Размеры и характеристики ламп дневного света

Люминесцентная лампа - это источник освещения, который отличается высокой эффективностью и длительным сроком службы. Если вы рассматриваете покупку такой лампы, обратите внимание на ее размеры и возможность выбора лампы дневного света для улучшения качества освещения в помещении.

Различные виды люминесцентных ламп

Люминесце́нтная ла́мпа — газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути генерирует ультрафиолетовое излучение, которое переизлучается в видимый свет с помощью люминофора — например, смеси галофосфата кальция с другими элементами.

Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности.

Разновидности[править | править код]

Наиболее распространены газоразрядные ртутные лампы высокого и низкого давления.

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

Плазменные дисплеи также являются разновидностью люминесцентной лампы.

Область применения[править | править код]

Коридор, освещённый люминесцентными лампами

Люминесцентные лампы нашли широкое применение в освещении общественных зданий: школ, больниц, офисов и т. д. С появлением компактных люминесцентных ламп с электронными балластами, которые можно включать в патроны E27 и E14 вместо ламп накаливания, люминесцентные лампы завоевали популярность и в быту, пока не появились ныне активно вытесняющие их светодиодные лампы.

Люминесцентные лампы наиболее целесообразно было применять для общего освещения, прежде всего помещений большой площади (в особенности совместно с системами DALI), позволяющими улучшить условия освещения и при этом снизить потребление энергии на 50-83 % и увеличить срок службы ламп. Люминесцентные лампы широко применялись также и в местном освещении рабочих мест, в световой рекламе, подсветке фасадов.

До внедрения в практическое применение светодиодной светотехники являлись наиболее распространённым источником для подсветки жидкокристаллических экранов.

Преимущества и недостатки[править | править код]

Основные преимущества люминесцентных ламп перед лампами накаливания — это их высокая светоотдача (и, следовательно, КПД) — впятеро выше, чем у ламп накаливания, и длительный срок службы — до 90 000 часов. Но несмотря на эти достоинства, люминесцентные лампы длительное время сосуществовали с лампами накаливания.

Принципиальный недостаток люминесцентных ламп — использование ртути, что требует соблюдения определённых условий их хранения и утилизации. Именно этот недостаток стал причиной их запрета. Однако имеется множество других особенностей и ограничений, из-за которых люминесцентные лампы долгое время использовались исключительно для освещения производственных помещений и общественных зданий:

История[править | править код]

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 Гейслер 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 года выдан United States Patent Office). Аргоновые лампы используются и в настоящее время. В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон продемонстрировал люминесцентное свечение. В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал смесь азота и углекислого газа, испускающую розово-белый свет. Эта лампа имела умеренный успех. В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал 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 Гейслера и Эдисона. В 1926 году Эдмунд Гермер (Edmund Germer) и сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, преобразующим ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой, в более однородный бело-цветной видимый свет. Э. Гермер в настоящее время признан изобретателем 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 1951 году за разработку в СССР люминесцентных ламп В. А. Фабрикант был удостоен звания лауреата Сталинской премии второй степени совместно с С. И. Вавиловым, В. Л. Лёвшиным, Ф. А. Бутаевой, М. А. Константиновой-Шлезингер, В. И. Долгополовым.

Принцип работы[править | править код]

Принцип запуска ЛДС с электромагнитным балластом

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, горит дуговой разряд[7][8]. Лампа заполнена смесью инертного газа и паров ртути, очень редко, для облегчения зажигания дугового разряда, в рабочую смесь газов примешивают радиоактивный газ криптон-85 (не более 0,1 мкКи, такая активность абсолютно безопасна)[источник не указан 88 дней]. Проходящий через газообразное рабочее тело лампы электрический ток возбуждает УФ-излучение, преобразуемое в видимый свет посредством люминесценции, внутренние стенки лампы покрыты люминофором, который переизлучает поглощаемое УФ-излучение в видимый свет. Изменяя состав люминофора, можно менять оттенок свечения лампы. В качестве люминофора до сих пор используют в основном галофосфаты кальция и ортофосфаты кальция-цинка.

Дуговой разряд поддерживается за счёт термоэлектронной эмиссии электронов с поверхности катода. Для запуска лампы катоды разогреваются либо пропусканием через них тока (лампы типа ДРЛ, ЛД), либо ионной бомбардировкой в тлеющем разряде высокого напряжения («лампы с холодным катодом»). Ток разряда ограничивается балластом.

