Принцип работы люминесцентного светильника
В светильниках дневного света использована способность паров ртути излучать инфракрасные волны под воздействием электричества. В видимый для нашего глаза диапазон, это излучение переводят вещества-люминофоры.
Потому обычная люминесцентная лампа представляет собой стеклянную колбу, стенки которой покрыты люминофором. Внутри также находится некоторое количество ртути. Имеются два вольфрамовых электрода, обеспечивающих эмиссию электронов и разогрев (испарение) ртути. Колба заполнена инертным газом, чаще всего — аргоном. Свечение начинается при наличии паров ртути, разогретых до определенной температуры.
Принципиальное устройство люминесцентной лампы дневного света
Но для испарения ртути обычного напряжения сети недостаточно. Для начала работы параллельно с электродами включают пуско-регулирующие устройства (сокращенно ПРА). Их задача — создать кратковременный скачок напряжения, необходимый для начала свечения, а затем ограничивать рабочий ток, не допуская его неконтролируемого возрастания. Эти устройства — ПРА — бывают двух видов — электромагнитные и электронные. Соответственно, схемы отличаются.
Спектр излучения люминофора для люминесцентных ламп
Человек способен видеть излучение в диапазоне от 380 до 780 нм. Свет – это энергия в различных диапазонах излучения. Солнечный свет включает в себя не только видимый человеком диапазон. Имеются еще инфракрасный и ультрафиолетовый. Обычно источники света в жилых и рабочих помещениях снабжены УФ-фильтрами. Такое решение снижает вредное для кожи излучение.
Существуют и специальные лампы для бактерицидной обработки помещения, так как раз и необходимо отсутствие УФ-фильтра.
Обычно люминесцентные лампы дают световой поток спектрально приближенный к обычному солнечному свету.
Сравнение спектра
Левая часть изображение показывает спектр солнечного света. Правая – спектр хорошей лампы дневного света. Можно увидеть, что спектрально они похожи. Свет солнца имеет более ровную характеристику. Свет ЛЛ имеет ярко выраженный пик в зеленой части, и резкий спад в красной части. Спектр свечения многих люминесцентных ламп захватывает весь видимый диапазон. Дорогие лампы захватывают часть инфракрасного и ультрафиолетового диапазона. Чем ближе искусственный свет по спектру к естественному, тем более он благоприятен для человека. Соответственно, показатели жизнедеятельности будут выше. Это уже доказано физиологическими исследованиями. Поэтому рекомендуется для рабочих мест и в жилых помещениях применять источники света спектр которых приближен к солнечному. В некоторых случаях люминесцентные источники света будут более предпочтительны даже в сравнении со светодиодными.
Базовый спектр цветовых температур
Цвет свечения – один из самых важных параметров, напрямую зависящий от состава люминофора, преображающего ультрафиолетовое излучение в свет.
Сегодня к наиболее распространенным относятся 7 определений оттенков потока, вырабатываемого люминесцентными лампами:
- ЛЕБ – естественный белый с заметным холодным оттенком;
- ЛДЦ – натуральный дневной с улучшенным качеством цветопередачи;
- ЛТБ – теплый белый;
- ЛД – традиционный дневной белый;
- ЛБ – классический белый;
- ЛЕЦ – естественный с максимально качественной передачей оттенков;
- ЛХБ – простой холодный белый.
Для жилых помещений, где человек проводит много времени, подходят оттенки теплой гаммы или натуральные дневные лампы с повышенным уровнем цветопередачи.
Белые и дневные тона, как правило, присутствуют в офисных, рабочих, промышленных помещениях, кабинетах и аудиториях. Они способствуют концентрации внимания, повышают мозговую активность и улучшают общую обучаемость и производительность труда.
Самые холодные оттенки применяются в медицинских учреждениях, лабораториях, больницах и технических помещениях. Они придают предметам дополнительную четкость и усиливают остроту зрения.
Люминесценты для мясных витрин продовольственных магазинов отличаются специально подобранным спектром излучения розового цвета. Он подчеркивает естественные оттенки продукции, делая ее более привлекательной в глазах покупателей
Цветовые компоненты, добавленные в люминофор, позволяют получать розовый, голубой, зеленый и другие необычные ламповые оттенки.
Такие приборы используются в дизайнерских, рекламных и коммерческих целях. С их помощью создают оригинальное свечение, необходимое в конкретном отдельно взятом случае.
