Световой поток люминесцентных ламп

Искусственное освещение давно и прочно вошло в повседневную жизнь современных людей. Осветительные приборы постоянно улучшаются и модернизируются. Так на смену обычным лампам накаливания приходят люминесцентные или энергосберегающие лампы с более высоким коэффициентом полезного действия. Они относятся к категории газоразрядных лампочек низкого давления. Ультрафиолетовое излучение возникает под действием газового разряда и становится видимым светом с помощью специального люминофорного покрытия. Таким образом, создается световой поток люминесцентных ламп, интенсивность которого зависит от мощности того или иного источника освещения.

Основные виды люминесцентных ламп

Все лампы этого типа разделяются на две основные категории. Первый тип представлен осветительными приборами общего назначения, мощность которых находится в пределах 15-80 Вт. Цветовые и спектральные характеристики этих ламп позволяют максимально имитировать различные оттенки естественного света.

Второй тип относится к лампочкам специального назначения. Для их классификации применяются различные параметры. В соответствии с мощностью они разделяются на лампы малой мощности – до 15 Вт и большой мощности – более 80 Вт. У этих ламп разный тип разряда, поэтому они бывают дуговыми, а также с тлеющим разрядом и свечением. По излучаемому свету специальные лампы могут быть естественного света, цветные, с ультрафиолетовым излучением и с отдельно взятыми спектрами излучения. Распределение света осуществляется по-разному, то есть в виде направленного и ненаправленного светоизлучения. Первый вариант представлен рефлекторными, панельными, щелевыми и прочими источниками света.

Маркировка люминесцентных ламп

Все люминесцентные лампочки имеют буквенную маркировку. Буква Л соответствует основному названию. Другие буквы наносятся по цвету излучения:

  • Д – дневной цвет;
  • ХБ – холодно-белый;
  • ТБ – тепло-белый;
  • Б – обычный белый;
  • Е – естественно белый.
  • Другие буквы, например, К, Ж, З, Г, С – соответствуют определенным цветам – красному, желтому, зеленому, голубому и синему.
  • Символы УФ означают ультрафиолетовый свет.
  • Лампы, у которых улучшенное качество цветопередачи, обозначаются буквой Ц, проставляемой после первых цветовых букв.
  • Символ ЦЦ указывает на особо высокое качество.

Особенности конструкции отображены буквами, проставляемыми в самом конце маркировки:

  • А – амальгамная,
  • Б – с быстрым пуском,
  • К – кольцевая,
  • Р – рефлекторная и другие.

Цифровые обозначения, идущие следом за буквами, указывают на мощность люминесцентной лампы в ваттах.

Параметры ламп и напряжение сети

Существуют таблицы, в которых в сравнительной форме отражаются характеристики наиболее распространенных люминесцентных ламп. Например, в случае падения напряжения в электрической сети ниже допустимых пределов, существенно ухудшается процесс перезапуска. И, наоборот, если напряжение существенно повышается, это может привести к перекаливанию катодов и перегреву пускорегулирующих устройств. Во всех случаях, когда нарушаются условия нормального функционирования, срок эксплуатации люминесцентных ламп значительно сокращается.

Тип

Мощность Р (Вт)

Напряжение на лампе U (В)

Ток лампы I (А)

Световой поток R (лм)

Световая отдача S (лм/Вт)

Таким же образом отображаются характеристики всех остальных видов люминесцентных ламп. Следует помнить, что у светильников с одинаковой маркировкой параметры могут существенно отличаться из-за различия их габаритных размеров.

Влияние внешней температуры и условия охлаждения ламп

В процессе эксплуатации температура трубки может изменяться и отклоняться от оптимального значения. То есть, она увеличивается или уменьшается, приводя к снижению светового потока. Одновременно ухудшаются пусковые условия, заметно сокращается срок службы изделий.

Падение надежности запуска обычных лампочек становится особенно заметным при достижении температуры – 5 0 С и ниже, особенно, если такое понижение сопровождается падением напряжения в сети. Например, при напряжении сети 180 В вместо положенных 220 В и температуре -10 градусов, количество срывов запуска люминесцентных ламп может составить от 60 до 80% от их общего числа. Подобная зависимость делает неэффективным применение данных источников света в условиях низких температур и скачков напряжения.

Причинами повышения температуры могут стать окружающая среда и закрытая арматура. В обоих случаях наступает перегрев. В этих случаях также уменьшается световой поток, возможно также изменение цвета.

Электрические характеристики ламп могут изменяться во время их работы, то есть в процессе горения. Причиной является дополнительная активация катодов, а также выделение и поглощение различных примесей. Эти неприятные проявления как правило заканчиваются в течение первых ста часов. В дальнейшем, изменения характеристик будут очень незначительными и практически незаметными. В процессе эксплуатации постепенно уменьшается яркость свечения, снижается световой поток люминесцентных ламп. Иногда через 300-400 часов горения на лампочках становится заметно появление темных пятен и налетов на концах трубки. Это указывает на возможное распыление катодов и плохое качество самих ламп.

Другие виды люминесцентных ламп

В настоящее время практикуется все более широкое применение энергоэкономичных люминесцентных ламп (ЭЛЛ). Они используются в общем освещении и могут полностью взаимно заменяться с обычными изделиями, мощностью 20, 40 и 65 ватт. ЭЛЛ подходят ко всем существующим осветительным установкам. Таким образом, все светильники и пускорегулирующая аппаратура остаются на своих местах. Все основные характеристики ЭЛЛ остаются такими же, как и у стандартных ламп при снижении мощности до 10%. Внешний вид также отличается, поскольку трубки имеют диаметр 26 мм вместо стандартных 38 мм. Это позволяет снизить расход стекла, люминофора, ртути, газов и других материалов.

Наряду со стандартными изделиями, появилось большое количество всевозможных компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Их мощность составляет в среднем 5-25 Вт, световая отдача – 30-60 лм/Вт, а срок службы доходит до 10 тыс. часов. Отдельные виды КЛЛ могут непосредственно заменить лампочки накаливания в обычном патроне. В их конструкцию входит встроенная пускорегулирующая аппаратура и стандартный резьбовой цоколь типа Е27.

Появление компактных лампочек стало возможным, когда появились узкополосные люминофоры, обладающие высокой стабильностью. Для их активации применяются редкоземельные элементы с возможностью работы при поверхностной плотности облучения, превышающей это значение у обычных лампочек. Это позволило существенно уменьшить диаметр разрядной трубки. Общую длину удалось снизить за счет деления трубок на отдельные короткие участки, расположенные параллельно и соединенные между собой. В других вариантах используются изогнутые трубки или варенные соединительные патрубки.

Следует отметить безэлектродные компактные лампы, в которых свечение люминофоров возбуждается разрядом в смеси паров ртути с инертными газами. Необходимый заряд поддерживается энергией электромагнитного поля, создаваемого непосредственно возле разрядной смеси. Такие лампы были созданы за счет микроэлектроники, на основе которой были созданы недорогие и малогабаритные источники энергии высокой частоты с хорошим КПД.

Люминесцентные лампы вошли в нашу жизнь уже давно и прочно. Первые образцы отечественных люминесцентных ламп были созданы в 1936 – 1940 г.г. группой московских ученых и инженеров под руководством С.И. Вавилова. Сразу после их появления люминесцентных ламп стали стремительно распространяться в сфере общественного, коммерческого, промышленного и бытового освещения благодаря своей экономичности и многочисленным потребительским преимуществам.

Прежде всего отметим преимущества люминесцентных ламп. Во-первых, люминесцентные лампы в 3 – 7 раз более эффективны, чем лампы накаливания. Потребление электроэнергии значительно ниже (до 5 раз), чем у ламп накаливания, при том же количестве излучаемого света. Во-вторых, срок службы люминесцентных ламп в среднем в 10 раз больше, чем у ламп накаливания. В-третьих, с люминесцентные лампы есть возможность получить различные варианты спектра излучения, например специальный спектр люминесцентных ламп для освещения аквариумов. В-четвертых, люминесцентные лампы имеют менее яркую светящую поверхность и создают более равномерное освещение и лучший визуальный комфорт. Только люминесцентные лампы позволяют создать линейный протяженный источник света. Наконец, существует большое разнообразие люминесцентных ламп по мощности и типоразмерам.

Читайте также:  Измерение ёмкости электролитического конденсатора

В устройстве любой люминесцентной лампы можно выделить 5 основных частей: стеклянная колба, покрытая внутри люминофором (специальным порошком); два электрода, впаянных с двух сторон колбы; заполняющий газ – обычно аргон или смесь аргона и криптона; небольшое количество ртути, которая испаряется во время работы; цоколь, зацементированный на каждом конце колбы для соединения лампы с электрической цепью.

Принцип действия люминесцентной лампы в упрощенном виде состоит в следующем:

При подаче напряжения в цепь электрический ток нагревает катоды. Катоды покрыты специальным материалом, который при нагреве испускает электроны. Появление этих электронов приводит к образованию тока и электрического разряда между противоположными концами разрядного промежутка. Электроны в процессе своего движения сталкиваются с атомами ртути, которые в результате вызывают ультрафиолетовое (УФ) излучение. УФ-излучение поглощается люминофорным слоем внутри трубки и преобразуется в видимый свет.

Основные формы и виды люминесцентных ламп

Наиболее общеупотребительной является форма в виде цилиндрической прямой трубки. Как правило, диаметр трубки указывается в мм, но в иностранных каталогах и литературе часто можно встретить так называемый T-размер. После обозначения T идет значение диаметра в восьмых частях дюйма. Например, T8 обозначает 26мм, а T12 – 38 мм.

Существуют также люминесцентные лампы U-образной формы, которые имеют укороченную длину и цоколи с одной стороны. Бывают также кольцевые лампы. У них четырехштырьковый цоколь, а само кольцо – трех различных диаметров.

Цоколи у люминесцентной лампы могут быть различными. У трубчатых ламп самыми распространенными являются G13 и G5.

Электрическая цепь для включения люминесцентной лампы должна иметь балласт и стартер. Балласт обычно представляет собой обыкновенный электромагнитный дроссель, т.е. индуктивный элемент. Самый распространенный тип стартера – стартер тлеющего разряда, представляющий собой по сути дела маленькую лампочку тлеющего разряда с термоконтактами, заключенную в стандартный цилиндрический корпус.

В первый момент после включения в стартере возникает тлеющий разряд. Биметаллические термоконтакты стартера нагреваются и замыкают цепь таким образом, что ток последовательно проходит через него и оба катода. При этом ток нагревает катоды. На катодах возникает так называемая термоэмиссия благодаря специальному веществу, которым они покрыты. Затем термоконтакты стартера остывают и автоматически размыкают цепь. При этом благодаря индуктивным свойствам дросселя на электродах происходит значительный бросок напряжения. Если электронов внутри трубки достаточно, то возникает электрический разряд и роль стартера фактически заканчивается до следующего нового включения лампы. Если электронов в трубке недостаточно, то лампа будет мигать и не разгораться, а стартер будет повторять цикл нагрева катодов.

Роль балласта заключается в том, чтобы ограничить проходящий через лампу ток до уровня, который соответствует ее мощности. Если бы не было балласта, то ток мог бы возрастать почти неограниченно и лампа вышла бы из строя. Часто в таких цепях параллельно входу включается конденсатор, который служит для компенсации реактивной мощности. Совокупность перечисленных выше элементов, обеспечивающих нормальную работу люминесцентной лампы, называется пускорегулирующим аппаратом (ПРА).

Существуют и другие многочисленные варианты схем включения люминесцентных ламп.

Немного разобравшись с устройством и принципами работы люминесцентных ламп, зададимся вопросом: а какие же люминесцентные лампы лучше, и каков их сегодняшний технический уровень? Как и по каким критериям выбирать люминесцентные лампы на рынке?

Основные параметры качества люминесцентных ламп:

Светоотдача – количество света, излучаемого лампой на единицу потребляемой мощности.

Стабильность светового потока – показывает, насколько уменьшается светоотдача в течение срока службы лампы.

Цветопередача – показывает, насколько правильно лампа передает цвета освещаемых предметов.

Влияние окружающей среды – определяет, как лампа реагирует на критические условия окружающей среды.

Давайте разберем эти критерии подробнее.

Светоотдача. Это величина, равная отношению светового потока (количества излучаемого лампой света), измеряемого в люменах, к потребляемой этой лампой электрической мощности, измеряемой в ваттах. Светоотдача люминесцентных ламп в 3 – 7 раз выше, чем светоотдача ламп накаливания. Например, лампа накаливания 100 Вт дает 13,5 Люмен/Ватт, люминесцентная лампа 58 ВТ – от 47 до 93 Люмен/Ватт.

Светоотдача люминесцентных ламп зависит от цветовых характеристик света, длины лампы, температуры окружающей среды, частоты напряжения питающей сети. Посмотрим, например, зависимость от цветовых характеристик света ЛЛ 18 Ватт:

Стандартная люминесцентная лампа холодного белого света (Cool White) 64 лм/Вт ЛЛ с трехполосным люминофором, цвет 840 75 лм/Вт

Люминесцентная лампа с пятиполосным люминофором (Deluxe), цвет 940 56 лм/Вт

Таким образом, люминесцентная лампа с трехполосным люминофором дает наилучшую светоотдачу.

Теперь посмотрим зависимость светоотдачи от мощности лампы для цвета 835:

1200 мм 36 Вт 96 лм/Вт

600 мм 18 Вт 75 лм/Вт

Светоотдача люминесцентных ламп существенно зависит от температуры окружающей среды, что во многом определяется тем, что люминесцентные лампы являются лампами низкого давления.

Оптимальная рабочая температура окружающей среды для люминесцентных ламп 5 – 25 ° С. Поэтому имейте в виду, что люминесцентные лампы желательно предохранять от попадания потоков холодного воздуха во избежание снижения светоотдачи. Теперь поговорим о частоте напряжения питающей сети.

Питание люминесцентных ламп с частотой 30 кГц увеличивает светоотдачу на 10%. Это одна из причин все более широкого применения электронных ПРА. Другими плюсами этих аппаратов являются создание освещения без раздражающего мерцания, лучший запуск ламп, малый вес и габариты такого ПРА. Здесь открываются и более интересные возможности для дизайнеров светильников.

Стабильность светового потока . Необходимо отметить, что практически у любой лампы светоотдача в течение времени ее работы падает, т.е. лампа «стареет». У люминесцентных ламп люминофоры также «стареют» и излучают меньше света к концу срока службы. Со временем концы трубок люминесцентных ламп темнеют и задерживают свет. Все это означает, что с течением времени света становится меньше даже тогда, когда ни одна лампа еще не сгорела.

Срок службы . Это ожидаемое время непрерывной работы лампы до того момента, когда она сгорит. Обычно в каталогах эта величина дается как СРЕДНИЙ НОМИНАЛЬНЫЙ СРОК СЛУЖБЫ. Это время, через которое из некоего среднестатистического количества ламп 50% сгорит, а 50% будет продолжать гореть. Пожалуйста, не путайте этот параметр с гарантийным сроком службы. Если вы, например, купили 100 ламп со средним номинальным сроком службы 10000 часов, то около 50 ваших ламп могут сгореть раньше 10000 часов, а другая половина будет гореть дольше, в среднем же получится около 10000 часов.

Помните, что различные внешние факторы могут значительно влиять на срок службы люминесцентных ламп.

Это в первую очередь так называемый цикл включения – время непрерывной работы люминесцентной лампы в часах между включениями-выключениями в течение суток.

Во-вторых, серьезные отклонения питающего напряжения, неправильное использование ПРА, нарушение режима подогрева электродов (например из-за старых стартеров) могут сократить время жизни лампы. Влияние цикла включений можно объяснить следующим образом.

Читайте также:  Как сделать внутренний шестигранник на токарном станке

В процессе работы люминесцентной лампы эмиссионное покрытие на ее электродах разрушается медленно. Гораздо более интенсивное распыление эмиссионного вещества происходит при включении лампы. Когда на электродах лампы не остается эмиссионного вещества, она перестает работать. Этим и определяется физический срок службы лампы.

В каталогах ведущих производителей люминесцентных ламп, например в каталоге компании GE Lighting, приводится график зависимости срока службы лампы от цикла включений.

В качестве примера скажем, что увеличение продолжительности непрерывной работы люминесцентной лампы между включениями-выключениями с 3 до 12 часов увеличивает срок службы лампы на 50%!

В заключение отметим, что для люминесцентных ламп одинаково вредно как повышенное, так и пониженное напряжение сети. При пониженном напряжении также возможны проблемы с зажиганием лампы, приводящие к неприятному миганию ламп и преждевременному износу стартеров. Чтобы избежать подобных проблем, рекомендуем использовать электронные ПРА.

Цветопередача . Этот параметр определяет, насколько правильно передаются цвета предметов, освещаемых лампой. В каталогах эта величина дается в виде Общего индекса цветопередачи, обозначаемого как CRI Ra индекс. Лампы, которые не искажают цветов, имеют индекс Ra, равным 100. Чем меньше Ra у лампы, тем большие искажения цветов предметов наблюдаются в ее свете.

Цветопередача люминесцентных ламп определяется типом и качеством люминофорного покрытия колбы. Сегодня существует большое разнообразие ЛЛ с различной цветопередачей, однако ни одна люминесцентная лампа не достигает уровня цветопередачи ламп накаливания и галогенных ламп, у которых Ra близок к 100. Не путайте этот показатель с понятием цветовой температуры, которая характеризует различные цветовые оттенки белого света люминесцентных ламп (теплый, нейтральный, холодный и т.д.).

Влияние окружающей среды . Температура окружающей среды влияет на работу люминесцентных ламп.

Различные типы люминесцентных ламп выдают более 90% мощности в диапазоне температур 10–40° С. Но каждый тип ламп имеет свой, достаточно узкий, оптимальный диапазон рабочих температур. При более низких температурах происходит резкий спад светоотдачи и возникают трудности с зажиганием ламп.

Следует помнить, что когда люминесцентная лампа помещается в светильник, во время эксплуатации температура окружающего воздуха вокруг нее изменяется, и это может оказать влияние на ее световые характеристики.

Если люминесцентная лампа находится в среде большой влажности, то возможно возникновение электрической утечки по поверхности лампы. Это может нарушить нормальную работу лампы. Для борьбы с этим явлением ведущие производители выпускают специальные модификации люминесцентных ламп в силиконовой оболочке.

Современные типы люминесцентных ламп и их применение

Стандартные лампы . В лампах этой серии применяются галофосфатные люминофоры, позволяющие получить следующий традиционный набор цветовых оттенков белого света: холодный белый (Cool White), теплый белый (Warm White), белый (White), дневной (Daylight) и естественный белый (Natural). Лампы этого типа широко используются в установках общего освещения.

Лампы с трехполосным люминофором . В этих современных лампах используется высокоэффективный трехполосный люминофор, благодаря которому световой поток таких ламп на 17% выше, чем у стандартных люминесцентных ламп. Другими их отличительными особенностями являются повышенный срок службы и исключительно высокая стабильность светового потока. Благодаря последнему обстоятельству осветительные установки с применением люминесцентных ламп с трехполосным люминофором всегда выглядят как новые.

Срок службы люминесцентных ламп с трехполосным люминофором в настоящее время может достигать 20000 часов при работе с электронным ПРА (GE Polylux XLR, OSRAM Lumilux Plus). Благодаря высоким световым характеристикам этих ламп их использование приводит к снижению числа устанавливаемых светильников. При освещении этими лампами великолепно передаются цвет лица человека, цвета тканей, продуктов питания и других искусственных и естественных объектов. Индекс Ra у люминесцентных ламп с трехполосным люминофором превышает 85.

Немаловажный экологический параметр люминесцентных ламп – это содержание ртути. Здесь достигнут значительный прогресс. Зарубежные производители добились снижения этого показателя до 4,0 мг.

Сегодня эти лампы завоевывают все большее признание. Они широко применяются на многочисленных предприятиях торговли, в современных офисных центрах, косметических салонах и парикмахерских, спортивно-оздоровительных центрах и местах досуга и отдыха. Не менее интересным направлением является использование этих ламп в установках световой рекламы. Отличная цветопередача и повышенная яркость позволяют получить яркие, сочные цвета без искажений и точно в соответствии с цветным оригиналом.

Лампы с пятиполосным люминофором . Еще лучше воспроизводятся цвета при освещении лампами с пятиполосными люминофором. Эти источники света имеют индексы цветопередачи, приближающиеся к 100. Уступая лампам с трехполосным люминофором в светоотдаче, эти лампы необходимы там, где требуется максимально правильная цветопередача, например в типографии, рекламном бюро и т.д.

Специальные лампы . В эту группу можно включить цветные люминесцентные лампы, лампы со специальным спектром излучения, лампы быстрого старта, лампы УФ-излучения и другие.

Особенно хотелось бы отметить широко популярные лампы УФ-излучения типа Blacklight для создания декоративного эффекта люминесценции тканей и красок. Все более широко УФ люминесцентные лампы применяются для создания рекламных световых эффектов в торговле, не говоря уже о многочисленных барах, ресторанах, ночных клубах и других местах отдыха и развлечений.

Информация о соответствии и аналогах люминесцентных ламп различных производителей

В существующих российских осветительных установках применяются преимущественно лампы типов ЛБ и ЛД. Российские лампы выпускаются в основном диаметром 38 мм (международное обозначение – T12), а также диаметром 32 мм (международное обозначение – T10) и диаметром 26 мм (международное обозначение – T8). Уже довольно давно начата и в настоящее время широко применяется замена ламп диаметром 38 мм (Т12) на более экономичные и современные лампы диаметром 26 мм (Т8). Сегодня большинство светильников, выпускающихся в Европе, используют лампы T8. Российская промышленность также практически перешла на выпуск светильников с лампами T8.

Лампы T12 постепенно вытесняются в основном в сектор специальных ламп (цветные, специального спектра и т.д.).

В заключение отметим, что люминесцентные лампы, конечно, не свободны и от присущих им недостатков.

Они довольно чувствительны к питающему напряжению – его чрезмерные изменения могут влиять на световой поток и зажигание люминесцентных ламп.

Применение люминесцентных ламп ограничивает также необходимость в ПРА – это усложняет конструкцию светильника, делает ее более громоздкой.

Лампы, работающие с обычным (не электронным) ПРА, мигают с частотой 100 Гц. Хотя человеческий глаз этого не видит, тем не менее некоторые люди испытывают дискомфорт в свете таких ламп. Раздражающее гудение, часто слышимое в местах, где установлено много люминесцентных ламп с обычными ПРА, – это тоже следствие 100 Гц эффекта. Избавиться от этого неприятного шума или его уменьшить можно только сменой дросселя на более качественный. Радикальным решением будет применение электронного ПРА.

Неприятный эффект в виде мигания возникает также тогда, когда стартер пытается зажечь вышедшую из строя лампу. В этом случае лампу необходимо немедленно заменить.

К недостаткам ЛЛ можно отнести и то, что они, в отличие от ряда других источников света, например ламп накаливания или разрядных ламп высокого давления, являются довольно габаритными.

Для изготовителей наружной рекламы основные недостатки – это, конечно, проблемы с зажиганием люминесцентных ламп при минусовых температурах и их невысокая яркость. В этих случаях, если вы хотите иметь яркий и компактный источник света с отличной цветопередачей и большим сроком службы, вам следует обратиться к металлогалогенным лампам с керамической горелкой (CMH).

Читайте также:  Сборка электрощитка своими руками 220в в квартире

С.И. Паламаренко, г Киев

Классификация люминесцентных ламп, характеристики обычных люминесцентных ламп, зависимость параметров ламп от напряжения сети, зависимость характеристик от окружающей температуры и условий охлаждения, изменение характеристик люминесцентных ламп в процессе горения, энергоэкономичные люминесцентные лампы, зарубежные люминесцентные лампы, компактные люминесцентные лампы, безэлектродные люминесцентные лампы.

Классификация люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы (ЛЛ) делятся на осветительные общего назначения и специальные. К ЛЛ общего назначения относят лампы мощностью от 15 до 80 Вт с цветовыми и спектральными характеристиками, имитирующими естественный свет различных оттенков. Для классификации ЛЛ специального назначения используют различные параметры. По мощности их разделяют на маломощные (до 15 Вт) и мощные (свыше 80 Вт); по типу разряда на дуговые, тлеющего разряда и тлеющего свечения; по излучению на лампы естественного света, цветные лампы, лампы со специальными спектрами излучения, лампы ультрафиолетового излучения; по форме колбы на трубчатые и фигурные; по светораспределению с ненаправленным светоизлучением и с направленным (рефлекторные, щелевые, панельные и др.).

Маркировка 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, стоит буква Ц, а при цветопередаче особо высокого качества – буквы ЦЦ. В конце ставят буквы, характеризующие конструктивные особенности: Р – рефлекторная, У – U-образная, К – кольцевая, А – амальгамная, Б – быстрого пуска. Цифры обозначают мощность в ваттах. Маркировка ламп тлеющего разрада начинается с букв ТЛ.

Характеристики обычных ЛЛ

В табл.1 приведены характеристики наиболее распространенных ЛЛ дневного света. Обозначения: Р – мощность; U -напряжение на лампе; I – ток лампы; R -световой поток; S – световая отдача.

Зависимость параметров ламп от напряжения сети

При изменении напряжении сети в пределах + 10% изменение параметров лампы можно определить из соотношения dX/X = Nx dUc/Uc, где X – соответствующий параметр лампы; dX – его изменение; Nx – коэффициент для соответствующего параметра. Для схемы с дросселем коэффициенты имеют следующие значения: для силы света Ni = 2,2; для мощности Np = 2,0; для светового потока Nф = 1,5. В схеме с емкостно-индуктивным балластом величины Nx несколько меньше.

При падении напряжения сети ниже допустимого ухудшаются условия перезажигания. Повышение напряжения выше допустимого вызывает перекал катодов и перегрев пускорегулирующих устройств. И в том, и в другом случае происходит значительное сокращение срока службы ламп.

Размеры, мм (рис.1) L1 L2 D

Зависимость характеристик от окружающей температуры и условий охлаждения

Изменение температуры трубки по сравнению с оптимальной как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, вызывает снижение светового потока, ухудшение условий зажигания и сокращение срока службы. Надежность зажигания стандартных ламп при работе со стартерами начинает особенно заметно падать при температурах ниже -5°С и при понижении напряжения сети. Например, при -10°С и напряжении сети 180 В вместо 220 В число незажигающихся ламп может доходить до 60-80%. Такая сильная зависимость делает применение ЛЛ в помещениях с низкими температурами неэффективным.

Повышение температуры относительно оптимальной может происходить при повышении температуры окружающей среды и при работе ламп в закрытой арматуре. Перегрев ЛЛ кроме уменьшения светового потока сопровождается некоторым изменении их цвета. На рис.2 показана зависимость параметров ЛЛ от температуры окружающей среды.

Изменение характеристик ЛЛ в процессе горения

В первые часы горения происходит некоторое изменение электрических характеристик ламп, связанное с доактивиров-кой катодов, выделением и поглощением различных примесей. Эти процессы обычно заканчиваются на первой сотне часов. В течение остального срока службы электрические характеристики изменяются очень незначительно. Происходит постепенное уменьшение яркости свечения люминофора и светового потока лампы (рис.3: кривая 1 для ЛЛ 40 Вт, кривая 2 для ЛЛ 15 и 30 Вт). В некоторых лампах уже спустя несколько сотен часов горения начинают появляться темные налеты и пятна у концов трубки, связанные с распылением катодов. Они свидетельствуют о плохом качестве ламп.

Энергоэкономичные люминесцентные лампы (ЭЛЛ)

ЭЛЛ предназначены для общего освещения и полностью взаимозаменяемы со стандартными ЛЛ мощностью 20, 40 и 65 Вт в существующих осветительных установках без замены светильников и пускорегулирующей аппаратуры. Они имеют стандартную длину, стандартные значения рабочих токов и напряжений на лампах и те же или близкие значения световых потоков, что и у стандартных ламп соответствующей цветности при пониженной на 10% мощности (18, 36 и 58 Вт). Внешне ЭЛЛ отличаются от стандартных ламп только меньшим диаметром (26 мм вместо 38 мм). За счет уменьшения диаметра снижается расход основных материалов (стекло, люминофор, газы, ртуть и др.).

Для обеспечения того же падения напряжения на лампах при уменьшении их диаметра пришлось применить для наполнения смесь аргона с криптоном и снизить давление до 200-330 Па (вместо обычных 400 Па в стандартных лампах). В ЭЛЛ возрастает температура трубки до 50°С, но создавать специальные условия для охлаждения не требуется. Люмино-форный слой в ЭЛЛ находится в более тяжелых рабочих условиях, поэтому наиболее подходящими для этих ламп являются редкоземельные люминофоры. Однако такие люминофоры примерно в 40 раз дороже стандартного галофосфата кальция (ГФК), поэтому и лампы с такими люминофорами в несколько раз дороже обычных. Для снижения стоимости ламп применяют двухслойное покрытие. Сначала на стекло наносят ГФК, а поверх него редкоземельный люминофор небольшой толщины.

Промышленность выпускает ЭЛЛ мощностью 18, 36 и 58 Вт цветностей ЛБ, ЛДЦ и ЛЕЦ со световыми параметрами, совпадающими с параметрами обычных ЛЛ тех же цветностей мощностью 20, 40 и 65 Вт. Под маркой ЛБЦТ выпускаются ЭЛЛ с трехком-понентной смесью редкоземельных люминофоров со сроком службы 15000 ч.

Зарубежные фирмы выпускают ЭЛЛ трех-четырех стандартизованных цветовых тонов и с двух-трехкомпо-нентной смесью редкоземельных люминофоров. В табл.2 приведены параметры некоторых типов ЭЛЛ в колбах диаметром 26 мм фирмы OSRAM (Германия).

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

В начале 80-х годов стали появляться многочисленные типы компактных ЛЛ мощностью от 5 до 25 Вт со световыми отдачами от 30 до 60 лм/Вт и сроками службы от 5 до 10000 ч. Часть типов КЛЛ предназначена для непосредственной замены ламп накаливания. Они имеют встроенную пускорегулирующую аппаратуру и снабжены стандартным резьбовым цоколем Е27.

Разработка КЛЛ стала возможной только в результате создания высокостабильных узкополосных люминофоров, активированных редкоземельными элементами, которые могут работать при более высоких поверхностных плотностях облучения, чем в стандартных ЛЛ. За счет этого удалось значительно уменьшить диаметр разрядной трубки. Что касается сокращения габаритов ламп в длину, то эта задача была решена путем разделения трубок на несколько более коротких участков, расположенных параллельно и соединенных между собой либо изогнутыми участками трубки, либо вваренными стеклянными патрубками.