Принцип работы и схемы балласта для люминесцентных ламп

Автор статьи
Свобода Игорь Николаевич
Время на чтение: 7 минут
АА

Люминесцентные лампы являются надежными, долговечными и экономичными источниками света. У них невысокая температура нагрева при эксплуатации, высокая световая отдача. Ультрафиолетовое излучение благоприятно влияет на здоровье человека.

Что это такое

Люминесцентная лампа – это газоразрядный источник света низкого давления (от 0,1 до 25 кПа). Разряд в парах ртути и инертного газа вызывает ультрафиолетовое свечение, которое люминесцирующее вещество преобразует в видимые лучи.

Мнение эксперта
Изосимов Владимир Николаевич
Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.
Задать вопрос эксперту
В качестве инертного газа часто используют аргон.

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.
Задать вопрос эксперту
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:

  1. Тёплый белый 2700К – 3200 К  — лампы с такой характеристикой излучают белый и мягкий свет, подходят для жилых помещений.
  2. Холодный белый 4000К – 4200 К — подходят для рабочих помещений, общественных зданий.
  3. 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.

Световой поток

Световой поток определяет количество света, которое даёт источник, измеряется в Люменах. Характеризует эффективность освещения. Зависит от мощности лампы. Величина указана на упаковке, по ней косвенно судят о параметрах энергосбережения.

Мнение эксперта
Изосимов Владимир Николаевич
Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.
Задать вопрос эксперту
К концу срока службы световой поток уменьшается в два раза.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Люминофор превращает ультрафиолетовые лучи в видимый свет. У дешёвых моделей однослойное люминесцирующее вещество на внутренней поверхности трубки. У ламп жёлтое или голубоватое свечение с цветовым искажением.

У дорогих видов покрытие люминофора состоит из трёх или пяти слоёв. Это позволяет равномерно распределяться излучению и добиваться подобие естественного освещения. В специальных типах ламп используют ультрафиолетовые лучи. Они применяются для птицеферм и для обеззараживания помещений в больницах.

фото 2

В зависимости от состава спектрального излучения лампы бывают:

  • Стандартные. Поверхность покрыта однослойным люминофором. Свечение имеет различные оттенки белого цвета. Источники света применяют для освещения общественных зданий.
  • Улучшенной цветопередачи. Применяют трёх и пятислойный люминофор. Световой поток повышается на 12%, по сравнению со стандартными лампами. Более точная передача цвета создаёт лучшие условия для восприятия. Лампы применяют в местах, где требуется точная информация об освещаемых предметах: в витринах, мебельных салонах, музеях, выставках.
  • Специальные. Применяют напыление с добавками или особый тип. В спектре выделяются полосы заданной частоты, зависящие от назначения лампы. Примером служат бактерицидные лампы, обеззараживающие воздух, помещения, воду.

Устройство, строение и состав лампы дневного света

Лампа дневного света состоит из стеклянной трубки, запаянной с двух сторон. На внутреннюю поверхность стекла нанесён слой люминофора. Внутри создан вакуум и добавлен инертный газ с парами ртути. С двух противоположных концов трубки расположены электроды, между которыми при прохождении тока появляется электрический тлеющий разряд.

фото 3

Принцип действия

Принцип действия заключается в возникновении разряда между электродами при подключении источника питания. Разряд взаимодействует с парами ртути и газа, вызывая невидимое для глаз ультрафиолетовое излучение. Для преобразования его в видимый свет, служит люминофор. Состав люминофора влияет на оттенки свечения лампы.

При использовании лампы необходимы дроссель или балласт, обеспечивающий запуск лампы, устранение мерцания. Применяют типы балластов:

  • электромагнитные — имеют механический принцип действия, сокращают срок службы лампы;
  • электронные — работают без звука, обеспечивают мгновенное включение ламп.
Мнение эксперта
Изосимов Владимир Николаевич
Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.
Задать вопрос эксперту
ВНИМАНИЕ! От типа балласта зависит схема подключение к электрической сети.

Виды

Люминесцентные лампы делятся по видам:

  • круглые;
  • кольцевые;
  • цветные;
  • длинные;
  • U образные;
  • линейные;
  • двухцокольные;
  • одноцокольные.

Виды источников света отличаются по исполнению. Варианты исполнения и применения:

  1. Линейные — делятся на прямые, кольцевые, U образные. Различаются по длине, диаметру колбы. С увеличением размера увеличивается мощность. Используют цоколь G13. Диаметры: Т4, Т5, Т10, Т12. Цифры обозначают диаметр в дюймах. Лампы применяют в общественных местах.
  2. Компактные — делятся по форме и величине колбы, по величине и типу цоколя. Форма колбы ихогнутая, что придаёт компактность. Несколько слоёв люминофора улучшают светопередачу.
  3. Специальные.

Специальные отличаются спектром излучения:

  • с повышенной цветопередачей — используются на выставках, музеях:
  • спектр близкий к солнечному — применяется в медицине для светотерапии;
  • в спектре преобладает синий и красный — благоприятно влияет на фотобиологические процессы, используется для растений и аквариумов;
  • в спектре преобладает синий и ультрафиолет — применяют в аквариумах для роста кораллов;
  • в спектре присутствует ближний ультрафиолет — применяется в помещениях, где содержатся птицы;
  • ультрафиолетовые лампы из чёрного стекла — используются для лабораторных исследований;
  • для соляриев;
  • для стерилизации.

Размеры в зависимости от типа

Трубчатые люминесцентные источники света имеет форму трубки, у них различный диаметр и тип цоколя. В обозначение входит диаметр лампы:

ТипДиаметр в дюймахДиаметр в мм
Т44/812,7
T55/8 15,9
T88/825,4
Т99/828,6
T1010/831,8
T1212/838

СПРАВКА! 1дюйм = 25,4 мм

Срок службы

Срок эксплуатации люминесцентных ламп 2000 – 20000 часов при ограничении включений и выключений. Их не рекомендуется использовать в местах общего пользования в электрических цепях с датчиками движения. К концу срока эксплуатации световой поток уменьшается на 50%.

Нормативные документы: действующий ГОСТ

Стандарты, регулирующие эксплуатацию люминесцентных источников света:

Популярные марки

Трубчатые люминесцентные источники света часто применяют в магазинах, промышленных помещениях. Пользуются популярностью лампы белого света (ЛБ) и дневного света (ЛД). По европейскому обозначению самым используемым является 765 (холодный) и 640 (теплый) свет (маркировка фирмы Osram). Philips TLD имеет маркировку 54 (холодный) и 33 (теплый).

Тип ЛЛХарактеристикиПрименение
Линейная лампа тип Т8 (26 мм)
фото 3
Популярные лампы мощностью 36 Вт и 18 Вт с цоколем G13.
Срок службы в среднем 10 тыс. часов.
Для пуска используют балласты на основе электромагнитного дросселя или электронные (ЭмПРА или ЭПРА).
Мощность отражается на длине. Чем она больше, тем длиннее лампа.
Линейная лампа тип Т5 (16 мм)
фото 4

Мощность 6 – 28 Вт, срок эксплуатации от 6 тыс. до 10 тыс. часов. Для пуска применяют схему электронного балласта.
Лампы используют в жилых комнатах, их размещают в подвесных светильниках, в интерьерах бытовых помещений.
Линейная лампа тип Т4 (12,5 мм)Диаметр трубки 12,5 мм. Диапазон мощностей — от 6 до 24 Вт. Цветовые температуры 6400К и 4200К самые распространённые. Срок эксплуатации от 6 тыс. до 8 тыс. часов. Для запуска необходим электронный балласт.Лампы применяют для подсветки мобильников, с цоколем G5 в настольных светильниках.