Маркировка[править | править код]

Цветовосприятие света человеком сильно изменяется в зависимости от освещённости. При небольшой освещённости мы лучше видим синий и хуже — красный. Поэтому дневной свет с цветовой температурой 50006500 K в условиях низкой освещённости будет казаться чрезмерно синим. Средняя освещённость жилых помещений — 75 люкс, в то время как в офисах и других рабочих помещениях — 400 люкс. При небольшой освещённости (50—75 люкс) наиболее естественным выглядит свет с цветовой температурой 3000 K. При освещённости в 400 люкс такой свет уже кажется жёлтым, а наиболее естественным кажется свет с температурой 40006000 K.

Промышленность выпускает лампы для различных применений. Определить, подходит ли лампа для конкретной задачи, помогает маркировка.

Международная маркировка по цветопередаче и цветовой температуре[править | править код]

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 К (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.

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

Маркировка цветопередачи в России[править | править код]

производства СССР мощностью 20 Вт («ЛД 20»). Зарубежный аналог этой лампы — L 20W/765.

Маркировка люминесцентных ламп в России отличается от международной и определяется ГОСТами и другими нормативными документами.

В соответствии с действующим ГОСТ 6825-91* (МЭК 81-84)[9] «Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения», лампы люминесцентные линейные общего назначения маркируются, как:

Отечественные производители также применяют другие маркировки[10]:

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 отечественных ламп по цветопередаче и светоотдаче приведены в таблице:

ТипРасшифровкаОттенокЦветовая т-ра, КОриентиро­вочная средняя светоотдача, лм/Вт, для ламп мощностью 20 / 30 / 40 ВтНазначениеЦветопередачаПримерный эквивалент по между­народной маркировке
Лампы дневного света
ЛДЦ, ЛДЦЦЛампы дневного света, с улучшенной цветопередачей; ЛДЦ — де-люкс, ЛДЦЦ — супер-де-люксБелый с лёгким голубоватым оттенком и относительно низкой светоотдачей650042 / 50 / 55Для музеев, выставок, в фотографии, в производственных и административных помещениях с повышенными требованиями к цветопередаче.Хорошая (ЛДЦ), отличная (ЛДЦЦ)865 (ЛДЦ),
965 (ЛДЦЦ)
ЛДЛампы дневного светаБелый с лёгким голубоватым оттенком и высокой светоотдачей650050 / 57 / 65В производственных и административных помещениях без высоких требований к цветопередачеПриемлемая765
Лампы естественного света
ЛЕЦ, ЛЕЦЦЛампы естественного света, с улучшенной цветопередачей; ЛЕЦ — де-люкс, ЛЕЦЦ — супер-де-люксСолнечно-белый с относительно низкой светоотдачей4000_ / _ / 56Для музеев, выставок, в фотографии, в образовательных учреждениях, жилых помещенияхХорошая (ЛЕЦ), отличная (ЛЕЦЦ)840 (ЛЕЦ),
940 (ЛЕЦЦ)
ЛЕЛампы естественного светаБелый без оттенка и высокой светоотдачей4000_ / _ / _Приемлемая740
Другие осветительные лампы
ЛБЛампы белого светаБелый с лиловатым оттенком, плохой цветопередачей и высокой светоотдачей350060 / 73 / 80В помещениях, где нужен яркий свет и не требуется цветопередача: производственных и административных помещениях, в метрополитенеНеудовлетво­рительная635
ЛХБЛампы холодно-белого светаБелый с солнечным оттенком и плохой цветопередачей400051 / 64 / 77В производственных и административных помещениях без высоких требований к цветопередачеНеудовлетво­рительная640
ЛТБЛампы тёпло-белого светаБелый с «тёплым» розовым оттенком, для освещения помещений, богатых бело-розовыми тонами300055 / 66 / 78В продовольственных магазинах, предприятиях общественного питанияОтносительно приемлемая для тёплых тонов, неудовлетво­рительная для холодных530, 630
ЛТБЦЦЛампы тёпло-белого света с улучшенной цветопередачейБелый с «тёплым» жёлтым оттенком2700, 300035 / _ / 50Такое же, как и для ЛТБ, а также для жилых помещений.Приемлемая для тёплых тонов, менее удовлетво­рительная для холодных927, 930
Лампы специального назначения
ЛГ, ЛК, ЛЗ, ЛЖ, ЛР, ЛГРЛампы с цветным люминофоромЛГ — голубой,
ЛК — красный,
ЛЗ — зелёный,
ЛЖ — жёлтый,
ЛР — розовый,
ЛГР — лиловый
Для светового дизайна, художественной подсветки зданий, вывесок, витринЛГ: 67, 18, BLUE
ЛК: 60, 15, RED
ЛЗ: 66, 17, GREEN
ЛЖ: 62, 16, YELLOW[12]
ЛСРЛампы синие рефлекторныеЛампы ярко-синего светаВ электрофото­графических копировально-множительных аппаратах
ЛУФУльтрафиолетовые лампыЛампы тёмно-синего света с выраженной ультра­фиолетовой компонентойДля ночной подсветки и дезинфекции в медицинских учреждениях, казармах и т. д.08

