Аканчивая рассказ о новых источниках света - люминесцентных лампах, рассмотрим, какими преимуществами и недостатками они обладают по сравнению с привычными лампочками накаливания. Сопоставим поочерёдно все важнейшие свойства ламп.
Экономичность. Прежде всего сравним лампы по их экономичности, т. е. по тому, какое количество света они дают при одинаковом расходе энергии. Образцом сравнения возьмём такой источник, который всю потребляемую энергию отдаёт полнвстью в виде излучения квантов с энергией 2,23 э-в, то есть квантов, лучше всего воспринимаемых глазом. Примем экономичность такого источника за единицу.
Компактные люминесцентные лампы, также называемые энергосберегающими лампами - только непревзойденная замена? Различные энергосберегающие лампы. Однако продажа акций разрешена. Через год вступает в силу запрет на лампочки мощностью 25 Вт. Энергосберегающие лампы состоят из люминесцентных ламп. Они содержат газ, который горит. Чтобы лампа с энергосберегающей лампой напоминала форму лампы, флуоресцентная лампа часто устанавливается в стеклянный конверт. Эта маскировка влияет на яркость на целых 20 процентов.
Энергосберегающая лампа - на 80% эффективнее лампы
Энергосберегающие лампы в настоящее время доступны в трех разных версиях. Доля электроэнергии, используемой для освещения в Германии, составляет 12 процентов. Если сравнить энергосберегающую лампу с лампочкой, первая не имеет себе равных по энергопотреблению. В то время как лампочка преобразует большую часть энергии в тепло, энергосберегающая лампочка - это наоборот. Он преобразует большую часть энергии в свет, делая ее на 80% более экономичной. Таким образом, энергосберегающая лампа явно имеет преимущество, когда речь идет о снижении затрат энергии.
Мы уже говорили, что качество такого источника нас не удовлетворяет. С этой точки зрения наилучшим явился бы источник, дающий только видимый свет, с такой пропорцией квантов разных энергий, которая имеется в «естественном» белом свете. Если вычислить экономичность такого идеального источника, то она окажется примерно равной 0,35.
Энергосберегающие лампы вызывают электрошог
Но как насчет других аспектов? Является ли использование энергосберегающих ламп безвредными с точки зрения здоровья? Энергосберегающая лампа генерирует электромагнитное поле. На расстоянии 30 см это значение превышает несколько. По этой причине использование энергосберегающих ламп в настольных лампах не рекомендуется по состоянию здоровья. В настоящее время нет ограничений для ламп.
Если вы хотите предотвратить, вы должны использовать энергосберегающие лампы только в потолках или на достаточном расстоянии. Все энергосберегающие лампы содержат антипирены. В зависимости от модели и производителя могут возникнуть вредные пары. Неприятный запах некоторых ламп может быть даже четко воспринят.
Подсчитанная таким же образом экономичность люминесцентных ламп равна 0,06, а лампочек накаливания - всего 0,02. Итак, хотя люминесцентные лампы в три раза экономичнее лампочек накаливания, они ещё очень далеки от идеального источника.
Каковы же причины потерь энергии в люминесцентных лампах, известны ли способы уменьшения этих потерь?
Энергосберегающие лампы только медленно развивают свою полную светимость
Встроенная электроника вызывает мерцание энергосберегающих ламп. Хотя производители утверждают, что мерцание было устранено, некоторые чувствительные люди все еще воспринимают это. Энергосберегающие лампы не только включаются с задержкой, но и вырабатывают свою яркость в зависимости от модели и производителя только очень нерешительно. Но включение и выключение проблематично для лампы. Длительный срок хранения часто используется в качестве оправдания высокой цене. Если вы верите в разные тесты, на практике это выглядит не так радужно.
Подсчёты и измерения показали, что примерно две трети всей энергии, потребляемой лампой, идёт на излучение ультрафиолетовых квантов с энергией 4,9 и 6,7 э-в. Остальная треть идёт на нагревание электродов, на тепло, выделяющееся на стенках трубки при прохождении через неё тока, а также на испускание инфракрасных квантов. На непосредственное излучение видимого света расходуется лишь немногим более одного процента энергии.
Многие энергосберегающие луковицы преждевременно отказываются от духа. На бумаге хранится энергосберегающая лампа 10х, пока лампочка. Лампа накаливания длится в среднем 000 часов. При ежедневном времени горения в течение 3 часов лампа накаливания прослужит 333 дня, а компактный люминесцентный фонарик, по словам производителя, прослужит более 9 лет с одинаковым временем горения.
Коммутационные операции сокращают срок службы энергосберегающей лампы
Жизнь энергосберегающей лампы значительно сокращается путем включения и выключения. Поэтому использование в коридорах, лестничных клетках и других комнатах, где свет часто включается, не подходит. Калькулятор сообщает вам, если срок службы энергосберегающей лампы сокращается на определенное количество циклов переключения в день. Благодаря их дизайну освещение ламп не сбалансировано. Преступником является изогнутая люминесцентная трубка. Свет лампочки распространяется равномерно, а свет компактной люминесцентной лампы светлее по бокам, чем в середине.
Возникающие в трубке ультрафиолетовые кванты являются основным источником её свечения, поскольку под их действием происходит возбуждение люминофора, нанесённого на стенки. Однако, как мы уже говорили, при преобразовании ультрафиолетового излучения в видимое разница между энергией ультрафиолетовых квантов и квантов видимого света превращается в тепло и практически полностью для нас теряется. Вот что является основной причиной неполного использования энергии в люминесцентных лампах. Кроме того, следует учесть потери света в слое люминофора, поглощение части ультрафиолетовых квантов в стекле, потери энергии в катушке самоиндукции и некоторые другие, менее значительные потери. В результате оказывается, что люминесцентные лампы в 5-6 раз менее экономичны, чем идеальный источник света.
Вначале были изготовлены только компактные люминесцентные лампы с «холодным светом», которые многие считали слишком холодными. Между тем ситуация изменилась. Но спектр света не является оптимальным. В то время как лампочки производят естественные, сбалансированные цвета, энергосберегающая лампа не имеет некоторых спектральных диапазонов. Освещаемая среда выглядит неестественно.
Энергосберегающая лампа - опасные отходы
В отличие от ламп накаливания, которые являются бытовыми отходами, компактные люминесцентные лампы содержат высокотоксичную ртуть и поэтому должны быть утилизированы должным образом. Для утилизации энергосберегающих ламп были созданы муниципальные пункты сбора. В торговле также есть добровольные диспансеры. Если рассеиваются чувствительные флуоресцентные трубки, тяжелые металлы выводятся в окружающую среду. Большинство компактных люминесцентных ламп содержат 3 мг ртути. Если энергосберегающая лампа ломается дома, рекомендуется немедленно открыть окна и выйти из помещения на 15 минут.
Из сказанного можно заключить, что основной путь повышения экономичности люминесцентных ламп заключается в более выгодном использовании возбуждающего ультрафиолетового излучения, т. е. в более благоприятном соотношении между энергией возбуждающих квантов и энергией квантов, испускаемых люминофором. Не исключена возможность и такого подбора люминофоров и газа, наполняющего трубку, при котором происходил бы «размен» ультрафиолетового кванта на два видимых.
Осколки не следует прикасаться руками, а собирать с помощью ленты. Не беспокоить точки, он будет доволен энергосберегающей лампой. Их главными преимуществами являются энергоэффективность и низкая температура по сравнению с обычной лампочкой. И их жизнь значительна. Вопросы критики все еще перевешивают, но техническое развитие не прекращается.
Компактная люминесцентная лампа очень компактна, имеет винтовую крышку для непосредственного замены ламп, обычно яркая после короткого времени запуска и в пять раз более энергоэффективна по сравнению с лампой накаливания. Спорным является компактная люминесцентная лампа из-за ее содержания ртути и индекса ее цветопередачи. В отличие от лампы накаливания, в которой накаливается вольфрамовая нить, свет генерируется в компактной люминесцентной лампе газовым разрядом.
Разумеется, не следует пренебрегать уменьшением и других непроизводительных затрат энергии, например нагреванием электродов и теплом, выделяющимся в катушке самоиндукции.
Состав света. Благодаря большому разнообразию люминофоров можно составлять их смеси с любым желаемым составом света. Кроме света, очень близкого к дневному («лампы дневного света»), можно получать разные оттенки белого света («лампы белого света», «лампы тёпло-белого света») и свет всевозможных цветов.
Компактная люминесцентная лампа: прочная с высокой светоотдачей
Найти сертифицированных партнеров-специалистов на сайте С просьбой получить до 5 предложений Гарантировать легко, бесплатно и без обязательств! Газовая смесь заключена в многослойную стеклянную колбу, к которой приложено напряжение, которое заставляет атомы Меркурия вибрировать. Эти вибрации дают свет. Режим работы компактной люминесцентной лампы можно объяснить тремя шагами.
Начните подготовку на источнике света. Электрический балласт нагревает нагревательные катушки в газовой трубе. В результате ртуть в трубке также нагревается, и она начинает становиться газообразной и рассеиваться. Генерация света в лампе. Электроны, генерируемые зарядом напряжения, сталкиваются с атомами ртути. Это генерирует энергию, которая видна в виде ультрафиолетового излучения.
Возможность получения света любого состава является одним из главных преимуществ люминесцентных ламп по сравнению с лампочками накаливания.
Яркость. Смотреть прямо на нить лампочки накаливания, даже самой слабой, неприятно. Глаз быстро утомляется и теряет чувствительность. Это связано с тем, что свет излучается с очень маленькой поверхности. В светотехнике говорят «яркость источника велика», причём под яркостью подразумевают силу света с каждого квадратного сантиметра источника. Большая яркость неприятна и вредна для зрения.
Ультрафиолетовый свет почти невидим для человеческого глаза и, в избытке, не здоров, поэтому свет должен быть трансформирован в свет, хорошо адаптированный к восприятию человеческого глаза. Это происходит на стенках стеклянной трубки, к которой применяются 3 разных люминофора, которые поглощают ультрафиолетовый свет и преобразуют его в свет определенной длины волны, который хорошо заметен и безвреден для нас.
Сколько денег можно сохранить?
По сравнению с лампой накаливания энергетический баланс компактной люминесцентной лампы явно выступает за энергосберегающую лампу. Даже если баланс энергии в производстве значительно выше, компактная люминесцентная лампа экономит 80% затрат на энергию. Компактная люминесцентная лампа содержит до 5 мг ртути и других опасных отходов и должна быть утилизирована с использованием специального способа рециркуляции. Компактная люминесцентная лампа обычно не может быть затемнена, но промышленность вывела на рынок модели, которые могут быть затемнены путем многократного включения и выключения. Компактная люминесцентная лампа излучает прерывистый цветовой спектр, в отличие от ламп накаливания или дневного света, поэтому цвета могут отличаться от этого света. Утилизация энергосберегающих ламп не должна проводиться с бытовыми отходами, так как они содержат опасные отходы, такие как ртуть.
- Компактная люминесцентная лампа прочная и длится до 000 часов.
- Индекс цветопередачи находится в диапазоне от 80 до 85.
Чтобы уменьшить яркость лампочек накаливания, приходится применять абажуры и колпаки, снижающие и без того низкую экономичность лампочек.
У люминесцентной лампы поверхностью излучения является вся трубка. Поэтому яркость люминесцентных ламп в сотни раз меньше яркости лампочек накаливания, и применять их можно даже без защитной арматуры.
Привлекательной альтернативой компактной люминесцентной лампе является более новая. Термин энергосберегающая лампа - это в основном коллективный термин для особо эффективных и энергосберегающих ламп. Однако в повседневном языке это означает компактные люминесцентные лампы.
В принципе, компактные люминесцентные лампы представляют собой не что иное, как небольшие флуоресцентные лампы в компактном исполнении с изогнутой или спиральной трубкой. Термин, часто используемый для флуоресцентной трубки «неоновая трубка», восходит к флуоресцентным лампам, которые заполнены неородным благородным газом. Однако это не относится к люминесцентным лампам и компактным люминесцентным лампам, используемым в домашнем хозяйстве, поскольку люминесцентная лампа, заполненная неоновым газом, излучает только глубокий красный свет.
Срок службы. Средний срок службы лампочки накаливания- 1000 часов. Прогорев этот срок, лампочка погибает, так как к этому времени у неё обычно перегорает нить. Люминесцентные лампы в два-три раза более долговечны.
Кроме того, они обычно выходят из строя не сразу, а постепенно, работая всё хуже и хуже и как бы предупреждая о необходимости замены. Сначала уменьшается поток света, который даёт лампа, затем она начинает труднее зажигаться и, наконец, совсем перестаёт работать. Сроком её службы считается не время горения до полного выхода лампы из строя, а время, в течение которого поток света уменьшается приблизительно на 20%.
Ничто не работает без балласта
Световая генерация компактной люминесцентной лампы работает, а также флуоресцентная трубка газоразрядным, но люминофоры в стеклянной колбе различны. Состав этих люминофоров в конечном счете определяет светлый цвет. Существуют компактные люминесцентные лампы с интегрированным балластом и без него. В общем, балласт интегрирован с энергосберегающими лампами с винтовой основой в колбе. Это делает их относительно простыми в использовании в качестве замены лампочки в существующей лампе. Напротив, новые светильники имеют плагиновую основу.
Следует заметить, что срок службы лампы зависит от того, как часто она включается. При включении лампы напряжение значительно выше, чем при её горении, а это приводит к распылению электродов. Поэтому люминесцентная лампа тем долговечнее, чем дольше она каждый раз горит непрерывно.
Мелькание света. Мы знаем, что переменный ток, которым мы пользуемся для освещения, сто раз в секунду меняет направление. Лампочка накаливания этих перемен практически не чувствует. За время нарастания и убывания тока температура нити почти не меняется. Поэтому совсем незаметно колеблется и сила света лампочки.
Экономия энергии - как следует из названия
Но и здесь балласт размещается в компактной люминесцентной лампе. Компактные люминесцентные лампы - это лампочка с точки зрения энергосбережения и долговечности. Они могут сэкономить до 80% затрат на энергию. Кроме того, современные энергосберегающие лампы прослужили до тысячи часов и почти не выделяли тепла. Однако некоторые пользователи жалуются, что некоторые компактные люминесцентные лампы излучают неприятный запах.
Развитие прогрессирует
Это зависит от производителя и замедлителя горения, которые содержат энергосберегающие лампы. Технический прогресс привел к тому, что в настоящее время существуют диммируемые и быстродействующие компактные люминесцентные лампы. Частое включение и выключение уже не является проблемой, и мерцание также ушло в прошлое для высококачественных компактных люминесцентных ламп. Кроме того, большинство луковиц доступны в трех разных светлых тонах, не говоря уже о разнообразии форм. Тем не менее, одна или другая компактная люминесцентная лампа в старом свете с эстетической точки зрения, что-то неуместно и неуклюже.
Иначе ведёт себя люминесцентная лампа. Излучаемый ею свет к моменту прекращения тока падает почти до нуля. Остаётся лишь небольшое остаточное свечение
Люминофора. Глаз человека не замечает этого мелькания света, так как световое впечатление в глазу сохраняется несколько больше десятой доли секунды. Этого времени достаточно, чтобы свет люминесцентной лампы казался нам непрерывным.
Однако быстро движущийся предмет, освещённый люминесцентной лампой, как бы размножается на несколько одинаковых предметов, сдвинутых друг относительно друга. Убедиться в этом можно, быстро проведя рукой перед лампой.
Для устранения этого явления включают по две и три лампы таким образом, чтобы они гасли не одновременно. В некоторых установках применяется так называемый трёхфазный ток. В трёх проводах трёхфазного тока напряжение относительно четвёртого «нулевого» провода меняется не одновременно, а со сдвигом друг относительно друга на одну трёхсотую долю секунды.
Включив три лампы между каждым из основных проводов и нулевым проводом (рис. 23), мы получим почти
Катушка самоиндукции
Стартер
Рис. 24. Способ включения двух ламп в обычную осветительную сеть для уменьшения мигания.
Непрерывный свет. Сначала погаснет одна лампа, вторая - через одну трёхсотую секунды, третья - через две трёхсотые. Через три трёхсотых, т. е. через одну сотую секунды, вновь погаснет первая и т. д.
В обычных осветительных сетях, где применяется однофазный переменный ток, включаются одновременно две лампы. С помощью специального соединения катушек самоиндукции и конденсаторов (рис. 24) удаётся добиться того, чтобы каждая лампа гасла в тот момент, когда другая горит всего сильнее. При двух лампах равномерность
света хотя и меньше, чем при трех, но значительно лучше, чем когда горит только одна лампа.
Влияние окружающей температуры. Одним из важнейших недостатков люминесцентных ламп является их сильная чувствительность к окружающей температуре. Лампочка накаливания работает при любых температурных условиях, а люминесцентная лампа заметно изменяет свои свойства при понижении и при повышении температуры.
При охлаждении уменьшается плотность паров ртути. От этого снижается количество возникающих ультрафиолетовых квантов и соответственно ослабляется свечение люминофора. Дальнейшее охлаждение затрудняет зажигание лампы, а при температуре окружающей среды около нуля лампа совсем перестаёт работать. При перегреве лампы увеличивается количество испускаемых ою инфракрасных квантов и соответственно снижается её экономичность.
Такая зависимость работы люминесцентных ламп от окружающей температуры сильно сужает область их применения. Особенно сложно использовать эти лампы для уличного освещения в зимнее время. Делаются разные попытки уменьшить чувствительность люминесцентной лампы к окружающей температуре. Наиболее простой способ состоит в окружении её стеклянным кожухом. Воздушная прослойка между кожухом и лампой помогает сохранить более постоянную температуру стенок лампы.
В настоящее время ведутся опыты по освещению люминесцентными лампами улиц Москвы и Ленинграда.
Включение и обслуживание ламп. Включение в осветительную сеть лампочки накаливания весьма
просто. Универсальный винтовой патрон и выключатель - вот и все вспомогательные устройства, необходимые для этого. А для того чтобы присоединить к сети люминесцентную лампу, нужны стартёр, катушка самоиндукции и конденсатор.
Заменить вышедшую из строя лампу можно только лампой такой же мощности, иначе потребуется другая катушка самоиндукции и другой конденсатор. Кроме того, так как размеры ламп разной мощности различны, то и арматура с определённым расстоянием между патронами годится только для определённых ламп. Большая длина лампы, полезная с точки зрения уменьшения её яркости поверхности, в ряде случаев может оказаться неудобной для установки.
Обслуживание люминесцентных ламп также сложнее, чем лампочек накаливания, в частности, возможны нарушения нормальной работы лампы (затруднённое зажигание, мигание и другие), связанные не с выходом из строя лампы, а с порчей какого-либо из вспомогательных приборов.
Люминесцентные лампы - газоразрядные источники света, которые обладают следующим принципом действия: электрическое поле, содержащееся в парах ртути (жидкий металл находится в закачанном виде в герметичной стеклянной трубке), влияет на возникновение электрического заряда вместе с УФ-излучением. С помощью люминофора, который в нанесенном виде можно найти на внутренней поверхности трубки, происходит преобразование УФ-излучения в видимый свет. Во время выбора соответствующих видов люминофора, вы можете проводить изменение цветовых характеристик ламп. Остановимся на важной характеристике - общем индексе цветопередачи (Ra). Чем больше значение Ra, тем лучше будет воспроизводиться цвет. Максимальным значением является 100. Свойство люминесцентных ламп - создание существенно более рассеянного света по сравнению с малоразмерными источниками (к которым относят лампы накаливания, галогенные и газоразрядные лампы высокого давления). Данное свойство вкупе с высокой световой отдачей позволяет использовать люминесцентные лампы для освещения помещений, имеющих большую площадь и в не нужно часто включать и выключать освещение.
Преимущества и недостатки люминесцентных ламп
Люминесцентные лампы - естественное следствие попыток развития преимуществ ламп накаливания и минимизирования их недостатков - к примеру, главными задачами были увеличение эксплуатационного срока и энергоэкономичности ламп. Они были успешно выполнены. Способ излучения и особенности конструкции люминесцентных ламп намного отличаются от этих характеристик «классических» ламп накаливания. Что касается срока службы первых, то он более чем в десять раз превышает «наработку на отказ» ламп накаливания. Не может не впечатлять и световая отдача, удивляющая значением в 75-90 лм/Вт, что в пять раз эффективнее, чем световая отдача ламп накаливания. Нельзя не сказать, что создание люминесцентных ламп и предполагалось для замены ламп накаливания в квартирах и домах.
Данные лампы имеют и свои недостатки. Сначала следует коснуться их больших габаритов: у лампы, имеющей мощность 80 Вт - полутораметровая длина! Выход - использование габаритных металлоемких светильников - ведет к тому, что световой прибор неизбежно дорожает в целом. Когда разрабатывались люминесцентные лампы, на металлоемкость изделий не обращали особого внимания, в настоящее же время дело обстоит совсем по-другому. Помимо прочего, для люминесцентных ламп нужны тяжелые и энергоемкие электромагнитные пускорегулирующие аппараты и стартеры, вследствие работы которых существенно снижается энергоэффективность. Люминесцентные лампы представляют немалую опасность, связанную с ударами током - на конденсаторах таких ламп выделяется до 3-4 сотен ватт, и даже после того, как вы выключили светильник, энергия в течение некоторого времени сохранится. Более того, люминесцентные лампы нельзя мгновенно включить. Если люминесцентные лампы более эффективны с точки зрения взрыво-, и пожаробезопасности по сравнению с лампами 
накаливания, то по экологическим и, особенно, по гигиеническим характеристикам первые совсем не впечатляют. Принцип действия люминесцентных ламп предполагает наличие внутри трубок ртути (30-40 мг). Неосторожное обращение с лампами может повлечь вытекание ртути, а это, в свою очередь, может негативно отразиться на здоровье человека. Люминесцентные лампы негативно влияют и на зрение людей: с их помощью создается не постоянный, а «микропульсирующий» свет - наблюдающаяся в сети частота переменного тока 50 Гц предусматривает, что люминесцентные лампы будут «перезажигаться» 100 раз в секунду. Несмотря на то, что физически мы не замечаем эту частоту, невидимое воздействие пульсации плохо влияет на наше здоровье - это выражается во вполне «прозаичных» и заметных последствиях - утомляемости, снижении активности, часто - головокружения и тошноты. Работая на промышленном предприятии, в цеху, где установлены станки и нужно хорошо различать движущиеся части механизмов или стремительно вращающиеся детали, следует быть особо внимательными - пульсация светового потока нередко является виновницей так называемого стробоскопического эффекта, вследствие которого происходит ошибочная обработка деталей, повышенный риск получения производственной травмы и, порой, угроза для жизни. Поэтому люминесцентные лампы не должны использоваться в рабочих зонах.
Срок эксплуатации и коммутационная прочность
Если используются электромагнитные пускорегулирующие аппараты и стартеры (ЭМПРА) и обычные стартеры тлеющего разряда, то люминесцентные лампы при большом количестве включений и выключений прослужат на порядок меньше своей нормы. Существенное снижение срока службы будет и в том случае, если ЭПРА будут включать из холодного состояния (при их использовании лампы могут запускаться мгновенно). При этом происходит немедленный переход от тлеющего разряда к температуре эмиссии, что негативно влияет на электроды - они повреждаются и, если осуществлялось частое повторное включение/выключение, срок службы люминесцентных ламп уменьшается. Во 
время эксплуатации приборов запуска из горячего состояния наблюдается обратная ситуация: электроды нагреваются электрическим током перед зажиганием - электроды практически защищены от повреждений. Связанные с этим задержки зажигания около 1 сек. (в зависимости от ЭПРА) являются допустимой нормой.
Температурные характеристики
На физические характеристики рассматриваемых ламп влияет температура окружающей среды. Это объясняет характерный температурный режим давления паров ртути в лампе. Низкие температуры вызывают низкое давление, вследствие этого лишь незначительное количество атомов может участвовать в излучении. Если же наблюдается очень высокая температура, высокое давление паров приводит к все возрастающему самопоглощению произведенного УФ-излучения. Спектральный состав излучения позволяет разделить все люминесцентные лампы на три категории: стандартные, улучшенной цветопередачи и специальные. Остановимся на каждом виде в отдельности.
1. В стандартных люминесцентных лампах используются однослойные люминофоры, которые позволяют улучшить различные оттенки белого света. Они широко применяются в офисах, производственных помещениях, магазинах, торговых залах;
2. В люминесцентных лампах улучшенной цветопередачи используется люминофор, имеющий три или пять слоев и обладающий высокой эффективностью. Благодаря этому появляется возможность хорошей передачи цвета разных искусственных и естественных объектов. Наиболее полная передача цветовой палитры окружающей обстановки создает более комфортные условия для восприятия. Применение таких ламп - в тех местах, в которых общее освещение должно обеспечить четкую передачу цветов и оттенков окружающих предметов (салоны мебели, магазины тканей, выставочные галереи, витрины и т.д.);
