Кто изобрел люминесцентную лампу

январь 27, 2017

История люминесцентной лампы началась в 1856 году, когда Генрих Гейслер с помощью соленоида заставил заполненную газом трубку вспыхнуть синим светом.

Позже корпорация General Electric купила патент у Гермера и в 1938 году довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования. Свет первых ламп напоминал естественный уличный свет в пасмурный день (примерно 6400К): считается, что именно тогда и появилось название «лампа дневного света». 

В Советском Союзе массовое производство люминесцентных ламп началось только в 1948 году. За это в 1951 году разработчики первой советской лампы дневного света стали лауреатами Сталинской премии второй степени.

Советский ГОСТ 6825-64 определял только три типоразмера линейных люминесцентных ламп мощностью 20, 40 и 80 ватт (длиной 600, 1200 и 1500 мм соответственно). Колба имела большой диаметр 38 мм для более легкого зажигания при низких температурах.

Люминесцентные линейные лампы дневного света выпускаются многих видов. Разной мощности, длины, с разными диаметрами колб, разными цоколями и разным светом в зависимости от назначения лампы.

Более того, этот ассортимент будет еще больше, если учесть, что энергосберегающие лампы также представляют собой лампы дневного света со встроенными пусковыми устройствами.

Справка! Люминесценция – это нетепловое излучение, возникающее при спонтанном излучательном переходе ионов, молекул или атомов газов, растворов и твердых тел из высокоэнергетических состояний в состояния с более низкой энергией.

Устройство и принцип работы

С устройством люминесцентной лампы вы можете ознакомиться, рассмотрев рисунок ниже.

А вот так устроена компактная энергосберегающая лампа, которую можно вкрутить в обычный патрон:

Принцип работы люминесцентной лампы лишь частично зависит от того, линейный или компактный вариант исполнения вы видите перед собой. При замыкании контакта выключателя ток поступает в цепь и, минуя электроды, сопротивление которых выше, чем остальной цепи, достигает стартера.

Из-за близкого расположения контактов возникает тлеющий разряд, разогревающий приваренную к одному из контактов биметаллическую пластину, которая изгибаясь, замыкает цепь.

Напряжение становится достаточным, чтобы преодолеть сопротивление электродов и спровоцировать появление электрической дуги.

Поток свободно движущихся частиц, образовавшихся под воздействием высокого напряжения около вольфрамовых нитей, выбивает электроны с внешних орбит атомов заполняющего колбу инертного газа. Движущиеся свободные частицы, сталкиваясь с атомами ртути, переводят ее электроны на более высокую орбиту.

Их возвращение сопровождается ультрафиолетовым излучением, которое, попадая на покрытые люминофором стенки колбы, преобразуется в видимое свечение. Повышение температуры заставляет биметаллическую пластину разомкнуть контакт. Цепь работает через электроды и дугу.

Нужное напряжение обеспечивается ранее намагниченным дросселем.

Разновидности

Лампы дневного света бывают высокого давления и низкого. Для ламп высокого давления характерна мощность более 50 Вт. Они нуждаются в пусковых устройствах, создающих высоковольтный импульс.

Применяют их для освещения больших производственных помещений и для наружного освещения.

Лампы низкого давления, в том числе и компактные энергосберегающие, применяют в быту и на производстве для освещения небольших помещений.

Область применения

Область применения люминесцентных лампопределяется их мощностью, дизайном и габаритами. Линейными устройствами освещают производственные помещения, магазины, склады, школы и офисы. Компактные энергосберегающие с цоколями E27 и E14 применяются в быту наряду со светодиодными и лампами накаливания.

Технические характеристики

Чтобы выбрать оптимальный вариант освещения, нужно ориентироваться в технических параметрах осветительного оборудования. Мощность люминесцентной лампы может составлять от 10 до 80 Вт.

10 Вт люминесцентного светильника дадут столько же света, сколько 60-ваттная лампа накаливания. Номинальное напряжение показывает, на какую сеть рассчитано оборудование, и в условиях квартиры обычно составляет 220 В.

По световой температуре можно определить, как будут чувствовать себя в помещении его пользователи. Ее значение обычно находится в пределах от 2700 до 6500 К. Светоотдача демонстрирует эффективность лампы и в среднем составляет от 40 до 60 Лм/Вт.

Тип цоколя определяет, подойдет ли она к вашему светильнику и может иметь следующую маркировку: E27, E14, G10 или G13 и другие. Габариты определяются моделью светильника.

Цветность и состав излучения ламп

Цветность или четкость передачи цветов обозначается кодом от 1 до 100. Чем выше значение цветности, тем лучше цветопередача. Качественная цветопередача начинается с 80 Ra.

Хорошую цветопередачу имеют лампы, три последних числа международной маркировки которых выглядят так: 840, 880, 940. О том, как расшифровать эти цифры, читайте ниже.

Буквы Ц и ЦЦ в маркировке российских светильников дневного света означают, что перед вами устройство с усовершенствованной цветопередачей.

Цветовая температура определяет психологическое состояние человека, который находится в помещении. Чем ближе цветовая температура к теплому свету, тем комфортнее и расслабленнее будут чувствовать себя пользователи помещения, тем менее собранными и работоспособными они будут. Соответствие вариантов цветовой температуры международной маркировке вы можете посмотреть на рисунке ниже.

Химическая угроза здоровью

И линейные, и компактные люминесцентные лампы полностью безопасны для использования в неповрежденном состоянии, но они содержат ртуть, представляющую собой жидкий металл первого класса опасности, постоянно испаряющийся.

Если разбить запаянную колбу, пары ртути окажутся в помещении. Даже того количества ядовитого металла, которое содержится в одном медицинском термометре, достаточно, чтобы вызвать тяжелое отравление.

Результатом вдыхания ртутных паров может стать нарушение работы иммунной, нервной и пищеварительной систем, кожи, глаз, легких, печени, почек.

Маркировка

Отечественная

Буквы маркировки люминесцентных ламп, выпущенных в России, обозначают не только цветовой оттенок их света, как показано на схеме ниже, но и указывают назначение, например, аббревиатура ЛУФ означает, что колба устройства, которое перед вами, не покрыта люминофором, и вы получите ультрафиолетовое освещение.

Л — Лампа

Д — Маркировка цвета. Варианты: Л — люминесцентная; Д — Дневной; ХБ — холодно-белый; Б — белый; ТБ — тепло-белый; Е — естественное белый; К — Красный; Ж — желтый; З — зеленый; Г — голубой; С — синий; УФ — ультрафиолетовый.

Ц — Качество передачи

К — Конструктивная особенность. Варианты: Р — рефлекторная; У — U образная; К — кольцевая; А — амальгамная; Б — быстрого пуска.

80 — Мощность в ваттах

Зарубежная

Если вы посмотрите на приведенный ниже рисунок, то увидите, что основные данные маркировки, независимо от бренда, располагаются в строго определенном порядке. После обозначения типа люминесцентной лампы указываются ее мощность и цветность. Первая из трех последних чисел кодирует индекс цветопередачи.

На самом деле он варьируется в пределах от 1 до 100 и число 8 нужно умножить на 10. В приведенном примере индекс цветопередачи равен 80 Ra. Две последние цифры обозначают цветовую температуру. Чтобы получить действительное значение, число 40 из этого примера необходимо умножить на 100.

В результате мы получим цветовую температуру 4000 К.

Особенности подключения к сети

Появление в арсенале электриков запатентованной в 1984 году компактной люминесцентной лампы, которую можно было просто вкрутить в патрон, сделало включение такого устройства в электрическую цепь простым и безопасным даже для людей, напрочь забывших о существовании закона Ома.

Электромагнитный балласт

При подключении через электромагнитный пускорегулирующий аппарат заряд, пройдя через дроссель, попадает на стартер, представляющий собой неоновую лампу с двумя близко расположенными контактами, к одному из которых подсоединена биметаллическая пластина.

В результате ионизации неона через стартер начинает проходить большой ток, разогревая контакты. Разогретая биметаллическая пластина деформируется и замыкает цепь, вследствие чего электрический ток начинает разогревать катоды.

Образовавшаяся электрическая дуга снимает нагрузку со стартера, он охлаждается и размыкается. Дроссель поддерживает напряжение на заданном уровне.

Электронный балласт

Подключение через электронный пускорегулирующий аппарат позволяет избавиться от мерцания, увеличить срок службы люминесцентной лампы, снизить потребление электроэнергии.

С его помощью можно также регулировать режим пуска.

Появившаяся возможность уменьшить габариты пускорегулирующего аппарата и изогнуть трубки дала право на существование компактной люминесцентной лампе, размеры которой стали соизмеримы с размерами лампы накаливания.

Две трубки и два дросселя

Если вы посмотрите на схему светильника, расположенную ниже, вы увидите, что две люминесцентных лампы, каждая из которых имеет собственный параллельно ей подключенный стартер, запитываются по параллельным ветвям цепи через два отдельных дросселя. Аналогичным образом относительно друг друга можно подключить и два отдельных люминесцентных одноламповых светильника.

Схема подключения двух ламп от одного дросселя

Вариант 1 на рисунке ниже представляет стандартную схему подключения люминесцентной лампы с одним дросселем и одним стартером. Две лампы, каждая из которых имеет параллельно ей подключенный стартер, соответственно варианту 2, подключаются в цепь с одним дросселем последовательно.

Проверка работоспособности системы

Прежде чем установить люминесцентную лампу в плафон, необходимо убедиться в отсутствии повреждений. Даже небольшие трещинки на корпусе колбы говорят о том, что герметичность нарушена и включать электрооборудование в сеть небезопасно.

Потемнения со стороны электродов новой колбы говорят о неисправности дросселя, возникшей в результате скачка напряжения в сети. У старой колбы такой дефект показывает деградацию люминофора в результате разрушения защитного слоя вольфрамовой нити электрода.

О том, что люминесцентную лампу, которая работает у вас уже не первый день, пора менять, могут говорить следующие неисправности:

• ее невозможно включить;
• прежде чем нормально заработать, светильник некоторое время мерцает;
• лампа постоянно мерцает;
• оранжевое свечение около электродов в сочетании с отсутствием освещения может свидетельствовать о том, что колба разгерметизирована;
• светильник гудит.

Проверить работоспособность лампы можно с помощью тестера. Допустимый уровень сопротивления на выходе катодов составляет 10 Ом.

Замена лампы

Для замены линейной лампы снимаем рассеивающее стекло с плафона и поворачиваем ее по оси в направлении, указанном стрелочкой на держателе. Как только контакты окажутся на уровне специальных отверстий, смещаем колбу вниз.

