Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Электрика дома, Источники света, Как это устроено

Как устроены компактные люминесцентные лампы

Как устроены компактные люминесцентные лампы?Первые люминесцентные лампы были созданы в США в 30-х года прошлого века. Активное их внедрение началось в 50-х – 60-х годах. В настоящее время люминесцентные лампы по своему распространению занимают второе место в мире после ламп накаливания.

Один из главных недостатков обычных линейных люминесцентных ламп – это их размеры. И если в административных зданиях и на промышленных предприятиях этот параметр не столь важен, то в быту, несмотря на их высокую экономическую эффективность, это очень ограничивало применение таких источников света.

Производители люминесцентных ламп всегда стремились уменьшить их размеры. И только в 80-х годах после создания новых качественных люминофоров удалось уменьшить диаметр трубки лампы до 12 мм и много раз согнув ее получить лампу компактной конструкции. Со временем производителям ламп удалось настолько уменьшить их размеры и массу, что они стали способны почти везде заменить лампы накаливания.

Так появилась на свет компактная люминесцентная лампа, между прочим, являющаяся рекордсменом среди всех ламп по возможным названиям. Как только ее не называют – «энергосберегающая лампа», «экономка», «энеросберегайка», «кллшка» … Многие из этих названий не совсем корректны, так как, например, под название «энергосберегающая лампа» могут подходить также другие источники света, например, светодиодные лампы, или натриевые лампы высокого давления (ДНаТ), которые используются для освещения улиц и цехов промышленных предприятий.

Компактная люминесцентная лампа

Рис. 1. Компактная люминесцентная лампа (энергосберегающая лампа)

Как устроена компактная люминесцентная лампа?

Компактная люминесцентна лампа (КЛЛ) состоит из двух основных элементов: цоколя и колбы.

В колбе компактной люминесцентной лампы находятся электроды из вольфрама, на которые нанесены активирующие вещества (смесь окислов бария, кальция, стронция). Колба заполнена инертным газом с небольшим количеством паров ртути (они ионизируются и светятся при работе лампы) и изогнута несколько раз.

При подаче напряжения на лампу, то между электродами возникает электрический заряд и она зажигается. При работе лампы большинство генерируемого ею света лежит в ультрафиолетовом диапазоне (около 98% от всего излучения). Для того, что бы преобразовать это излучение в свет внутренняя часть колбы лампы покрывается люминофором. Люминофор облучаясь ультрофиолетовым излучением начинает светится. Цветость этого света зависит от состава люминофора. Фактически, от качества люминофора зависит эффективность лампы, т.к. именно люминофор определяет ее светотехнические параметры.

При производстве компактных люминесцентных ламп используются трех и пятислойные люминофоры из редкоземельных элементов. Такие люминофоры примерно в 30 – 40 раз дороже тех, что используются в обычных линейных люминесцентных лампах. Эти люминофоры могут работать при более высоких поверхностных плотностях облучения. За счет этого и получилось прилично уменьшить диаметр разрядной трубки лампы. Для сокращения длины лампы разрядную трубку разделили на несколько соединенных между собой коротких участков.

Устройство компактной люминесцентной лампы

Рис. 2. Устройство компактной люминесцентной лампы

Люминесцентные лампы не могут работать напрямую подключенные к сети. Для работы им требуется специальные вспомогательные приспособления, известные как пуско-ругулирующая аппаратура (ПРА). Чаще всего компактные люминесцентные лампы для работы используют современную электронную пуско-регулирующую аппаратуру (ЭПРА).

ЭПРА компактных люминесцентных ламп ламп (иногда их называют электронные балласты) питаются напряжением высокой частоты (до 50 кГц), благодаря чему отсутствует неприятное мерцание ламп, увеличивается их световой поток и, соответственно, световая отдача. Ток высокой частоты получается за счет преобразования его с помощью инвертера, которые преобразует выпрямленный ток в высокочастотные импульсы.

Кроме того, электронный балласт при работе увеличивает коэффициент мощности (он приближается к 1) и лампа, как потребитель электроэнергии становится похожа на чисто активную нагрузку (не нужно компенсировать cos фи). В момент запуска электронный балласт предварительно подогревает электроды, а процессе работы поддерживает номинальное значение мощности лампы при колебаниях питающего напряжения. Срок службы компактных люминесцентных ламп во многом зависит от качества и надежной работы ЭПРА.