Особенности подключения к электрической сети[править | править код]

Упрощённый (низкокачественный) вариант подключения лампы с использованием смонтированного в корпус балласта

Любая газоразрядная лампа (в том числе газоразрядная люминесцентная лампа низкого давления), в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две:

Для решения этих проблем применяют специальные устройства — балласты (пуско-регулирующие аппараты). Наиболее распространённые на сегодняшний день схемы подключения: с электромагнитным балластом (ЭмПРА) и неоновым стартером, и с электронным балластом (ЭПРА; существует много различных моделей и вариантов).

Электромагнитный балласт[править | править код]

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

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

Неприятное мерцание лампы с частотой сети типично для схем с использованием ЭмПРА

Электромагнитный балласт (сокращённо ЭмПРА — Электромагнитный Пускорегулирующий Аппарат) представляет собой электромагнитный дроссель с определённым индуктивным сопротивлением, подключаемый последовательно с лампой (лампами) определённой мощности. Последовательно нитям накала лампы подключается стартер, представляющий собой неоновую лампу с биметаллическими электродами и конденсатор (неоновая лампа и конденсатор подключены параллельно). Дроссель формирует за счёт самоиндукции запускающий импульс (до 1 кВ), а также ограничивает ток через лампу за счёт индуктивного сопротивления. В настоящее время преимуществами электромагнитного балласта являются простота конструкции, высокая надёжность и долговечность. Недостатков же такой схемы достаточно много:

Массово производившиеся в СССР светильники на две лампы ЛБ-20 (ЛД-20) имели средства компенсации как cos φ, так и стробоскопического эффекта. Одна секция включалась через фазосдвигающий конденсатор. Таким образом, ток в секциях отличался примерно на четверть периода сетевого напряжения. В результате, яркость одной лампы максимальна в тот момент, когда яркость второй лампы равна нулю, и наоборот. Причём, ток был сдвинут по фазе от напряжения примерно на одинаковую величину (на 1/8 периода), но с разным знаком. Это значительно улучшало суммарный коэффициент мощности.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом и стартером[править | править код]

При включении стартер срабатывает несколько раз подряд

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой небольшую неоновую лампу с подключённым параллельно ей конденсатором, заключённую в корпус. Один внутренний электрод неоновой лампы стартера неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве (есть также стартеры и с двумя гибкими электродами (симметричные)). В исходном состоянии электроды стартера разомкнуты. Стартер подключается 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. Спирали лампы холодные. Разряд в лампе отсутствует и не возникает, так как напряжения сети недостаточно для её зажигания. Но в лампе стартера от приложенного напряжения возникает тлеющий разряд, и ток проходит через спирали лампы и электроды стартера. Ток разряда мал для разогрева спиралей лампы, но достаточен для разогрева электродов стартера, отчего биметаллический электрод изгибается и замыкается с жёстким электродом. Так как напряжение сети может изменяться относительно номинальной величины, напряжение зажигания в лампе стартера подбирается таким, чтобы разряд в нём зажигался при самом низком напряжении сети. Ток, ограничиваемый индуктивным сопротивлением дросселя, течёт через спирали лампы и разогревает их. Когда замкнутые электроды стартера остывают (в замкнутом состоянии теплота на них не выделяется из-за малого сопротивления), цепь размыкается, и благодаря самоиндукции происходит бросок напряжения на дросселе, достаточный для зажигания разряда в лампе.

Параллельно неоновой лампе в стартере подключён конденсатор небольшой ёмкости, служащий для формирования резонансного контура совместно с индуктивностью дросселя. Контур формирует импульс достаточно большой длительности, чтобы зажечь лампу (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 спирали лампы уже достаточно разогреты, и если бросок напряжения, возникающий за счёт самоиндукции дросселя, достаточен для пробоя, то происходит зажигание разряда в лампе. Рабочее напряжение лампы ниже сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, поэтому напряжение погасания разряда в лампе стартера задают несколько больше, чем напряжение на люминесцентной лампе, 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 работы лампы её рабочее напряжение незначительно возрастает, и в конце срока службы, когда на одной из спиралей лампы израсходуется активирующая паста, напряжение на ней возрастает до величины большей, чем напряжение погасания разряда в лампе стартера. Это вызывает характерное непрерывное мигание вышедшей из строя лампы. Когда лампа гаснет, можно видеть свечение катодов, разогретых током, протекающим через стартер.

Электронный балласт[править | править код]

Электронный балласт (сокращённо ЭПРА — Электронный Пускорегулирующий Аппарат) питает лампы током с напряжением не сетевой частоты (50-60 Гц), а высокочастотным (25—133 кГц), в результате чего заметное для глаз мигание ламп исключено.

В зависимости от модели, ЭПРА может использовать один из двух вариантов запуска ламп:

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 электронным балластом[править | править код]

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 счёт факта подогрева катодов лампы, но и за счёт 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 ведёт 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 счёт подогрева катодов и относительно высокого напряжения между катодами лампа легко зажигается. Так как спирали накала катодов обладают тепловой инерцией, то есть не могут мгновенно разогреться, зажигание лампы происходит при непрогретых катодах, что ведёт к сокращению срока службы. Для предотвращения этого параллельно конденсатору подключают позистор — это резистор, у которого при протекании электрического тока резко возрастает сопротивление, который препятствует зажиганию разряда в лампе в первый момент времени, то есть когда катоды не прогреты. 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 приведёт к почти мгновенному зажиганию лампы за счёт 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[править | править код]

Сопротивление 9,9 ома на этой фотографии говорит о том, что нить электрода на этой стороне цела. У других моделей ламп сопротивление может быть иным, но всегда имеет величину от единиц до десятков ом.

Бесконечно большое сопротивление говорит о том, что нить электродов разорвана. Вторым признаком является потемнение вблизи электрода, но потемнение не обязательно указывает на отказ лампы.

Проверка одной из нитей лампы на исправность

Электроды люминесцентной лампы представляют собой спираль из вольфрамовой нити, покрытые пастой (активной массой) из щёлочноземельных металлов. Эта паста обеспечивает стабильный разряд. 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, напряжение на лампе возрастает скачкообразно и схема, в которой работает лампа, не может для её горения обеспечить большим напряжением.

Выход из строя ламп с электромагнитным балластом[править | править код]

Как правило, в конце срока службы паста полностью выгорает на одном из двух электродов, что приводит к повышению напряжения на лампе до величины, равной напряжению зажигания разряда в стартере. Это приводит к тому, что начинает постоянно срабатывать стартер — отсюда всем известное мигание сильно изношенных ламп, сопровождающееся зажиганием лампы, затем она гаснет, и у неё греются электроды, после чего лампа вновь зажигается.

При выходе из строя стартёра (замыкание биметаллических контактов или пробой конденсатора) лампа становится зашунтирована по цепи стартёра, и зажигание разряда невозможно. Работают только нити накала электродов лампы, что приводит к их ускоренному износу, потребляемый лампой ток при этом несколько завышен, однако аварийным не является, так как дроссель рассчитан на такой режим работы. При неисправности дросселя (межвитковое короткое замыкание или нарушение магнитопровода и, как следствие, уменьшение индуктивности) ток в цепи лампы значительно возрастает, разряд нагревает электроды до их расплавления, что приводит к мгновенному выходу лампы из строя.

Выход из строя ламп с электронным балластом[править | править код]

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[13].

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).

Уход ртути[править | править код]

При долгой эксплуатации лампы (свыше 5000 ч.), неблагоприятных внешних условиях, некачественном люминофоре а также заниженном при производстве количестве ртути в лампе, со временем может произойти снижение ее концентрации вплоть до критических значений. В этом случае наблюдается дефект "севшая лампа". Пары ртути связываются пористой структурой люминофора, реже — электродов, при сохранении герметичности колбы.

В течение нескольких месяцев (иногда лет) яркость лампы постепенно снижается, меняется спектр излучения. Свет лампы приобретает розовый (голубой) оттенок, а электродные узлы заметно раскаляются. Разряд при этом идет в основном через инертные газы (аргон или криптон), которые в малых количествах присутствуют в большинстве люминесцентных ламп. При этом как правило у лампы меняются электрические характеристики: ток заметно растёт (более чем в 1,5 раза), а коэффициент мощности цепи падает (более чем вдвое). В таком режиме идет повышенная нагрузка на дроссель или ЭПРА, которые могут выйти из строя от перегрузки.

В условиях перегрева электродов постепенно снижается их эмиссионная способность, что приводит к перегоранию лампы. Кроме того, даже в случае сохранности электродов, из-за изменения состава вещества внутри колбы, прохождение тлеющего разряда и, как следствие, зажигание лампы в конце концов может стать невозможным.

Люминофоры и спектр излучаемого света[править | править код]

Спектр люминесцентной лампы с галогенофосфатным люминофором. Спектр устаревшего типа люминофора (галогенофосфатный люминофор).

Типичный спектр современной люминесцентной лампы с редкоземельным люминофором, активированным редкоземельными элементами. Объяснения цифровых позиций рисунка и источника, ответственного за спектральную линию см. в описании изображения на Викискладе.

Многие люди считают свет, излучаемый люминесцентными лампами, грубым и неприятным. Цвет предметов, освещённых такими лампами, может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за избытка 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 дешёвых лампах применяется галогенофосфатный люминофор с химической формулой , который излучает в основном в жёлтой и синей частях спектра, в то время как в красной и зелёной частях спектра излучается меньше света. Такая смесь спектральных составляющих глазу кажется белым, но при отражении от предметов спектр может изменяться, что воспринимается как искажение цвета поверхности предметов. Преимущество таких ламп — они, как правило, имеют более высокую световую отдачу.

Если учесть, что в человеческом глазе существует три типа цветовых рецепторов, и восприятие человеком сплошного спектра является лишь результатом обработки мозгом информации от рецепторов глаза, то для применения искусственных источников освещения не имеет смысла стремиться точно воссоздавать сплошной солнечный спектр, достаточно сформировать такое же воздействие на эти три цветочувствительных рецептора, какое вызывает сплошной солнечный спектр. Этот принцип цветопередачи давно используется в цветном телевидении и цветной фотографии. Однако такой подход не учитывает другие виды воздействия светового излучения на орган зрения и организм[14].

Поэтому в более дорогих лампах используется так называемый «трёхполосный» и «пятиполосный» люминофор, то есть люминофор, излучающий в трёх или пяти спектральных диапазонах. Это позволяет добиться более равномерного распределения интенсивности излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы существенно дороже, и, как правило, имеют меньшую световую отдачу.

В домашних условиях оценить спектр лампы на глаз можно с помощью компакт-диска. Для этого нужно посмотреть на отражение света лампы от рабочей поверхности диска — в дифракционной картине будут видны цветные полосы — изображение спектральных линий излучения лампы. Если лампа расположена близко, между лампой и диском можно поместить экран с маленьким отверстием или узкой щелью.

Специальные люминесцентные лампы[править | править код]

Также существуют специальные люминесцентные лампы с различными спектральными характеристиками:

Спектр лампы «натурального» дневного света

Колбы таких ламп изготавливаются из кварцевого стекла или увиолевого стекла, пропускающих лучи ультрафиолетового диапазона волн[17].

Светильники из ламп «чёрного» света

Варианты исполнения[править | править код]

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

Линейные лампы[править | править код]

Двухцокольные прямолинейные люминесцентные лампы

Стандартные светильники 60×60 см с 4 трубчатыми люминесцентными лампами по 18-20 ватт

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 укреплёнными 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 и диаметру трубки.