Больше информации о цветовой температуре света, особенностях восприятия цвета человеком и нюансах выбора мы писали в следующей статье.
Подключаем лампу, используя электронный балласт
Главным отличием такой системы от электромагнитной то, что напряжение, которое доходит до самой лампы имеет повышенную частоту начиная от 25 и доходит до 140 кГц. Благодаря повышению частоты тока, значительно уменьшается показатель мерцания, и он находит на таком уровне, который уже не является слишком вредным для человеческого глаза.
Подключение с ЭПРА
Система ЭПРА используется специальный автогенератор в своей схеме, такое дополнение включает трансформатор и выходной каскад на всех транзисторах. Зачастую производители указывают схему прямо на задней части блока светильника. Таким образом, у вас сразу есть наглядный пример, как правильно подключить и установить устройство для работы от сети.
Преимуществами стартерной схемы подключения
- Стартерная система продлевает период работы светильника.
- Особый принцип работы также продлевает период службы примерно на десять процентов.
- Благодаря принципу действия, устройство экономит около двадцати-тридцати процентов потребляемой электроэнергии.
- Облегчённая установка, так как производитель указывает схему, по которой должна происходить установка взятого вами светильника.
- Во время работы практически полностью отсутствует мерцание и шум от светильника. Такие явления присутствуют, но они незаметны для человека и никак не влияют на здоровье.
Существуют модели, которые поддерживают установку диммера в качестве регулятора. Установка таких приборов несколько отличается от стандартной установки.
Применение умножителей напряжения
Способ дает возможность включать ЛЛ без электромагнитного балласта, но применяется преимущественно для продления жизни лампам. Схема включения сгоревших люминесцентных ламп позволяет им проработать еще некоторое время, если мощность не превышает 20-40 Вт. При этом нити накала могут быть как целыми, так и перегоревшими. В обоих случаях выводы каждой нити накала нужно закоротить.
После выпрямления напряжение удваивается, и лампа загорается моментально. Конденсаторы С1, С2 выбираются под рабочее напряжение 600 В. Их недостаток заключается в больших габаритах. Конденсаторы С3, С4 устанавливают слюдяные на 1000 В.
ЛЛ не предназначена для питания постоянным током. Со временем ртуть скапливается около одного из электродов, и свечение ослабевает. Для его восстановления изменяют полярность, перевернув лампу. Можно установить переключатель, чтобы ее не снимать.
Устройство
Конструкция люминесцентной лампы состоит из:
- прозрачной вытянутой трубки;
- двух цоколей с двумя электродами;
- стартер, начинающий работать от розжига;
- электромагнитный дроссель;
- конденсатор от сети.
Колба лампочки производится из кварцевого стекла. В начале работы на производстве из колбы выкачивают воздух и создают вакуумную среду, а потом она наполняется смесью инертного газа с добавлением ртути. Последняя должна быть в газообразном состоянии, потому что внутри высокое давление.
Превращение в световой луч
Поверхность колбы изнутри покрывается фосфоресцирующим веществом, оно перерабатывает энергию ультрафиолетового света в видимый человеческому глазу луч.
К концам электродов лампочки подсоединяется переменное напряжение сети. Нити из вольфрама покрываются тяжелым металлом, который во время работы испускает электроны. В основном используются цезий, барий, талий. Дроссель похож на катушку, у которой высокая величина магнитной проницаемости.
Электрод
Наружной частью электрод спаивается с цоколем. Из сосуда начинают обильное откачивание всего воздуха с помощью штенгеля, который находится в одной из ножек c электродами. Далее начинается наполнение вакуумной среды инертными газами c добавками ртути.
На определенные виды электродов обязательно напыляют активирующее вещество, например оксид бария, талия или кальция.
Стандартный цоколь
Атом ртути
В люминесцентную лампу добавляют немного ртути, которая превращается в пар во время розжига разряда, и некоторую часть аргона, которая помогает повышению срока эксплуатации изделия и улучшению условий для оживления атомов ртути.
При включении устройства к сети подается электрический разряд, оживляющий работу паров ртути. Тонкая пленка люминофора активизируется под воздействием света паров ртути.
Стеклянная трубка
Трубка из стекла может иметь различный диаметр. Сила светового потока может быть разной, это зависит от мощности люминесцентной лампы. Для ее правильной работы необходим стартер дроссельного вида.