Классификация

Люминесцентные источники света классифицируются:

  • по конструкции: трубчатые (линейные), компактные;
  • по мощности: 5 Вт – 80 Вт;
  • по длине: 8,5 – 1 500 см;
  • по типу разряда: дуговые, тлеющего, тлеющего свечения;
  • по конфигурации: прямые, U-oбразные, W-oбразные, кольцевые, панельные, свечеобразные;
  • по спектру свечения: ультрафиолетовые, специальные;
  • по наличию стартера: стартерные, бесстартерные;
  • по виду цоколя: резьбовые, штырьковые, штифтовые;
  • по наличию электронной пускорегулирующей аппаратуры: использующие ЭПРЛ (компактные), не использующие ЭПРЛ (трубчатые);
  • по типу распределения света: без направления светоизлучения, с направлением светоизлучения;
  • по излучению: дневного света, различных цветов.

Область применения и использование

Освещение люминесцентными лампами больших площадей служит:

  • для улучшения условий освещения;
  • для снижения расхода электроэнергии на 50–80%;
  • для увеличения времени работы источников света.

Лампы с электронными балластами с патронами E27 и E14 используют вместо ламп накаливания в быту. У них отсутствует мерцание и гул. Освещают различные места:

  • торговые центры;
  • образовательные учреждения;
  • больницы и поликлиники;
  • банки;
  • производственные площади.

Потребление

Люминесцентные источники света популярны благодаря низкому энергопотреблению, которое зависит от мощности. Количество потребляемой электроэнергии за час равно мощности.

Если мощность лампы 40 Ватт, значит, за час работы она потребляет 40 Вт электроэнергии. Для сравнения с лампой накаливания, создающей такое же освещение, мощность люминесцентного источника света умножают на 5.

Два разнотипных источника света мощностью 20 Вт и 100 Вт создадут одинаковые световые потоки.

Мнение эксперта
Изосимов Владимир Николаевич
Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.
Задать вопрос эксперту
На люминесцентных лампах не указывают напряжение, на которое они рассчитаны. Питающее напряжение зависит от схемы включения. Оно будет меняться по величине и по роду тока (постоянный или переменный).

История – кто создал

Михаил Ломоносов первый открыл свечение газов при прохождении тока через шар с водородом. Дальнейшая история имела следующее развитие:

  1. Газоразрядную лампу изобрёл в 1856 году Генрих Гейслер. Он обнаружил синее свечение газа в трубке, возбуждённой соленоидом;
  2. В 1893 г. на всемирной выставке в Чикаго Томас Эдисон познакомил зрителей со свечением люминесцентного вещества;
  3. В 1901 г. Питер Купер Хьюитт изобрёл ртутную лампу, которая испускала свет сине-зелёного цвета. Её конструкция была близка к современной, имела более высокую эффективность, чем ранее созданные.
  4. В Советском Союзе лампы появились в 1948 году. В 1951 г. авторы разработок стали лауреатами Сталинской премии.

КПД

Важно, сколько электроэнергии лампа потребляет, какая её часть расходуется на видимый свет. Этот показатель называется коэффициентом полезного действия, он характеризует энергоэкономичность светильника. Световой КПД люминесцентного источника света составляет 7%.

Маркировка импортных устройств

Маркировка импортных ламп производителей OSRAM, PHILIPS, GENERAL ELECTRIC:

OSRAML18/21 - 840L - люминесцентная лампа, 18 - мощность Вт, 21 - цветовая температура (4000К)
PHILIPSTL-D 18W/21(840)TL-D - люминесцентная лампа, 18W - мощность Вт, 21 - цветность, 8 - индекс цветопередачи, 40 - цветовая температура (4000К)
GENERALF18W/21 (840)F - люминесцентная лампа, 18 - мощность Вт, 21 - цветность, 8 - индекс цветопередачи, 40 - цветовая температура (4000K)

Люминесцентные источники света содержат ртуть, которая является ядовитым материалом первого класса опасности. Если ртутный источник света разбился, то можно нанести вред здоровью. В целях безопасности осколки сдают в организации по утилизации ламп.

Рейтинг автора
Автор статьи
Свобода Игорь Николаевич
Доцент кафедры энергетики. Автор статей по осветительным приборам.
Написано статей
42
Добавить комментарий

Добавить комментарий

Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
Adblock
detector