В эти же отверстия вставляем контакты новой колбы и поворачиваем ее в обратном направлении до тех пор, пока она не станет на место. Чтобы заменить компактную люминесцентную лампу, нужно выкрутить ее из патрона и вкрутить новую.

Причины выхода из строя

Основной причиной, по которой срок службы люминесцентной лампы ограничен количеством включений-выключений, является постепенное разрушение специальной защитной пасты из щелочноземельных металлов, которая покрывает вольфрамовые нити электродов. Паста, обеспечивающая стабильность разряда, постепенно выгорает и осыпается.

Концы колбы темнеют. Высокое напряжение, необходимое для запуска, не обеспечивается, и лампа выходит из строя. Причинами поломки могут стать также низкое качество светильника, механические повреждения, контакт с водой, неисправность дросселя, перегрев и разрушение электронного балласта в энергосберегающих компактных моделях.

Утилизация люминесцентных ламп

Утилизируют люминесцентные лампы в герметичные контейнеры, изготовленные из легированной стали и специального стекла.

Расположенное на крышке или сбоку отверстие закрывается автоматической защелкой, которая сработает сразу же, как только вы протолкнете в бак вышедшее из строя оборудование.

Сдать на утилизацию непригодную к использованию люминесцентную лампу можно и в отделе возврата покупок магазина IKEA

Срок службы компактной и линейной ламп

Линейная люминесцентная лампа может служить до 5 лет (1825 дней) и рассчитана на 2000 включений, то есть на 1–2 включения в день. Минимальный, указанный на упаковке, срок службы компактной (энергосберегающей) чаще всего составляет 8000 часов или чуть меньше года.

Хотя, если следовать утверждению некоторых производителей, этих часов хватит на 8 лет при продолжительности работы в сутки не более 2,7 часа, получится, что рассчитана стандартная энергосберегающая лампа как минимум на 2920 включений (365 дней умножаем на 8 лет).

Для сравнения: стандартная 150-ваттная лампа накаливания, срок службы которой составляет максимум 1000 часов, должна выдерживать 2–2,5 тысячи включений, но включать ее, судя по предполагаемому сроку эксплуатации, можно чаще.

Плюсы и минусы

Использование люминесцентных ламп в освещении жилого помещения или офиса дает такие преимущества, как:

• существенное уменьшение расхода электроэнергии;
• продолжительный срок службы;
• возможность без замены плафона менять цвет и спектр освещения;
• отличное равномерное рассеивание света;
• незначительный нагрев, что немаловажно, если плафон вмонтирован в натяжной потолок или вы применяете люминесцентную лампу для досвечивания растений в мини-оранжерее на подоконнике;
• спектр, максимально приближенный к естественному свету и идеальная цветоотдача, если вы купили качественный светильник.

К минусам использования в качестве осветительного оборудования люминесцентных светильников можно отнести мерцание и продолжительный запуск оборудования с электромагнитным балластом и стартером. Чтобы избавиться от мерцания, в СССР в плафон устанавливали две лампы, одна из которых подключалась через фазосдвигающий конденсатор.

Аналогичный эффект можно получить, если подключить несколько ламп через разные фазы трехфазной проводки. Обе эти проблемы отсутствуют в случае установки энергосберегающих (тоже люминесцентных) ламп с электронным пускорегулирующим аппаратом. Некоторые модели нуждаются в подключении к электросети через адаптационные устройства ЭПРА.

Энергосберегающие лампы — подробная информация

В этой статье: история создания компактной люминесцентной лампы; ее устройство и принцип работы; спектр энергосберегающей лампы зависит от состава люминофора; плюсы и минусы энергосберегающих люминесцентных ламп; как выбрать энергосберегающую лампу.

Запрет на продажу и производство в России привычных нам ламп накаливания породил ряд устойчивых слухов вокруг энергосберегающих ламп.

Для рядового потребителя, какими мы с вами и являемся, главной задачей осветительных приборов было и остается само качество освещения.

И, разумеется, не хочется нести лишние расходы на приобретение этих «новомодных» ламп, ведь стоят они гораздо дороже «лампочек Ильича». Рассмотрим характеристики энергосберегающих ламп в этой статье.

История создания

Официально первая люминесцентная или, как ее еще называют, флуоресцентная лампа была создана в начале прошлого века инженером-изобретателем из США Питером Купером Хьюиттом, получившим на нее патент 17 сентября 1901 года. Хотя некоторые исследователи оспаривают его первенство в изобретении, называя «отцом» люминесцентной лампы малоизвестного немецкого физика Мартина Аронса, экспериментировавшего с ртутными лампами в конце XIX века.

Изобретенная и запатентованная Хьюиттом люминесцентная лампа содержала ртуть, пары которой нагревались проведенным через нее электротоком.

Лампа Хьюитта была шарообразной формы и слегка изогнута, она давала больше света, чем лампы Лодыгина-Эдисона, но свет этот был голубовато-зеленым, неприятным для глаза.

По этой причине первые ртутные лампы использовали только фотографы и они не получили широкого распространения.

Питер Купер Хьюитт. 1861-1921

Люминесцентная лампа в ее практически современном виде была создана группой немецких изобретателей во главе с Эдмундом Гермером, запатентовавшими свое изобретение 10 декабря 1926 года.

Именно Гермеру пришла идея нанести флуоресцирующее покрытие на стеклянную поверхность лампы изнутри, которое преобразовывало ультрафиолетовое свечение ртутной лампы в белый свет, не режущий глаз.

Альберт Халл, инженер компании «General Electric», разработал люминесцентную лампу с аналогичным покрытием к началу 1927 года, но компания была вынуждена приобрести патент Эдмунда Гермера, как оформившего его раньше.

С момента приобретения патента Гермера инженеры «General Electric» активно принялись за совершенствование люминесцентных ламп, стараясь довести их до серийного производства.

Для сокращения размеров колбы были созданы лампы круглой и U-образной формы, продемонстрированные на стенде «GE» на всемирной нью-йоркской выставке 1939 года, лампы с компактной спиралевидной колбой разработаны инженером «General Electric» Эдвардом Хаммером в 1976 году.

Впрочем, спиралевидные люминесцентные лампы в 80-х так и не были запущены в производство, поскольку руководители компании сочли расходы на строительство новых заводов чрезмерными. В 1995-м медлительностью «General Electric» воспользовались китайские производители, наладив выпуск энергосберегающих ламп со спиралевидными колбами.

Эдвард Хаммер со своим изобретением — лампой с компактной спиралевидной колбой

Ввинчивающаяся лампа с магнитным балластом (SL) была создана компанией «Philips» в 1980 году — она стала первой люминесцентной лампой такого рода, способной конкурировать с лампами накаливания. Энергосберегающую лампу с электронным балластом (CFL) в 1985 году впервые продемонстрировал немецкий концерн «Osram».

Как устроена и работает энергосберегающая лампа

Основные конструкционные элементы люминесцентной лампы — колба, электронный балласт и цоколь. Цоколь с резьбой для вкручивания в патрон лампы и с контактами для ее питания практически не отличается от цоколя обычной лампы накаливания.

Изогнутая колба люминесцентной лампы покрыта слоями люминофора, наполнена инертным газом и, в небольшом количестве, парами ртути — их ионизация и вызывает свечение лампы при подключении питания. Содержание ртути в люминесцентных лампах составляет от 1-го до 70 мг.

Внутри колбы расположены вольфрамовые электроды, покрытые смесью окислов бария, кальция, цинка и стронция.

Люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянной колбы в компактных люминесцентных лампах, содержит щелочноземельные металлы, и поэтому на 40% дороже люминофоров, применяемых в продолговатых люминесцентных лампах для потолочных светильников.

Щелочноземельные металлы в составе люминофора компактных ламп обеспечивают работу при высокой интенсивности облучения, благодаря им стало возможным уменьшение диаметра ламповой колбы. Причудливо изогнутая форма колбы в люминесцентных лампах позволяет уменьшить ее длину за счет разделения на несколько коротких, сообщающихся друг с другом секций.

Сами по себе лампы, покрытые люминофором и содержащие пары ртути, при подключении питания работать не будут — требуется пускатель-балласт, встроенный в лампу между цоколем и колбой. Потребляя высокочастотный ток порядка 50 кГц, электронный балласт (CFL) устраняет эффект мерцания энергосберегающих ламп, одновременно повышая выработку света.

Высокочастотный ток электронный балласт повышает для себя сам — содержит в своей схеме инвертор. Также в задачи балласта входят подогрев электродов и поддержание мощности люминесцентной лампы на номинальном уровне, вне зависимости от перепадов напряжения в сети.

От того, насколько качественно выполнен электронный балласт, зависит срок службы энергосберегающей лампы.

Как работает люминесцентная лампа? Подача питания вызывает разряд между электродами, ток проходит через смесь инертного газа и паров ртути, быстрые электроны наталкиваются на медлительные атомы ртути — лампа зажигается.

Однако 98% светового излучения, производимого энергосберегающей лампой — ультрафиолет, невидимый для человеческого зрения. А видимый свет, идущий от нее, обеспечивают слои люминофора, светящиеся под воздействием ультрафиолетового облучения.

Цветность освещения, вырабатываемого люминесцентными лампами, зависит от химического состава люминофора, нанесенного на стеклянную колбу с внутренней стороны.

Зависимость видимого спектра люминесцентной лампы от люминофора

Свет, генерируемый дешевыми энергосберегающими лампами, чаще всего неприятен для зрения — в его спектре преобладают синий и желтый цвета, в результате цвет предметов в освещаемом помещении неестественен.

Причины кроятся в типе люминофора, содержащем недорогой галофосфат кальция. Такие лампы, обладая высокой светоотдачей, предназначены для освещения нежилых помещений (складов и т.п.

) — внешне вырабатывают белый свет, но его отражение от предметов выявляет неполный спектр (отсутствие красного и зеленого цветов).

Энергосберегающие лампы для домашнего освещения имеют более высокую цену, т.к. люминофор в них создает 3-5 цветных полос (к примеру красную, зеленую и голубую) из видимого для человеческого глаза спектра и имитирует эффект естественного света, но уменьшает при этом светоотдачу.

Характеристики энергосберегающей лампы

Сразу стоит оговориться, что приведенные ниже положительные характеристики зависят от производителя данной лампы — его желание сэкономить на сырье и комплектующих серьезно снижает качество и срок работы люминесцентных ламп.

Плюсы энергосберегающих ламп:

• значительно меньшее, по сравнению с лампами накаливания, потребление электроэнергии при большей светоотдаче. Если лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет светоотдачу 100-150 люмен, то светоотдача люминесцентной лампы мощностью 20 Вт составит 1 100-2 000 люмен — разница очевидна. Низкое потребление электропитания энергосберегающих ламп, помимо прочего, существенно понижает нагрузку на электропроводку;
• значительный срок службы, в 8-10 раз превышающий срок службы ламп накаливания. При работе в среднем 2,5-3 часа в сутки люминесцентная лампа будет освещать помещение 8 000-11 000 часов и прослужит несколько лет (зависит от модели и производителя), примерно в 6-8 раз дольше, чем обычная «лампа Ильича»;
• в течение всего срока работы интенсивность освещения компактными люминесцентными лампами не изменяется;
• наибольшая температура работающей энергосберегающей лампы не превысит 60 оС. 95% энергии в лампах накаливания идет на нагрев, т.е. при мощности в 100 Вт лампа накаливания нагреется до 95 оС;
• производятся лампы нескольких световых оттенков освещенности, основные — теплый дневной свет (аналогичен цвету освещения от ламп накаливания), дневной свет и холодный дневной свет;
• в производимом световом потоке полностью отсутствует мерцание (стробоскопический эффект), стабильность освещения обеспечивается электронным балластом лампы;
• заводская гарантия от производителя на каждую энергосберегающую лампу. На «лампы Ильича» гарантий никогда не было.

Минусы энергосберегающих ламп:

• высокая цена. Если лампы накаливания стоят 10-25 руб., то люминесцентные лампы обойдутся в 80-400 руб. Китайские и отечественные энергосберегающие лампы стоят дешевле, европейские — дороже;
• выступ на цоколе, где находится балласт лампы, иногда мешает ее установить. Не смотрится лампа с электронным балластом и при установке ее в люстру, т.к. слишком заметен цоколь;
• на разогрев до полной яркости светоизлучения этим лампам требуется от 30 секунд до двух минут;
• срок исправной работы компактных люминесцентных ламп зависит от частоты включения и выключения питания — чем чаще это происходит, тем быстрее лампа выйдет из строя. Межу отключением и повторным включением необходимо выдерживать паузу не менее 5 минут;
• такие лампы нельзя использовать людям, имеющим кожные болезни и заболевание эпилепсией, т.к. интенсивность освещения энергосберегающих ламп выше обычных и может привести к негативным последствиям;
• нельзя разбивать стеклянную колбу лампы, т.к. пары ртути попадут в помещения и их придется в любое время года проветривать в течение несколько часов, причем жильцам на весь срок проветривания потребуется покинуть помещения дома (квартиры) — это важно. Если же разбито несколько ламп сразу — потребуется вызывать специалистов МЧС для проведения демеркуризации. Не разбивайте люминесцентные лампы;
• совершенно не ясно, как утилизировать вышедшие из строя люминесцентные лампы — выбрасывать в утиль их запрещается, а каких-то специализированных пунктов приема в большинстве населенных пунктов не имеется.

Как выбрать энергосберегающую лампу

Прежде всего, убедитесь в целостности предлагаемой продавцом лампы, надежном соединении колбы с цоколем — непрочным соединением обычно грешат лампы небольших китайских производителей, собираемые вручную.

Мощность новой лампы определяется по мощности ранее используемых в данном помещении ламп накаливания с уменьшением в 4-5 раз. Т.е. если использовались «лампы Ильича» в 100 Вт — понадобится люминесцентная лампа в 20-25 Вт (лучше брать с небольшим запасом мощности).

Интенсивность освещения данной лампы определяется в температуре по шкале Кельвина, указанной на ее упаковке: от 2 700 до 4 000 оК — теплый свет (аналог света от ламп накаливания), такие лампы подходят для освещения спальни и кухни; от 4 000 до 5 000 оК — теплый белый свет, подходит для гостиных и залов; от 6 000 до 6 500 оК — холодный белый свет, применяется для помещений кабинетов и в офисах. Лампы последнего типа для освещения домов приобретать не стоит — свет слишком насыщен, трудно переносится.

Размер лампы. Цоколь люминесцентных ламп, как отмечалось выше, имеет большую длину, чем цоколь ламп накаливания — для домашнего освещения оптимальным будет цоколь стандарта E27 (длина — 105 мм, диаметр — 60 мм), размеры которого схожи с патронами под «лампы Ильича».

Гарантийный и эксплуатационный срок службы. Они указывается производителями на упаковке: оптимальный эксплуатационный срок в диапазоне 6 000-12 000 часов; гарантийный — от года и выше. Учтите, что далеко не для всех марок люминесцентных ламп заявленные сроки будут действительными — китайские производители могут указать высокие сроки, но фактически лампы выйдут из строя гораздо раньше.

Производители и марки.

На российском рынке представлены энергосберегающие лампы европейских марок — немецких «Osram» и «Wolta», нидерландской «Philips», датской «Comtech», польской «Ikea», американской «General Electric»; российских — «Ecola», «Космос», «Аладин», «Лисма», «Uniel»; китайских — «Camelion», «Navigator» и др. Разумеется, продукция крупнейших европейских производителей отличается высоким качеством и эксплуатационными характеристиками, но стоит отметить, что компактные люминесцентные лампы отечественного производства также имеют неплохое качество при меньшей стоимости.

В заключении

Как видно из этой статьи, люминесцентные лампы действительно экономят электроэнергию и исправно служат при условии, если соблюдаются требования к их эксплуатации.

Высокая стоимость и некоторое содержание паров ртути, конечно, остаются проблемой для потребителей, но производители пытаются решить их — к примеру, в современных моделях энергосберегающих ламп ртуть связана амальгамой кальция и не испарится, как утверждают производители, при повреждении лампы.

Другим способом сэкономить электроэнергию и гарантированно исключить проникновение паров ртути в жилые помещения будет использование светодиодных ламп, но эта тема для отдельной статьи.

Абдюжанов Рустам, рмнт.ру

11.03.12

Да будет свет: история искусственного освещения

Если бы Томас Эдисон жил в наше время, он бы удивился тому, сколько лампочек появилось в этом мире, и уж точно одним патентом не ограничился бы. Об истории создания лампочки, ее устройстве и современных разновидностях читайте в нашем материале.

Как устроен искусственный свет

Вы когда-нибудь задумывались, как устроена лампочка, или конкретно, лампа накаливания? Кажется, что ничего обыденнее и придумать нельзя, а ведь над ее созданием работали множество изобретателей и не один год. Лампа накаливания – это искусственный источник света.

Тело накала разогревается электрическим током до высокой температуры. Для того, чтобы человеческий глаз увидел излучение, исходящее от нагреваемого элемента, необходимо накалить его до более 570 градусов. Это отметка, после которой начинается красное свечение, доступное человеческому зрению в темноте.

В качестве тела накала чаще всего используется спираль из вольфрама (специальный тугоплавкий материал) или угольная нить. При этом важно, чтобы тело накала не контактировало с воздухом, иначе произойдет процесс окисления. Именно поэтому тело накала помещают в специальную колбу.

Звучит не сложно, но к этому изобретатели шли долгим путем проб и ошибок.

Кто изобрел лампу накаливания

Как и с большинством популярных и необходимых в быту изобретений именем одного человека при ответе на этот вопрос ограничиться не получится.

Конечно, мы сразу вспоминаем Томаса Эдисона, который запатентовал ни одно изобретение в свое время. Самые громкие из них: фонограф, кинетоскоп и, собственно, лампа накаливания.

Однако до него идея лампочки уже существовала и прорабатывалась на практике весьма стремительно.

В 1840 году англичанин Де ла Рю пропускает электрический ток через платиновую проволоку в стеклянном цилиндре. В этом же году русский ученый Александр Милашенко берется за разработку угольной нити.

Через год ирландец  Фредерик Де Молейн патентует получение электроэнергии с помощью платиновой нити в вакууме для освещения и движения.

В 1844 году в Америке появляется патент на электрическую лампу с угольной нитью.

В 1854 немец Генрих Гёбель решает использовать в качестве тела накала бамбуковую нить, а вакуум создает с помощью ртути. Такая лампочка могла проработать несколько часов.

Наконец, в 1874 году появляется нитевая лампа Александра Николаевича Лодыгина, которая могла работать гораздо дольше своих предшественников благодаря герметично запаянному в сосуде угольному стержню.

Это позволило вывести использование ламп за пределы лаборатории. Время свечения такой лампочки увеличил В.Ф. Дидрихсон, который добавил еще несколько «волосков» для накала. Когда «перегорал» один, «загорался» следующий.

Павел Николаевич Яблочков

В середине 70-х русский техник Павел Николаевич Яблочков выясняет, что коалин – хороший электропроводник при высокой температуре. После чего, чтобы не быть голословным, он создает коалиновую лампу. Нить накала в такой лампе не перегорала на открытом воздухе. Однако сфера  интересов изобретателя достаточно быстро ушла в область дуговых ламп.

В 1878 году англичанин Джозеф Уилсон Суон получает патент на лампу с угольным волокном. Разряженная кислородная атмосфера, которая окружала волокно, усиливала яркость света. Через год Томас Эдисон снова патентует лампу с угольным волокном, однако существенно ее преобразовывает.

Время горения увеличивается до 40 часов. Вся суть заключалась в выборе правильного материала для нити. После многочисленных опытов и испытаний Эдисон внедрил лампочку в повседневный уклад жизни людей.

  Помимо нужного материала и правильной конструкции, он доработал источник искусственного света выключателем и унифицировал цоколи.

Казалось бы, что может быть лучше? Однако

Александр Николаевич Лодыгин

изобретение продолжили совершенствовать другие испытатели. Новым героем в мире электроосвещения стал Александр Николаевич Лодыгин. Он создал нити накала из вольфрама и молибдена, а затем и закрутил их в форму спирали.

Дальше изобретатели продолжают экспериментировать уже преимущественно с материалом для нити накала. В ход пошли окись магния, тория, циркония, иттрия, металлический осмий и тантал. Однако вольфрам оказался лучшим в этом деле.

В 1906 году Лодыгин продает свой патент компании General Electric. Вольфрам выходит в лидеры, а после того как Ирвинг Ленгмюр придумал наполнить колбу тяжелым благородным газом аргоном, проблема быстротечности электрического света была решена.

Вольфрамовые нити превзошли всех своих конкурентов.

Лампочки бывают разные

Сегодня если мы зайдем в магазин, то увидим множество разных ламп:

• классические лампы накаливания,
• люминесцентные,
• галогенные,
• светодиодные,
• энергосберегающие,
• инфракрасные,
• неоновые натриевые,
• ксеноновые,
• кварцевые,
• ультрафиолетовые…

И это еще неполный список. Расскажем о некоторых из них подробнее.

Люминесцентная лампа, или лампа дневного света – «потомок» первой газоразрядной лампы. Принцип ее работы открыл еще Михаил Васильевич Ломоносов, когда пропускал ток через наполненный водородом стеклянный шар и увидел, что газ может светиться. В 1891 году Никола Тесла запатентовал электрическое освещение газоразрядными лампами.

В основе был газ аргон, а сама по себе люминесценция означала нетепловое свечение, которое происходит после поглощения веществом энергии. Световая отдача такой лампы в разы больше обычной лампы накаливания при их одинаковой мощности. Такие образцы стали популярны при освещении больших рабочих помещений, так как были ярче и выносливее обычных ламп.

Люминесцентные лампы популярны при освещении офисного пространства

Светодиодные лампы – источник света, работающий за счет светодиодов, полупроводников, в которых при прохождении тока создается видимое оптическое излучение. Сегодня мы знаем их как led – элементы, которые используют при создании современной техники и электроники.

В 1907 году физик Генри Раунд увидел разноцветное излучение во время течения электричества через соединения карбид кремния-металла. Это стали называть электролюминесценцией. Затем Олег Лосев выяснил, что это явление наблюдается исключительно на границе взаимодействия разнородных металлов.

Первый светодиодный источник видимого человеком света был разработан в компании General Electric в 1962 году. Его создатель Ник Холоньяк получил прозвище «отец светодиодов». Первые образцы были слабыми и могли отражать только темно-красные цвета. Это было несколько мрачновато и неэффективно для общего освещения.

Со временем изобретение совершенствовалось и превратилось в светодиодные светильники и отдельные виды ламп.

Инфракрасная лампа – используется как источник тепла, а не света. Принцип работы инфракрасного излучения схож с принципом солнечного излучения. Лучи достигают поверхности предметов и прогревают их.

Сам воздух при этом не прогревается, так как является хорошим теплоизолятором. С помощью галогеновых инфракрасных ламп можно спастись от холода даже на улице, в то время как другие способы обогрева будут бессильны.

Инфракрасное излучение также используется в медицине.

Инфракрасная лампа – используется как источник тепла, а не света

Ультрафиолетовая лампа – излучает свечение, которое не может увидеть человеческий глаз. По сути, это люминесцентная лампа с особым люминофором, которая излучает ультрафиолетовые лучи. Происходит это благодаря взаимодействию электродов и паров ртути.

Именно поэтому такие лампочки не выбрасывают в мусорку, их сдают на утилизацию особым способом. Такие лампы используются в медицине, для приманивания насекомых, обеззараживания воды, стимуляции роста растений (фито лампы).

Их используют даже реставраторы, чтобы разглядеть скрытые части рисунка, и криминалисты, чтобы увидеть невидимые улики (следы крови и отпечатки пальцев). В солярии тоже установлены ультрафиолетовые лампы, и гель-лак на ногтях способен высохнуть только под воздействием ультрафиолета.

Интересно, что рептилиям необходим ультрафиолетовый свет, потому что они хладнокровные животные и нуждаются в этом виде излучений.

Фитолампа для стимуляции роста растений

Энергосберегающая лампа – это электрическая лампа, которая обладает большой светоотдачей по сравнению с традиционной лампой накаливания. Это могут быть люминесцентные или светодиодные лампы различных конструкций.

Главной отличительной чертой энергосберегающей лампы стала цветовая температура: 2700 К — мягкий белый, 4200 К — дневной, 6400 К — холодный белый. Измерения считаются в градусах по шкале Кельвина. Чем ниже этот показатель, тем ближе цвет к красному, чем выше — к синему.

Каждый может выбрать оттенок, который придется ему по вкусу.

Материал подготовлен по данным из открытых источников.

Источник фото на главной: el-deco.ru, pixnio.com  

Люминесцентные лампы. История и принцип работы люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы. История и принцип работы люминесцентных ламп.

• Люминесцентные лампы.
• Люминесцентная лампа — это устройство, в котором электрический разряд в проходя через пары ртути создаёт ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью люминофора — например, смеси галофосфата кальция с другими элементами.
• Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности.

Раньше люминесцентные лампы называли так же лампами дневного света. Но теперь есть уже и другие лампы которые по спектру свечения близки к дневному свету.

1. История.
2. История ламп дневного света (люминесцентных ламп) начиналась с газоразрядных ламп.
3. Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар.

Считается, что первая газоразрядная лампа была изобретена в 1856 году Генрихом Гейслером. Гейслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, газ в трубке возбуждался при помощи соленоида.

23 июня 1891 года Никола Тесла запатентовал систему электрического освещения газоразрядными лампами (патент № 454,622), которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп, запатентованных им ранее (патент № 335,787 от 9 февраля 1886 года). Аргоновые лампы используются и в настоящее время.

В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон продемонстрировал публике люминесцентное свечение.

В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет.

В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет сине-зелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Однако, её конструкция была очень близка к современной, и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гейслера и Эдисона.

• В 1926 году Эдмунд Гермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой, в более однородный бело-цветной свет, близкий по спектру к дневному.
• Эдмунд Гермер считается изобретателем люминесцентной лампы дневного света.
• Компания General Electric выкупила у Гермера патент и, к 1938 году, довела лампы дневного света до широкого массового использования.

В СССР после Великой Отечественной Войны тоже начали активные работы по разработке собственных люминесцентных ламп.

В 1951 году за разработку люминесцентных ламп коллектив советских ученых В. А. Фабрикант, С. И. Вавилов, В. Л. Лёвшин, Ф. А. Бутаева, М. А. Константинова-Шлезингер, В. И. Долгополов.

был удостоен званий лауреатов Сталинской премии второй степени.

Принцип работы люминесцентных ламп.

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, горит дуговой разряд. Стеклянная колба лампы заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий через газ электрический ток приводит к появлению УФ-излучения.

Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки стеклянной колбы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ-излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора, можно менять оттенок свечения лампы.

В качестве люминофора используют в основном галофосфаты кальция и ортофосфаты кальция-цинка.

Дуговой разряд в лампе поддерживается за счёт термоэлектронной эмиссии заряженных частиц (электронов) с поверхности катода. Для запуска лампы катоды разогреваются либо пропусканием через них тока, либо ионной бомбардировкой в тлеющем разряде высокого напряжения («лампы с холодным катодом»).

1. Светильники дневного света.
2. Любая газоразрядная лампа (в том числе газоразрядная люминесцентная лампа низкого давления), в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две:
3. — в «холодном» состоянии люминесцентная лампа обладает высоким сопротивлением и для зажигания в ней разряда требуется импульс высокого напряжения;
4. — люминесцентная лампа после возникновения в ней разряда имеет отрицательное дифференциальное сопротивление, поэтому, если в цепь не будет включено сопротивление, то возникнет короткое замыкание и лампа выйдет из строя, либо возникнут проблемы с источником электрического тока.
5. Для решения этих проблем в светильниках, использующих люминесцентные лампы, применяют специальные устройства — балласты и пуско-регулирующие устройства.
6. Механизм запуска люминесцентной лампы с электромагнитным балластом и стартером.

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания люминесцентной лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой небольшую неоновую лампу с подключённым параллельно ей конденсатором, заключённую в корпус. Один внутренний электрод неоновой лампы стартера неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве (есть также стартеры и с двумя гибкими электродами (симметричные)).

Рис. Схема включения люминесцентной лампы.

В исходном состоянии электроды стартера разомкнуты. Стартер подключается параллельно лампе так, чтобы при замыкании его электродов ток проходил через спирали лампы.

В момент включения к электродам люминесцентной лампы и стартера прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Спирали лампы холодные.

Разряд в люминесцентной лампе отсутствует и не возникает, так как напряжения сети недостаточно для её зажигания. Но в лампе стартера от приложенного напряжения возникает тлеющий разряд, и ток проходит через спирали лампы и электроды стартера.

Ток разряда мал для разогрева спиралей люминесцентной лампы, но достаточен для разогрева электродов стартера, отчего биметаллический электрод изгибается и замыкается с жёстким электродом.

Так как напряжение сети может изменяться относительно номинальной величины, напряжение зажигания в лампе стартера подбирается таким, чтобы разряд в нём зажигался при самом низком напряжении сети. Ток, ограничиваемый индуктивным сопротивлением дросселя, течёт через спирали лампы и разогревает их.

Когда замкнутые электроды стартера остывают (в замкнутом состоянии теплота на них не выделяется из-за малого сопротивления), цепь размыкается, и благодаря самоиндукции происходит бросок напряжения на дросселе, достаточный для зажигания разряда в люминесцентной лампе.

Параллельно неоновой лампе в стартере подключён конденсатор небольшой ёмкости, служащий для формирования резонансного контура совместно с индуктивностью дросселя.

Контур формирует импульс достаточно большой длительности чтобы зажечь люминесцентную лампу (при отсутствии конденсатора этот импульс будет слишком коротким, а амплитуда слишком большой, и энергия, накопленная в дросселе, израсходуется на разряд в стартере).

К моменту размыкания стартера спирали люминесцентной лампы уже достаточно разогреты, и если бросок напряжения, возникающий за счёт самоиндукции дросселя достаточен для пробоя, то происходит зажигание разряда в лампе.

Рабочее напряжение лампы ниже сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, поэтому напряжение погасания разряда в лампе стартера задают несколько больше, чем напряжение на люминесцентной лампе, поэтому повторного срабатывания стартера не происходит. В процессе зажигания люминесцентной лампы стартер иногда срабатывает несколько раз подряд, если он размыкается в момент, когда мгновенное значение тока дросселя равно нулю, либо электроды лампы ещё недостаточно разогреты.

По мере работы люминесцентной лампы её рабочее напряжение незначительно возрастает, и в конце срока службы, когда на одной из спиралей лампы израсходуется активирующая паста, напряжение на ней возрастает до величины большей, чем напряжение погасания разряда в лампе стартера. Это вызывает знакомое многим характерное непрерывное мигание вышедшей из строя люминесцентной лампы.

Люминесцентные лампы. История и принцип работы.

Женский сайт: Я-самая-красивая.рф (www.i-kiss.ru)