Внимание! Температура в трубке не должна быть свыше 55 градусов. Поэтому данную лампу нельзя применять в промышленных горячих цехах
Классическая электросхема
Люминофор
Самой главной частью люминесцентного устройства будет слой люминофора. КПД люминофоров— соотношение величины излучаемых квантов к величине, поглощённых по большей степени, зависит от качества сырья, используемого при производстве люминофора.
Технические характеристики и маркировка ламп
Чтобы понимать свойства люминесцентной лампы нужно знать ее технические характеристики. К ним относят следующие эксплуатационные показатели:
- потребляемая мощность (Вт);
- рабочее напряжение (В);
- срок службы;
- тип цоколя;
- цветовая температура (К);
- качество цветопередачи (обозначается Ra).
Стандартный диапазон мощностей осветительных устройств – от 18 до 80 Вт. Их КПД варьируется в пределах от 45% до 75%. При этом во включенном состоянии выделение тепла лампами невысокое. Их световая эффективность – 80 Лм/Вт
В странах СНГ для осветительных линий принято напряжение переменного тока 220 В. В Японии, США и ряде других стран нормой являются 110 В.
Время эксплуатации прибора зависит от его типа. Так модификация Т8 рассчитана на 9000-13000 часов службы, а Т5 – уже на 20000 часов.
Следует учитывать, что для люминесцентных приборов оптимальным для работы является диапазон температур окружающей среды от +5 до +25 градусов по Цельсию. Допустимо их эксплуатировать при температурном режиме от +5 до +55 °С. Только у модификаций с амальгамным покрытием максимальная температура составляет +60 °С.
Цветовую температуру, зависящую от толщины слоя люминофора, указывают в градусах Кельвина. Она определяет степень схожести между свечением лампочки и естественным освещением, то есть влияет на восприятие цвета предметов. Цветовую температуру условно можно разделить на 4 диапазона:
- 2700-3200 К – теплый белый свет. Подходит для жилья. 2700 К сопоставимо с лампой накаливания.
- 3300-3700 – нейтральный белый. Можно пользоваться и дома и в офисе.
- 4000-4500 К – холодный белый. Используют в общественных и рабочих помещениях.
- 6000-6500 К – дневной белый. Подходящий вариант для улиц.
Цветопередача показывает способность искусственного источника света (по сравнению с естественным освещением) передавать цветовые характеристики освещаемых объектов. Диапазон значений данного параметра 1÷100: чем выше, тем лучше.
На коробках с лампами или на их индивидуальных упаковках указаны сведения о производителе, рассмотренные выше технические характеристики. Выделяют два вида маркировки: российскую, международную.
✍ Российская маркировка
Согласно ГОСТу 6825-91 («Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения») производители маркируют свою продукцию 4 либо 5 буквами и цифрами. Расшифровка буквенно-цифровой маркировки приведена далее.
| Позиция в маркировке | Обозначение | Описание |
| 1 | Л | люминесцентная |
| 2 — цвета излучения | Д | дневной |
| ХБ | холодно-белый | |
| Б | белый | |
| ТБ | тепло-белый | |
| Е, ХЕ | естественно-белый, холодный естественный | |
| К | красный | |
| Ж | желтый | |
| З | зеленый | |
| Г | голубой | |
| С | синий | |
| Р | розовый | |
| ГР | лиловый | |
| УФ | ультрафиолетовый | |
| ДБ | УФ типа С | |
| СР | синие рефлекторные | |
| 3 | Ц или ЦЦ | наличие этой позиции указывает на улучшенное (соответственно хорошее или отличное) качество цветопередачи |
| 4 — особенности конструкции и формы | Р | рефлекторная |
| У | U-образная | |
| А | амальгамная | |
| К | кольцевая | |
| Б | быстрого пуска | |
| 5 | цифра | мощность |
Получается, что под российской маркировкой ЛДЦК-80 следует понимать люминесцентную дневную лампу с хорошей цветопередачей, кольцевой формы, мощностью 80 Вт.
Пример российской маркировки ламп
Цветовая температура обозначается на упаковке числом со знаком «К», например, 2700 К. На этикетках также указываются параметры колбы: длина, форма, диаметр.
✍ Международная система маркировки
В международной системе для обозначения цветопередачи и цветовой температуры используется код, состоящий из трех цифр. Первая из них показывает индекс цветопередачи (его умножают на 10). Две остальные цифры указывают на величину цветовой температуры (их нужно умножать на 100).
Производители используют такие кода: 530, 640 (740), 765, 827, 830, 840, 865, 880, 930, 940, 954 (965). Так маркировкой L 18W/865 обозначается люминесцентная лампа 18 Вт мощностью, цветопередача которой 80, а цветовая температура – 6500 К.
Образец международной маркировки
Следует обратить внимание, что зарубежные компании могут использовать также индивидуальную маркировку на упаковках своей продукции. Образец такого маркирования представлен на изображении ниже.
Российские и международные производители выпускают люминесцентную продукцию с разнообразным набором технических параметров. Выбрать подходящую лампу для светильника поможет понимание маркировки изделий.
Причины неисправности
Электроды ЛДС представлены вольфрамовой спиралью, покрытой активными щелочными металлами, которые обеспечивают заряд. С периодом эксплуатации активная масса осыпается с электродов, они приходят в негодность.
В момент включения лампы (пуск разряда и последующий разогрев электродов) происходит дополнительная нагрузка на активную массу, что еще сильнее разрушает ее. На участках с наибольшей потерей активной массы поступает меньше напряжения, что приводит к неравномерной отдаче, и человек наблюдает мерцание лампы в период ее работы. Также осыпание активной массы приводит к полной неисправности лампы, а на концах трубки появляется темный оттенок.
Отсюда следует, что срок службы ЛЛ зависит еще от качества активной массы и частоты включения лампы. Но даже при этих ограничениях срок службы ЛДС как минимум намного выше (2000 запусков против 1000 у обычных лампочек накаливания).
Плюсы и минусы
В связи с жесткой конкуренцией на рынке люминесцентные осветительные приборы принято сравнивать с параметрами работы ламп другого принципа действия.
К преимуществам люминесцентных устройств следует отнести:
- Достаточно высокая эффективность, в сравнении с теми же лампами накаливания
выдают на порядок больший световой поток на каждый ватт потребленной
электроэнергии; - Имеет несколько вариантов цветового спектра, что делает обоснованным их
применение для различных целей; - Срок эксплуатации до наработки на отказ в 10 – 15 раз превышает тот же
показатель у ламп накаливания и галогенок; - Достаточно большое разнообразие
конструкций – компактные, большие, удлиненные и т.д.
Однако и недостатков у люминесцентных ламп существует немало:
- Гораздо более высокая стоимость;
- Наличие ртути, которая при разрушении колбы попадает в окружающее пространство;
- Даже уцелевшие отработанные лампы требуют специальной утилизации, которая также требует дополнительных затрат;
- Стабильность работы во многом зависит от температуры и влажности окружающей среды;
- Люминесцентные лампочки вызывают повышенную усталость глаз при длительном чтении или зрительном напряжении;
- В сравнении со светодиодными светильниками, бояться механических повреждений;
- Не поддаются классическим методам управления яркостью.
Общие сведения о люминесцентных лампах
Оттенок цвета люминесцентной лампы, как и светодиодной, зависит от цветовой температуры. При t = 4 200 К свет от прибора будет белым, и маркироваться она будет как ЛБ. Если же t = 6 500 К, то освещение приобретает чуть синеватый оттенок, становится более холодным. Тогда при маркировке указывается, что это лампа ЛД, т. е. «дневная». Интересен тот факт, что при исследованиях выявлено – лампы с более теплым оттенком имеют более высокий КПД, хотя на глаз кажется, что холодные цвета светят немного ярче.
И еще один момент, касающийся размеров. В народе люминесцентную лампу Т8 на 30 Вт называют «восьмидесяткой», подразумевая, что ее длина – 80 см, что не соответствует действительности. На самом деле длина составляет 890 мм, что на 9 см длиннее. Вообще же самые ходовые ЛЛ – это как раз Т8. Их мощность зависит от длины трубки:
- Т8 на 36 Вт имеет длину в 120 см;
- Т8 на 30 Вт – 89 см («восьмидесятка»);
- Т8 на 18 Вт – 59 см («шестидесятка»);
- Т8 на 15 Вт – 44 см («сороковка»).
Типы цоколей ламп дневного света
Вне зависимости от конструкции лампы, она в любом случае будет оборудована цокольными элементами. Это обязательный элемент. Они служат для подключения и подачи электрического тока на электроды осветительного прибора. Цоколь предназначен для надежного крепления и обеспечения контакта. При покупке обязательно надо обратить внимание на тип цоколя, в противном случае просто не удастся установить лампу. Цоколь и патрон обязательно должны взаимно соответствовать.