Все компактные люминесцентные лампы можно разделить на 2 группы: лампы с внешним ПРА или ЭПРА и лампы с встроенным ЭПРА.

Лампы первого типа выпускаются со специальными 2-х и четырехштырьковыми цоколями. В цоколи 2-х штырьковых ламп встроены стартеры и конденсаторы, подавляющие помехи. Для того, что включить такую лампу нужен дроссель. С такого типа лампы часто используются в настольных светильниках.

С электронными балластами такие лампы подключать нельзя, так как встроенный в цоколь стартер не позволит лампе включится. 4-х штырьковые лампы могут включаться как с дросселем, так и с электронными пускорегулирующими устройствами, хотя существуют лампы, которые не предназначены для работы с дросселями, а работают только с ЭПРА.

Цоколи таких ламп могут отличаться (существует около 20 разных видов цоколей). Фактически каждая лампа определенной мощности имеет свой вид цоколя, который не даст ничего перепутать и включить в арматуру лампу другой мощности.

Компактные люминесцентны лампы для работы с внешним ЭПРА

Рис. 3. Компактные люминесцентны лампы для работы с внешним ЭПРА

Компактные люминесцентные лампы второй группы со встроенным ЭПРА (встроен в цоколь лампы) выпускаются с резьбовыми цоколям Е27 и Е14 (миньон). Они предназначены для прямой замены ламп накаливания без замены светильников.

Существуют компактные люминесцентны лампы с цветностью близкой к лампам накаливания с цветовой температурой около 2700 гр.оК (обычные КЛЛ имеют цветовую температуру от 3330 до 6500 оК). Это обрадует тех кто испытывает дискомфорт от белого света, исходящего от компактных люминесцентных ламп.

Компактные люминесцентные лампы выпускаются на мощности от 5 до 55 Вт. Наиболее распространены лампы мощностью 5, 7, 9, 11, 15, 20, 23 Вт. Лампы большей мощности велики в размерах и их трудно использовать вместо лам накаливания.

Компактные люминесцентные лампы с встроенным ЭПРА

Рис. 4. Компактные люминесцентные лампы с встроенным ЭПРА

Средний срок службы компактных люминесцентных ламп – 10 тысяч часов. Некоторые производители обещают покупателям срок службы до 15 тысяч часов. Наиболее надежные производители компактных люминесцентных ламп: PHILIPS, OSRAM, Sylvania, General Electric.

Компактные люминесцентные лампы нельзя использовать с диммерами (светорегуляторами). Существуют специальные ЭПРА, которые поддерживают функцию изменения светового потока лампы, но во-первых они встречаются редко, во-вторых они дороже обычных ЭПРА, и в-третьих, в основном, такие ЭПРА выпускаются для линейных люминесцентных ламп, т.е. предназначены они, в большей степени, для автоматизации и централизованного управления освещением в административных зданиях.

Поэтому если Вы собрались заменить лампу накаливания на компактную люминесцентную лампу, а в качестве выключателя у Вас стоит диммер, то подумайте над тем куда его лучше перенести, а для коммутации светильника с КЛЛ используйте обычные классические выключатели.

Помимо стандартных лам существует также много необычных источников света такого типа, которые имеют необычный дизайн или какие-либо технические ноу-хау. Так, например, компания Philips выпускает лампу Tornado ESaver Automatic, которая предназначена для наружного освещения и имеет встроенный фотоэлемент, который включает и отключает лампу при изменении освещенности.

Компактная люминесцентная лампа Philips Tornado ESaver Automatic

Рис. 5.  Компактная люминесцентная лампа Philips Tornado ESaver Automatic

Из всего вышесказанного можно сделать вывод: не гонитесь за дешевыми компактными люминесцентными лампами. Подумайте, если лампа дешево стоит, значит на ней где-то сэкономили при ее изготовлении. Компактная люминесцентная лампа – это сложное техническое устройство с электронной начинкой. Стремясь сэкономить, есть очень большая вероятность, что мы можем нарваться на некачественную лампу с дешевой электроникой. Покупайте лампы только проверенных и надежных производителей!

