Люминесцентная лампа: что это такое, принцип работы, из чего состоит, как устроена и для каких светильников используется прибор дневного освещения

Схема подключения люминесцентных ламп с диммером и его функции

Диммер – современный прибор, отвечающий за регулировку параметров якости. Стандартный диммер визуально похож на обыкновенный выключатель света и принцип его работы – разрыв цепи электропитания для полного угасания света.

Типы диммеров:

диммер для лампочек накаливания с питанием 220 В;
диммер для галогенных лампочек с питанием 220 В;
диммер для люминесцентных и светодиодных лампочек;

Диммеры делятся на следующие типы – электронные и роторные. Электронные представлены кнопочным и сенсорным механизмами (или регулировкой с помощью пульта управления), а роторные имеют поворотный механизм или «колесико» в народе. Также существуют одинарный и групповой диммеры (различие состоит в количестве управления источников света). Самыми популярными диммером, у народного потребителя, признан тот, что с поворотным механизмом. Это связанно с простотой установки и условиями управления прибором. Одним движением руки вы сможете настроить потолочную люстру, создавая приятную для глаз, световую атмосферу! А как здорово, когда можно не выходя из дома, отрегулировать до нужного уровня яркость уличного освещения на внутреннем дворе?

Существуют также модульные и моноблочные диммеры. Модульные устанавливаются в электрощитах, а в помещение подключаем регулятор. Их функционал не ограничивается управлением яркостью. Моноблочные диммеры используются чаще всего. Их можно подключать к любой лампе, на упаковке которой, имеется соответствующий знак. Дополнительно установленные диммеры позволят свободно управлять освещением в разных частях дома. Следует запомнить, что число параллельно подсоединенных диммеров должно быть не более пяти, а сам провод для их соединения, не длиннее десятка метров. Схема подключения диммера к люминесцентной лампе или светильнику, не сложная. Нужно выбрать лампу с ЭПРА, которая позволяет присоединение дополнительного блока к схеме. В свою очередь блок подразделяется на два типа – аналоговый и цифровой.

Аналоговый представляет работает по принципу регуляции света до 100% яркости. Цифровое регулирование – позволяет не только более точно установить параметры яркости, но и запомнить некоторые значения. Чтобы узнать возможно ли подключение к схеме люминесцентной лампы диммера, нужно ознакомиться с инструкцией на одной из сторон упаковки. Если вы видите пометку – «dimmable», значит эта серия ламп адаптирована для подключения.

Самая простая и популярная схема подключения диммера состоит в последовательном подключении, в то время, как светорегулятор установлен в разрыв провода на фазу, и обозначен латинской буквой «L». От коробки, провод подключается к клемме с тем же наименованием и направлением стрелки вверх. Второй провод бросаем на обозначение «~» и стрелкой под небольшим уклоном. Данная схема установки с функцией выключателя. Если работают пара диммеров, то регуляторы устанавливаются в разных местах комнаты. Такие способы установки используют в больших помещениях и не одним источником освещения. Чтобы подключить несколько осветительных приборов – бра и потолочную люстру, от них должно выходить три проводка – два соединяются, а один проводок идет на фазу, второй регулятор уходит на лампу.

Подведем небольшой итог:

чтобы управлять диммером, следует повернуть колесико на его корпусе, или нажать определенную комбинацию кнопок, или выбрать нужную функцию на сенсорном экране.
диммеры работают с разными видами лампочек – люминесцентными и светодиодными, галогенными и накаливания.
современные установки имеют широкий функционал –таймер включения или выключения, дистанционное управление с помощью пульта, включение или отключение света с помощью хлопков ладонями.

Как проверить люминесцентную лампу

Неисправности могут визуально проявляться таким образом.

Лампа не зажигается совсем.
Наблюдается мерцание при работе.
Мерцание перед выходом на рабочий режим.
Гудение.
Мерцание при горении.

Во время эксплуатации газоразрядные лампы могу потерять работоспособность. При сборке осветительного прибора на основе люминесцентных ламп иногда источник света желательно проверить до установки.

Первоначально требуется провести осмотр на наличие повреждений. Если колба имеет повреждения, то использовать такую лампу нельзя. То же самое касается и сеточки трещин. Такая колба во время работы однозначно разрушится, а ртуть может привести к заражению помещения.

Вторым моментом следует осмотреть колбу в районе расположения электродов, там не должно быть потемнений на внутренней стороне.

Деградация люминофора в ЛЛ

Обратимся к устройству самой лампы. С двух сторон у нее размещены электроды, они делаются из вольфрама, так как это тугоплавкий металл. Для увеличения срока службы эти электроды покрываются щелочным соединением. Это способствует облегчению зажигания тлеющего разряда и защищает электроды. Часты включения и выключения влекут за собой частое нагревание и остывание защитного покрытия. Таким образом со временем оно просто отслаивается, образуются незащищенные участки на вольфрамовом электроде. В момент запуска вольфрамовая нить разогревается неравномерно. Открытые участки разогреваются сильнее происходит сначала точечное выгорание, со временем произойдёт разрушение электрода. О начале выгорания и свидетельствует такое потемнение. Это — щелочные соединения, которые осаждаются на люминофорном слое. Но даже если электрод находится в обрыве, а колба лампы цела и люминофор не обсыпался, то лампу еще возможно какое-то время использовать. При этом применяется схема умножителя.

Если на контактах электродной нити, либо по краям самой газоразрядной лампы видно оранжевое свечение, при этом освещение не включается, то это говорит о разгерметизации колбы, внутри уже присутствует воздух.

Довольно часто причина отсутствия освещения банальна: отсутствие контакта. Дело в том, что контактные пластины и контактные штырьки для подключения электродов окисляются. Иногда они могут просто быть ослаблены. Восстанавливается это достаточно быстро, их следует почистить при помощи мелкозернистой наждачки, либо жидкости на основе спирта. Отлично подходит для этих целей изопропиловый спирт (он же изопропанол). Также не произойдет розжига при низких температурах (менее минус 50 градусов Цельсия) и при скачках напряжения свыше семи процентов.

Целостность электродов можно проверить еще и мультиметром. Режим прозвонки (значок диода на приборе). В случае целостности контактов, Вы услышите писк, как при замыкании щупов. Можно воспользоваться режимом омметра, прибор должен показать сопротивление 3-16 Ом. В случае индикации бесконечного сопротивления электрод находится в обрыве и в традиционных схемах (также как и с ЭПРА) использование принципиально невозможно.

При использовании классической схемы со стартером и дросселем, лампу, у которой хотя бы один из электродов находится в обрыве зажечь не удастся. Если балластный дроссель находится в обрыве, то лампа также не загорится. Исправный дроссель должен обладать сопротивлением 60 Ом, плюс-минус 5 Ом. Вышедший из строя дроссель можно определить «на глаз» по косвенным признакам: характерный запах, пятна.

Как устроена современная ЛЛ

Основной принцип действия современной люминесцентной лампы заключается в получении УФ-излучения с помощью пробоя газового промежутка между электродами и последующего преобразования этого излучения в видимый свет с помощью эффекта люминесценции в специальных фосфорсодержащих покрытиях, так называемых люминофорах. Варьируя состав люминофора, получают разные цвета видимого участка спектра, от синего до красного. На рисунке ниже схематично представлен разрез типичной ЛЛ.

Кроме указанных компонентов каждая лампа наполняется инертным газом (обычно это Ar) для увеличения ресурса вольфрамовых электродов. Наличие ртути (Hg) в небольшом количестве резко увеличивает светоотдачу из-за роста плотности тока, вызванного повышением концентрации электронов, появляющихся в результате ионизации атомом этого металла. Существуют версии ламп, в которых ртуть отсутствует, а УФ-излучение появляется только от ионизации атомов инертного газа. Световой поток таких светильников существенно меньше, но зато они безопасны при эксплуатации.

Принципиальная схема люминесцентной лампы

Способы правильной утилизации энергосберегающих ламп

Важным недостатком энергосберегающих ламп является применение ртутных паров в их конструкции. Это делает недопустимым их выбрасывание в мусоропровод или в контейнер. Их утилизация строго регламентируется. Известно два способа утилизации:

Перегоревшие энергосберегающие лампы необходимо отнести в районный ДЕЗ или РЭУ. У них должны быть установлены специальные контейнеры. Приемка в Москве осуществляется бесплатно на основании Распоряжения правительства Москвы «Об организации работ по сбору, транспортировке и переработке отработанных люминесцентных ламп» от 20 декабря 1999 г. № 1010-РЗП. В других регионах могут существовать свои региональные нормативно-правовые акты, регламентирующие утилизацию.
Если ламп достаточно много (это касается предприятий или офисов), то заключается соответствующий договор с организациями, которые занимаются деятельностью по приему и утилизации ртутьсодержащих изделий. На сайте организации Гринпис можно найти список пунктов приема люминесцентных ламп.

Следует помнить, что от правильной утилизации опасных приборов зависит наша экологическая безопасность.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ ЛАМЫ

Двумя элементами, без которых функционирование люминесцентной лампы является невозможным, являются стартер и дроссель.

Стартер представляет собой небольшую неоновую лампочку с расположенными в ней двумя биметаллическими электродами, которые в нормальном положении разомкнуты. После подачи электроэнергии электроды в стартере замыкаются. Электроэнергия передается на дроссель, в результате чего сила тока возрастает почти в три раза, практически моментально разогревая электроды внутри колбы.

Остывая, биметаллические контакты размыкаются. В момент их размыкания дроссель создает высоковольтный запускающий импульс, благодаря самоиндукции, возникающей в его обмотке. Этот импульс приводит к возникновению разряда в газоконденсатной среде внутри колбы, зажигая ее.

Существуют стартеры на 127 Вольт, которые работают в двухламповых схемах и на 220 Вольт, предназначенные для одной ламповых схем. Они НЕ взаимозаменяемы, так что перед установкой необходимо прочитать маркировку.

Стартер является элементом, который наиболее часто выходит из строя. Если в осветительном приборе погасла одна или несколько ламп необходимо, прежде всего, заменить стартеры.

Данная схема запуска характерна для светильников использующих электромагнитный балласт или по другому – электромагнитный пускорегулирующий аппарат (ЭмПРА). Его применение довольно широко распространено, однако системы подключения основанные на ЭмПРА, на данный момент являются морально устаревшим оборудованием.

Они имеют следующие недостатки:

довольно долгий запуск 1-3 сек, в зависимости от степени износа изделия;
неприятный звук, возникающий в процессе функционирования пластин дросселя, который со временем усиливается;
мерцание (эффект стробоскопа), негативно влияющее на зрение.

Подключение люминесцентной лампы при помощи электронного пускорегулирующего устройства (ЭПРА) имеет принципиально другую схему активации. Прежде всего ЭПРА функционирует в высокочастотном диапазоне 25-133 кГц, используя выходной каскад на транзисторах и трансформатор.

Применение ЭПРА имеет следующие преимущества:

отсутствие мерцания и шума в процессе функционирования;
отсутствие стартеров в схеме управления;
увеличение срока службы и экономия электроэнергии до 20%;
некоторые модели выпускаются с возможностью регулировки яркости свечения.

Применение люминесцентных ламп, безусловно, даст положительный экономический эффект в любой организации, частном доме или квартире. Кроме того, можно довольно точно подобрать цвет к уже использующимся образцам.

Однако стремительное распространение светодиодных ламп составило значительную конкуренцию, так как они превосходят люминесцентные по многим параметрам кроме стоимости.

На данный момент наиболее популярными производителями являются:

Космос (Россия);
OSRAM (Германия);
PHILIPS (Голландия);
General Electric (США);
Sylvania (Бельгия).

Утилизация люминесцентных ламп.

Классификатор относит люминесцентные лампы к отходам, которые необходимо сортировать и собирать отдельно, и к которым применимы особые требования к эксплуатации и утилизации. В связи с тем, что в состав изделия входит ртуть, относящаяся к первому классу опасности.

Хранить вышедшие из строя, отработанные и потерявшие целостность люминесцентные лампы необходимо хранить в герметичных контейнерах. При этом необходимо вести журнал учета, где отмечены дата выхода из строя, а также дата передачи партии нерабочих изделий специализированной организации для утилизации.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ И СВЕТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Цветопередача.

Является одной из главных характеристик изделия, зависит от состава люминофора. На сегодняшний день разработано множество составов, которые дают довольно широкую цветовую гамму. Наиболее распространенными оттенками для домашнего использования являются жёлтые, тёплые цвета, имеющие температуру около 2700 К.

Для офисных помещений наибольшее распространение получило белое “дневное” искусственное освещение, которое находятся в диапазоне температур 4000 – 4500К. Довольно часто можно встретить лампы холодного белого цвета, используемые в специальных осветительных приборах на производстве и в медицине, они имеют цвет свечения до 6000 – 6500 К.

Для удобства пользователя была разработана специальная классификация цветов люминесцентных ламп:

ЛКБ – естественный холодный;
ЛДЦ – дневной с улучшенной цветопередачей;
ЛТБ – белый теплый;
ЛД – дневной;
ЛБ – белый;
ЛЕЦ – естественный с улучшенной цветопередачей;
ЛХБ – холодный белый.

Кроме этого определённые добавки в люминофор могут изменять и цветность лампового света, делать его розовым, голубым, зелёным. Этот эффект широко используется в рекламной индустрии и коммерции. К примеру, люминесценции лампы розового цвета часто используют для подсветки стеклянных витрин мясных отделов. Это значительно улучшает внешний вид продукта.

Цоколь.

В зависимости от конструкции используются две принципиальных формы цоколя.

Лампы в виде прямой трубки имеют двухконтактные штырьковые цоколи, расположенные по краям. Одной из разновидностей такой конструкции, использующейся в изделиях небольшого размера, является штырьковый цоколь для U-образной колбы, встроенный в пускорегулирующее устройство.

Патронные цоколи – имеют классическую форму с резьбой и могут быть использованы в бытовых устройствах освещения, без каких либо ограничений.

Компактные люминесцентные лампы

Хотя современные линейные люминесцентные лампы имеют множество достоинств, однако для использования в быту они не подходят, так как имеют большие габариты и ограничивают возможности дизайна в квартире. Благодаря техническому прогрессу, появилась возможность трубки линейных ламп изгибать в любую форму и сделать электронный балласт малогабаритным. Запатентована компактная люминесцентная лапа была в 1984 году. Размер компактной лампочки стал соизмерим с лампочками накаливания, и появилась возможность заменять последние без переделки светильников. Совсем недавно компактные лампочки называли энергосберегающими лампами, но с появлением светодиодных ламп, это название стало не соответствовать действительности.

Принцип работы компактной лампы не отличается от принципа работы линейной люминесцентной лампы. Так же на концах трубки имеются две нити накала, между которыми при приложении напряжения возникает дуговой разряд, излучающий ультрафиолетовые волны, под действием которых люминофор начинает светиться.

Срок службы компактной лампы

Срок службы компактных ламп по данным производителей составляет 8000 часов и существенно сокращается от нестабильности питающего напряжения в сети, частотой включения-выключения лампы, работой в условиях пониженной или повышенной температуры окружающей среды. Как показала практика, чаще всего компактные лампы выходят из строя по причине перегорания нитей накала. Второе место занимает отказ радиоэлементов в схеме электронного балласта.

Конструкция компактной лампы

Конструкция компактной лампы представляет собой две чашки из термостойкой пластмассы, в одной закреплена трубка, а на другой установлен цоколь. Компактные лампы, как и лампы накаливания, выпускаются с , это позволяет вкручивать их в существующие светильники вместо ламп накаливания. В полости чашек находится печатная плата, на которой размещена схема пускорегулирующего устройства. Такая конструкция позволяет разобрать лампу, проверить целостность нитей накала и в случае их исправности отремонтировать электронику. Если нить накала в обрыве, то лампа подлежит утилизации.

Часть потребляемой компактной лампочкой мощности теряется и выделяется в схеме пускорегулирующего устройства в виде тепла. Так как в чашках перфорация для циркуляции воздуха для охлаждения отсутствует, то радиоэлементам приходится работать в области предельной температуры. Эти условия существенно снижают срок службы радиоэлементов, особенно высоковольтного электролитического конденсатора. Таким образом, выход из строя радиоэлементов является одной из причин перегорания нитей накала лампы.

Выше приведена типовая электрическая схема пускорегулирующего устройства. Качественное пускорегулирующее устройство должно зажигать лампу спустя 0,5-1 секунду после ее включения, то есть, когда нити накала уже разогрелись. Такой режим включения существенно продлевает срок службы нитей накала и как следствие, самой лампы.

Цветовая температура компактной лампы

В продаже представлены компактные люминесцентные лампы цветовых температур 2700°K, 3300°K, 4200°K, 5100°K, 6400°K. Чем выше число, тем белее излучаемый свет. Лампа с цветовой температурой 2700°K излучает свет, как лампа накаливания, 4200°K светит теплым белым цветом, а 6400°K холодным белым. Восприятие человеком света зависит от времени суток. В дневное время лучше воспринимается белый свет, а в вечернее и ночное – с желтым оттенком, как светит лампа накаливания. Этот факт надо учитывать при выборе компактной лампы.

В настоящее время компактные лампы, еще не успев вытеснить из эксплуатации лампы накаливания, уже морально устарели. На смену им пришли светодиодные лампы, многократно превосходящие по техническим характеристикам люминесцентные лампы.

Технические характеристики: цоколи, вес и цветовая температура

Цоколь служит для крепления лампы к патрону светильника и для подачи питания к нему. Основные виды цоколей:

Резьбовые — обозначаются (Е). Колба вкручивается в патрон по резьбе. Применяются диаметры по ГОСТу 5 мм (Е5), 10 мм (Е10), 12 мм (Е12), 14 мм (Е14), 17 мм (Е17), 26 мм (Е26), 27 мм (Е27), 40 мм (Е40).
Штырьковые — обозначаются (G). В конструкцию входят штырьки. В выражение типа цоколя входит расстояние между ними. G4 – расстояние между штырьками 4 мм.
Штифтовые — обозначаются (В). Цоколь соединяется с патроном двумя штифтами, расположенными по внешнему диаметру. Маркировка зависит от расположения штифтов:
ВА — симметричное;
ВАZ — смещение одного по радиусу и высоте;
ВАY— смещение по радиусу.

Следующая за буквами цифра указывает диаметр цоколя в мм.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Резьбовой тип цоколя (Е) устанавливают для всех типов ламп: светодиодных, галогенных, люминесцентных, накаливания. В один патрон можно вкручивать лампы разных типов.

Для правильной утилизации необходима информация о весе люминесцентной лампы. Запрещено выбрасывать использованные источники света в ёмкости для бытового мусора. Они сдаются для уничтожения в специальные организации. Отработанный материал принимают у населения по весу. Средний вес лампы – 170 г.

На лампе указывают цветовую температуру, единицей измерения служит градус Кельвина (К). Характеристика показывает близость свечения лампы к источникам естественного света. Она делится на три диапазона:

Тёплый белый 2700К – 3200 К — лампы с такой характеристикой излучают белый и мягкий свет, подходят для жилых помещений.
Холодный белый 4000К – 4200 К — подходят для рабочих помещений, общественных зданий.
Дневной белый 6200К – 6500 К — излучают белый свет холодных тонов, подходят для нежилых помещений, для улиц.

Температура света влияет на цвет окружающих предметов. Цветовая температура люминесцентных ламп зависит от толщины люминофора. Чем больше толщина, тем ниже цветовая температура лампы в Кельвинах.

Типы цоколей люминесцентных ламп

Цоколь – один из обязательных конструктивных элементов люминесцентной лампы. Он предназначен для ее механической фиксации в светильнике и подсоединения к контактам источника электроэнергии. Через цокольные контакты ток поступает на электроды.

Цоколи условно разделяют на две группы:

Резьбовые (обозначаются буквой Е). Их вкручивают в патрон светильника по резьбе.
Штырьковые (маркируются G). Они соединяются с патроном при помощи штырьков.

Линейные лампы оснащают штырьковыми цоколями, а компактные еще и резьбовыми контактами. В таблице ниже представлены типы резьбовых и штырьковых цоколей, которыми могут быть оснащены люминесцентные лампочки.

Типы резьбовых цоколей (Эдисона)	Типы штырьковых цоколей
Е14	2D
Е27	G13
Е40	G23
G24 (G24Q1, G24Q2, G24Q3)
G27
G53

Первая буква маркировки обозначает тип цоколя. Последующие цифры определяют диаметр резьбы (для Е) или расстояние между штырьками (у G) в миллиметрах. Например, цоколь G13 относится к типу штырьковых, расстояние между его штырьками равняется 13 мм. Он используется в линейных лампах диаметром Т4, Т5, Т8, Т10, Т12.

Штырьковые цоколи линейных моделей ламп

Иногда дополнительно после символа G могут быть буквы X, Y, Z, или U. Они определяют модификацию цоколя.

Разновидности цоколей люминесцентных ламп

Колбы с резьбовыми цоколями сейчас широко распространены. Ими заменяют лампы накаливания. В быту часто используют цоколи типа Е14 и Е27. Мощные лампочки оснащают Е40 и применяют на производстве, для освещения складов, улиц.

Разные модели светильников оснащают патронами под определенный тип цоколя. Покупая лампу нужно учитывать этот момент: данные элементы конструкции должны соответствовать друг другу. Иначе использовать лампочку не получится.

Что такое люминесцентные лампы и их характеристики

Люминесцентная лампа – это довольно распространенное явление в нашей жизни.

Наверняка каждый из нас посещал какие-либо общественные учреждения и замечал специфику освещения в этих зданиях. Однако о том, что именно представляет собой это изделие, знает мало кто.

Люмиисцентные лампы относятся к газозарядным устройствам, основывающим свою работу на воздействии с физической стороны электрического разряда в газах.

В таком устройстве содержится ртуть, обеспечивающая ультрафиолетовое излучение, которое в самой лампе превращается в свет.

Происходит этот процесс с помощью очень важного элемента – люминофора

Люминофор может быть смесью каких либо химических элементов, например, галофосфата кальция с чем-либо

Подбирая люминофор какого-либо типа, можно добиться самых интересных эффектов, например, изменения цветового решения света лампы.При выборе изделия стоит обратить внимание на один из самых важных показателей – общий индекс цветопередачи. Обозначается он сочетанием букв Ra, и чем большее значение указано в сопроводительной документации к лампе, тем лучше она будет производить свою работу

Благодаря такой системе освещения люминисцентная лампа стала явным лидером перед теми же лампами накаливания.

А если учесть, что эксплуатационные характеристики ее обеспечивают куда более длительный срок пользования, то о правильности выбора, обращенного в пользу люминисцентной лампы, задумываться не стоит.