Типы цоколей
Классифицировать их можно на две большие категории: резьбовые и штыревые. В последнее время резьбовые имеют более широкое распространение. Их можно назвать классикой. В быту они используются без каких-либо переделок патрона, т.е. люминесцентную лампу с цоколем Е14 и Е27 можно применить вместо обычных ламп накаливания. Основными техническими показателями являются диаметр и расстояние между витками.
Штыревые цоколи люминесцентных ламп расположены как правило у торцов источника света. Это могут быть и прямые, и U-образные лампы.
Схема подключения с применением электронного балласта или ЭПРА.
Электронный Пускорегулирующий Аппарат (сокращенно- ЭПРА) в отличии от электромагнитного- подает на лампы напряжение не сетевой частоты, а высокочастотное от 25 до 133 кГц. А это полностью исключает возможность появления заметного для глаз мигания ламп. В ЭПРА используется автогенераторная схема, включающая трансформатор и выходной каскад на транзисторах.
Схемы подключений бывают разные, как правило они наносятся сверху на блоке и не вызывают трудности в подключении. Давайте рассмотрим пример.
Слева, L – фаза и N- ноль от электропитания. Один провод общий на контакты с левой стороны и два — раздельные.
Справа, 4 контакта. По два на каждую нить накала. Только соблюдайте схему подключения на каждую лампу с обоих сторон.
Особенности компактных ЛЛ
ЛЛ компактного типа – это изделия-гибриды, соединяющие в себе некоторые специфические отличительные черты ламп накаливания и характеристики люминесцентов.
Благодаря прогрессивным технологиям и расширившимся инновационным возможностям, имеют небольшой диаметр и некрупные габариты, свойственные лампочкам «Ильича», а также высокий уровень энергоэффективности, характерный для линейки приборов ЛЛ.
ЛЛ компактного типа выпускаются под традиционные цоколи E27, E14, E40 и очень активно вытесняют с рынка классические лампы накаливания за счет обеспечения качественного света при существенно меньшем потреблении электроэнергии
КЛЛ в большинстве случаев оснащаются электронным дросселем и могут использоваться в осветительных приборах специфического типа. Также применяются для замены в новых и раритетных светильниках простых и привычных ламп накаливания.
При всех достоинствах у компактных модулей есть такие специфические недостатки, как:
- стробоскопический эффект или мерцание – основные противопоказания здесь касаются эпилептиков и людей с различными заболеваниями глаз;
- выраженный шумовой эффект – в процессе пролонгированного применения появляется акустический фон, способный вызвать определенный дискомфорт у человека, находящегося в помещении;
- запах – в некоторых случаях изделия издают едкие, неприятные ароматы, раздражающие обоняние.
Последняя позиция чаще наблюдается у безымянных поделок китайского происхождения, а первыми двумя часто страдают даже брендовые приборы, изготовленные согласно всем правилам и современным требованиям. Рейтинг лучших производителей КЛЛ мы привели в этой статье.
Схема подключения с применением электромагнитный балласта или ЭмПРА.
ЭмПРА — это сокращенная аббревиатура- Электромагнитный Пускорегулирующий Аппарат. Часто называемый, как дроссель. Его мощность должна соответствовать общей мощности подключаемым к нему лампам.
Это довольно старая (активно применяемая еще в советское время) простая стартерная схема подключения к электросети люминесцентной лампы дневного света. 
Стартер — это миниатюрная лампочка с неоновым наполнением с двумя биметаллическими электродами внутри, которые разомкнуты в нормальном положении.
Принцип работы: при включении электропитания в стартере возникает разряд и замыкаются накоротко биметаллические электроды, после чего ток в цепи электродов и стартера ограничивается только внутренним сопротивлением дросселя, в результате чего возрастает почти в три раза больше рабочий ток в лампе и моментально разогреваются электроды люминесцентной лампы. Одновременно с этим остывают биметаллические контакты стартера и цепь размыкается.
В этот момент разрыва дроссель, благодаря самоиндукции создает запускающий высоковольтный импульс (до 1 кВольта), который приводит к разряду в газовой среде и зажигается лампа. После этого напряжение на ней будет равняться половине от сетевого, которого будет недостаточно для повторного замыкания электродов стартера.
Если лампа светит стартер не будет участвовать в схеме работы и его контакты всегда будут разомкнуты.
Часто встречается последовательная схема включения 2 ламп, для работы в которой применяются стартеры на 127 Вольт, но они не будут работать в одноламповой схеме, для которой понадобятся стартеры на 220 Вольт!
Недостатки схемы ПРА:
- По сравнению со схемой с электронным балластом на 10-15 % больший расход электроэнергии.
- Долгий запуск не менее 1 до 3 секунд (зависимость от износа лампы).
- Звук от гудения пластин дросселя, возрастающий со временем.
- Стробоскопический эффект мерцания лампы, что негативно влияет на зрение, при чем детали станков, вращающихся синхронно с частотой сети- кажутся неподвижными.
- Неработоспособность при низких температурах окружающей среды. Например, зимой в неотапливаемом гараже.
Преимущества и недостатки
Люминесцентные устройства имеют преимущества, достоинства и недостатки. Лампы имеют высокий показатель световой отдачи. Люминесцентные приборы в 20 Вт обеспечивают освещение в комнате, которое имеют устройства накаливания и иллюминационные лампы в 100 Вт.
Изделия отличаются высоким коэффициентом полезного действия. Энергосберегающие лампы используются до 20 тыс. часов при обеспечении требований эксплуатации.
Читайте также: Что такое дроссель?
Свет у люминесцентных конструкций не направленный, а рассеивающий. В северных регионах рекомендовано применение люминесцентных ламп дневного света в жилых и общественных зданиях.
Преимущество люминесцентных устройств в разнообразии конструктивных решений. Разные формы, цветовые оттенки устройств позволяют реализовывать оригинальные дизайнерские решения в архитектуре общественных и жилых комплексов.
К недостаткам люминесцентных приборов относится содержание в конструкции ртути, в зависимости от размера лампы объем вещества варьируется от 2,3 мг до 1 г. Однако производители разрабатывают конструкции, которые в применении не опасны.
Необходимо учитывать сложность в монтаже схем включения и ограниченную мощность на 1 единицу (150 Вт). Эксплуатация устройств зависит от климатических условий, т.к. при понижении температуры устройства гаснут либо не зажигаются. Световой поток в лампах снижается к концу эксплуатации прибора.
Причины выхода из строя
Достаточно часто потребители, столкнувшиеся с проблемой прекращения работы или ухудшением параметров свечения люминесцентных ламп, задаются вопросом поиска причин неисправности.
Наиболее частыми причинами выхода люминесцентных ламп со строя являются:
- перегорание нити накала – характеризуется полным отсутствием свечения;
- нарушение целостности контактов – также не дает лампе загореться;
- разгерметизация колбы с последующим выходом инертного газа – характеризуется вспышками оранжевого цвета;
- перегорание стартера, пробой его конденсатора – мерцание, неспособность долго запуститься, черное пятно возле контактов;
- обрыв обмотки дросселя или пробой на корпус – не включается или дает попеременное включение/выключение в процессе работы люминесцентной лампы;
- замыкание в патроне люминесцентной лампы или его контактах – характеризуется миганием, но без последующего пуска.
Проверка работоспособности системы
После подключения люминесцентной лампы следует убедиться в ее работоспособности и в исправности пускорегулирующих устройств. Для проведения испытаний понадобится тестер, с помощью которого проверяют катодные нити накала. Допустимый уровень сопротивления — 10 Ом.
Если тестер определил сопротивление как бесконечное, необязательно выбрасывать лампочку. Данный источник света еще сохраняет функциональность, но использовать его нужно в режиме холодного запуска. В обычном состоянии контакты стартера разомкнуты, а его конденсатор не пропускает постоянный ток. Иными словами, прозвон должен показывать очень высокое сопротивление, которое иной раз достигает сотен Ом.
После прикосновения щупами омметра дроссельных выводов сопротивление постепенно снижается до постоянной величины, присущей обмотке (несколько десятков Ом).
Обратите внимание! О неисправном состоянии дросселя говорит перегорание недавно поставленной лампочки.
Достоверно определить межвитковое замыкание в дроссельной обмотке, используя обычный омметр, не получится. Однако если в приборе есть функция замера индуктивности и данные по ЭмПРА, несоответствие значений укажет на наличие проблемы.
Цветность и состав излучения ламп
Различаются оттенки светового излучения приборов, изменяющие цветовые характеристики предметов.
Люминесцентные устройства имеют следующие типы оттенков излучения:
- дневной (Д);
- белоснежный (Б);
- естественный оттенок белого (Е);
- белый с теплым тоном (ТБ);
- белый с холодным тоном (ХБ);
- ультрафиолетовый (УФ);
- холодное естественное свечение (ЛХЕ) и т.д.
Добавление знака Ц в указании цветности свидетельствует об использовании состава люминофора с усовершенствованной передачей цвета.
Принцип работы стартера люминесцентной лампы
Конструкция устройства представлена компактной стеклянной колбой, заполненной инертным газом. Колба установлена внутри металлического или пластикового корпуса, с парой электродов, один из которых относится к биметаллическому типу.
Напряжение на зажигание стартера не должно быть выше, чем номинальное напряжение питающей сети. В процессе подключения схемы запуска к питающей электросети, значительная часть напряжения переходит на разомкнутые стартерные электроды. Под воздействием напряжения обеспечивается образование тлеющего разряда, небольшая часть которого используется для разогрева биметаллических электродов.
Схема работы стартера
Результатом нагревания становится изгиб и замыкание электроцепи, с последующим прекращением тлеющего разряда внутри стартера. Проход тока по цепи последовательно соединенных дросселя и катодов вызывает их эффективный прогрев. Временем замкнутого состояния стартерных электродов определяется продолжительность прогрева катодов любой люминесцентной лампы.
Средний срок эксплуатации стартера равен продолжительности работы осветительного прибора, но с течением времени уровень интенсивности напряжения тлеющего внутреннего разряда заметно понижается.
Бездроссельное включение люминесцентных ламп: схемы
Несмотря на дешевизну, электромагнитные балласты имеют недостатки. Они и явились причиной создания электронных схем зажигания (ЭПРА).
Питание от 220В без дросселя и стартера
Дело в том, что стартеры периодически выходят из строя, а дроссели перегорают. Всё это стоит не дешево, поэтому есть несколько схем для подключения светильника без этих элементов. Одну из них вы видите на рисунке ниже.
Диоды можно выбирать любые с обратным напряжением не менее 1000В и током не меньше чем потребляет светильник (от 0,5 А). Конденсаторы выбирайте с таким же напряжением в 1000В и ёмкостью 1-2 мкФ
Обратите внимание, что в этой схеме включения выводы лампы замкнуты между собой. Это значит, что спирали в процессе зажигания не участвуют и можно использовать схему для розжига ламп, где они перегорели
Такую схему можно использовать для освещения подсобных помещений и коридоров. В гараже можно применять, если в нём вы не работаете на станках. Светоотдача может быть ниже, чем при классическом подключении, а световой поток будет мерцать, хоть это и не всегда заметно для человеческого глаза. Но такое освещение может вызвать стробоскопический эффект — когда вращающиеся части могут казаться неподвижными. Соответственно это может привести к несчастным случаям.
Примечание: во время экспериментов учтите, что запуск люминесцентных источников света в холодное время года всегда осложнен.
На видео ниже наглядно показано, как запустить люминесцентную лампу, используя диоды и конденсаторы:
Есть еще одна схема подключения люминесцентной лампы без стартера и дросселя. В качестве балласта при этом используется лампочка накаливания.
Лампу накаливания использовать на 40-60 Вт, как показано на фото:
Альтернативой описанным способам является использование платы от энергосберегающих ламп. Фактически это тот же ЭПРА, что используется с трубчатыми аналогами, но в миниатюрном формате.
На видео ниже наглядно показано, как подключить люминесцентную лампу через плату энергосберегающей лампы:
Область применения
Люминесцентные лампы в школьном классе
Лампы дневного света получили широкое распространение благодаря своим преимуществам. Они используются для освещения в домах и квартирах, офисах, производствах и складах, в уличной подсветке и световой рекламе.
В зависимости от спектра цветопередачи лампы бывают:
- аналогичные солнечному излучению – используются в подсветке офисов, производственных цехов, административных организациях;
- с повышенной цветопередачей – подходят для выставок, галерей, музеев, больниц, организаций по продаже красителей, тканей и других художественных приспособлений;
- с повышенным излучением в красном и синем спектре – используются для подсветки аквариумов, теплиц, в магазинах растений, оранжереях;
- со смещением в синюю и УФ часть спектра – декорирование аквариумов;
- свет в УФ спектре – солярии;
- УФ излучение повышенной мощности – антибактериальные лампы.
До активного использования светодиодов люминесцентные светящиеся лампочки применялись для подсветки жидкокристаллических мониторов. Мощные люминесцентные приборы применяются в уличном освещении трасс, стадионов, площадок.
Какую люминесцентную лампу стоит выбрать
Сейчас в продаже много разных источников света. Продуманное расположение источников света создает чувство комфорта. Сложность выбора состоит в том, необходимо рассматривать не только мощностные параметры, но и цветопередачу, спектральный диапазон. С яркостью все понятно, чем больше мощность, тем больше яркость. В этом случае все зависит от линейных размеров освещаемого помещения. Если их сравнить с обычными лампами накаливания, то при равной мощности ККЛ (компактная люминесцентная лампа) имеет яркость в среднем в пять раз выше.
Цветовая температура должна коррелировать с конкретными нуждами. Цветовая температура — Важный параметр. 2700 К – это тепло-желтый свет, 4200 – обычный белый, а 6400К – холодный синий. Для глаз наиболее комфортно от 4000 К до 5000К. Существуют также осветители с различным окрасом люминофорного слоя. Это уже для дизайнерского креатива в оформлении помещений.
Сейчас много разных форм и конфигураций люминесцентных источников света для создания оформления. Теоретически возможно создать любую форму для дизайнерского проекта.
Дизайнерские решения
Схемы со стартером
Самыми первыми появились схемы со стартерами и дросселями. Это были (в некоторых вариантах и есть) два отдельных устройства, под каждое из которых имелось свое гнездо. Также в схеме есть два конденсатора: один включен параллельно (для стабилизации напряжения), второй находится в корпусе стартера (увеличивает длительность стартового импульса). Называется все это «хозяйство» — электромагнитным балластом. Схема люминесцентного светильника со стартером и дросселем — на фото ниже.
Схема подключения люминесцентных ламп со стартером
Вот как она работает:
- При включении питания, ток протекает через дроссель, попадает на первую вольфрамовую спираль. Далее, через стартер попадает на вторую спираль и уходит через нулевой проводник. При этом вольфрамовые нити понемногу раскаляются, как и контакты стартера.
- Стартер состоит из двух контактов. Один неподвижный, второй подвижный биметаллический. В нормальном состоянии они разомкнуты. При прохождении тока биметаллический контакт разогревается, что приводит к тому, что он изгибается. Согнувшись, он соединяется с неподвижным контактом.
- Как только контакты соединились, ток в цепи мгновенно вырастает (в 2-3 раза). Его ограничивает только дроссель.
- За счет резкого скачка очень быстро разогреваются электроды.
- Биметаллическая пластина стартера остывает и разрывает контакт.
- В момент разрыва контакта возникает резкий скачок напряжения на дросселе (самоиндукция). Этого напряжения достаточно для того, чтобы электроны пробили аргоновую среду. Происходит розжиг и постепенно лампа выходит на рабочий режим. Он наступает после того, как испарилась вся ртуть.
Рабочее напряжение в лампе ниже сетевого, на которое рассчитан стартер. Потому после розжига он не срабатывает. В работающем светильнике его контакты разомкнуты и он никак в ее работе не участвует.
Эта схема называется еще электромагнитный балласт (ЭМБ), а схема работы электромагнитное пускорегулирующее устройство — ЭмПРА . Часто это устройство называют просто дросселем.
Один из ЭмПРА
Недостатков у этой схемы подключения люминесцентной лампы достаточно:
- пульсирующий свет, который негативно сказывается на глазах и они быстро устают;
- шумы при пуске и работе;
- невозможность запуска при пониженной температуре;
- длительный старт — от момента включения проходит порядка 1-3 секунд.
Две трубки и два дроссели
В светильниках на две лампы дневного света два комплекта подключаются последовательно:
- фазный провод подается на вход дросселя;
- с выхода дросселя идет на один контакт лампы 1, со второго контакта уходит на стартер 1;
- со стартера 1 идет на вторую пару контактов той же лампы 1, а свободный контакт соединяют с нулевым проводом питания (N);
Так же подключается вторая трубка: сначала дроссель, с него — на один контакт лампы 2, второй контакт этой же группы идет на второй стартер, выход стартера соединяется со второй парой контактов осветительного прибора 2 и свободный контакт соединяется с нулевым проводом ввода.
Схема подключения на две лампы дневного света
Та же схема подключения двухлампового светильника дневного света продемонстрирована в видео. Возможно, так будет проще разобраться с проводами.
Схема подключения двух ламп от одного дросселя (с двумя стартерами)
Практически самые дорогие в этой схеме — дросселя. Можно сэкономить, и сделать двухламповый светильник с одним дросселем. Как — смотрите в видео.
