Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Как менять люминесцентные лампы: как снять лампу в светильнике

Содержание

как снять лампу в светильнике

СодержаниеПоказать

Люминесцентные лампы (ЛЛ) применяются повсеместно. Они надежны, эффективны и экономичны. Однако эксплуатация всегда приводит к замене источника освещения по причине перегорания, поломки стартера или нарушения схемы. Рассмотрим процессы подробнее.

Как работает люминесцентная лампа

Люминесцентные лампы состоят из цоколя, пускорегулирующего аппарата и колбы с электродами. Также в колбе находится инертный газ или пары ртути, а внутренняя поверхность покрыта люминофором. Люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Причем энергии на это тратится гораздо меньше, чем в стандартной лампе накаливания (ЛН).

Принцип работы ЛЛ

В продаже представлено большое количество ЛЛ с разными оттенками, в зависимости от люминофора. Обычно ЛЛ имеют вид трубки, подключенной с двух сторон к патрону осветительного оборудования.

Современные бытовые модели выпускаются со стандартными винтовыми цоколями, к которым подсоединена прямая трубка или спираль. Иногда используются цоколи в виде штырьков.

Модели с резьбовыми цоколями чаще всего используют как эффективную замену обычным ЛН.

Напряжение, подаваемое на электроды разогревает их. Испускаемые электроны вступают во взаимодействие с парами ртути и создают невидимое глазу ультрафиолетовое (УФ) излучение. Оно и заставляет люминофор испускать белое свечение.

Читайте также

Как правильно проверить люминесцентную лампу

 

Разновидности цоколей

ЛЛ имеют резьбовый или штырьковый цоколь. В первом случае лампа без проблем размещается в стандартном патроне.

Разновидности цоколей

Штырьковый цоколь может иметь два или четыре штырька. При подключении четырехштырьковых цоколей обязательно потребуется дроссель или другой стабилизатор. Двухштырьковые модели подключаются только через дроссель.

В некоторых моделях цоколи уже включают в себя встроенный пускорегулирующий аппарат. Резьба в этом случае может быть двух стандартных диаметров.

Что нужно, чтобы заменить лампу

Для замены лампы не требуется специальный инструмент. Все работы проводят руками, а винты откручивают отверткой. Нужно лишь соблюдать технику безопасности и избегать чрезмерной нагрузки на колбу.

Читайте также

Как переделать светильник дневного света в светодиодный

 

Процесс замены лампы

Разнообразие цоколей люминесцентных ламп подразумевает разные подходы при замене оборудования. Рассмотрим как правильно менять наиболее популярные модели.

С цоколем G5

Лампы с цоколем G5 обычно ставят в крупные потолочные светильники.

Светильник с патроном G5

Как поменять лампу дневного света с цоколем G5:

  1. Светильник полностью обесточить переключателем в щитке.
  2. Снять плафон. Обычно деталь крепится при помощи винтов или защелок.
  3. Взяться за края лампы и повернуть ее на 90 градусов вокруг своей оси в соответствии с указанным на корпусе направлением. Операция позволяет разъединить контакт и вытащить устройство.
  4. Подбирается новая лампа с аналогичными характеристиками.
  5. Края новой лампы аккуратно вставить в соответствующие пазы патрона и повернуть ее на 90 градусов вокруг оси. Иногда при фиксации можно услышать характерный щелчок.
  6. Плафон установить на место.
  7. Проверить работоспособность схемы, подключив ее к питанию и щелкнув переключателем.

Если после монтажа светильник не включается, можно попробовать подвигать новый элемент в пазах или повторить процедуру установки. Иногда прибор не сразу контактирует с нужными элементами в патроне.

Невозможность запуска полностью исправного нового прибора связана с неисправностями в стартере или дросселе светильника. Для ремонта обратитесь к мастеру.

G13

Цоколи G13 и G5

Цоколь G13 отличается от цоколя G5 только размерами. Цифра рядом с буквой G определяет расстояние между штырями. Лампа устанавливается аналогично.

G23

В светильниках для офиса и дома часто используются приборы с цоколями G23, имеющие выступ между штырьками. Замена таких ламп имеет свою специфику.

Светильник с патроном G23

Инструкция по замене лампы с цоколем G23:

  1. Светильник отключить от розетки.
  2. Положить прибор на стол кверху плафоном для удобства.
  3. Потянуть за край лампы в направлении от плафона, аккуратно высвободив ее из-под удерживающей скобы. Нередко скобы оказываются сломанными, что не влияет на работу светильника.
  4. Потянуть за лампу и, покачивая, вытащить из патрона. Возможно, потребуется приложить значительное усилие, однако важно максимально мягко воздействовать на колбу.
  5. Купить новую люминесцентную лампу с теми же характеристиками и размерами. В магазин можно взять с собой неисправную для сравнения.
  6. Вставить новую ЛЛ в светильник. После размещения может потребоваться нажать на торец колбы для фиксации устройства. Должен быть слышен характерный щелчок.

Люминесцентные лампы содержат определенную концентрацию ртути и относятся к отходам повышенной опасности. Выкидывать их вместе с обычным мусором ни в коем случае нельзя. Необходимо найти специальный бак или обратиться к службам по утилизации подобных отходов.

GX23

Цоколи G23 и GX23

Цоколь GX23 - разновидность наиболее распространенного G23. Отличие в форме выступа между контактами. Устанавливается аналогично.

Техника безопасности

При замене люминесцентных ламп необходимо соблюдать стандартные правила:

  • Все работы проводить чистыми сухими руками без соприкосновения с токопроводящими поверхностями. Можно воспользоваться специальными перчатками.
  • Извлекая старую лампу и вкручивая новую, держаться только за пластиковую часть, под которой находится пускорегулирующий аппарат. Сильное воздействие на колбу может привести к поломке.
  • Подбирать осветительный прибор под конкретные параметры, не завышая и не занижая их. В противном случае вероятна нестабильная работа устройства с пульсациями и быстрым выходом из строя.
  • Если лампа разбилась, сразу предпринять меры по обеззараживанию помещения и утилизации опасных отходов.

Видео по теме: Как самому поменять лампу дневного света

В ролике в 5 шагов описан процесс замены ламы

как собрать, как установить, с дросселем и без

СодержаниеПоказать

Люминесцентные лампы остаются востребованными приборами освещения несмотря на распространение светодиодных светильников. Это обусловлено их мощностью, эффективностью и отличными показателями цветопередачи. При подключении люминесцентных приборов важно учитывать особенности оборудования.

Устройство люминесцентных ламп

Схема подключения обычной люминесцентной лампы значительно отличается от аналогичной схемы приборов накаливания. Они состоят из основных компонентов:

  • плата управления, регулирующая поступление тока;
  • электроды;
  • стеклянная трубка или колба, покрытая люминофором.

Внутри колбы находится смесь паров ртути и инертных газов, и электроды. Входное напряжение вызывает движение частиц, порождая ультрафиолетовое излучение. Однако оно невидимо человеческому глазу. В видимый свет его переводит люминофор, которым покрывается внутренняя поверхность колбы. Изменение состава люминофора меняет оттенок и цветовую температуру освещения.

Устройство люминесцентных осветительных приборов.

Процессами управляют стартер и пускорегулирующий аппарат, стабилизирующие напряжение и обеспечивающие равномерное свечение без пульсаций и мерцаний.

Читайте также

Описание люминесцентной лампы

 

Как подключить лампу

Люминесцентную лампу можно подключить несколькими способами. Выбор зависит от условий эксплуатации и предпочтений пользователя.

Подключение с использованием электромагнитного балласта

Распространен метод подключения с использованием стартера и ЭмПРА. Питание в сети запускает стартер, который замыкает биметаллические электроды.

Ограничение тока в схеме осуществляется за счет внутреннего дроссельного сопротивления. Рабочий ток можно увеличить практически в три раза. Стремительный нагрев электродов и появление процесса самоиндукции вызывают зажигание.

Подключение при помощи ЭмПРА.

Сравнивая метод с другими схемами подключения ламп дневного света, можно сформулировать недостатки:

  • значительный расход электроэнергии;
  • длительный запуск, который может занимать 3 с;
  • схема не способна функционировать в условиях пониженных температур;
  • нежелательное стробоскопическое мигание, негативно влияющее на зрение;
  • дроссельные пластинки по мере износа могут издавать гудение.

Схема включает один дроссель на две лампочки, для одноламповой системы метод не подойдет.

Две трубки и два дросселя

В данном случае реализуется последовательное подключение нагрузок с подачей фазы на вход сопротивления.

Выход через фазу соединяется с контактом осветительного прибора. Второй контакт направляется на нужный вход стартера.

Схема с двумя трубками и двумя дросселями.

От стартера контакт идет к лампе, а свободный полюс - к нулю схемы. Так же подключается второй светильник. Подсоединяется дроссель, после чего монтируется колба.

Схема подключения двух ламп от одного дросселя

Для подсоединения двух осветительных приборов от одного стабилизатора потребуется два стартера. Схема экономная, поскольку дроссель это наиболее дорогой компонент системы. Схема показана на рисунке ниже.

Схема подключения двух светильников от одного дросселя.

Электронный балласт

Электронный балласт представляет собой современный аналог традиционного электромагнитного стабилизатора. Он значительно улучшает пуск схемы и делает использование осветительного прибора более комфортным.

Такие аппараты не гудят во время работы и потребляют значительно меньше электроэнергии. Мерцаний не появляется даже при низких частотах напряжения.

Поступающий на нагрузку ток выпрямляется через диодный мост. При этом напряжение сглаживается, а конденсаторы гарантируют стабильную подачу электроэнергии.

Подключение с помощью электронного балласта.

Обмотки трансформатора в данном случае включаются противофазно, а генератор нагружается высокочастотным напряжением. При подаче резонансного напряжения внутри колбы происходит пробой газовой среды, который порождает необходимое свечение.

Сразу после розжига сопротивление и подаваемое на нагрузку напряжение падают. Запуск при помощи схемы обычно занимает не более секунды. Причем можно легко использовать источники освещения без стартера.

Использование умножителей напряжения

Использование умножителей напряжения.

Метод помогает использовать люминесцентную лампу без электромагнитной балансировки. В ряде случаев он наиболее эффективен и продлевает срок службы аппарата. Даже перегоревшие приборы способны проработать некоторое время при мощностях, не превышающих 40 Вт.

Схема выпрямления дает значительное ускорение и возможность увеличить напряжение в два раза. Для  его стабилизации используются конденсаторы.

Тематическое видео: Подробно про умножитель напряжения

Важно помнить, что люминесцентные лампочки не предназначены для работы с постоянным током. С течением времени ртуть скапливается в определенном участке, что снижает яркость. Для восстановления показателя необходимо периодически менять полярность, переворачивая колбу. Можно установить переключатель, чтобы не разбирать прибор.

Подключение без стартера

Схема подключения без стартера.

Стартер увеличивает время разогрева прибора. Однако он недолговечен, поэтому пользователи задумываются о подключении освещения без него через вторичные трансформаторные обмотки.

В продаже можно найти аппараты с маркировкой RS, которая говорит о возможности подключения без стартера. Установка такого элемента в осветительный прибор помогает значительно сократить время зажигания.

Последовательное подключение двух лампочек

Метод предполагает работу двух ламп с одним балластом.  Для реализации требуется индукционный дроссель и стартеры.

