Принцип роботи ламп денного освітлення з стартером і без
Освітлення є важливою складовою роботи і побуту сучасної людини. Починаючи від цехів і офісів і закінчуючи житловими приміщеннями, скрізь зараз присутні освітлювальні прилади. У багатьох з них використано люмінісцентні газорозрядні джерела світла, більше відомі як лампи денного освітлення.
Опис люмінесцентних ламп
Відносно недавно люмінесцентні лампи не користувалися таким широким попитом, так як видається ними спектр відтінків був украй малий: біло-рожевий і біло-зелений. Але з розвитком освітлювального обладнання модернізувалися і удосконалювалися лампочки денного світла. Тим більше що вони дозволяли створювати світильники практично будь-яких дизайнів, та й самій лампі можна було надати будь-яку складну форму. А сильно розширився спектр світіння і низьке енергоспоживання дозволили не тільки наздогнати, а й перегнати за популярністю звичайні лампи розжарювання.
Що стосується пристрою, то такі освітлювальні прилади є колбу, внутрішня поверхня якої покрита тонким шаром люмінофора і наповнена ртутними парами. При виникненні електричного струму ртуть починає випромінювати ультрафіолет, який перетворює люмінофор в видиме світло. Чим більше люменів, тим більшу світловіддачу має лампа. Ступінь освітленості прийнято вимірювати в люксах.
Крім цього, колба наповнюється інертним газом, який дозволяє отримувати світіння різних відтінків. Так, якщо використовується неон, то світло буде червоним, аргонові вироби видають блакитний відтінок, а колби, наповнені гелієм, можуть видавати від світло-жовтого до блідо-рожевого.
Принцип роботи
В основі ламп денного світла лежить той же принцип, що і в звичайній лампочці розжарювання. Це вдосконалений вигляд останніх. Адже схема лампи денного світла більш складна, ніж її податок з ниткою розжарювання. Хоча і тут присутні вольфрамові нитки, які при впливі на них електричного струму сильно розігріваються. Мабуть, це найголовніше схожість між обома варіантами.
Незважаючи на зовні гадану складність пристрою люмінесцентних лампочок, працюють вони за простим принципом. Між електродами, що знаходяться на різних кінцях пристрою, при подачі напруги виникає дуговий розряд.
Колба заповнена будь-яким інертним газом і невеликою кількістю ртуті, які при впливі струму починають випромінювати ультрафіолет.
Так як УФ людське око не здатне бачити, припадає таке випромінювання перетворити в видиме світло. З цим відмінно справляється так званий люмінофор, який наносять на внутрішню поверхню скляної колби. В його основі, як правило, використовуються похідні кальцію або цинку. Хоча цілком допустимо застосування і інших елементів. Адже саме від складу люмінофора залежить відтінок, який дає світло приладу.
Отриманий дугового розряд постійний через те, що з поверхні катода відбувається вибивання електронів за рахунок високої температури. Розігрівають катоди, пропустивши через них струм, або бомбардуванням іонів в тліючому розряді з високою напругою, де для обмеження струму використовується баласт.
Баласт, або пускорегулирующий автомат, допомагає вирішити ряд проблем, які виникають при використанні ЛДС. Адже безпосередньо люмінесцентні лампи підключити до мережі можна, так як вони мають досить високий опір, що, в свою чергу вимагає наявність імпульсу великої напруги, щоб отримати розряд для запалювання. Крім цього, в ланцюг обов'язково необхідно включити опір, яке не дозволить статися коротке замикання, внаслідок чого лампа згорить. Трапляється це через негативного диференціального опору, яке виникає під час появи розряду в лампі.
Види і форми
Незважаючи на загальну зовнішню схожість, існують значні відмінності між різними люмінесцентними лампами. Так, є варіанти низького і високого тиску. Як можна зрозуміти з назв, одні заповнюються газами під низьким тиском, інші, навпаки, під високим. Якщо необхідно висвітлити житлове приміщення, офіс або цех, то краще використовувати саме ЛДС низького тиску. Що стосується виробів з високим тиском, то їх прийнято експлуатувати в приладах, що вимагають високих потужностей, наприклад, під час налаштування вуличного освітлення.
Це не єдина відмінність таких виробів. Ще однією з важливих характеристик є спектр випромінювання. Світло, що випромінюється лампою, здається білим, проте в дійсності може спотворювати кольори навколишніх предметів. Відбувається це з тієї причини, що застосовується люмінофор випромінює одні кольори більше, а інші менше. Око нездатний побачити подібне відмінність, але відмінно сприймає спотворення кольору в навколишньому середовищі. Однак такі лампи мають хорошу світлову віддачу, що також є цінним в ряді випадків.
Якщо згадати біологію, то очей має колірні рецептори трьох типів, решта допрацьовує мозок. Таким чином, можна його «обдурити» і зробити ЛДС, які дозволяють бачити весь спектр. Для цього достатньо застосувати трьохполосний або п'ятиполосний люмінофор. Правда, такі варіанти будуть коштує набагато дорожче.
Як відомо, вибір залежить безпосередньо від потреб і місця, яке необхідно висвітлити. Тому існує спеціальне маркування, що дозволяє визначити, яку світність дає виріб:
Д – таким чином позначається звичайна стандартна лампа.- ЛДЦ – лампи, марковані такими буквами, мають покращений показник кольоровості.
- ЛБ – маркування говорить про те, що лампочка видає білий світ.
- ЛХБ – мається на увазі, що лампа світить білим, але вже холодним світлом.
- ЛТБ – такі люмінесцентні лампи також випромінюють біле, але вже тепле світло.
Що стосується форми, то тут існує величезна різноманітність. У більшості випадків відомі прості лінійні люмінесцентні лампи. Але все частіше можна побачити компактні вигнуті, U-образні і інші форми. Це дозволяє зробити сам світильник більш компактним, гарним і зручним. А варіанти стандартної маркування Е27, Е14 і Е40 розраховані на використання замість ламп розжарювання в різних освітлювальних приладах
Пускорегулюючі апарати (баласти)
Існує два види пускорегулювальних апаратів. На сьогоднішній день найбільш затребувані пристрої денного освітлення з електромагнітним (ЕМПР) і електронним (ЕПРА) баластами.
Електромагнітний пускорегулюючі апарати є дроселем з заданим індуктивним опором, який послідовно підключений до лампи (або до декількох лампам) відомої потужності. Стартер в вигляді неонової лампочки з біметалічними електродами, а також конденсатор підключаються до ниток напруження послідовно. Між собою неонова лампа і конденсатор з'єднані паралельно.
Дросель дозволяє зарахунок самоіндукції отримати пусковий імпульс до 1 кВ, при цьому заодно обмежити струм, що проходить через лампу, завдяки індуктивному опору.
Незважаючи на простоту, надійність і довговічність, ця схема підключення лампи денного світла з стартером все ж має кілька недоліків:
Тривалий (до 3 сек.) Запуск світильника.- Дросель споживає величезну кількість енергії.
- При старому або неякісно дроселі може виникати тихе гудіння.
- Мерехтіння, що негативно відбивається на зорі, а також при збігу обертання з частотою мережі рухливі частини можуть здаватися нерухомими. Внаслідок чого лампочки з таким баластом заборонені для висвітлення механізмів з обертовими частинами без додаткового підсвічування.
- Велика маса і чималі габарити.
- Не працюють при низьких температурах.
Електронний баласт, позначається, ЕПРА, більш сучасний і кращий аналог. У нього практично немає недоліків, але є багато достоїнств, Що відрізняє його від електромагнітного.
З огляду на те що лампи харчуються високочастотним напругою від 25 до 133 кГц, а не стандартним мережевим (50-60 Гц), повністю виключається можливість миготіння. Це позитивно позначається не тільки на зорі, а й на роботі в цілому. Особливо з рухомими деталями механізмів і машин.- Споживання електрики на 20-25% нижче, ніж при використанні електромагнітного апарату.
- Значно нижче витрати не тільки на утилізацію, а й на виготовлення, так як використовується менше міді і заліза.
- Можлива централізована система освітлення, регульована автоматично, що дозволяє економити електроенергію до 85%.
- Деякі варіанти електронних баластів дозволяють регулювати яскравість ламп.
Достоїнства і недоліки
Вибираючи освітлювальне обладнання, людина повинна представляти, які плюси і мінуси є у люмінесцентних ламп. Так, з основних переваг можна виділити:
відмінну світлову віддачу і високі показники ККД;- тривалий час експлуатації;
- освітлення, сприймається людиною майже як природне;
- чудову передачу кольору;
- низьку чутливість до перепадів напруги;
- відмінну цінову політику.
Звичайно, є у них і свої недоліки, які не є перепоною для високої популярності у населення. Основним з недоліків можна вважати наявність в подібних виробах ртуті, що робить його в деякому роді небезпечним, але при правильній експлуатації і своєчасної утилізації цей показник прагне до мінімуму.
Деякі моделі таких освітлювачів можуть видавати пульсації, шкідливі для органів зору. Однак, вибираючи лампу і врахувавши ряд нюансів, цього недоліку можна уникнути.
Зниження рівня світлового потоку в процесі експлуатації також неминуче. Але незважаючи на це, при дотриманні найпростіших умов використання, описаних в інструкції до виробу, час якісної роботи вимірюється десятками тисяч годин, Що значно більше передбачуваної роботи ламп розжарювання.
Утилізація поламаних виробів
Так як люмінесцентні лампи містять в своєму складі ртуть, яка є отруйною речовиною 1-го класу небезпеки, то подібні вироби повинні бути піддані обов'язковій утилізації і переробці. Постійний вплив парів ртуті на людину позначається не дуже добре на його здоров'я. Тому що вийшли з ладу і відпрацьовані вироби належить здавати в спеціальні пункти прийому, які приймають їх безкоштовно. Такі пункти можуть розташовуватися в ЖЕУ, ДЕЗ, РЕУ і навіть в магазинах.
Після цього відпрацьовані лампи проходять етап утилізації та термодемеркурізацію, завдяки якій ртуть в дозі від 1 до 70 мг на виріб збирається і використовується в подальшому виробництві.