Читайте также: Причины мигания компактной люминесцентной лампы и как его устранить и Сравнение мощности и световой отдачи ламп различных видов

Андрей Повный


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Электрика дома, Источники света, Как это устроено

Другие статьи:

  • Соотношение мощности ламп различных видов
  • ЭПРА - то, что нужно каждому люминесцентному светильнику!
  • Причины мигания компактной люминесцентной лампы (экономки) и способы решени ...
  • Виды цоколей для ламп
  • Как выбрать светодиодную лампу
  • Продлеваем жизнь компактной люминесцентной лампе (экономке)


  •  
      Комментарии:

    #1 написал: Сергей | [цитировать]

     
     

    Интересно, но если сравнивать энергосберегающие лампы и обычные люминесцентные лампы, то вторые имеют большую световую отдачу, примерно на 20 -25 %. Это цена ухода от линейной, распределенной в пространстве формы. А так, если о себе, то обычными люминисцентными лампами я подсвечивал книжки в шкафу еше 30 лет назад, а первую энергосберегающую лампу я купил в 2003-м году и очень доволен. Хотя есть у этих ламп и ярые противники. Сейчас вот жду удешевления светодиодных ламп. Как станут доступнее буду переводить все освещение квартиры на светодиоды. 

      Комментарии:

    #2 написал: Геннадий | [цитировать]

     
     

    Да, энергосберегающие лампы хороши. Дома я уже заменил половину ламп накаливания. Считаю что получил от этого экономический эффект. С другой стороны стал плохо видеть предметы так как тени не такие контрасные, а при слабом зрении всё раплывается. То есть мелкие работы при таком освещении делать невозможно, я просто не вижу грани предмета. Это минус, и существенный так как людей со слабым зрением становится всё больше.

      Комментарии:

    #3 написал: andy78 | [цитировать]

     
     

    По поводу недостатков компактных люминесцентных ламп для людей с плохим зрением. Приведу пару цитат из одной моей любимой книги «Как приобрести хорошее зрение без очков» Автор книги – М. Д. Корбетт (кстати, рекомендую всем, у кого плохое зрение – незаменимая вещь!)

    «… Помните, что глаза – это орган, созданный для восприятия света. Глазам нужен свет, чтобы видеть, а видят они лучше всего при хорошем освещении. Чем слабее глаз, тем в большем количестве света он нуждается. Солнечный свет, падающий на объект зрения дает шанс увидеть даже слабым глазам… По мере укрепления глаз потребность в столь сильном освещении снижается, но даже сильные глаза, которым приходится делать работу на близком расстоянии при слабом освещении, постепенно утомляются, и в них нарастает напряжение. Поэтому, какая бы зрительная работа вам не предстояла, заботьтесь о глазах, давайте им сильный, направленный свет во время выполнения тяжелой работы, а не рассеянный, или отраженный…»

    Вот исходя во многом из вышесказанного я вижу главное преимущество компактных люминесцентных ламп не в том, что они потребляют в несколько раз меньше электрической энергии, чем лампочки накаливания, а прежде всего в том, что с помощью таких ламп можно получить в несколько раз больше света при той же потребляемой мощности. Почувствуйте разницу!

    Для людей с плохим зрением настоятельно рекомендую не придерживаться официальных рекомендаций по замене ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы. А там говориться следующее: «Учитывая то, что световая отдача энергосберегающих ламп выше, чем у обычных приблизительно в 5 раз, выбирать необходимую мощность люминесцентной лампы нужно, исходя из соответствующей пропорции: там, где вы использовали лампочку накаливания мощностью 100 Вт, хватит энергосберегающей лампы мощностью 20 Вт...»

    Не воспринимайте слишком серьезно то, что там понаписано, берите комактные люминесцентные лампы (они же энергосберегающие лампы) большей мощности! При этом освещенность в комнате можно увеличить в 1,5 -2 раза и при этом еще и немного экономить электроэнергию.

    Компактные люминесцентные лампы - это источник света, у которого в пять раз больше потребляемой энергии уходит в свет, соответственно ровно в пять раз меньше, по закону сохранения энергии, уходит в тепло. Таким образом, если у патрона под лампу накаливания ограничение 40 Вт, то теоретически вы можете в него ввернуть компактную люминесцентную лампу, по световому потоку соответствующую 200-ваттной лампе накаливания.

      Комментарии:

    #4 написал: Валерий | [цитировать]

     
     

    У меня чисто бытовое отношение к лампам. Но вот Филипсы, что куплены для домашнего освещения, как-то не очень себя зарекомендовали. Две штуки самопроизвольно меняли яркость. Я уже что только не проверял, пока не заменил сами лампочки. Может, это была встроенная схема ограничения пускового тока?

      Комментарии:

    #5 написал: andy78 | [цитировать]

     
     

    Валерий, если лампы увеличивают яркость в течении первой минуты-двух после запуска, то это нормально. Все лампы, обеспечивающие плавный запуск работают более долго и надежно и, в основном, такой функцией обладают лампы известных производителей, которые не экономят на электронике. Если же лампа меняет яркость в процессе работы уже после полного зажигания, то тут уже что-то не так. Скорее всего, какой-то брак.

      Комментарии:

    #6 написал: ilmir | [цитировать]

     
     

    В свое время, еще ссср 81-82, писал выпускную в училище. нтр и рабочее место. так вот, МЕСТНОЕ освещение должно быть с желтым спектром, его дает как раз лампа накаливания. Местное значит станок и рабочий стол. а вот общее может быть и "дневным".
    второе - ваши энергосберегающие лампы, скрыват в себе неприятный сюрприз -их трудно утилизировать, и спектр излучения их влияет на умственные способности. так что не гонитесь за дешевизной, как бы вам боком это не вышло, если вы разобьете например эту энергосберегающую лампу у себя дома.  

    совсем забыл однако...
    я, как выпускник физкульт академии делал выпускную работу - влияние гео и техно патогенных зон. так вот други мои, элементарный детектор эл.статического поля, обычно таким пользуются монтеры, реагирует на значительно большем расстоянии от ламп "энергосберегающих", чем от ламп обычных.
    например -обычная лампа 10 см.
    энергосберегающая 25-30 как минимум, а в ряде случаев и больше. то есть ваши энергосберегающие лампы "ФОНЯТ" больше обычных. 

      Комментарии:

    #7 написал: Людмила | [цитировать]

     
     

    Вопрос: Как быть с утилизацией? При каких температурах (имею в виду минусовые) можно использовать КЛЛ? Обычные люмин-ые не ниже +5, и что говорят специалисты о высокой влажности? Если я не ошибаюсь, то при при низких температурах и повышенной влажности эти лампы не лучший вариант.

      Комментарии:

    #8 написал: Махно | [цитировать]

     
     

    Эта технология пришла к нам из древности и мы досих пор не знаем её, как воздействует и на каких частотах работает, что излучает вместе со светом который мы так привыкли видеть! Не говоря об изменении фона в квартире, который просто зашкаливает при включении такого чуда! Да раньше я помню пусковые громоздкие устройства к такой лампе, сейчас микро схема решила эту проблему. Те шарашки которые производят гоняться за прибылью, как и все капиталисты!!!!!

      Комментарии:

    #9 написал: elalex | [цитировать]

     
     

    ilmir
    А точно элементарный детектор эл.статического поля? Может, электродинамического поля, или электромагнитного поля?
    Электростатическое поле возникает при натирании пластмассы шерстью, на экранах электронно-лучевых трубок, но не в сетях 220В. Существующие индикаторы скрытой проводки (у меня Stenley) реагируют как на статическое, так и на электромагнитное поле. У КЛЛ частота - десятки килогерц, она чувствуется дальше.

    Махно,специалисты знают достаточно хорошо и частоту, и воздействие, ничего особенно страшного для большинства людей (кроме ртути). А  какой прибор зашкаливает?
    Может, у Вас просто истерический страх технического прогресса и капитализма? Вы же пользуетесь мобилкой и компьютером, не страшно?  Читайте специалистов, выполняйте их рекомендации, сравнивайте успехи социализма и капитализма, страх должен пройти.

      Комментарии:

    #10 написал: Александр П | [цитировать]

     
     

    Цитата: andy78
    серьезно то, что там понаписано, берите компактные люминесцентные лампы (они же энергосберегающие лампы) большей мощности! При этом освещенность в комнате можно увеличить в 1,5 -2 раза и при этом еще и немного экономить электроэнергию.

    А коэффициент цветопередачи ни чего не говорит? Для напряженной работы лучше использовать лампу накаливания, а для общего освещения люминесцентную.

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK