентные источники дневного света линейного типа сегодня часто оснащаются вынесенными электромагнитными ПРА.

Устройство и схема подключения

В состав пускорегулирующего аппарата входит дроссель и стартер. Задача первого из названных узлов – ограничение силы тока до нужного значения, стартер же ответственен за более быстрый нагрев электродов, а значит, и ускоренное срабатывание лампы.

Схема включения источника света более новых моделей (Т 5 или Т8):

Процесс включения осветительного элемента обеспечивается посредством реализации основных этапов:

• нагрев электродов;
• процесс поджига, для которого требуется высоковольтный импульс;
• стабилизация напряжения, благодаря чему обеспечивается нормальный и достаточно щадящий режим работы осветительного элемента.

Кроме того, современные люминесцентные лампы защищены от перегорания, что позволяет избежать необходимости частой замены источников света.

Какие существуют виды?

Различают несколько разновидностей, отличных по форме колбы:

1. линейные (прямые) исполнения;
2. кольцевые;
3. U-образные.

Люминесцентные источники дневного света встречаются в разных вариациях, отличных по длине изделия. Это может быть колба 450, 600, 900, 1200, 1500 мм. Примечательно, что по значению данного параметра можно определить уровень мощности лампы.

Это значит, что между указанными характеристиками наблюдается прямая зависимость. Чем больше длина, тем выше величина создаваемой нагрузки. Например, исполнение длиной 450 мм характеризуется мощностью 15 Вт, а в конструкции 900 мм уровень нагрузки равен 30 Вт.

Люминесцентные источники дневного света представлены разными исполнениями, которые отличаются диаметром колбы:

В обозначении зашифрован размер изделия в дюймах (например, диаметр 4/8 для Т4). Еще одна особенность заключается в том, что линейные лампы обычно оснащаются штырьковым типом держателя в единственном варианте – G13. В обозначении этого цоколя скрыта информация о расстоянии между штырьками (13 мм). Соответственно, при выборе светильников нужно учитывать этот нюанс.

Понятие «лампочки дневного света» строится на основной характеристике – цветовой температуре изделия. Так, данный род осветительных элементов характеризуется температурой света в пределах от 5 000 до 6 500 К. Но качество освещения обеспечивает еще и уровень яркости источника света: чем ниже интенсивность излучения, тем сильнее будут искажены цвета.

Основные технические характеристики

Оценка эффективности работы осветительных элементов данного вида осуществляется на основании соответствия их параметров тем условиям, при которых планируется эксплуатация. Люминесцентные лампы отличаются такими характеристиками:

1. Обозначение изделия. Дневной свет определяется буквой Д.
2. Диаметр колбы. Данный параметр влияет на продолжительность работы: чем больше его значение, тем дольше будет функционировать изделие.
3. Значение мощности, благодаря чему определяется возможность лампочки осветить требуемый участок. Если сравнить с лампой накаливания, то рассматриваемый аналог экономит до 80% энергии благодаря невысокому уровню мощности.
4. Тип цоколя. В линейных исполнениях обычно применяется держатель G13.
5. Напряжение источника питания. Различают люминесцентные лампы, которые рассчитаны на 220 или 127 В.
6. Форма колбы.
7. Цветовая температура. В зависимости от модели осветительный элемент может характеризоваться температурой в пределах от 5 000 К и выше.
8. Индекс цветопередачи – показывает, насколько качественное освещение.
9. Диаметр трубки.
10. Световой поток изделия.

Классификация и характеристики различных производителей

Как видно, характеристик довольно много, но зато все они в совокупности позволяют более точно подобрать осветительный элемент в соответствии с условиями эксплуатации.

Плюсы и минусы ламп данного вида

Люминесцентные источники света выделяются на фоне галогенных ламп и аналогов с нитью накаливания благодаря следующим преимуществам:

• высокий КПД;
• отличная светоотдача, что позволяет при небольшой мощности выдавать яркий свет;
• качество освещения (рассеянное свечение);
• низкое энергопотребление, опять же, если сравнивать с лампами накаливания;
• долговременная эксплуатация (в среднем 6 000-9 000 часов), при условии соблюдения идеальных условий работы подобные лампочки способны функционировать в несколько раз дольше (до 20 000 часов).

Ртутьсодержащие источники света имеют главный недостаток – наличие опасных веществ в составе газообразного наполнения. Содержание ртути в колбе линейного осветительного элемента может достигать 1 г на единицу изделия. Учитывая довольно крупные габариты и тонкое стекло, из которого изготовлена колба, нужно обращаться с такими лампочками предельно осторожно. Другие минусы:

• узкий диапазон рабочих температур, так как осветительные элементы данного вида характеризуются снижением интенсивности свечения в условиях холода, а при минусовой температуре такая лампочка может вовсе не включиться;
• мерцание, что обусловлено конструктивными особенностями, отчасти данную проблему решает электронный пускорегулирующий аппарат;
• спустя некоторый отрезок времени люминесцентные лампы светят хуже, что обусловлено выработкой слоя люминофора, а в результате изменяется цветовая температура.

Как видно, проблем, связанных с работой подобных осветительных элементов, немало. Но все же они продолжают использоваться благодаря относительной экономичности и более высокой эффективности, чем лампы накаливания.

Критерии выбора

Перед покупкой следует принять во внимание особенности помещения (площадь, возможность установки крупногабаритного источника света), на основании чего подбирается осветительный элемент нужной модели.

В первую очередь следует учесть мощность изделия, цветовую температуру, значение питающего напряжения. Остальные характеристики являются второстепенными, но при этом не менее важными: диаметр, длина и форма трубки, индекс цветопередачи, световой поток.

Качество сборки должно быть высоким, учитывая присутствие опасных веществ в составе газообразного наполнения. Сегодня можно купить линейные источники света по небольшой цене даже от известных и надежных производителей – Osram стоимостью в пределах 60-100 руб. Причем указана ценовая категория изделий большой мощности и наиболее крупных габаритов (1 500 мм).

Нюансы эксплуатации и утилизации

Особенностей в работе линейных ламп немало: не моментальное срабатывание; иногда требуется повторное включение из-за того, что не произошел поджиг; мерцание; затруднительная эксплуатация в условиях низких температур, а порой и полное отсутствие реакции при коммутации.

Кроме того, есть и другие проблемы, а именно, необходимость утилизации источника света при повреждении колбы или после окончания срока службы.