Необходимо к каждой лампе подключить стартер, соблюдая параллельность соединения. Свободные контакты схемы направляются в сеть через дроссель. К контактам подсоединяются конденсаторы, снижающие помехи и стабилизирующие напряжение.

Высокие стартовые токи в схеме нередко вызывают залипание контактов в переключателях, поэтому подбирайте качественные модели, на которые показатели сети не сильно влияют.

Как проверить работоспособность лампы

После подключения проверьте работоспособность схемы тестером. Сопротивление катодных нитей не должно превышать 10 Ом.

Проверка работоспособности схемы.

Иногда тестер показывает бесконечное сопротивление. Это не значит, что лампу пора выбрасывать. Прибор можно включать холодным запуском. Обычно контакты стартера разомкнуты, а конденсатор не пропускает постоянный ток. Однако после нескольких прикосновений щупами показатель стабилизируется и опустится до нескольких десятков Ом.

Замена лампы

Как и другие источники света, люминесцентные приборы выходят из строя. Единственным выходом будет замена основного элемента.

Замена лампы дневного света.

Процесс замены на примере потолочного светильника Армстронг:

  1. Осторожно разбирается светильник. С учетом указанных на корпусе стрелочек колба поворачивается по оси.
  2. Повернув колбу на 90 градусов, можно опустить ее вниз. Контакты сместятся и выйдут через отверстия.
  3. Новую колбу поместить в паз, следя за попаданием контактов в соответствующие отверстия. Установленную трубку повернуть в противоположную сторону. Фиксация сопровождается щелчком.
  4. Включить осветительный прибор и проверить работоспособность.
  5. Собрать корпус и установить рассеивающий плафон.

Читайте также

Как заменить лампу дневного света

 

Если недавно установленная колба снова перегорела, имеет смысл проверить дроссель. Возможно, именно он подает на прибор слишком большое напряжение.

как снять, вытащить, вставить и собрать лампы дневного света в потолочном и настольном светильнике

Время на чтение: 3 минуты

АА


Люминесцентная лампа получила популярность за экономичность, разнообразный выбор оттенков света. У неё большой срок службы, который также заканчивается. Необходимо знать, как правильно установить новый источник света взамен вышедшего из строя, какие при этом нюансы учитываются.

Что потребуется

Для обновления светильника сначала установите причину неисправности. От этого зависит набор необходимых инструментов для ремонта. Одной из причин может быть:

  • перегоревшая колба — на конце образуется тёмное кольцо;
  • неисправность дросселя;
  • поломка стартера.

Более подробная информация об определение .

Для замены люминесцентного источника света потребуются:

  1. отвёртка;
  2. индикатор тока;
  3. перчатки рабочие для защиты рук от повреждения.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Задать вопрос эксперту

Не проводите работы под напряжением. Это опасно для жизни. Предварительно отключите освещение от источника питания.

Пошаговая инструкция как заменгить лампу дневного света в потолочном светильнике

Для того чтобы поменять перегоревшую лампу дневного света в потолочном светильнике:

  1. Снимите напряжение со светильника. Для надёжности отключите подачу электроэнергии на щитке.
  2. Обеспечьте доступ к лампе, сняв плафон или светоотражающую решётку. Плафоны крепятся к источнику света винтами или защёлками. Открутите винты, освободите фиксатор защёлки. Снимите плафон или светоотражающую решётку.

  3. Плафон иногда крепится к самой лампе. В этом случае потяните за него и освободите перегоревший источник света.
  4. Возьмитесь за колбу двумя руками и поверните на 900 в любую сторону, выньте из патрона.
  5. Установите новую лампу, проделав всё в обратном порядке. Поместите цоколь в патрон, повернув колбу на 900 в противоположную сторону.
  6. Для проверки работы включите её.

При отсутствии свечения подожмите источник света – возможен плохой контакт между цоколем и патроном.

Как снять, вставить и собрать в светильники с цоколем G5 и G13

Люминесцентные источники света с цоколем G5 и G13 применяются на кухне, в ванной комнате, для подсветки зеркал. Они устанавливаются в потолочные светильники. Перегорание подтверждает тёмное кольцо на конце колбы. Причиной неисправности может быть отказ стартера (балласта) или дросселя.
Для замены люминесцентного источника:

  1. Снимите напряжение со светильника. Для надёжности отключите подачу электроэнергии на щитке.
  2. Разберите светильник. Обеспечьте доступ к колбе, сняв плафон или светоотражающую решётку. Плафоны крепятся к источнику света винтами, защёлками. Открутите винты отвёрткой или освободите фиксатор защёлки. Снимите плафон или светоотражающую решётку.
  3. В одноламповых светильниках плафон крепится за саму лампу. В этом случае потяните за него и освободите перегоревший источник света.
  4. Для снятия колбы возьмитесь за неё двумя руками и поверните вокруг своей оси на 900 в произвольную сторону. Штыри цоколя выйдут из направляющих гнёзд в патроне.
  5. Потяните источник света в противоположную сторону от светильника и вытащите из патрона.
  6. Приобретите новую лампу. Её характеристики и размеры должны быть такие же, как у перегоревшего источника.
  7. Для установки нового источника света поместите его концы в патрон до упора, поверните на угол 900 в произвольную сторону до лёгкого щелчка. Зафиксируйте положение.
    Подайте питание на светильник и проверьте его работу. При нормальном свечении поставьте на место плафон или решётку. Если светильник не горит, отключите его и пошевелите колбу в разные стороны для лучшего контакта с патроном. При отсутствии свечения вытащите её и установите заново.

Если принятые меры не приводят к положительным результатам, возможно неисправен стартер или дроссель.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Задать вопрос эксперту

При работе со светильником протрите пыль, очистите от грязи и паутины прибор. Это увеличит его надёжность и срок службы.

Как выкрутить в светильниках с современными типами  цоколей G23, GX23

Люминесцентные источники света с цоколями G23, GX23 применяются в настольных светильниках.

Они отличаются формой и размерами штырей.

Крепление цоколя с патроном такое же, как у других видов, поэтому порядок замены перегоревшей лампы не меняется.

Для этого:

  1. Обесточьте светильник, выдернув шнур из розетки.
  2. Освободите колбу от плафона при помощи фиксатора. Для извлечения потяните за край колбы в противоположную сторону от плафона, достаньте из фиксатора. Покачивая, потяните в сторону от патрона и вытащите её.
  3. Сходите в магазин со старой лампой и купите такую же новую.
  4. Установите колбу в светильник в обратном порядке, вставив цоколь в патрон. Прижимая колбу к патрону, надавите на неё до щелчка.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Задать вопрос эксперту

Фиксатор со временем ломается, на работу светильника это не влияет.

Люминесцентная лампа содержит до 5 мг ртути. При замене повреждённого источника света на новую лампу, её нельзя выбрасывать с бытовым мусором, а необходимо правильно утилизировать. Для этого существуют специальные организации.

Рейтинг автора

Автор статьи

Доцент кафедры энергетики. Автор статей по осветительным приборам.

Написано статей

Предыдущая

ЛюминесцентныеОпределение неисправностей люминесцентных ламп

Следующая

ЛюминесцентныеХарактеристики компактных люминесцентных ламп

Как поменять лампочку - универсальные советы для всех вариантов

Дом и участок

Толковый словарь трактует слово прожектор как «прибор для освещения». Состоит он из линз и

Дом и участок

Помимо места для безопасного нахождения автомобиля, современные гаражи используются как мастерские для проведения различных

Дом и участок

Лестница, которая ведет на второй этаж в доме, помимо прямого своего назначения может также

Дом и участок

У большинства автомобилистов имеется гараж для хранения автомобиля. Более ответственные владельцы обустраивают гаражное помещение

Дом и участок

Во все времена был актуален вопрос освещения уличной территории ночью. Включать свет вечером и

Дом и участок

Главная особенность саун и бань – это жара. Чтобы получить температуру, оптимальную для банных

Как поменять лампочку в точечном светильнике на натяжном или подвесном потолке?

Лампы освещения любых типов имеют ограниченный срок службы. Даже если обещанная продолжительность работы приборов освещения очень большая, то никто не гарантирован от скачков напряжения и прочих форс-мажорных обстоятельств. Большинство электроприборов не переносят повышения напряжения и практически мгновенно выходят из строя.

Некоторые типы приборов освещения довольно значительно меняют свои характеристики по истечении некоторого времени работы, и поэтому требуется менять лампочки, особенно если в комнате установлено несколько одинаковых светильников, а цвет у них различный.

Замена лампочки в точечном светильнике, который установлен на натяжном потолке, не связана с какими-либо особыми трудностями. Есть некоторые тонкости, которые необходимо учитывать, но заменить лампочку на потолочных светильниках под силу каждому хозяину.

Что нужно сделать сначала?

В первую очередь необходимо обесточить цепь питания. Это нужно для того, чтобы снять опасность удара электрическим током. Если из положения выключателя не ясно, включен он или нет, то лучше обесточить полностью квартиру общим рубильником на квартирном щитке. Из данного совета следует вывод, что эту работу лучше производить в светлое время суток при хорошем естественном освещении.

Если нет возможности обесточить электропроводку, то в процессе монтажа нужно тщательно соблюдать правила электробезопасности – ни в коем случае не касаться оголенных проводов руками. При установке ламп освещения опытные электрики никогда не смотрят непосредственно на лампу. Во-первых, если в патроне было напряжение, то возможно ослепление на некоторое время, во-вторых, она может лопнуть и осколки стекла попадут в глаза.

Для работы на высоте необходима прочная стремянка, ножки которой надежно фиксируются для предотвращения складывания. Можно воспользоваться столом, если его высота позволяет достать до места установки.

Раздвижная стремянка

Виды ламп

Лампочки, которые устанавливаются в подвесные потолки, разделяются на несколько типов:

  • классические лампы накаливания;
  • галогенные;
  • люминесцентные;
  • светодиодные.

Обычные лампочки накаливания практически вышли из употребления для установки в подвесные потолки и, в частности, в точечные светильники.

Галогенные излучатели являются разновидностью лампочек накаливания с тем отличием, что в них добавлено некоторое количество инертного газа. Новые физические процессы при таких добавках позволили увеличить температуру спирали и, как следствие, КПД и величину светового потока. Основной недостаток – высокая температура и малый срок службы.

Галогенная лампочка

Более надежны люминесцентные лампы, которые в народе называются «экономками». Они имеют высокий КПД, хороший световой поток. Недостаток – наличие в колбе лампы опасных паров ртути. Дешевые лампы от малоизвестных производителей выдают мерцающий свет, характеристики которого далеки от привычных глазу.

Люминесцентная лампа

Наиболее перспективными являются светодиодные излучатели, экономичность которых на данный момент – максимальная из всех типов. Основной недостаток – высокая стоимость – сегодня уже практически устранен. Зато, установив в люстре светодиодную лампу, можно надолго забыть о ее замене.

Светодиодная лампочка

Типы цоколей

Другая, не менее важная характеристика лампочек – тип цоколя. Он может быть:

  • винтовой;
  • штыревой;
  • байонетный.

Каждый из перечисленных типов цоколей имеет разновидности по диаметру или методу фиксации. Главное здесь то, что заменяемые излучатели должны иметь одинаковый тип цоколя, поскольку ни один тип не является совместимым. В противном случае вместе с лампой нужно будет менять и цоколь, если конструкция светильника это допускает, или потребуется полная замена точечных светильников.