Мощность лампы (тип.)Длина колбы с цоколем G13 в мм
15 Вт450
18; 20 Вт600
30 Вт900
36; 40 Вт1200
58; 65; 72; 80 Вт1500
ОбозначениеДиаметр в дюймахДиаметр в мм
T44/812,7
T55/815,9
T88/825,4
T1010/831,7
T1212/838,0

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. Линейные люминесцентные лампы потребляют только около 15 % мощности ламп накаливания, при том что световые потоки от этих двух источников света одинаковые.

Компактные лампы[править | править код]

Компактные люминесцентные лампы

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

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

Безопасность и утилизация[править | править код]

Все люминесцентные лампы содержат ртуть (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.

Законодательство по RoHS (сокращение с англ. Restriction of use of Hazardous Substances — Ограничение Использования Опасных Веществ) регламентирует применение ртути, а также других потенциально опасных элементов в электротехническом и электронном оборудовании. 1 июля 2006 года Директива RoHS вступила в действие на всей территории Европейского Сообщества. Цель Директивы очевидна — ограничить применение шести основных опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании, тем самым обеспечивая требуемый уровень защиты здоровья людей и окружающей среды [1]

Существует несколько фирм по утилизации ламп, и юридические лица, а также индивидуальные предприниматели обязаны сдавать лампы на переработку и разрабатывать паспорт опасного отхода. Кроме того, в ряде городов существуют полигоны по утилизации токсичных отходов, принимающие отходы от частных лиц бесплатно. В Москве перегоревшие люминесцентные лампы бесплатно принимаются для дальнейшей переработки в районных ЖЭКах, где установлены специальные контейнеры[20][21]. Если лампы не принимают в ДЕЗ и РЭУ, необходимо жаловаться в управу или префектуру.[22] В магазинах IKEA в отделе «Обмен или возврат покупок» принимают на переработку любые энергосберегающие лампы любого производителя.[23] 3 сентября 2010 года в России было принято Постановление № 681 «Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде».

Постановление также содержит рекомендательные меры по предотвращению и дезинфекции помещений после происхождения аварийных ситуаций с ртутьсодержащими лампами:

V. Правила ликвидации аварийных ситуаций при обращении с ртутьсодержащими отходами.

27. В случае сбоя ртутьсодержащей лампы (ламп) физическим лицом в бытовых условиях, либо в случае сложного ртутного загрязнения в организации, загрязненное помещение должно быть людьми покинуто и, одновременно, должен быть организован вызов соответствующих подразделений (специализированных организаций) через Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий.
28. После эвакуации людей должны быть приняты достаточные меры к исключению доступа на загрязненный участок посторонних лиц, а также возможные меры по локализации границ распространения ртути и её паров.
29. В случае единичного разрушения ртутьсодержащих ламп в организации устранение ртутного загрязнения может быть выполнено персоналом самостоятельно с помощью созданного для этих целей демеркуризационного комплекта (состав комплекта утверждается Правительством Российской Федерации по представлению Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий совместно с Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору и Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека).

Примечания[править | править код]

  1. Рохлин, 1991, с. 445.
  2. 1 2 Рохлин, 1991, с. 436.
  3. Рохлин, 1991, с. 436−438.
  4. 1 2 Рохлин, 1991, с. 443−445.
  5. Рохлин, 1991, с. 439.
  6. Рохлин, 1991, с. 441−442.
  7. По определению, электрический разряд в газе называется тлеющим, если преобладает вторичная ион-электронная эмиссия (например, в неоновой лампе), и дуговым, если задействован в основном термоэлектронный механизм эмиссии, что и наблюдается в люминесцентных лампах. В лампах с холодным катодом сначала загорается тлеющий разряд на высоком напряжении, обеспечиваемом источником питания с падающей характеристикой, затем катод разогревается, и термоэлектронный механизм эмиссии начинает преобладать.
  8. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. — Долгопрудный: Издательский Дом "Интеллект", 2009. — 736 с. — ISBN 978-5-91559-019-8.
  9. ГОСТ 6825-91 «Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения»
  10. МУ 2.2.4.706-98/МУ ОТ РМ 01-98 Оценка освещения рабочих мест
  11. БСЭ, 1974.
  12. Параметры люминесцентных ламп для аквариума. Дата обращения: 24 ноября 2009. Архивировано 2 ноября 2010 года.
  13. http://www.pavouk.org/hw/lamp/en_index.html (англ.) Архивная копия от 31 августа 2009 на Wayback Machine Compact Fluorescent Lamp (CFL)
  14. Капцов В.А., Дейнего В.Н. Эволюция искусственного освещения: взгляд гигиениста / Под ред. Вильк М.Ф., Капцова В.А. — Москва: Российская Академия Наук, 2021. — С. 325-332. — 632 с. — 300 экз. — ISBN 978-5-907336-44-2. Архивная копия от 14 декабря 2021 на Wayback Machine
  15. Освещение, которое продает. Дата обращения: 19 марта 2009. Архивировано 1 марта 2009 года.
  16. Каталог Osram: Источники света, стр. 6.06
  17. Денисов В. П., Мельников Ю. Ф. Технология и производство электрических источников света — М., Энергоатомиздат, 1983
  18. Гладышев В. П., Левицкая С. А., Филиппова Л. М. Табл. 18 // Аналитическая химия ртути. — С. 50.
  19. 1 2 Зайдель А. П., Прокофьев В. П., Райский С. М., Слитый В. А., Шрейдер Е. Я. Таблицы спектральных линий. — 4-е изд. — М.: Hаука, 1977.
  20. http://businesspravo.ru/Docum/DocumShow_DocumID_61031.html%20 Архивная копия от 12 января 2010 на Wayback Machine Распоряжение правительства Москвы «Об организации работ по сбору, транспортировке и переработке отработанных люминесцентных ламп» от 20 декабря 1999 г. № 1010-РЗП
  21. Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) http://greenpeace.org/russia/ru/643172/647372/1827524 Архивная копия от 10 января 2010 на Wayback Machine
  22. Лампа сгорела — выбросить некуда // KP.RU — Москва. Дата обращения: 17 марта 2010. Архивировано 22 марта 2010 года.
  23. IKEA | Освещение будущего. Дата обращения: 17 марта 2010. Архивировано 9 апреля 2010 года.

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]

Можно ли заменить Фитолампу на лампу дневного света?

Да, в некоторых случаях можно заменить фитолампу на лампу дневного света, но нужно учитывать, что они имеют различные характеристики, которые могут влиять на рост и здоровье растений.

Фитолампы специально разработаны для растений и обеспечивают им спектр света, необходимый для фотосинтеза и роста. Они обычно имеют спектр света с дополнительным количеством красного и синего света, что способствует лучшему росту растений. Однако, фитолампы могут быть довольно дорогими.

С другой стороны, лампы дневного света могут быть более доступными и дешевыми. Они имеют более широкий спектр света, который может быть ближе к естественному солнечному свету. Таким образом, лампы дневного света могут быть подходящей заменой для фитоламп в некоторых случаях.

Однако, стоит учитывать, что лампы дневного света могут не обеспечивать оптимальный спектр света для роста и развития растений. Если вы замените фитолампу на лампу дневного света, необходимо выбирать лампу с более высокой температурой цвета (более 5000K), чтобы обеспечить более белый свет с большим количеством синего света, что может быть полезно для растений.

Кроме того, при замене фитолампы на лампу дневного света стоит также учитывать мощность лампы и расстояние от растений до источника света. Лампы дневного света могут иметь более низкую мощность, поэтому их нужно устанавливать ближе к растениям или использовать их в большем количестве, чтобы обеспечить достаточное количество света для растений.

В целом, замена фитолампы на лампу дневного света может быть возможна, но нужно учитывать различные факторы, которые могут влиять на рост и здоровье растений. Если вы не уверены в своих знаниях, лучше обратиться к профессионалам, чтобы получить рекомендации и консультацию по

...получить рекомендации и консультацию по выбору наилучшего источника света для ваших растений.

Кроме того, стоит учитывать, что для определенных видов растений (например, для растений, которые нуждаются в дополнительном количестве красного света в период цветения или для растений, которые нуждаются в более высоком уровне освещения), может быть необходимо использовать специализированные фитолампы, а не лампы дневного света.

Наконец, необходимо помнить, что важным фактором при выращивании растений является не только свет, но и другие условия, такие как температура, влажность, качество почвы и правильный режим полива. Поэтому, чтобы добиться здорового роста и процветания ваших растений, необходимо учитывать все эти факторы и поддерживать оптимальные условия для каждого вида растений.