Люминесцентные лампы - 2-ой в мире по распространенности источник света, а в Стране восходящего солнца они занимают даже 1-ое место, обогнав лампы накаливания. Раз в год в мире делается более 1-го млрд люминесцентных ламп.
1-ые образцы люминесцентных ламп
современного типа были показаны американской
компанией General Electric на Глобальной выставке в Нью-Йорке в 1938 году. За 70 лет существования они крепко вошли в нашу жизнь, и на данный момент уже тяжело представить какой-либо большой магазин либо кабинет, в каком не было бы ни 1-го осветительного прибора с люминесцентными лампами.
Внутри трубки находится благородный газ, обычно смесь аргона и неона. О стартере и балласте генерируется напряжение зажигания и регулируется источник питания для электродов. В трубке атомы ртути испаряются путем выделения тепла приложенного напряжения. Катод излучает электроны, которые могут свободно перемещаться в трубе.
На диаграмме показана структура и режим работы компактной люминесцентной лампы на примере классической люминесцентной трубки, работающей по тому же принципу. Когда электроны ударяются по атомам ртути, они выделяют энергию в виде ультрафиолетового света. Этот процесс газового разряда происходит автоматически после «зажигания» лампы и увеличивает ток, пока лампа не будет разрушена перегревом. Балласт регулирует это, чтобы предотвратить это.
Люминесцентная лампа - это обычный разрядный источник света низкого давления , в каком разряд происходит в консистенции паров ртути и инертного газа , в большинстве случаев - аргона. Устройство лампы показано на рис. 1.
Пробирка лампы - это всегда цилиндр 1 из стекла с внешним поперечником 38, 26, 16 либо 12 мм. Цилиндр может быть прямым либо изогнутым в виде кольца, буковкы U либо более сложной фигуры. В торцевые концы цилиндра герметично впаяны стеклянные ножки 2, на которых с внутренней стороны смонтированы электроды 3. Электроды по конструкции подобны биспиральному телу накала ламп накаливания и также делаются из вольфрамовой проволоки. В неких типах ламп электроды изготовлены в виде триспирали, другими словами спирали из биспирали. С внешней стороны электроды подпаяны к штырькам 4 цоколя 5. В прямых и U-образных лампах употребляется только два типа цоколей - G5 и G13 (числа 5 и 13 указывают расстояние меж штырьками в мм).
Преимущества и недостатки компактных люминесцентных ламп и ламп накаливания
Испускаемый свет невидим для людей. Поэтому на внешней стенке стеклянной трубки имеется покрытие соединений фосфора. Преимущества компактных люминесцентных или энергосберегающих ламп - это их низкое энергопотребление и длительный срок службы. Энергосберегающие лампы потребляют лишь около одной пятой мощности аналогичной лампы накаливания. Это в основном связано с гораздо меньшей эффективностью ламп накаливания, которые излучают большую часть энергии, которую они потребляют не в виде света, а в виде тепла.
Как и в лампах накаливания, из пробирок люминесцентных ламп воздух кропотливо откачивается через штенгель 6, впаянный в одну из ножек. После откачки объем пробирки заполняется инертным газом 7 и в него вводится ртуть в виде маленький капли 8 (масса ртути в одной лампе обычно около 30 мг ) либо в виде так именуемой амальгамы, другими словами сплава ртути с висмутом, индием и другими металлами.
Первоначально недостатком было отсутствие затемнения обычных компактных люминесцентных ламп. Между тем, однако, есть те, которые имеют управляемый балласт. Регулируя приложенный ток, яркость лампы изменяется. Цветопередача люминесцентных ламп также стала более разнообразной. Высококачественные лампы имеют более выраженный световой спектр и значительно улучшают цветопередачу. Цветовая температура теплых люминесцентных ламп сравнима с лампами накаливания.
Из-за токсичности ртути следует избегать касания разрушенных ламп. Огни не должны удаляться с бытовыми отходами и могут быть возвращены на вторичный склад или утилизированы как опасные отходы. Между тем, есть компактные люминесцентные лампы, которые содержат амальгаму вместо ртути, что облегчает обращение с разрушенными лампами. Если лампа разрывается, выброшенные пары ртути не могут попасть в атмосферу или загрязнить грунтовые воды и почву.
На биспиральные либо триспиральные электроды ламп всегда наносится слой активирующего вещества - это обычно смесь окислов бария, стронция, кальция, время от времени с маленький добавкой тория.
Если к лампе приложено напряжение большее, чем напряжение зажигания, то в ней меж электродами появляется электронный разряд, ток которого непременно ограничивается какими-либо наружными элементами. Хотя пробирка заполнена инертным газом, в ней всегда находятся пары ртути, количество которых определяется температурой самой прохладной точки пробирки. Атомы ртути возбуждаются и ионизируются в разряде еще легче, чем атомы инертного газа, потому и ток через лампу, и ее свечение определяются конкретно ртутью.
Люминесцентные лампы недавно получили признание в офисных и торговых помещениях, где они обеспечивают надлежащее освещение. Фактически, в течение длительного времени радиус использования этих ламп был ограничен коммерческим сектором и использовался в коммерческих помещениях. С другой стороны, в помещениях, где освещение не предназначено прежде всего для использования, этот источник света не может быть найден. Однако, как и во многих других областях технологии освещения, значительный прогресс может быть достигнут и в люминесцентных лампах.
В ртутных разрядах низкого давления толика видимого излучения не превосходит 2 % от мощности разряда, а световая отдача ртутного разряда - всего 5-7 лм/Вт. Но больше половины мощности, выделяемой в разряде, преобразуется в невидимое уф-излучение с длинами волн 254 и 185 нм. Из физики понятно: чем короче длина волны излучения, тем большей энергией это излучение обладает. При помощи особых веществ, именуемых люминофорами, можно перевоплотить одно излучение в другое, при этом, по закону сохранения энергии, «новое» излучение может быть только «менее энергичным», чем первичное. Потому уф-излучение можно перевоплотить в видимое при помощи люминофоров, а видимое в ультрафиолетовое - нельзя.
Люминесцентные лампы для гостиной
Среди достижений, которые выделяют флуоресцентные лампы из ограничения, как чисто практические луковицы, является разработка вариантов, которые излучают воспринимаемый как «теплый» и «уютный» свет. Эти «теплые тональные лампы» делают лампочку совместимой с потребностями жилого пространства. Это, конечно, чрезвычайно позитивное развитие. Функциональный принцип флуоресцентной лампы часто намного превосходит функциональный принцип многих обычных решений освещения. Обычная люминесцентная лампа состоит из трубки, которая имеет заполнение благородным газом.
Вся цилиндрическая часть пробирки с внутренней стороны покрыта узким слоем конкретно такового люминофора 9, который и превращает уф-излучение атомов ртути в видимое. В большинстве современных люминесцентных ламп в качестве люминофора употребляется галофосфат кальция с добавками сурьмы и марганца (как молвят спецы, «активированный сурьмой и марганцем»). При облучении такового люминофора уф-излучением он начинает сиять белоснежным светом различных цветов. Диапазон излучения люминофора - сплошной с 2-мя максимумами - около 480 и 580 нм (рис. 2).
При включении этот газ выделяет невидимое излучение. Это, в свою очередь, реагирует с люминофорным покрытием на стенках трубки для получения видимого света. Для запуска лампы требуется балласт. Для этой цели наиболее технически передовые технологии являются электронными, что также позволяет начать без мерцания. Кроме того, лампа имеет срок службы до 000 часов - в 20 раз больше обычной лампы общего назначения.
Дополнительные возможные характеристики люминесцентной лампы
Другие функции люминесцентные лампы могут иметь цветные формы, которые идеально подходят для декоративного использования. И с диммируемой версией этого источника света, можно настроить свет в соответствии с ситуацией. Таким образом, флуоресцентная лампа превратилась в легкую альтернативу, которую можно использовать повсюду. Люминесцентная лампа, люминесцентная лампа, самая обычная газоразрядная лампа. Для воспламенения тлеющего разряда стартер генерирует мгновенные импульсы высокого напряжения, и электроды предварительно нагреваются.
1-ый максимум определяется наличием сурьмы, 2-ой - марганца. Меняя соотношение этих веществ (активаторов), можно получить белоснежный свет различных цветовых цветов - от теплого до дневного. Потому что люминофоры превращают в видимый свет больше половины мощности разряда, то конкретно их свечение определяет светотехнические характеристики ламп.
После того, как зажигание, атомы ртути возбуждаются столкновений электронов и излучают ультрафиолетовый свет с длиной волны 254 нм. Они потребляют в три раза меньше энергии, чем лампы накаливания для той же работы. Рейнальд Лед Натали Фишер Вальтер Грейлих Карстен Хейниш Соня Нагель Доктор.
Уве Григолейт, Геттинген Профессор Майкл Гродзицкий, Зальцбург Проф. Хельмут Хаберланд, Фрайбург Доктор Андреас Хейлманн, Хемниц Йенс Хёрнер, Ганновер Доктор Дитер Хоффманн, Берлин Ульрих Килиан, Гамбург Томас Клюге, Майнц Ахим Нолл, Страсбург Андреас Колманн, Гейдельберг Доктор Скопировать в буфер обмена Бернд Краузе, Карлсруэ Андреас Марквиц, Дрезден Хольгер Матишик, Бенсхайм Матиас Мертенс, Майнц Д-р Андреас Мюллер, Киль Д-р Николаус Нестле, Регенсбург Доктор Томас Отто, Женева Профессор Гарри Пол, Берлин Кандидат.
В 70-е годы прошлого века начали делать лампы не с одним люминофором, а стремя, имеющими максимумы излучения в голубой, зеленоватой и красноватой областях диапазона (450, 540 и 610 нм). Эти люминофоры были сделаны сначало для кинескопов цветного телевидения, где с помощью их удалось получить полностью применимое проигрывание цветов. Композиция 3-х люминофоров позволила и в лампах достигнуть существенно наилучшей цветопередачи при одновременном увеличении световой отдачи, чем при использовании галофосфата кальция. Но новые люминофоры еще дороже старенькых, потому что в их употребляются соединения редкоземельных частей - европия, церия и тербия. Потому в большинстве люминесцентных ламп как и раньше используются люминофоры на базе галофосфата кальция.
Кристоф Пфлумм, Карлсруэ Проф. Ульрих Платт, Хайдельберг Доктор Роланд Андреас Пунтигам, Мюнхен Профессор Гюнтер Радонс, Штутгарт Оливер Раттунде, Фрайбург Доктор Карл-Хеннинг Рехрен, Гёттинген, Германия Проф. Герман Риетшель, Карлсруэ Доктор Питер Оливер Ролл, Майнц Ханс-Йорг Рутч, Гейдельберг Доктор Артур Шарманн, литье доктора Арне Ширрмахер, Мюнхен Кристина Шмитт, кандидат Фрайбург. В квадратных скобках стоит знак авторинга, число в круглой скобке - номер области темы; Список тематических областей можно найти в предисловии.
Гюнтер Бейкерт, Виернхайм Профессор Ханс Беркхемер, Франкфурт Проф. Маттиас Дельбрюк, Доссенхайм Карл Эберль, Штутгарт Доктор Дитрих Один, Гархинг Доктор Вольфганг Эйзенберг, Лейпциг Доктор Роджер Эрб, Кассель. Кристоф Хайнце, Гамбург Флориан Херольд, Мюнхен Доктор Германн Хинш, Гейдельберг Доктор Кэтрин Джурне, Штутгарт, профессор Йозеф Калрат, Людвигсхафен, Германия. Клаус Кифер, Фрибург Доктор Уве Клемрадт, Мюнхен, Германия. Дирк Мецгер, Мангейм Проф. Карл фон Мейенн, Мюнхен Руди Михалак, Аугсбург Доктор Андреас Мюллер, Киль Д-р Николаус Нестле, Лейпциг.
Электроды в люминесцентных лампах делают функции источников и приемников электронов и ионов, за счет которых и протекает электронный ток через разрядный просвет. Для того чтоб электроны начали перебегать с электродов в разрядный просвет (как молвят, для начала термоэмиссии электронов), электроды должны быть нагреты до температуры 1100 – 1200 0С. При таковой температуре вольфрам сияет очень слабеньким вишневым цветом, испарение его сильно мало. Но для роста количества вылетающих электронов на электроды наносится слой активирующего вещества, которое существенно наименее термостойко, чем вольфрам, и при работе этот слой равномерно распыляется с электродов и оседает на стенах пробирки. Обычно конкретно процесс распыления активирующего покрытия электродов определяет срок службы ламп.
Ульрих Парлиц, Геттинген Доктор Оливер Пробст, Монтеррей, Мексика Андреа Квинтель, Штутгарт Доктор Гуннар Радонс, Мангейм Доктор Уве Реннер, Лейпцигский университет Урсула Реш-Эссер, Берлин Питер Оливер Ролл, Ингельхайм. Зигмар Рот, Штутгарт Доктор Маргит Сарстедт, Лёвен, Германия Рольф Сауермост, Вальдкирх Майкл Шмид, Штутгарт Доктор Мартин Шон, Констанц Ричард Швальбах, Майнц Проф. Манфред Вебер, Франкфурт Прив. Бургхард Вайс, Любек Профессор Клаус Винтер, Берлин Прив. Йохен Восница, Карлсруэ Прив. -Доз.
Йорг Зегенхаген, Штутгарт Д-р. Ульрих Килиан Кристин Вебер. Ханс-Георг Бартель, Берлин Штеффен Бауэр, Карлсруэ Доктор Гюнтер Бейкерт, Виернхайм, Германия Проф. Хельмут Бокмайер, Дармштадт Томас Бюрк, Леймен Йохен Бюттнер, Берлин Матиас Дельбрюк, Доссенхайм, Германия Проф. Анжелика Фалерт-Мюллер, Гросс-комнаты Стефан Фихтнер, Гейдельберг Доктор Томас Фильк, Фрайбург Натали Фишер, Вальдорф Доктор Томас Фурманн, Мангейм Кристиан Фульда, Ганновер Франк Габлер, Франкфурт Харальд Генц, Дармштадт, Германия Профессор Хеннинг Генц, Карлсруэ Доктор Майкл Гердинг, Потсдам Андреа Грейнер, Гейдельберг Уве Григолейт, Вайнхайм Гюнтер Хадвих, Мюнхен Доктор Андреас Хейлманн, Галле Карстен Хейниш, Кайзерслаутерн Марк Хембергер, Гейдельберг Доктор Германн Хинш, Хайдельберг Прив. -Доз.
Для заслуги большей эффективности разряда, другими словами для большего выхода уф-излучения ртути, нужно поддерживать определенную температуру пробирки. Поперечник пробирки выбирается конкретно из этого требования. Во всех лампах обеспечивается приблизительно однообразная плотность тока - величина тока, деленная на площадь сечения пробирки. Потому лампы разной мощности в колбах 1-го поперечника, обычно, работают при равных номинальных токах. Падение напряжения на лампе прямо пропорционально ее длине. А потому что мощность равна произведению тока наальна их д напряжение, то при схожем поперечнике пробирок и мощность ламп прямо пропорционлине. У самых массовых ламп мощностью 36 (40) Вт длина равна 1210 мм, у ламп мощностью 18 (20) Вт - 604 мм.
Дитер Хоффманн, Берлин Герт Якоби, Гамбург Ренате Джереч, Гейдельберг Проф. Йозеф Калрат, Людвигсхафен Прив. Клаус Кифер, Фрайбург Ричард Килиан, Висбаден Доктор Ульрих Килиан, Гейдельберг Томас Клюге, Джулих Д-р Ахим Кнолль, Карлсруэ Бернд Краузе, Мюнхен Геро Кубе, Майнц, Германия Ральф Кюнле, Гейдельберг Фолькер Лаафф, Магдебург Доктор Антон Лерф, Гархинг Доктор Аксель Лорке, Мюнхен Проф. Николаус Нестле, Лейпциг Доктор Томас Отто, Женева, Прив. Йохен Восница, Карлсруэ Кай Зубер, Дортмунд Доктор Вернер Цвергер, Мюнхен, Германия.
Свет - это самый важный строительный блок для здорового роста растений. Однако многие существующие аквариумы оснащены люминесцентными лампами. Преобразование не только сложно, но и дорого. Отражатель может помочь значительно улучшить выход люминесцентной лампы за счет отражения неиспользуемого света в резервуаре.
Большая длина ламп повсевременно заставляла находить пути ее уменьшения. Обычное уменьшение длины и достижение подходящих мощностей за счет роста тока разряда нерационально, потому что при всем этом возрастает температура пробирки, что приводит к повышению давления паров ртути и понижению световой отдачи ламп. Потому создатели ламп пробовали уменьшить их габариты за счет конфигурации формы - длинноватую цилиндрическую пробирку сгибали напополам (U-об- различные лампы) либо в кольцо (кольцевые лампы). В СССР уже в 50-е годы делали U-образные лампы мощностью 30 Вт в пробирке поперечником 26 мм и мощностью 8 Вт в пробирке поперечником 14 мм.
До недавнего времени питомники аквариумных растений указали на необходимость освещения в своих каталогах. Сегодня вы можете найти больше руководств по световому потоку в люменах. Однако эта информация по-прежнему полезна пользователям люминесцентных ламп.
Дополнительный свет через отражатель
Угол пучка флуоресцентной трубки составляет 360 градусов. Однако используются только те, которые все еще на 180 градусов ниже источника света. Весь свет, который испускается вверх, исчезает в основном черных компонентах крышки. Если отражатель расположен над флуоресцентной лампой в этой области, этот ранее неиспользованный свет отражается вниз. Расчет количества света включает флуоресцентную трубку, снабженную отражателем в два раза. Таким образом, предполагается, что имеется двойное количество света.
Но кардинально решить делему уменьшения габаритов ламп удалось исключительно в 80-е годы, когда начали использовать люминофоры, допускающие огромные электронные нагрузки, что позволило существенно уменьшить поперечник пробирок. Пробирки стали делать из стеклянных трубок с внешним поперечником 12 мм и неоднократно изгибать их, сокращая тем общую длину ламп. Появились так называемые компактные люминесцентные лампы. По механизму работы и внутреннему устройству малогабаритные лампы не отличаются от обыденных линейных ламп.
Отражатель - очень простая конструкция. Как правило, это зеркальная лента из листового металла. В результате он получает достаточную стабильность. Два отверстия используются для фиксации зажимов из пластмасс или металлов, с которыми отражатель прикреплен к люминесцентной лампе. Имеются как угловые, так и круглые варианты отражателя. Выход света должен отличаться.
Правильное обслуживание рефлектора
Отражатель не нуждается в особой заботе. Поэтому для рефлектора не нужно специально планировать работу. Со временем, однако, известь может оседать на зеркале, что снижает отражательную способность и, следовательно, также выход света. При регулярном изменении люминесцентных ламп необходимо проверить отражатель на эти отложения накипи и, при необходимости, удалить. Известь часто осаждается вблизи выхода фильтра. Удаляет известь из отражателя мягкой тканью и обычным уксусом или уксусом.
Посреди 90-х годов на мировом рынке появилось новое поколение люминесцентных ламп, в маркетинговой и технической литературе называемое «серией Т5» (в Германии - Т16). У этих ламп внешний поперечник пробирки уменьшен до 16 мм (либо 5/8 дюйма, отсюда и заглавие Т5). По механизму работы они также не отличаются от обыденных линейных ламп. В конструкцию ламп внесено одно очень принципиальное изменение - люминофор с внутренней стороны покрыт узкой защитной пленкой, прозрачной и для ультрафиолетового, и для видимого излучения. Пленка защищает люминофор от попадания на него частиц ртути, активирующего покрытия и вольфрама с электродов, по этому исключается «отравление» люминофора и обеспечивается высочайшая стабильность светового потока в течение срока службы. Изменены также состав наполняющего газа и конструкция электродов, что сделало неосуществимой работу таких ламп в старенькых схемах включения. Не считая того - в первый раз с 1938 года - изменены длины ламп таким макаром, чтоб размеры осветительных приборов с ними соответствовали размерам стандартных модулей очень престижных на данный момент навесных потолков.
Люминесцентные лампы, в особенности последнего поколения в колбах поперечником 16 мм, существенно превосходят лампы накаливания по световой отдаче и сроку службы. Достигнутые сейчас значения этих характеристик равны 104 лм/Вт и 40000 часов.
Но люминесцентные лампы имеют и огромное количество недочетов, которые следует знать и учесть при выборе источников света:
1. Огромные габариты ламп нередко не позволяют перераспределять световой поток необходимым образом.
2. В отличие от ламп накаливания, световой поток люминесцентных ламп очень находится в зависимости от окружающей температуры (рис. 3).
3. В лампах содержится ртуть - очень ядовитый металл, что делает их экологически небезопасными.
4. Световой поток ламп устанавливается не сходу после включения, а спустя некое время, зависящее от конструкции осветительного прибора, окружающей температуры и самих ламп. У неких типов ламп, в которые ртуть вводится в виде амальгамы, это время может достигать 10-15 минут.
5. Глубина пульсаций светового потока существенно выше, чем у ламп накаливания, в особенности у ламп с редкоземельными люминофорами. Это затрудняет внедрение ламп в почти всех производственных помещениях и, не считая того, негативно сказывается на самочувствии людей, работающих при таком освещении.
6. Как было сказано выше, люминесцентные лампы, как и все газоразрядные приборы, требуют для включения в сеть использования дополнительных устройств.