Винтовой цоколь известен всем. Он применяется в лампах накаливания.

Байонетный разъем является его разновидностью и представляет собой выступы на цоколе лампы и фигурные пазы на патроне.

Наибольшее распространение получили штыревые цоколи, которые являются основными для установки галогенных или светодиодных ламп, но их также насчитывается около десятка типоразмеров.

Типы штыревых цоколей ламп

Порядок работ в натяжном и подвесном потолке

Чтобы поменять лампочку в подвесном потолке, нужно в первую очередь снять фиксирующее кольцо, которое выполнено из пружинной проволоки. Нужно следить, чтобы оно не выскочило и не попало в глаза или не потерялось. Далее, слегка покачивая, вынимают лампу из цоколя. Больших усилий применять нельзя, так как она может лопнуть или точечный светильник повредит поверхность потолка.

Иногда чтобы поменять лампочку в точечном светильнике, нужно полностью извлечь его из посадочного отверстия. Обычно он крепится в потолке при помощи пары пружинных скоб. Для того чтобы снять точечный светильник, нужно аккуратно поддеть его с одного края и немного потянуть вниз. Когда будут видны пружины, их нужно сжать, и тогда светильник легко выйдет из отверстия. Будьте внимательны! Пружины могут выскользнуть и нанести травму!

Если светильники имеют резьбовой цоколь, то, чтобы выкрутить лампочку из подвесного потолка, можно воспользоваться кусочком ткани, которую накидывают на баллон лампы для предохранения от осколков и предотвращения скольжения пальцев при выкручивании.

Многие не знают, как поменять лампочку в светильнике в натяжном потолке, поскольку боятся повредить поверхность. Осторожность нужна в любом случае, но в натяжных потолках светильники обычно крепятся на несущей поверхности, поэтому никакой опасности при замене нет. Снимают заменяемую лампочку так же, как и в обычном подвесном потолке.

Как заменить галогеновую лампочку?


Прежде чем поменять галогеновую лампочку, нужно запомнить – ни в коем случае нельзя касаться руками ее поверхности. Поскольку галогенный излучатель характеризует повышенная температура корпуса, тонкий слой жира на поверхности колбы приведет к локальному перегреву поверхности, сильно сокращая срок службы. Избавиться от потожировых отпечатков можно, протерев корпус лампы спиртом. Работать с такими излучателями лучше в тонких хлопчатобумажных перчатках.

В остальном замена галогеновых ламп не отличается от замены любых других.

Сняв неисправный излучатель, на его место устанавливают новый, а затем ставят на место пружинную скобу, сжав ее предварительно пальцами.

Таким же образом заменяют лампы, установленные в потолочный спот.

Теперь, зная, как поменять лампочку, можно не дожидаться прихода электрика, а выполнить все работы самостоятельно, сэкономив при этом некоторое количество средств.

Замена люминесцентных ламп на светодиодные

Зайдя практически в любое офисное помещение, школу, детский сад или контору любого предприятия, можно обратить внимание на то, что освещение практически везде состоит из так называемых ламп дневного света, т. е. люминесцентных светильников (обычно это приборы мощностью 36 Вт.).

Действительно, еще буквально 5–7 лет назад казалось, что для офиса это самый экономичный вид световых приборов. Но время идет, появляются новые варианты освещения, куда более энергосберегающие и долговечные. Сейчас повсеместно в целях экономии внедряются LED-лампы. Конечно, если в кабинете висит обычная люстра, то все, что нужно сделать для модернизации – это поменять лампочки накаливания на LED.

А возможно ли поставить светодиодные лампы в люминесцентные светильники, если было решено перейти на более энергосберегающий вид освещения или придется их выбросить, чтобы после на их место установить светодиодные трубки? Торопиться с этим не стоит. Ведь совершенно ясно, что покупка такого светильника в магазине обойдется в разы дороже, чем приобретение отдельного элемента. Нужно разобраться, возможно ли переделать люминесцентный светильник в светодиодный.

Изменение конструкции лампы дневного света

Схема подключения ЛДС

Ответ на этот вопрос положительный. Остается понять, как заменить ЛДС на LED. Переделка люминесцентной лампы в LED-лампу не составляет практически никакого труда, и по своей сути это простая доработка старого светильника. Ведь требуется только изменение схемы, а светодиодные трубки по форме полностью повторяют лампы дневного света. Для этого требуется выполнить несколько простых действий:

  • Сначала необходимо отключить питание старого светильника. Причем целесообразнее будет снятие напряжения в сети путем отключения вводного автомата, т. к. неизвестно, кто и как производил электромонтаж и не пущен ли через выключатель ноль вместо фазы. Обязательно после отключения нужно удостовериться в отсутствии напряжения с помощью отвертки-индикатора.
  • Следующим шагом демонтируется старый светильник, далее снимаются трубки ЛДС, т. е. производятся те же действия, которые требуются, чтобы заменить люминесцентные лампы, с той лишь разницей, что на место их уже ставить не придется.
  • Все провода, идущие от стартера (это алюминиевый либо пластиковый цилиндр), а также от дросселя или пускового регулирующего аппарата (прямоугольный элемент в форме удлиненной коробки из металла) отсоединяются. Эти части тоже больше не пригодятся.
Схема подключения светодиодной трубки
  • Несмотря на то, что при подключении люминесцентной трубки на патрон с каждой стороны подавалась фаза на одно гнездо патрона и ноль на другое, в работе светодиодной лампы используется совершенно иная схема подключения. Необходимо так собрать светильник, чтобы по одной стороне патронов на оба их контакта подавалось напряжение только лишь с одного, фазного провода, ну а по противоположной стороне так же на два контакта шел только нулевой, т. к. на светодиодные лампы (в том числе и Т8) подается разнополярное напряжение на противоположные стороны. Таким образом, получится схема подключения, показанная на рисунке.
  • На этом переделка люминесцентной лампы на светодиодную окончена. Теперь остается только повесить светильник на место и поставить в него лампы Т8 с цоколем G13, которые являются светодиодными аналогами люминесцентных, после чего подать напряжение.

Преимущества светодиодных ламп перед люминесцентными

Варианты диодных световых приборов

Обычно заявленное производителем рабочее время LED-лампы составляет не менее 30 000 часов, и все же многое будет зависеть от производителя драйвера, т. е. электронного балласта, и самих светоэлементов. Но в любом случае установка Т8 вместо люминесцентных ламп выгодна по нескольким причинам:

  • Переделка люминесцентного светильника, т. е. изменение схемы старой лампы, не представляет никаких проблем и занимает минимум времени. И с каждым переделанным прибором, с пришедшим опытом это будет делаться все быстрее.
  • LED-светильники не нужно обслуживать и ревизировать, достаточно иногда вытирать с них пыль и очень редко менять трубки.
  • До 60% электричества экономится при их работе, если сравнивать с энергозатратами люминесцентных ламп.
  • Они более долговечны в работе, средний показатель срока службы – 40 000 часов.
  • Светодиодные трубки не мерцают, как это происходило с их предшественниками, а значит, их вполне целесообразно монтировать в детских садах и школах.
  • Они не содержат вредных отравляющих веществ, следовательно, не требуют особой утилизации после выхода из строя.
  • Даже если напряжение в сети упадет до 110 В, светодиодные аналоги люминесцентных ламп продолжат работать так же, как и при 220 В. И еще одно важное преимущество – это то, что у светодиодных светильников отсутствуют недостатки, за исключением, может быть, высокой цены в их премиум-вариантах.

Одним словом, переделка люминесцентного светильника в светодиодный своими руками – дело выгодное, и пренебрегать им по возможности не стоит. Ну а вопросов, как переделать лампу, теперь остаться не должно.

Люминесцентная лампа - Infogalactic: ядро ​​планетарных знаний

Сверху две компактные люминесцентные лампы. Внизу две люминесцентные лампы. Спичка слева показана для масштабирования. Файл: Tanninglamp.jpg Типичная двухконтактная лампа F71T12 мощностью 100 Вт, используемая в соляриях. Символ (Hg) указывает на то, что эта лампа содержит ртуть. В США этот символ теперь требуется на всех люминесцентных лампах, содержащих ртуть. [1] Единый тип патрона для двухштырьковых люминесцентных ламп T12 и T8 Файл: Tanninglampend.jpg Внутри торца двухштырьковой лампы предварительного нагрева. В этой лампе нить накала окружена продолговатым металлическим катодным экраном, который помогает уменьшить потемнение концов лампы. [2]

Люминесцентная лампа или люминесцентная лампа - это газоразрядная лампа низкого давления на парах ртути, в которой флуоресценция используется для получения видимого света. Электрический ток в газе возбуждает пары ртути, которые производят коротковолновый ультрафиолетовый свет, который затем вызывает свечение люминофорного покрытия внутри лампы.Люминесцентная лампа преобразует электрическую энергию в полезный свет намного эффективнее, чем лампы накаливания. Типичная световая отдача люминесцентных систем освещения составляет 50–100 люмен на ватт, что в несколько раз превышает эффективность ламп накаливания с сопоставимой светоотдачей.

Светильники люминесцентных ламп дороже ламп накаливания, поскольку для них требуется балласт для регулирования тока через лампу, но более низкая стоимость энергии обычно компенсирует более высокую начальную стоимость.Компактные люминесцентные лампы теперь доступны в тех же популярных размерах, что и лампы накаливания, и используются в качестве энергосберегающей альтернативы в домах.

Поскольку многие люминесцентные лампы содержат ртуть, они классифицируются как опасные отходы. Агентство по охране окружающей среды США рекомендует отделять люминесцентные лампы от обычных отходов для вторичной переработки или безопасной утилизации. [3]

История

Физические открытия

Флуоресценция некоторых горных пород и других веществ наблюдалась за сотни лет до того, как стала понятна ее природа.К середине XIX века экспериментаторы наблюдали лучистое свечение, исходящее от частично вакуумированных стеклянных сосудов, через которые проходил электрический ток. Одним из первых, кто объяснил это, был ирландский ученый сэр Джордж Стоукс из Кембриджского университета, который назвал это явление «флуоресценцией» в честь флюорита, минерала, многие образцы которого сильно светятся из-за примесей. Объяснение основывалось на природе явления электричества и света, разработанном британскими учеными Майклом Фарадеем в 1840-х годах и Джеймсом Клерком Максвеллом в 1860-х годах. [4]

Немногое больше было сделано с этим явлением до 1856 года, когда немецкий стеклодув по имени Генрих Гайсслер создал ртутный вакуумный насос, который откачивает стеклянную трубку в такой степени, которая ранее была невозможна. Когда электрический ток проходил через трубку Гейсслера, можно было наблюдать сильное зеленое свечение на стенках трубки со стороны катода. Трубка Гейсслера была популярным источником развлечений, поскольку давала прекрасные световые эффекты. Однако более важным был его вклад в научные исследования.Одним из первых ученых, которые экспериментировали с трубкой Гейсслера, был Юлиус Плюкер, который в 1858 году систематически описал люминесцентные эффекты, возникающие в трубке Гейсслера. Он также сделал важное наблюдение: свечение в трубке меняет положение, когда оно находится вблизи электромагнитного поля. Александр Эдмон Беккерель заметил в 1859 году, что некоторые вещества излучают свет, когда их помещают в трубку Гейсслера. Он продолжил наносить тонкие покрытия из люминесцентных материалов на поверхности этих трубок.Произошла флуоресценция, но трубки были очень неэффективными и имели короткий срок службы. [5]

Запросы, которые начались с трубки Гейсслера, продолжились, поскольку были созданы еще более совершенные пылесосы. Самой известной была вакуумная трубка, которую использовал Уильям Крукс для научных исследований. Эта трубка была откачана с помощью высокоэффективного ртутного вакуумного насоса, созданного Германом Шпренгелем. Исследования, проведенные Круксом и другими, в конечном итоге привели к открытию электрона в 1897 году Дж.Дж. Томсон и рентгеновские лучи в 1895 году Вильгельма Рентгена. Но трубка Крукса, как ее стали называть, давала мало света, потому что в ней был слишком хороший вакуум и, следовательно, не хватало следовых количеств газа, необходимых для электрически стимулированной люминесценции.

Ранние газоразрядные лампы

Одна из первых ртутных ламп, изобретенная Питером Купером Хьюиттом в 1903 году. Она была похожа на люминесцентную лампу без люминесцентного покрытия на трубке и давала зеленоватый свет. Круглое устройство под лампой - балласт.

В то время как Беккерель интересовался в первую очередь научными исследованиями флуоресценции, Томас Эдисон кратко рассмотрел флуоресцентное освещение из-за его коммерческого потенциала. Он изобрел люминесцентную лампу в 1896 году, в которой использовалось покрытие из вольфрамата кальция в качестве флуоресцентного вещества, возбуждаемого рентгеновскими лучами, но, хотя в 1907 году на нее был получен патент [6] , она не была запущена в производство. Как и в случае с некоторыми другими попытками использовать трубки Гейсслера для освещения, у него был короткий срок службы, и, учитывая успех лампы накаливания, у Эдисона не было особых причин для поиска альтернативных средств электрического освещения.Никола Тесла проводил аналогичные эксперименты в 1890-х годах, изобретая высокочастотные люминесцентные лампы, которые давали яркий зеленоватый свет, но, как и в случае с устройствами Эдисона, коммерческого успеха достичь не удалось.

Хотя Эдисон потерял интерес к флуоресцентному освещению, одному из его бывших сотрудников удалось создать газовую лампу, которая добилась определенного коммерческого успеха. В 1895 году Дэниел Макфарлан Мур продемонстрировал лампы длиной от 2 до 3 метров (от 6,6 до 9,8 футов), в которых для излучения белого или розового света использовался углекислый газ или азот соответственно.Как и в случае с будущими люминесцентными лампами, они были значительно сложнее лампы накаливания. [7]

После многих лет работы Мур смог продлить срок службы ламп, изобретя электромагнитный клапан, который поддерживал постоянное давление газа в трубке. [8] Хотя лампа Мура была сложной, была дорогой в установке и требовала очень высокого напряжения, она была значительно более эффективной, чем лампы накаливания, и давала более близкое приближение к естественному дневному свету, чем современные лампы накаливания.С 1904 года система освещения Мура была установлена ​​в ряде магазинов и офисов. [9] Его успех способствовал мотивации General Electric к совершенствованию лампы накаливания, особенно ее нити. Усилия GE увенчались изобретением нити накала на основе вольфрама. Увеличенный срок службы и повышенная эффективность ламп накаливания свели на нет одно из ключевых преимуществ лампы Мура, но GE приобрела соответствующие патенты в 1912 году. Эти патенты и изобретательские усилия, которые поддерживали их, должны были иметь значительную ценность, когда фирма занялась люминесцентным освещением. более двух десятилетий спустя.

Примерно в то же время, когда Мур разрабатывал свою систему освещения, другой американец создавал средство освещения, которое также можно рассматривать как предшественник современной люминесцентной лампы. Это была ртутная лампа, изобретенная Питером Купером Хьюиттом и запатентованная в 1901 году (US 682692; этот номер патента часто ошибочно цитируется как US 889 692). Лампа Хьюитта загоралась, когда электрический ток пропускался через пары ртути под низким давлением. В отличие от ламп Мура, лампы Hewitt изготавливались стандартных размеров и работали при низком напряжении.Лампа на парах ртути превосходила лампы накаливания того времени с точки зрения энергоэффективности, но сине-зеленый свет, который она производил, ограничивал ее применение. Однако он использовался для фотографии и некоторых промышленных процессов.

Ртутные лампы продолжали развиваться медленными темпами, особенно в Европе, и к началу 1930-х годов они получили ограниченное применение для крупномасштабного освещения. В некоторых из них использовались флуоресцентные покрытия, но они использовались в основном для коррекции цвета, а не для увеличения светоотдачи.Лампы на парах ртути также предвосхитили люминесцентные лампы с их включением балласта для поддержания постоянного тока.

Купер-Хьюитт не был первым, кто использовал пары ртути для освещения, поскольку ранее усилия были предприняты Уэй, Рапифф, Аронс, Бастиан и Солсбери. Особое значение имела ртутная лампа, изобретенная Кюхом в Германии. В этой лампе вместо стекла использовался кварц, чтобы обеспечить более высокие рабочие температуры и, следовательно, большую эффективность. Хотя ее светоотдача по сравнению с потреблением электроэнергии была лучше, чем у других источников света, излучаемый ею свет был аналогичен свету лампы Купера-Хьюитта в том, что в ней отсутствовала красная часть спектра, что делало ее непригодной для обычного освещения.

Лампы неоновые

Основная статья: Неоновое освещение

Следующий шаг в области газового освещения был основан на люминесцентных свойствах неона - инертного газа, открытого в 1898 году путем изоляции от атмосферы. При использовании в лампах Гейслера неон светился ярко-красным светом. [10] К 1910 году француз Жорж Клод, разработавший технологию и успешный бизнес по сжижению воздуха, получил достаточно неона в качестве побочного продукта для поддержки индустрии неонового освещения. [11] [12] Хотя неоновое освещение использовалось примерно в 1930 году во Франции для общего освещения, оно было не более энергоэффективным, чем обычное освещение лампами накаливания. Освещение с неоновой трубкой, которое также включает использование паров аргона и ртути в качестве альтернативных газов, стало использоваться в основном для привлекательных вывесок и рекламы. Однако неоновое освещение имело отношение к развитию люминесцентного освещения, поскольку улучшенный электрод Клода (запатентованный в 1915 году) преодолел «разбрызгивание», основной источник деградации электродов.Распыление происходит, когда ионизированные частицы ударяются об электрод и отрывают кусочки металла. Хотя для изобретения Клода потребовались электроды с большой площадью поверхности, оно показало, что можно преодолеть серьезное препятствие для газового освещения.

Развитие неонового света также имело значение для последнего ключевого элемента люминесцентной лампы - ее люминесцентного покрытия. В 1926 году Жак Рислер получил французский патент на применение флуоресцентных покрытий на неоновых лампах. [9] Основное использование этих ламп, которые можно считать первыми коммерчески успешными люминесцентными лампами, было в рекламе, а не в общем освещении.Однако это было не первое использование флуоресцентных покрытий; Эдисон использовал вольфрамат кальция для своей неудачной лампы. Были предприняты другие попытки, но все они сопровождались низкой эффективностью и различными техническими проблемами. Особое значение имело изобретение в 1927 году Фридрихом Мейером, Хансом-Иоахимом Шпаннером и Эдмундом Гермером, сотрудниками немецкой фирмы в Берлине, низковольтной «лампы на парах металла». Немецкий патент был выдан, но в серийное производство лампа так и не пошла.

Сбыт люминесцентных ламп

Все основные функции люминесцентного освещения были реализованы в конце 1920-х годов.Десятилетия изобретений и разработок обеспечили ключевые компоненты люминесцентных ламп: экономичные стеклянные трубки, инертные газы для заполнения трубок, электрические балласты, долговечные электроды, пары ртути как источник люминесценции, эффективные средства создания надежного электрического разряда. , и флуоресцентные покрытия, которые могут быть возбуждены ультрафиолетовым светом. В этот момент интенсивные разработки были важнее фундаментальных исследований.

В 1934 году Артур Комптон, известный физик и консультант GE, сообщил отделу ламп GE об успешных экспериментах с люминесцентным освещением в General Electric Co., Ltd. в Великобритании (не связана с General Electric в США). Вдохновленная этим отчетом и имеющими все ключевые элементы, группа под руководством Джорджа Э. Инмана в 1934 году построила прототип люминесцентной лампы в инженерной лаборатории General Electric в Нела-Парк (Огайо). Это было нетривиальное упражнение; как отметил Артур А. Брайт, «пришлось провести множество экспериментов с размерами и формой ламп, конструкцией катода, давлением газа аргона и паров ртути, цветами флуоресцентных порошков, методами их прикрепления к внутренней части лампы. трубка и другие детали лампы и ее вспомогательных устройств до того, как новое устройство было готово для публики." [9]

Помимо инженеров и техников, а также помещений для исследований и разработок люминесцентных ламп, General Electric контролировала то, что она считала ключевыми патентами, касающимися флуоресцентного освещения, включая патенты, первоначально выданные Hewitt, Moore и Küch. Более важным, чем это, был патент на электрод, который не разрушался при давлении газа, которое в конечном итоге использовалось в люминесцентных лампах. Альберт В. Халл из исследовательской лаборатории GE в Скенектади подал заявку на патент на это изобретение в 1927 году, которое было выдано в 1931 году. [13] General Electric использовала свой контроль над патентами, чтобы предотвратить конкуренцию со своими лампами накаливания, и, вероятно, отложила внедрение люминесцентного освещения на 20 лет. В конце концов, военное производство потребовало круглосуточных фабрик с экономичным освещением и люминесцентными лампами.

Хотя патент Халла дал GE основание для требования юридических прав на люминесцентную лампу, через несколько месяцев после того, как лампа была запущена в производство, фирма узнала о патентной заявке США, которая была подана в 1927 году на вышеупомянутую изобретенную «лампу на парах металла». в Германии Мейером, Шпаннером и Гермером.В заявке на патент указывалось, что лампа была создана как превосходное средство получения ультрафиолетового света, но в заявке также содержалось несколько утверждений, относящихся к флуоресцентному освещению. Попытки получить патент в США натолкнулись на многочисленные задержки, но если бы он был выдан, патент мог бы вызвать серьезные трудности для GE. Сначала GE попыталась заблокировать выдачу патента, заявив, что приоритет должен принадлежать одному из их сотрудников, Лерою Дж. Баттольфу, который, согласно их заявлению, изобрел люминесцентную лампу в 1919 году и чья патентная заявка все еще находилась на рассмотрении.GE также подала заявку на патент в 1936 году на имя Инмана, чтобы охватить «улучшения», внесенные его группой. В 1939 году GE решила, что претензии Мейера, Спаннера и Гермера имеют определенные основания и что в любом случае длительная процедура вмешательства не в их интересах. Поэтому они отказались от иска Buttolph и заплатили 180 000 долларов за приобретение Meyer et al. заявка, которая на тот момент принадлежала фирме, известной как Electrons, Inc. Патент был должным образом выдан в декабре 1939 года. [14] Этот патент, наряду с патентом Халла, поставил GE на то, что казалось твердым юридическим основанием , хотя компания Sylvania Electric Products, Inc. в течение многих лет сталкивалась с судебными проблемами, который заявил о нарушении принадлежащих ему патентов.

Несмотря на то, что вопрос о патентах не будет полностью решен в течение многих лет, сильные стороны General Electric в области производства и маркетинга позволили компании занять лидирующее положение на развивающемся рынке люминесцентных ламп. Продажа люминесцентных люмилиновых ламп началась в 1938 году, когда на рынок были выпущены лампы четырех разных размеров. Они использовались в светильниках, производимых тремя ведущими корпорациями: Lightolier, Artcraft Fluorescent Lighting Corporation и Globe Lighting.В следующем году GE и Westinghouse рекламировали новые светильники на выставках на Всемирной выставке в Нью-Йорке и Международной выставке Golden Gate в Сан-Франциско. Флуоресцентные системы освещения быстро распространились во время Второй мировой войны, поскольку военное производство увеличило спрос на освещение. К 1951 году в Соединенных Штатах люминесцентные лампы производили больше света, чем лампы накаливания. [15]

В первые годы в качестве зеленоватого люминофора использовался ортосиликат цинка с различным содержанием бериллия.Небольшие добавки вольфрамата магния улучшили синюю часть спектра, получив приемлемый белый цвет. После того, как было обнаружено, что бериллий токсичен, фосфор на основе галофосфата взял верх. [16]

Принципы работы

Основное средство преобразования электрической энергии в энергию излучения в люминесцентной лампе основано на неупругом рассеянии электронов, когда падающий электрон сталкивается с атомом в газе. Если (падающий) свободный электрон имеет достаточно кинетической энергии, он передает энергию внешнему электрону атома, заставляя этот электрон временно подпрыгивать на более высокий энергетический уровень.Столкновение «неупругое», потому что происходит потеря кинетической энергии.

Это состояние с более высокой энергией нестабильно, и атом излучает ультрафиолетовый фотон, когда электрон атома возвращается на более низкий, более стабильный энергетический уровень. Большинство фотонов, испускаемых атомами ртути, имеют длины волн в ультрафиолетовой (УФ) области спектра, преимущественно на длинах волн 253,7 и 185 нанометров (нм). Они не видны человеческому глазу, поэтому их необходимо преобразовывать в видимый свет.Это делается с помощью флуоресценции. Ультрафиолетовые фотоны поглощаются электронами в атомах внутреннего флуоресцентного покрытия лампы, вызывая аналогичный скачок энергии, а затем ее падение с испусканием следующего фотона. Фотон, испускаемый в результате этого второго взаимодействия, имеет меньшую энергию, чем тот, который его вызвал. Химические вещества, входящие в состав люминофора, выбираются таким образом, чтобы эти испускаемые фотоны имели длину волны, видимую человеческим глазом. Разница в энергии между поглощенным ультрафиолетовым фотоном и испускаемым фотоном видимого света идет на нагрев покрытия люминофора.

Когда включается свет, электроэнергия нагревает катод настолько, что он испускает электроны (термоэлектронная эмиссия). Эти электроны сталкиваются и ионизируют атомы благородного газа внутри колбы, окружающей нить, с образованием плазмы в процессе ударной ионизации. В результате лавинной ионизации проводимость ионизированного газа быстро возрастает, позволяя протекать через лампу более высоким токам.

Заполняющий газ помогает определить рабочие электрические характеристики лампы, но не излучает свет.Наполняющий газ эффективно увеличивает расстояние, на которое электроны проходят через трубку, что дает электрону больше шансов на взаимодействие с атомом ртути. Атомы аргона, возбужденные до метастабильного состояния ударом электрона, могут передать эту энергию нейтральному атому ртути и ионизировать его, что описывается как эффект Пеннинга. Это позволяет снизить пробивное и рабочее напряжение лампы по сравнению с другими возможными наполняющими газами, такими как криптон. [17]

Строительство

Крупным планом катоды бактерицидной лампы (по существу аналогичная конструкция, в которой не используется люминесцентный люминофор, что позволяет видеть электроды.)

Трубка люминесцентной лампы заполнена газом, содержащим пары ртути низкого давления и аргон, ксенон, неон или криптон. Давление внутри лампы составляет около 0,3% от атмосферного давления. [18] Внутренняя поверхность лампы покрыта флуоресцентным (и часто слегка фосфоресцирующим) покрытием, состоящим из различных смесей солей металлических и редкоземельных люминофоров. Электроды лампы обычно изготавливаются из спирального вольфрама и обычно называются катодами из-за их основной функции - испускания электронов.Для этого они покрыты смесью оксидов бария, стронция и кальция, выбранной так, чтобы иметь низкую температуру термоэлектронной эмиссии.

В бактерицидной лампе используется тлеющий разряд паров ртути низкого давления, идентичный таковому в люминесцентной лампе, но в бактерицидной лампе используется оболочка из плавленого кварца без покрытия, поэтому ультрафиолетовое излучение может уйти.

Трубки люминесцентных ламп обычно прямые и имеют длину от примерно 100 миллиметров (3,9 дюйма) для миниатюрных ламп до 2,43 метра (8.0 футов) для мощных ламп. У некоторых ламп трубка изогнута в круг, что используется для настольных ламп или в других местах, где требуется более компактный источник света. П-образные лампы большего размера используются для обеспечения того же количества света в более компактных помещениях и используются в особых архитектурных целях. Компактные люминесцентные лампы имеют несколько трубок малого диаметра, соединенных в пучок из двух, четырех или шести, или трубку небольшого диаметра, свернутую в спираль, чтобы обеспечить большое количество светового потока в небольшом объеме.

Светоизлучающие люминофоры наносятся на внутреннюю часть трубки в виде лакокрасочного покрытия. Органическим растворителям дают испариться, затем трубку нагревают почти до температуры плавления стекла, чтобы удалить оставшиеся органические соединения и сплавить покрытие с трубкой лампы. Необходим тщательный контроль размера зерна подвешенных люминофоров; большие зерна, 35 микрометров или больше, приводят к слабым зернистым покрытиям, тогда как слишком много мелких частиц 1 или 2 микрометра или меньше ведет к плохому освещению и эффективности.Большинство люминофоров лучше всего работают с размером частиц около 10 микрометров. Покрытие должно быть достаточно толстым, чтобы улавливать весь ультрафиолетовый свет, производимый ртутной дугой, но не настолько толстым, чтобы люминофорное покрытие поглощало слишком много видимого света. Первые люминофоры были синтетическими версиями природных флуоресцентных минералов с небольшими количествами металлов, добавленных в качестве активаторов. Позже были обнаружены другие соединения, позволяющие изготавливать лампы разных цветов. [19]

Электрические аспекты эксплуатации

Различные балласты для люминесцентных и газоразрядных ламп

Люминесцентные лампы представляют собой устройства с отрицательным дифференциальным сопротивлением, поэтому при прохождении через них большего тока электрическое сопротивление люминесцентных ламп падает, позволяя протекать еще большему току.Подключенная непосредственно к источнику питания постоянного напряжения, люминесцентная лампа быстро самоуничтожится из-за неконтролируемого протекания тока. Чтобы этого не произошло, люминесцентные лампы должны использовать вспомогательное устройство - балласт, регулирующий ток через лампу.

Напряжение на клеммах рабочей лампы зависит от тока дуги, диаметра трубки, температуры и наполняющего газа. Фиксированная часть падения напряжения происходит из-за электродов. 48-дюймовая (1219 мм) лампа T12 [20] для обслуживания общего освещения работает при 430 мА при падении напряжения 100 В.Лампы с высокой выходной мощностью работают при 800 мА, а некоторые типы - до 1,5 А. Уровень мощности варьируется от 33 до 82 Вт на метр длины трубки (от 10 до 25 Вт / фут) для ламп T12. [21]

Самым простым балластом для переменного тока (AC) является катушка индуктивности, размещенная последовательно, состоящая из обмотки на многослойном магнитопроводе. Индуктивность этой обмотки ограничивает прохождение переменного тока. Этот тип до сих пор используется, например, в настольных лампах с питанием от 120 вольт, использующих относительно короткие лампы.ПРА рассчитаны на размер лампы и частоту сети. Если переменного напряжения недостаточно для запуска длинных люминесцентных ламп, балласт часто представляет собой повышающий автотрансформатор со значительной индуктивностью рассеяния (чтобы ограничить ток). Любая форма индуктивного балласта может также включать конденсатор для коррекции коэффициента мощности.

Балласт 230 В для 18–20 Вт

Для управления люминесцентными лампами использовалось множество различных схем. Выбор схемы основан на напряжении переменного тока, длине трубки, начальной стоимости, долгосрочной стоимости, мгновенном или не мгновенном запуске, диапазонах температур, наличии деталей и т. Д.

Люминесцентные лампы могут работать непосредственно от источника постоянного тока с напряжением, достаточным для зажигания дуги. Балласт должен быть резистивным и потреблять примерно столько же энергии, сколько и лампа. При работе от постоянного тока пусковой выключатель часто предназначен для изменения полярности питания лампы каждый раз при ее запуске; в противном случае ртуть скапливается на одном конце трубки. По этим причинам люминесцентные лампы (почти) никогда не работают напрямую от постоянного тока. Вместо этого инвертор преобразует постоянный ток в переменный и обеспечивает функцию ограничения тока, как описано ниже для электронных балластов.

Влияние температуры

Тепловое изображение винтовой люминесцентной лампы.

На светоотдачу и характеристики люминесцентных ламп в значительной степени влияет температура стенки колбы и ее влияние на парциальное давление паров ртути внутри лампы. [22] Каждая лампа содержит небольшое количество ртути, которая должна испаряться, чтобы поддерживать ток лампы и генерировать свет. При низких температурах ртуть находится в виде диспергированных капель жидкости. По мере того, как лампа нагревается, все больше ртути находится в форме пара.При более высоких температурах самопоглощение пара снижает выход УФ и видимого света. Поскольку ртуть конденсируется в самом холодном месте лампы, необходимо тщательно продумать конструкцию, чтобы поддерживать в этом месте оптимальную температуру, около 40 ° C (104 ° F).

При использовании амальгамы с другим металлом давление пара снижается, а диапазон оптимальных температур расширяется вверх; тем не менее, температуру «холодного пятна» стенки колбы необходимо контролировать, чтобы предотвратить миграцию ртути из амальгамы и ее конденсацию на холодном пятне.Люминесцентные лампы, предназначенные для более высокой мощности, будут иметь такие конструктивные особенности, как деформированная трубка или внутренние радиаторы для контроля температуры холодного пятна и распределения ртути. Сильно нагруженные небольшие лампы, такие как компактные люминесцентные лампы, также включают в себя зоны теплоотвода в трубке, чтобы поддерживать давление паров ртути на оптимальном уровне. [23]

Убытки

Файл: Fluorescent Energy.svg Диаграмма Санки потерь энергии в люминесцентной лампе. В современных конструкциях самая большая потеря заключается в квантовой эффективности преобразования высокоэнергетических УФ-фотонов в низкоэнергетические фотоны видимого света.

Лишь часть электроэнергии, потребляемой лампой, преобразуется в полезный свет. Балласт рассеивает тепло; электронные балласты могут иметь КПД около 90%. На электродах возникает фиксированное падение напряжения, которое также выделяет тепло. Часть энергии в столбе паров ртути также рассеивается, но около 85% превращается в видимый и ультрафиолетовый свет.

УФ-свет поглощается люминесцентным покрытием лампы, которое повторно излучает энергию на более длинных волнах для излучения видимого света.Не вся УФ-энергия, падающая на люминофор, преобразуется в видимый свет. В современной лампе на каждые 100 падающих фотонов УФ-излучения, попадающих на люминофор, излучается только 86 фотонов видимого света (квантовая эффективность 86%). Самая большая разовая потеря в современных лампах связана с более низкой энергией каждого фотона видимого света по сравнению с энергией УФ-фотонов, которые их генерируют (явление, называемое стоксовым сдвигом). Падающие фотоны имеют энергию 5,5 электрон-вольт, но производят фотоны видимого света с энергией около 2.5 электрон-вольт, поэтому используется только 45% УФ-энергии; остальное рассеивается в виде тепла. Если бы можно было разработать так называемый «двухфотонный» люминофор, это повысило бы эффективность, но многие исследования еще не нашли такой системы. [24]

Лампы люминесцентные с холодным катодом

В большинстве люминесцентных ламп используются электроды, работающие за счет термоэлектронной эмиссии, что означает, что они работают при достаточно высокой температуре, чтобы материал электрода (обычно с помощью специального покрытия) излучал электроны в трубку за счет тепла.

Однако есть также трубки, которые работают в режиме с холодным катодом, когда электроны попадают в трубку только за счет большой разности потенциалов (напряжения) между электродами. Это не означает, что электроды холодные (действительно, они могут быть очень горячими), но это означает, что они работают при температуре ниже своей термоэлектронной эмиссии. Поскольку лампы с холодным катодом не имеют термоэмиссионного покрытия, которое могло бы изнашиваться, они могут иметь гораздо больший срок службы, чем лампы с горячим катодом. Это качество делает их желательными для приложений с длительным сроком службы, не требующих обслуживания (например, для подсветки жидкокристаллических дисплеев).Распыление электрода все еще может происходить, но электроды могут иметь форму (например, во внутренний цилиндр) для захвата большей части распыленного материала, чтобы он не терялся с электрода.

Лампы с холодным катодом обычно менее эффективны, чем лампы с термоэлектронной эмиссией, потому что катодное падение напряжения намного выше. Повышенное падение напряжения приводит к большему рассеиванию мощности на концах трубки, что не влияет на светоотдачу. Однако это менее важно для более длинных трубок. Повышенное рассеивание мощности на концах трубок также обычно означает, что лампы с холодным катодом должны работать при более низкой нагрузке, чем их эквиваленты с термоэлектронной эмиссией.Учитывая, что в любом случае требуется более высокое напряжение на лампе, эти лампы можно легко сделать длинными и даже работать в виде последовательных цепочек. Они лучше подходят для сгибания в специальные формы для надписей и вывесок, а также могут быть мгновенно включены или выключены.

Начиная с

Атомы ртути в люминесцентной лампе должны быть ионизированы, прежде чем дуга сможет «загореться» внутри лампы. Для небольших ламп для зажигания дуги не требуется большого напряжения, и запуск лампы не представляет проблемы, но для больших ламп требуется значительное напряжение (в диапазоне от тысячи вольт).

Схема предварительно нагревает цепь люминесцентной лампы с помощью автоматического пускового выключателя. A: Люминесцентная лампа, B: Питание (+220 В), C: Стартер, D: Переключатель (биметаллический термостат), E: Конденсатор, F: Нити, G: Балласт Запуск лампы предварительного нагрева. Автоматический выключатель стартера мигает оранжевым при каждой попытке запустить лампу.
Предварительный нагрев

В этом методе используется комбинированная нить накала-катод на каждом конце лампы в сочетании с механическим или автоматическим (биметаллическим) переключателем (см. Принципиальную схему справа), который первоначально соединяет нити накала последовательно с балластом для их предварительного нагрева; при зажигании дуги нити отключаются.Эта система описывается как preheat в некоторых странах и switchstart в других. [25] Эти системы являются стандартным оборудованием в странах с напряжением 200–240 В (и для ламп на 100–120 В мощностью до 30 Вт) [ необходима ссылка ] .

А подогрев люминесцентная лампа "стартер" (автоматический пусковой выключатель)

До 1960-х годов использовались четырехконтактные термовыключатели и ручные выключатели. [ необходима ссылка ] Механизм, широко используемый в то время для предварительного нагрева, до сих пор широко используемый, представляет собой пускатель с выключателем накаливания (показан).Он состоит из нормально разомкнутого биметаллического переключателя в небольшой герметичной газоразрядной лампе, содержащей инертный газ (неон или аргон).

Электронные пускатели люминесцентных ламп

При первом подаче питания на цепь на электродах стартерной лампы возникает тлеющий разряд. Это нагревает газ в стартере и заставляет один из биметаллических контактов изгибаться по направлению к другому. Когда контакты соприкасаются, две нити люминесцентной лампы и пускорегулирующего устройства эффективно подключаются последовательно к питающему напряжению.Ток через нити заставляет их нагреваться и испускать электроны в газ трубки за счет термоэлектронной эмиссии. В стартере прикосновение к контакту замыкает напряжение, поддерживающее тлеющий разряд, гасит его, так что газ охлаждается и больше не нагревает биметаллический переключатель, который размыкается в течение одной или двух секунд. Ток через нити и индуктивный балласт резко прерывается, оставляя полное линейное напряжение, приложенное между нитями нити на концах трубки, и генерирует индуктивный толчок, который обеспечивает высокое напряжение, необходимое для запуска лампы.Лампа не загорится, если нити накала недостаточно горячие, и в этом случае цикл повторяется; Обычно требуется несколько циклов, что вызывает мерцание и щелчки во время запуска (более старые термостартеры в этом отношении вели себя лучше). Конденсатор коррекции коэффициента мощности (PFC) потребляет опережающий ток из сети для компенсации запаздывающего тока, потребляемого цепью лампы. [25]

Как только трубка ударяется, падающий основной разряд сохраняет катоды горячими, обеспечивая непрерывную эмиссию электронов без необходимости дальнейшего нагрева нитей.Выключатель стартера не замыкается снова, потому что напряжение на горящей трубке недостаточно для запуска тлеющего разряда в стартере. [25]

При использовании автоматических пускателей, таких как стартеры накаливания, неисправная трубка будет бесконечно работать, мерцая, когда лампа быстро гаснет, потому что смеси излучения недостаточно, чтобы поддерживать ток лампы на достаточно высоком уровне, чтобы пускатель накаливания оставался открытым. Это запускает балласт при более высокой температуре. У некоторых более продвинутых пускателей в этой ситуации истекает время ожидания, и они не пытаются повторять пуски, пока не будет сброшено питание. [необходима ссылка ] В некоторых старых системах использовалось отключение от перегрева при перегрузке по току для обнаружения повторных попыток запуска и отключения цепи до ручного сброса. Переключающие контакты в пускателях накаливания подвержены износу и неизбежно выходят из строя, поэтому стартер изготавливается как сменный блок.

В электронных пускателях, выпущенных в последнее время, используется другой метод предварительного нагрева катодов. [26] Они могут быть спроектированы так, чтобы их можно было заменить на пускатели накаливания для использования в стандартной арматуре.Они обычно используют специально разработанный полупроводниковый переключатель и «мягкий запуск» лампы путем предварительного нагрева катодов перед подачей управляемого пускового импульса, который зажигает лампу в первый раз без мерцания; это вытесняет минимальное количество материала с катодов во время запуска, обеспечивая более длительный срок службы лампы, чем это возможно с неконтролируемыми импульсами, которым лампа подвергается при пуске из выключателя. [25] Утверждается, что это продлевает срок службы лампы в 3-4 раза для лампы, часто включаемой, например, в быту, [27] , и уменьшает почернение концов лампы, типичное для флуоресцентные трубки.Схема обычно сложна, но сложность заложена в ИС. Электронные пускатели могут быть оптимизированы для быстрого запуска (типичное время запуска 0,3 секунды), [27] [28] или для наиболее надежного запуска даже при низких температурах и с низким напряжением питания, с временем запуска 2–4 секунд. [29] Устройства с более быстрым запуском могут издавать слышимый шум во время запуска. [30]

Электронные пускатели пытаются запустить лампу только на короткое время при первоначальном включении питания и не повторяют попытки повторно запустить лампу, которая не работает и не может поддерживать дугу; некоторые автоматически выключают вышедшую из строя лампу. [26] Это исключает повторное зажигание лампы и постоянное мерцание неисправной лампы с помощью стартера накаливания. Электронные стартеры не подвержены износу и не нуждаются в периодической замене, хотя они могут выйти из строя, как и любая другая электронная схема. Производители обычно указывают срок службы 20 лет или столько же, сколько и светильник. [28] [29] Пускатели недорогие, обычно менее 50 центов США для кратковременного свечения (в зависимости от мощности лампы) и, возможно, в десять раз больше для электронного типа по состоянию на 2013 г. [обновление] .

Мгновенный запуск

Трубка другого типа вообще не имеет нитей для запуска. Мгновенный запуск Люминесцентные лампы просто используют достаточно высокое напряжение, чтобы разрушить столб газа и ртути и тем самым запустить дугу. Эти трубки можно идентифицировать по одному штырю на каждом конце трубки. Патроны ламп имеют разъединяющее гнездо на низковольтном конце, которое отключает балласт при снятии трубки, чтобы предотвратить поражение электрическим током. В недорогих осветительных приборах со встроенным электронным балластом используется мгновенное включение ламп, изначально предназначенных для предварительного нагрева, хотя это сокращает срок службы ламп. [ требуется ссылка ]

Быстрый старт

Более новая конструкция балласта с быстрым запуском предусматривает использование силовых обмоток накала внутри балласта; они быстро и непрерывно нагревают нити / катоды, используя низковольтный переменный ток. Обычно работает при более низком напряжении дуги, чем конструкция с мгновенным запуском; при запуске не возникает индуктивного скачка напряжения, поэтому лампы необходимо устанавливать рядом с заземленным (заземленным) отражателем, чтобы тлеющий разряд мог распространяться по трубке и инициировать дуговый разряд.В некоторых лампах заземленная полоса «стартера» прикреплена к внешней стороне стекла лампы.

«Железный» (магнитный) балласт с быстрым запуском постоянно нагревает катоды на концах ламп. В этом балласте последовательно работают две лампы F40T12.
Быстрый запуск

ПРА с быстрым запуском используют небольшой автотрансформатор для нагрева нитей при первом включении питания. Когда возникает дуга, мощность нагрева нити уменьшается, и трубка запускается через полсекунды. Автотрансформатор либо совмещен с балластом, либо может быть отдельным блоком.Трубки необходимо установить рядом с заземленным металлическим отражателем, чтобы они не ударяли. Балласты с быстрым запуском более распространены в коммерческих установках из-за более низких затрат на техническое обслуживание. Балласт быстрого запуска устраняет необходимость в переключателе стартера, который является частым источником отказов ламп. Тем не менее балласты с быстрым запуском также используются в бытовых (жилых) установках из-за того, что балласты с быстрым запуском включаются почти сразу после подачи питания (при включении переключателя).ПРА с быстрым запуском используются только в цепях 240 В и предназначены для использования со старыми, менее эффективными лампами T12.

Полурезонансный пуск
Люминесцентная лампа мощностью 65 Вт, запускаемая по полурезонансной цепи запуска Схема полурезонансного пуска

Схема полурезонансного пуска - inv

История лампочки

Более 150 лет назад изобретатели начали работу над яркой идеей, которая оказала огромное влияние на то, как мы используем энергию в наших домах и офисах.Это изобретение изменило способ проектирования зданий, увеличило продолжительность среднего рабочего дня и дало толчок развитию новых предприятий. Это также привело к новым прорывам в области энергетики - от электростанций и линий электропередач до бытовой техники и электродвигателей.

Как и все великие изобретения, лампочку нельзя приписать одному изобретателю. Это была серия небольших усовершенствований идей предыдущих изобретателей, которые привели к созданию лампочек, которые мы используем сегодня в наших домах.

Лампы накаливания освещают путь

Задолго до того, как Томас Эдисон запатентовал - сначала в 1879 году, а затем годом позже, в 1880 году - и начал коммерциализировать свою лампу накаливания, британские изобретатели продемонстрировали, что электрический свет возможен с дуговыми лампами.В 1835 году был продемонстрирован первый постоянный электрический свет, и в течение следующих 40 лет ученые всего мира работали над лампой накаливания, возясь с нитью накала (та часть лампы, которая излучает свет при нагревании электрическим током) и атмосферу колбы (независимо от того, откачивается ли воздух из колбы или она заполнена инертным газом, чтобы предотвратить окисление и выгорание нити). Эти ранние лампы имели чрезвычайно короткий срок службы, были слишком дороги в производстве или потребляли слишком много энергии.

Когда Эдисон и его исследователи из Менло-Парка вышли на сцену освещения, они сосредоточились на улучшении нити накала - сначала тестировали углерод, затем платину, прежде чем, наконец, вернуться к углеродной нити. К октябрю 1879 года группа Эдисона изготовила лампочку с обугленной нитью из хлопковой нити без покрытия, которая могла работать 14,5 часов. Они продолжали экспериментировать с нитью накала, пока не остановились на ней, сделанной из бамбука, что дало лампам Эдисона срок службы до 1200 часов - эта нить накала стала стандартом для ламп Эдисона на следующие 10 лет.Эдисон также внес другие улучшения в лампочку, в том числе создал лучший вакуумный насос для полного удаления воздуха из лампы и разработал винт Эдисона (то, что сейчас является стандартным патроном для лампочек).

(Историческая сноска: нельзя говорить об истории лампочки, не упомянув Уильяма Сойера и Альбона Мана, получивших патент США на лампу накаливания, и Джозефа Свана, который запатентовал свою лампочку в Англии. дебаты о том, нарушали ли патенты Эдисона на лампочки патенты этих других изобретателей.В конце концов, американская осветительная компания Эдисона объединилась с Thomson-Houston Electric Company - компанией, производящей лампы накаливания по патенту Сойера-Мэна - и образовала General Electric, а английская осветительная компания Эдисона объединилась с компанией Джозефа Свона и образовала Ediswan в Англии.)

Что делает вклад Эдисона в электрическое освещение таким выдающимся, так это то, что он не остановился на улучшении лампочки - он разработал целый ряд изобретений, которые сделали использование лампочек практичным.Эдисон смоделировал свою технологию освещения на основе существующей газовой системы освещения. В 1882 году на виадуке Холборн в Лондоне он продемонстрировал, что электричество можно распределять от расположенного в центре генератора через серию проводов и трубок (также называемых трубопроводами). Одновременно он сосредоточился на улучшении выработки электроэнергии, разработав первую коммерческую энергосистему под названием Pearl Street Station в нижнем Манхэттене. А чтобы отслеживать, сколько электроэнергии потребляет каждый покупатель, Эдисон разработал первый электросчетчик.

В то время как Эдисон работал над всей системой освещения, другие изобретатели продолжали делать небольшие успехи, улучшая процесс производства нити накала и эффективность лампы. Следующее большое изменение в лампах накаливания произошло с изобретением вольфрамовой нити европейскими изобретателями в 1904 году. Эти новые лампы накаливания прослужили дольше и имели более яркий свет по сравнению с лампами с углеродной нитью. В 1913 году Ирвинг Ленгмюр выяснил, что размещение инертного газа, такого как азот, внутри колбы удваивает ее эффективность.В течение следующих 40 лет ученые продолжали вносить улучшения, которые снизили стоимость и повысили эффективность лампы накаливания. Но к 1950-м годам исследователи еще только выяснили, как преобразовать около 10 процентов энергии, используемой лампой накаливания, в свет, и начали фокусировать свою энергию на других осветительных решениях.

Дефицит энергии ведет к прорыву флуоресценции

В 19 веке два немца - стеклодув Генрих Гейслер и врач Юлиус Плюкер - обнаружили, что они могут производить свет, удаляя почти весь воздух из длинной стеклянной трубки и пропуская электрический ток. ток через нее, изобретение, которое стало известно как трубка Гейслера.Эти газоразрядные лампы не пользовались популярностью до начала 20 века, когда исследователи начали искать способ повысить эффективность освещения. Газоразрядные лампы стали основой многих технологий освещения, включая неоновые лампы, натриевые лампы низкого давления (тип, используемый в наружном освещении, таком как уличные фонари) и люминесцентные лампы.

И Томас Эдисон, и Никола Тесла экспериментировали с люминесцентными лампами в 1890-х годах, но ни один из них никогда не производил их в коммерческих целях.Вместо этого именно прорыв Питера Купера Хьюитта в начале 1900-х годов стал одним из предшественников люминесцентной лампы. Хьюитт создал сине-зеленый свет, пропустив электрический ток через пары ртути и включив балласт (устройство, подключенное к лампочке, которое регулирует ток через трубку). Хотя лампы Cooper Hewitt были более эффективными, чем лампы накаливания, они практически не находили подходящего применения из-за цвета света.

К концу 1920-х - началу 1930-х годов европейские исследователи проводили эксперименты с неоновыми трубками, покрытыми люминофором (материалом, который поглощает ультрафиолетовый свет и преобразует невидимый свет в полезный белый свет).Эти открытия послужили толчком к осуществлению программ исследований люминесцентных ламп в США, и к середине и концу 1930-х годов американские осветительные компании демонстрировали люминесцентные лампы для ВМС США и на Всемирной выставке 1939 года в Нью-Йорке. Эти лампы прослужили дольше и были примерно в три раза эффективнее, чем лампы накаливания. Потребность в энергоэффективном освещении американских военных заводов привела к быстрому внедрению люминесцентных ламп, и к 1951 году в США больше света производилось линейными люминесцентными лампами.

Другой недостаток энергии - нефтяной кризис 1973 года - заставил инженеров-осветителей разработать люминесцентные лампы, которые можно было бы использовать в жилых помещениях. В 1974 году исследователи из Сильвании начали изучать, как можно уменьшить балласт и вставить его в лампу. Хотя они разработали патент на свою лампочку, они не могли найти способ ее производства. Два года спустя, в 1976 году, Эдвард Хаммер из General Electric придумал, как изгибать люминесцентную лампу в форме спирали, создав первую компактную люминесцентную лампу (КЛЛ).Как и Sylvania, General Electric отложила этот дизайн, потому что новое оборудование, необходимое для массового производства этих фонарей, было слишком дорогим.

Первые компактные люминесцентные лампы появились на рынке в середине 1980-х годов по розничным ценам от 25 до 35 долларов, но цены могли сильно различаться в зависимости от региона из-за различных рекламных акций, проводимых коммунальными предприятиями. Потребители указали на высокую цену как на препятствие номер один при покупке КЛЛ. Были и другие проблемы - многие КЛЛ 1990 года были большими и громоздкими, они плохо вписывались в светильники, у них была низкая светоотдача и непостоянные характеристики.С 1990-х годов улучшение характеристик КЛЛ, цены, эффективности (они потребляют примерно на 75 процентов меньше энергии, чем лампы накаливания) и срока службы (они служат примерно в 10 раз дольше) сделали их жизнеспособным вариантом как для арендаторов, так и для домовладельцев. Спустя почти 30 лет после того, как КЛЛ были впервые представлены на рынке, КЛЛ ENERGY STAR® стоит всего 1,74 доллара за лампу при покупке в упаковке по четыре штуки.

Светодиоды: будущее уже здесь

Одна из самых быстро развивающихся технологий освещения сегодня - это светодиоды (или LED).Тип твердотельного освещения, светодиоды используют полупроводник для преобразования электричества в свет, часто имеют небольшую площадь (менее 1 квадратного миллиметра) и излучают свет в определенном направлении, что снижает потребность в отражателях и рассеивателях, которые могут задерживать свет.

Это также самые эффективные фонари на рынке. Эффективность лампочки также называется световой эффективностью. Это мера излучаемого света (люмены), деленная на потребляемую мощность (ватты). Лампа, которая на 100 процентов эффективна при преобразовании энергии в свет, будет иметь эффективность 683 лм / Вт.Чтобы представить это в контексте, лампа накаливания мощностью от 60 до 100 Вт имеет эффективность 15 лм / Вт, эквивалентная CFL имеет эффективность 73 лм / Вт, а текущие сменные лампы на основе светодиодов на рынке варьируются от 70 до 120 лм / Вт со средней эффективностью 85 лм / Вт.

В 1962 году, работая в General Electric, Ник Холоняк-младший изобрел первый светодиод видимого спектра в виде красных диодов. Затем были изобретены бледно-желтые и зеленые диоды. По мере того, как компании продолжали совершенствовать красные диоды и их производство, они начали появляться на свет.

Освещая опасность флуоресцентных ламп

Компактные люминесцентные лампы, давно рекламируемые экологами как более эффективная и долговечная альтернатива лампам накаливания, которые имеют освещенные дома уже более века, сталкиваются с сопротивлением со стороны руководителей отрасли по переработке отходов и некоторых ученых-экологов, которые предупреждают, что ядовитые внутренности ламп представляют большую угрозу для здоровья и окружающей среды, чем считалось ранее.

Флуоресцентные лампы - изогнутые спиральные лампы, которые генерируют свет за счет нагрева газов в стеклянной трубке - обычно считаются потребляющими более чем на 50 процентов меньше энергии и служат в несколько раз дольше, чем лампы накаливания.

Когда несколько лет назад люминесцентные лампы впервые попали на полки магазинов, потребители жаловались на производимый ими громкий шум, резкий свет, голубоватый цвет, неуклюжую форму и долгое время, необходимое для их нагрева.

С тех пор лампы, известные как КЛЛ, были модернизированы, и строгие правительственные правила помогли решить большинство из этих проблем.Но хотя лампы чрезвычайно энергоэффективны, одна проблема никуда не делась: все КЛЛ содержат ртуть, нейротоксин, который может вызывать повреждение почек и головного мозга.

Количество крошечное - около 5 миллиграммов или едва покрывает кончик ручки - но этого достаточно, чтобы заразить до 6000 галлонов воды сверх безопасных для питья уровней, экстраполированных на основе исследования Стэнфордского университета по ртути. Даже новейшие лампы, рекламируемые как лампы с низким содержанием ртути, могут загрязнить более 1000 галлонов воды сверх безопасных уровней.

Нет никаких сомнений в том, что люминесцентные лампы в целом экономят энергию и уменьшают загрязнение окружающей среды. Средняя лампа накаливания длится от 800 до 1500 часов; спиральная люминесцентная лампа может работать до 10 000 часов. По данным Агентства по охране окружающей среды США, всего за год с начала 2007 года в Калифорнии было приобретено 9 миллионов люминесцентных ламп, что предотвратило выброс 1,5 миллиарда фунтов углекислого газа по сравнению с традиционными лампами.

