Разновидности люминесцентных ламп и особенности их работы

Люминесцентные лампы (ЛЛ) используются в качестве осветительных приборов в жилых, технических и общественных помещениях большой площади. Они отличаются повышенной мощностью и позволяют снизить потребление электроэнергии на 50-83%.

Особенности люминесцентных ламп

В продаже предлагаются следующие виды ламп:

1. Высокого давления. Предназначаются для помещений большой площади или организации освещения на улице.
2. Низкого давления. Подходят для жилых построек и предприятий.

Люминесцентные лампочки нашли применение:

1. В учебных учреждениях.
2. В офисных зданиях.
3. В больницах и поликлиниках.
4. В других постройках.

С середины 80-х гг. 20 в. устройства мощностью 36w активно используются в быту.

При совместной установке ламп с системами DALI потребление электричества на освещение сокращается до 50-80%.

Широкое распространение ламп объясняется их эксплуатационными преимуществами. Среди них:

1. Высокий КПД по заявлениям производителей, люминесцентная лампочка на 20 Вт выдает столько же света, сколько и простая лампа накаливания мощностью 100 Вт.
2. Большой выбор цветов свечения это позволяет формировать интересные композиции любой сложности.
3. Долговечность элитные модели лампочек способны проработать до 20 000 часов. У ламп накаливания этот показатель не превышает 1 тыс. часов.

К недостаткам относят следующие пункты:

1. В составе ламп присутствует до 1 г ртути. В случае разгерметизации колбы приборы становятся химически опасными для человека.
2. Устройство производит линейчатый, неравномерный свет, который доставляет глазам дискомфорт и искажает естественный цвет предметов. Некоторые модели поддерживают сплошное свечение, но интенсивность их работы намного ниже.
3. В процессе эксплуатации КПД лампы снижается, поскольку люминофор теряет цветовой спектр и светоотдачу.
4. За счет минимального энергопотребления прибор может мерцать. Чтобы устранить проблему, потребуется выполнить монтаж ЭПРА (электронного пускорегулирующего аппарата).

К другим недостаткам относят негативную нагрузку на электрическую сеть и дороговизну по сравнению с другим оборудованием.

Чтобы продлить рабочий ресурс устройств, потребуется соблюдать такие правила эксплуатации:

1. Выбрать модель с качественным балластом.
2. Убедиться в наличии бесперебойного электроснабжения без скачков напряжения.
3. Не практиковать частое включение/отключение лампочки.

При отклонении от этих рекомендаций эффективность работы прибора снизится, а разряд станет некачественным.

Принцип работы элемента

ЛЛ представляет собой газоразрядный источник света. Принцип работы основан на формировании ультрафиолетового излучения путем взаимодействия электрического заряда с парами ртути, которое потом преобразуется в освещение.

После включения электричества внутри стеклянной колбы образуется тлеющий разряд. Он обеспечивает свечение люминофора даже при частичных сбоях в электричестве. Функции люминофора выполняют разные вещества, например галофосфат кальция с другими элементами.

В классическом исполнении энергосберегающие лампы состоят из стеклянного цилиндра с разными диаметрами: 12, 16, 26 или 38 мм, внутри которого находятся следующие детали:

1. Удлиненная трубка прямоугольной формы.
2. Изогнутый модуль в форме буквы U.
3. Кольцо.

В современных моделях применяются прогрессивные триспирали, обеспечивающие высокую светоотдачу и минимальные теплопотери.

На торцах установлены ножки, к которым припаяны вольфрамовые электроды. Снаружи они соединены с металлическими штырьками цоколя.

U-подобные и прямые модули оснащаются цоколями формата G5 и G13, где буква указывает на штырьковый тип цоколя, а цифра на расстояние между рабочими элементами.

Токопроводящая часть находится внутри колбы из стекла и имеет отрицательное сопротивление. При росте силы тока между 2 электродами напряжение снижается.

Классическая схема ЛЛ включает дроссель или электронный балласт для люминесцентных ламп. Приспособление создает высокоуровневый импульс для корректного запуска лампы.

Кроме этого, ЭмПРА оснащается стартером, который выполнен в виде тлеющего разряда с 2 электродами.

Разновидности люминесцентных ламп

Классификация люминесцентных изделий производится по степени базового давления. В зависимости от этой характеристики выделяют такие типы лампочек:

1. Высокого давления. Приборы создают насыщенное свечение высокой плотности. Внутри колбы размещается люминофорное покрытие на основе фторогерманата или арсената магния. Мощность устройств варьируется от 50 до 2000 Вт. Для полного розжига светильника требуется не больше 3 секунд. Эксплуатационный срок изделий на 80-125 Вт достигает 6 000 часов. 400-ваттные модели будут работать в течение 15 тыс. часов при правильной эксплуатации.
2. Низкого давления. Лампочки выполнены в виде трубки из прочного стекла, внутри которой расположен аргон под давлением 400 Па и ртуть или амальгама. В продаже предлагаются разные модификации лампочек низкого давления с 2 электродами. Диаметр стеклянной лампы бывает разным. Интенсивность светоотдачи определяется параметрами прибора. Для корректной работы лампочки нужен дроссельный стартер. Срок эксплуатации оборудования достигает 10 000 часов.

Таблица мощности

Рабочие параметры популярных моделей ламп представлены в следующей таблице:

Подключение люминесцентной лампы

Подключить ЛЛ напрямую в электрическую сеть нельзя, что объясняется следующими факторами:

1. При появлении в лампе разряда она получает отрицательное дифференциальное сопротивление, что провоцирует короткое замыкание.
2. В выключенном состоянии лампа сохраняет высокое сопротивление, поэтому для возбуждения электрической дуги потребуется импульс повышенного напряжения.

Чтобы устранить такие проблемы, нужно подключить пусковые устройства. Особым спросом пользуются приборы ЭмПРА и ЭПРА.

Балласт для ламп со схемой

Электронный балласт для люминесцентных ламп представляет собой специальный прибор, который требуется для бесперебойной работы осветительного оборудования этого типа. Он состоит из таких деталей:

1. Фильтра электромагнитных помех.
2. Выпрямителей.
3. Схемы коррекции коэффициента мощности.
4. Дросселя (балласта).
5. Инвертора DC AC.
6. Фильтра постоянного тока.

На входе ЭПРА расположен специальный фильтр, который подавляет электромагнитные помехи в балласте. Отсутствие этого элемента приведет к возникновению сбоев в различных приборах, которые находятся поблизости.

Следующим узлом балласта является выпрямитель. Он изготовлен по традиционной диодной мостовой схеме и генерирует напряжение частотой 35-40 кГц.

Задача элемента коррекции коэффициента заключается в подавлении воздействия реактивной мощности.

Фильтр постоянного тока сглаживает пульсации от работы выпрямителя. Это позволяет получать стабильное напряжение в 260-270 В.

После прохождения через перечисленные детали напряжение переходит в инвертор и преобразуется из постоянного в переменное с высокой частотой. В большинстве случаев электронный балласт производится по полумостовой схеме.

ЭПРА отличается от ЭмПРА отсутствием неоновой лампы с конденсирующим элементом (стартера), поскольку он самостоятельно формирует напряжение.