«Их использование фактически снижает общие выбросы в окружающую среду, даже несмотря на то, что они содержат в себе незначительное количество ртути», - сказал Марк Кохорст, старший менеджер по окружающей среде, здоровью и безопасности Национальной ассоциации производителей электрооборудования.

Общественность, агентства плохо осведомлены о рисках
Пока в колбе содержится ртуть, КЛЛ совершенно безопасны. Но в конечном итоге любые лампочки - даже КЛЛ - ломаются или перегорают, и большинство потребителей просто выбрасывают их в мусорное ведро, - сказала Эллен Силбергельд, профессор наук о здоровье окружающей среды в Университете Джона Хопкинса и редактор журнала Environmental Research.

«Это огромное количество ртути, которое в настоящее время будет попадать в поток отходов без предварительной подготовки», - сказала она.

Производители и Агентство по охране окружающей среды заявляют, что сломанные КЛЛ следует обрабатывать осторожно и перерабатывать, чтобы ограничить опасные пары и распространение ртутной пыли. Но, как обнаружила Брэнди Бриджес из Эллсуорта, штат Мэн, бывает трудно найти руководящие принципы, как это сделать.

«Это была просто извивающаяся лампочка, к которой я потянулся, чтобы заменить», - сказал Бриджес. «Когда лампочка ударилась об пол, она разбилась.

Когда Бриджес начал обзванивать местные правительственные учреждения, чтобы узнать, что делать, «я была потрясена, увидев, насколько неинформированы буквально все, с кем я разговаривала», - сказала она. «Даже наш собственный оператор токсикологии не знал, что мне сказать».

В конце концов штат направил ее в частную фирму, занимающуюся уборкой помещений, которая сообщила, что содержание ртути оценивается в 2000 долларов. После того, как Бриджес публично пожаловалась на ее затруднительное положение, государственные чиновники изменили свою рекомендацию: просто выбросьте ее в мусорное ведро, сказали они.

Разбить лампочку? Пять шагов для очистки
Это был неправильный ответ, согласно EPA. Он предлагает подробную 11-шаговую процедуру, которой вы должны следовать: Проветрите комнату в течение четверти часа. Носить перчатки. Упакуйте мусор в два мешка. Используйте изоленту, чтобы снять остатки с ковра. Не пользуйтесь пылесосом, так как это только распространит проблему. В следующий раз, когда вы будете пылесосить это место, немедленно выбросьте пылесос.

В целом, однако, EPA одобряет использование люминесцентных ламп, ссылаясь на их экономию энергии.Силбергельд также не препятствует их использованию из-за их экономии энергии, но она сказала, что EPA может посылать смешанные сигналы сбитым с толку потребителям.

«Это своего рода ирония в том, что, с одной стороны, агентство говорит:« Не волнуйтесь, это очень небольшое количество ртути ». Затем у них есть целая страница [инструкции], как действовать в ситуации, если вы сломай одну, - сказала она.

Ограниченные возможности для безопасной переработки
Проблема утилизации на этом не заканчивается. В идеале сломанные лампы и их остатки следует утилизировать на предприятии, разрешенном для обращения с люминесцентными лампами, но такие объекты встречаются нечасто.

Калифорния - один из семи штатов (Миннесота, Огайо, Иллинойс, Индиана, Мичиган и Висконсин), в которых запрещено выбрасывать люминесцентные лампы как обычные отходы. И все же количество квалифицированных предприятий по переработке отходов ограничено примерно одним на округ. В других штатах сбор КЛЛ проводится только в определенное время года - например, два раза в год в округе Колумбия и только один раз в год на большей части территории Джорджии.

На самом деле квалифицированных мест для переработки КЛЛ настолько мало, что крупнейшим переработчиком люминесцентных ламп в Америке является мебельная сеть Ikea.

«Я думаю, что сотни миллионов [КЛЛ] будут находиться на свалках по всей стране», - сказал Леонард Ворт, глава сертифицированного предприятия Fluorecycle Inc. в Инглесайде, штат Иллинойс.

Попав на свалку, луковицы могут лопнуть, даже если они правильно упакованы, заявила Ассоциация твердых отходов Северной Америки. Отсюда ртуть может попадать в почву и грунтовые воды, а ее пары могут распространяться по воздуху, потенциально подвергая рабочих воздействию токсичных уровней яда.

Промышленность, работающая над более безопасными лампами
Кохорст из группы производителей электротехники признал, что утилизация была сложной проблемой. Но он сказал, что люминесцентные лампы настолько энергоэффективны, что их полная безопасность стоит времени и денег.

«Это отличный продукт, и они будут продолжать решать наши энергетические проблемы, и постепенно мы будем искать решение и для их утилизации», - сказал Кохорст.

А пока производители ламп накаливания не сдаются без боя.

General Electric Corp., крупнейший в мире производитель традиционных лампочек, заявила, что к 2010 году она надеется выпустить на рынок новую высокоэффективную лампу накаливания, которая будет в четыре раза эффективнее, чем сегодняшняя 125-летняя технология. Он сказал, что такие лампы будут близко конкурировать с люминесцентными лампами по эффективности, без ртути.

(Msnbc.com - совместное предприятие Microsoft Corp. и NBC Universal, которое является подразделением General Electric.)

Однако, если проблема утилизации должна быть решена, скорость, по-видимому, потребуется.Согласно отраслевым данным, в прошлом году потребители купили более 300 миллионов КЛЛ, но они могут просто обменивать одну проблему (низкая энергоэффективность) на другую (опасные материалы на миллионы фунтов, уходящие прямо в землю).

«Одна лампа, ну и что? Десять ламп, ну и что? Миллион ламп, это что-то, - сказал Уорт из Fluorecycle.

«Сто миллионов ламп? Теперь это совсем другая игра ».

История люминесцентных ламп

Пионеры: Джордж Инман и Ричаред Тайер
Инженеры-исследователи: Уильям Л.Энфилд и Филип П. Притчард
Разработчик приложений: Уорд Харрисон


ПРИМЕЧАНИЕ: В январе 1931 г. (27 января 31 г., если быть точным) доктор Альберт У. Халл из GE Schenectady labs получает патент на низкое давление. пароразрядные лампы - это большой шаг к развитию люминесцентные лампы в ближайшие годы


1934: Д-р Артур Х. Комптон во время визита в Оксфорд, Англия, пишет письмо докторуУильям Л. Энфилд рассказывает ему об английских производителях ламп показал ему интересную экспериментальную лампу. Это было трубчатое, около 2 фута в длину, а центральная часть была покрыта флуоресцентным материалом. Он излучал желтовато-зеленый свет и оказался очень эффективным.


В ноябре 1934 года в парке НЕЛА начинаются исследования. Под руководством Dr. Уильям Энфилд, Джордж Инман приступили к разработке. Также в в группе были Ричард Тайер, Юджин Леммерс, Др.Уиллард А. Робертс. В В декабре группа изготовила первую лампу. Это было 10 дюймов в длину, дюйм в диаметре и имел электроды на каждом конце. Группа изготовила лампы которые использовали различные люминофоры, в том числе силикат цинка.


1934-35: Доктор Клифтон Г. Фаунд присоединяется к группе исследований и разработок. Доктор Уиллард Робертс, химик разрабатывает люминофоры при содействии доктора Г. Фонда и К. А. Никель из Скенектади и Гарри М. Фернберджер из отдела проволоки.В первые несколько лет производства люминесцентных ламп самое важное люминофоры - силикат цинка-бериллия и вольфрамат магния («белый» и «дневные» лампы соответственно).


В июле 1935 года инженеры и исследователи лампового отделения провели закрытая встреча в парке НЕЛА с группой офицеров ВМС США. Образец были показаны люминесцентные лампы, и моряки были первыми за пределами GE, чтобы увидеть новые лампы.В начале сентября 1935 г. инженерное общество (I.E.S.) провело свой ежегодный съезд в Цинциннати, Огайо. На стенде GE была представлена ​​одна из новых ламп "F" в г. операция. Присутствующие инженеры по свету были заинтересованы, но не подавляюще впечатлен. Лампа выглядела как узкоспециализированная вещь. Он был 2 фута в длину, излучал яркий зеленый свет. Дисплей карточка гласила: «Люмилиновая лампа - лабораторная разработка. многообещающе."Это заявление на той карте было НАСТОЯЩИМ ПРОТИВОПОКАЗАНИЕМ - ОБЯЗАТЕЛЬНО, всего за 6 лет война и новый источник света будут преобразите США и скоро мир!


1936-1937: В июле 1936 года оборудование для производства люминесцентных ламп начинает разработку под руководством Филипа Притчарда. Между тем другие отделы GE оказали помощь в строительстве балластов, стартеров. (сначала встроены в тот же корпус, что и ПРА), и патроны для ламп для ламп F.Департамент трансформаторной техники в Форт-Уэйне, Индиана развивает балласты.


23 ноября 1936 года в Вашингтоне состоялся ужин, посвященный празднованию 100-летие со дня основания Патентного ведомства США было вдвойне исторический. Гости, пришедшие на ужин, наблюдали за впервые практическое публичное применение люминесцентного освещения. В новые лампы, поставленные GE, обеспечивали большую часть освещения в большом банкетный зал.
Прошло больше года, это был конец 1937 года, и П.Дж.Притчард и его коллеги добивались успехов, но ни одна фабрика не могла производства ламп пока нет. Очень скоро это изменится!


1938: 21 апреля 1938 года GE объявила о выпуске люминесцентных ламп. Лампы MAZDA как обычная линейка, и они были размещены в открытой продаже. А в журнале света появилась история, в которой говорилось, что "Эти новые источники света обеспечивают эффективный цветной свет. поэтому недоступно."Освещение изменится навсегда, и к лучшему!
1938: Новые лампы MAZDA F доступны в 3-х размерах: 15 Вт, длина 18 дюймов, диаметр 1 дюйм ('T-12') и 30 Вт, 36 дюймов длинный, 1 дюйм в диаметре («Т-8»). Они бывают 7 цветов, 2 из которых "белые".
Цвета: красный, золотой (желтый), зеленый, синий, розовый, белый. (3500 град. К) и дневной свет (6500 К). 3 типа «вспомогательных средств» или балласты для работы с лампами F были доступны в 1938 году."Магнитный" Вспомогательный «балласт», представлявший собой балласт простого дроссельного реактора. совмещен с пускателем "звонок-магнитофон-вибратор"-реле блока »в том же корпусе. Следующим типом балласта стал« Тепловой Вспомогательная », стенки которой имели балласт дроссельного реактора комбинированный с "дверным звонком, зуммером-магнитом" вибратор-реле стартером " в том же случае.

Следующее тип балласта был «Вспомогательный тепловой», который также имел балласт дроссельного реактора совмещенный с термовыключателем-реле стартера единица в том же футляре.Последний тип, производимый до сих пор, тогда назывался «Вспомогательный ручной запуск» и был просто дроссельной заслонкой для использования с ручными пусковыми переключателями. ПРА 15 и 20 Вт были От 110 до 120 вольт. Балласты на 30 Вт были 220-240 вольт, и требовалось в светильники устанавливаются повышающие трансформаторы при необходимости 220 вольт не подавалось, и к светильникам было доступно только 110 вольт.


Летом 1938 года компания Westinghouse Electric Corporation изобретает выключатель накаливания стартера.Изначально в лампочке С-6 с байонетом основание, он входит в гнездо на конце балластного корпуса. Знакомый "консервный" выключатель накаливания стартер не появлялся до середины лета 1939.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *