Как увеличить яркость люминесцентной лампы
Регуляторы яркости компактных люминесцентных ламп, и не только… — Меандр — занимательная электроника
Автор предлагает несколько вариантов регуляторов яркости для компактных люминесцентных ламп, регулирующий элемент в которых — мощный полевой транзистор.
Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) — газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в стеклянной трубке (колбе) в парах ртути или её соединений создаёт ультрафиолетовое излучение, преобразуемое в видимый свет с помощью нанесённого на внутренние стенки трубки люминофора. Компактной её называют потому, что, в отличие от линейных люминесцентных ламп, трубка сделана П-образной или свёрнута в спираль.

Рис. 1
Схема одного из вариантов КЛЛ показана на рис. 1 (нумерация элементов приведена в соответствии с обозначениями на печатной плате). Она содержит газоразрядный источник света ЕL1 и электронный пуско-регулирующий аппарат (ЭПРА). В его состав входят выпрямитель на диодах D1—D4 со сглаживающим конденсатором С1, высокочастотный генератор на транзисторах Q1, Q2 и цепь запуска и ограничения тока: ЯС-генератор на динисторе DB3, дроссель L3, конденсатор С6, терморезистор РТС. Дроссель L3 служит токоограничивающим элементом. Генератор питается постоянным напряжением около 300 В, поскольку до него заряжается сглаживающий конденсатор С1. Формы (условно) напряжения на выходе выпрямителя КЛЛ и потребляемого ею от сети тока показаны на рис. 2.

Рис. 2
Большинство регуляторов мощности (яркости) — фазоимпульсные. Ключевым элементом в них является тринистор (симистор), на управляющий вход которого в определённый момент поступает открывающий импульс. Длительность этого импульса из соображений экономичности, как правило, невелика. Чтобы тринистор оставался в открытом состоянии, через него должен протекать определённый ток, называемый током удержания. В случае с лампой накаливания, паяльником или другим нагревательным прибором ток через них протекает всё время, пока тринистор включен. Когда ток становится малым при приближении сетевого напряжения к нулю, тринистор закрывается. Для его открывания в следующий полулериод сетевого напряжения потребуется очередной импульс от узла управления. Изменяя время появления импульса относительно начала каждого полупериода сетевого напряжения, можно изменять среднее напряжение на нагрузке. В результате регулируется яркость лампы накаливания (или температура паяльника).
Если нагрузка такого регулятор« — КЛЛ, ситуация изменяется. Дело в том, что КЛЛ потребляет ток, когда напряжение сети превышает напряжение на сглаживающем конденсаторе ЭПРА. Если в регуляторе открывающий импульс поступит на тринистор в момент, когда это условие не выполняется, он не откроется, поскольку нет условий для протекания тока. Именно поэтому фазоимпульсные регуляторы яркости работают с КЛЛ неустойчиво или не работают вообще.
Хотя КЛЛ существенно экономичнее лампы накаливания, но всё же иногда требуется уменьшить яркость её свечения. Как отмечено выше, широко распространённые тринисторные регуляторы яркости, как автономные, так и встроенные в светильники, не рекомендуется применять совместно с КЛЛ. Поэтому для последних потребуется специализированный регулятор, кроме того, существуют КЛЛ, работающие с подобным регулятором. Но возникают сомнения, а можно ли регулировать яркость обычной КЛЛ? На этот вопрос ответ утвердительный. Только регулировать яркость можно изменением тока через газоразрядную трубку или длительностью импульсов тока. После возникновения разряда КЛЛ начинает светить, её яркость зависит от тока, протекающего через лампу, при этом напряжение на ней изменяется в относительно небольших пределах. Поскольку часть напряжения падает на элементах ЭПРА, изменяя напряжение питания КЛЛ, можно изменять ток через газоразрядную трубку, т. е. яркость ее свечения. Существует противоречивая информация о том, как влияет на срок службы КЛЛ уменьшение напряжения питания.
В статье В. В Черепанова, А. В. Коротаева (Энергосовет, 2011, №3(16), С. 65—68) «Исследование характеристик компактных люминесцентных ламп» приведено исследование зависимости освещённости рабочего места от напряжения питания для КЛП различной мощности и разных производителей. Эти зависимости показаны на рис. 3. Из них следует, что интервал регулировки яркости у КЛЛ гораздо меньше, чем у лампы накаливания, поскольку снизу он ограничен напряжением, при котором КЛЛ уже не работает. Но всё же регулировка вполне возможна, хотя и в меньших пределах, чем у ламп накаливания. При этом интервал регулировки больше у более мощных КЛЛ.

Рис. 3
Поскольку для КЛЛ тиристорные регуляторы не совсем подходят, предлагается сделать регулятор с коммутирующим элементом на полевом транзисторе, который закрывается, когда сетевое напряжение превысит некоторое пороговое значение. Принцип работы такого регулятора поясняет рис. 4. В начале каждого полупериода сетевое напряжение поступает на нагрузку. Когда напряжение превысит Uпор, транзистор закроется и нагрузка окажется обесточена. Он откроется вновь, когда сетевое напряжение станет меньше Uпор. В данном случае при уменьшении напряжения на нагрузке максимум потребляемого тока не совпадает с максимумом напряжения. При изменении сетевого напряжения от U1, до U2 изменится только время выключения и включения полевого транзистора, а максимальное напряжение на нагрузке останется неизменным Для нагрузки, в состав которой входит выпрямитель со сглаживающим фильтром (как КЛЛ), это означает, что питающее напряжение окажется стабилизированным, а это может быть важным фактором.

Рис. 4
Схема одного из вариантов такого регулятора показана на рис. 5. Чтобы его упростить, сетевое напряжение предварительно выпрямляется. Для КЛЛ, ламп накаливания или нагревательных приборов это не имеет принципиального значения. Сетевое напряжение выпрямляет диодный мост VD1—VD4, На элементах R1, С2 и VD5 собран параметрический стабилизатор напряжения для питания ОУ DA1, на котором собран компаратор напряжения. Положительную обратную связь обеспечивает резистор R8, а гистерезис задаёт резистор R5. На неинвертирующий вход ОУ поступает постоянное напряжение с резистивного делителя R2R3. Конденсатор С3 дополнительно сглаживает пульсации. На инвертирующий вход ОУ поступает пульсирующее напряжение с выхода резистивного делителя R4R6R7, подключённого к выпрямителю. Переменным резистором R6 устанавливают пороговое напряжение. Диод VD6 защищает этот вход от недопустимо большого напряжения, превышающего напряженно питания ОУ. Электронный ключ собран на полевом транзисторе VT1. Стабилитрон VD7 защищает его затвор от бросков напряжения. На элементах С1 и L1 собран помехоподавляющий LC-фильтр. Диод VD8 устраняет влияние КЛЛ на регулятор, если в ней перед выпрямителем установлен помехоподавляющий LC-фильтр.

Рис. 5
Когда напряжение сети меньше порогового, на инвертирующем входе ОУ DА1 напряжение меньше, чем на неинвертирующем, поэтому на выходе ОУ напряжение близко к его напряжению питания. Полевой транзистор открыт, напряжение поступает на нагрузку Если к регулятору подключена КЛЛ, сглаживающий конденсатор на выходе её выпрямителя (С1 на рис. 1) заряжается до напряжения Uпор. Работу регулятора для этого случая поясняет рис. 6. Если пороговое напряжение Uп1 будет больше амплитуды сетевого напряжения, полевой транзистор окажется всё время открытым и КЛЛ работает с максимальной яркостью. Формы напряжения на сглаживающем конденсаторе ЭПРА КЛЛ и потребляемого ею тока для этого случая показаны красным цветом. Если установить пороговое напряжение Uпор меньше сетевого, регулятор начинает работать. Поэтому сглаживающий конденсатор в ЭПРА КЛЛ будет заряжаться только до этого напряжения, а значит, яркость её свечения уменьшится. Формы напряжения и тока для этого случая показаны синим цветом. Переменным резистором R6 можно изменять напряжение питания КЛЛ и ее яркость свечения.

Рис. 6
Следует ещё раз отметить, что в этом случае, даже если напряжение сети изменится, на КЛЛ будет поступать пульсирующее напряжение с тем же максимальным значением, т. е. регулятор обеспечит стабилизацию напряжения на нагрузке и яркость свечения лампы.
Если сравнить формы напряжения и тока для разных пороговых напряжений, видно, что когда регулятор начнёт уменьшать напряжение на нагрузке, частота импульсов тока становится в два раза больше, а их длительность уменьшается, поскольку в течение одного полупериода ток через КЛЛ протекает дважды. Поэтому частота пульсаций на выходе выпрямителя ЭПРА КЛЛ увеличится, а их амплитуда уменьшится. Это приведёт к тому, что пульсации яркости КЛЛ уменьшатся и станут менее заметными.
Здесь следует немного пояснить, о чём идёт речь. Поскольку автогенератор в ЭПРА КЛЛ работает на частоте несколько десятков килогерц, многие потребители думают, а производители утверждают, что у КЛЛ пульсации яркости практически отсутствуют. Но ведь на выходе выпрямителя КЛЛ есть пульсации выпрямленного напряжения, амплитуда которых зависит от ёмкости сглаживающего конденсатора (С1 на рис. 1) и напрямую влияет на пульсацию яркости. Не совсем добросовестные производители «экономят» на ёмкости этих конденсаторов, именно поэтому пульсации яркости свечения КЛЛ могут быть сравнимы и даже превосходить пульсации яркости лампы накаливания.
Поскольку длительность импульсов тока уменьшается, увеличиваются создаваемые помехи. Именно для их подавления предназначен фильтр C1L1. Конечно, такой регулятор подойдет и для регулировки яркости ламп наливания или нагревательных приборов.
Большинство элементов собранного макета размещены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1,5…2 мм, её чертёж показан на рис. 7. Применены постоянные резисторы С2-23, МЛТ. Р1-4 и импортные, переменный — СП4-1, оксидные конденсаторы — импортные, остальные — пленочные, дроссель — серии RLB0608 или аналогичный индуктивностью 47…220 мкГн, рассчитанный на ток, потребляемый нагрузкой. Светодиод — маломощный любого цвета свечения с диаметром корпуса 3…5 мм. Стабилитроны можно применить любые маломощные на напряжение стабилизации 12…14 В. Замена транзистора IRFBC40 — IRF840. Разъём Х1 — клеммник винтовой с шагом выводов 7,5 мм, рассчитанный для установки в отверстия печатной платы.

Рис. 7
Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 8 (вместо светодиода установлена перемычка). Её помещают в пластмассовый корпус, ручка переменного резистора должна быть из изоляционного материала. Налаживание сводится к подборке резисторов R4 и R7 для получения требуемого интервала регулировки выходного напряжения.
Рис. 8
Схему регулятора можно упростить, если в качестве порогового элемента применить логический элемент на основе триггера Шмитта, например, микросхему К561ТЛ1. Такой элемент обеспечит быстрое включение—выключение ключевого элемента, но имеет гистерезис Схема такого регулятора показана на рис. 9. Помехоподавляющий фильтр собран на элементах С1, С2 и L1. напряжение питания микросхемы стабилизирует параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне VD5 и гасящем резисторе R6, Светодиод HL1 индицирует наличие сетевого напряжения. Защитного диода на входе (вывод 2) элемента DD1.1 нет, поскольку цепи защиты встроены в микросхему, а входной ток ограничен резисторами R2 и R3 Резистор ограничивает бросок тока при включении регулятора. Выходное напряжение регулируют переменным резистором R4.

Рис. 9
Работает этот регулятор аналогично, но имеет одну особенность. Дело в том, что из-за большого гистерезиса триггера Шмитта включение и выключение транзистора VТ1 происходит при различных значениях сетевого напряжения. Это означает, что в первой половине каждого полупериода сетевого напряжения амплитуда поступающего на нагрузку напряжения будет больше, чем во второй. Это не имеет значения для нагревательных приборов, но не для КЛЛ. Если сглаживающий конденсатор в ЭПРА КЛЛ не успеет разрядиться, импульса тока во второй половине полуволны сетевого напряжения может и не быть. В этом случае амплитуда тока в первой половине возрастёт, поскольку сглаживающий конденсатор в КЛЛ успеет разрядиться сильнее. На работу КЛЛ это не повлияет, но уменьшит помехи, создаваемые регулятором.

Рис. 10
Плата упрощённого варианта, чертёж которой показан на рис. 10, рассчитана для установки в корпус от трансформаторного блока питания (адаптера) размерами 50x55x80 мм (без выступающих элементов) с сетевой вилкой. Плата установлена на крышке корпуса, а ось переменного резистора выходит с другой стороны. Применены в основном аналогичные детали, для повышения безопасности применен переменный резистор серии PC-16S с пластмассовыми корпусом и осью Транзистор IRF840 можно заменить транзистором IRF710, IRFBC40. Выключатель питания — движковый KBB70-2P2W, но можно применить переменный резистор, совмещенный с выключателем, рассчитанным для работы при напряжении сети. Налаживание сводится к установке интервала регулировки выходного напряжения подборкой резисторов R2, R3. R5.
На свободной стороне корпуса установлены гнёзда XS1. Выключатель смонтирован на корпусе регулятора, резистор установлен между вилкой и платой. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 11.

Рис. 11
Ещё больше упростить регулятор можно, если исключить стабилизатор напряжения питания порогового элемента. Схема такого варианта регулятора показана на рис. 12. На элементах С1. L1. L2 и С2 собран помехоподавляющий фильтр, на диодах VD1 —VD4 — мостовой выпрямитель. На диоде VD5, резисторах R2, R3 и конденсаторе С3 собран источник питания затворной цепи полевого транзистора VT1. Диод VD5 исключает разрядку конденсатора С3 через цепи регулятора и КЛЛ, стабилитрон VD6 ограничивает напряжение на затворе полевого транзистора. Диод VD7 устраняет влияние КЛЛ на работу регулятора, если у неё на входе (до выпрямителя) установлен помехоподавляющий LC-фильтр.

Рис. 12
В качестве порогового устройства применена микросхема параллельного стабилизатора напряжения серии TL431 (DA1). Её особенность состоит в том, что при напряжении на управляющем входе (вывод 1) менее 2,5 В ток через неё не превышает 0.3-0.4 мА, Когда напряжение превысит указанное значение, ток через микросхему резко возрастёт.
В начале каждого полупериода сетевого напряжения на управляющем входе микросхемы DA1 напряжение — менее 2,5 В, ток через микросхему DA1 мал, поэтому напряжение с конденсатора С3 поступает на затвор открытого транзистора VT1. В этом случае сетевое напряжение поступает на КЛЛ. Если напряжение на движке резистора не превысит 2,5 В (что соответствует, например, напряжению Uп1 на рис 6), полевой транзистор будет всегда открыт (напряжение затвор—исток — 13 В) и на нагрузку поступает всё сетевое напряжение. Когда напряжение на движке резистора R7 превысит 2,5 В (например, если установлено Uп2), ток через микросхему возрастёт, а напряжение на затворе транзистора уменьшится до 2 В. В результате полевой транзистор закроется и на нагрузку поступит напряжение Uп2 в течение только части сетевого полупериода Поскольку напряжение на затворе полевого транзистора ограничено стабилитроном VD6, а ток через резистор R4 ограничен резисторами R2 и R3, напряжение на конденсаторе С3 не превысит 25…30 В.

Рис. 13
По сравнению с предыдущей конструкцией весь регулятор удалось разместить в корпусе меньшего размера (40x42x57 мм). Поэтому элементы размещены на двух платах Чертёж основной показан на рис. 13, а дополнительной, на которой установлен фильтр, — на рис. 14.

Рис. 14
Платы приклеены внутри корпуса (рис. 15), на его стенках установлены выключатель SA1, переменный резистор R7 и гнездо ХS1. Резистор R1 установлен на выводах выключателя и вилки ХS1 и на рис. 15 не виден. Все соединения проведены проводом МГТФ.

Рис. 15
В устройстве применены в основном такие же элементы, что и в предыдущей конструкции. Поскольку регулятор планировалось использовать совместно с КЛЛ, были применены менее мощные дроссели (от ЭПРА КЛЛ). Внешний вид регулятора показан на рис. 16.

Рис. 16
Предлагаемый регулятор можно применить для регулировки напряжения ламп накаливания и нагревательных приборов, например паяльников. Их мощность ограничена параметрами применённых выпрямительных диодов, дросселей и допустимого тока транзистора. Для предложенных регуляторов мощность нагрузки не должна превышать 100…150 Вт. Для увеличения мощности потребуется применить более сильноточные диоды, более мощный дроссель, а транзистор необходимо установить на теплоотвод.
По сравнению с тринисторными регуляторами яркости, где частота импульсов тока через нагрузку — 100 Гц. В предлагаемых она может быть вдвое больше. Поэтому и пульсации яркости меньше. Кроме того, если с помощью регулятора напряжение на нагрузке уменьшено, максимум тока не совпадает с максимумом напряжения. В этом случае «верхушка синусиоды» не будет «срезана» и её форма в сети должна улучшиться.
Такой регулятор можно применить и с любой маломощной активной нагрузкой. Нижний предел регулируемой мощности на ней зависит от тока утечки закрытого полевого транзистора.
Автор: И. НЕЧАЕВ, г. Москва
Источник: Радио №4/2017
Как установить люминесцентный свет: советы и рекомендации
Вы можете подумать о замене некоторых старых ламп накаливания на люминесцентные лампы. Флуоресцентный свет обеспечивает равномерное освещение без теней, но, что лучше всего, люминесцентные лампы более эффективны, чем лампы накаливания. В лампе накаливания большая часть электроэнергии выделяется в виде тепла, а не света. Люминесцентная лампа, напротив, остается прохладной.
Как работает люминесцентная лампа? В флуоресцентной цепи, начиная с левого штыря вилки, ток проходит через балласт, через одну из нитей лампы, через замкнутый переключатель в стартере, через другую нить накала в лампе и выходит из правого. вилка вилки.Ток нагревает два маленьких элемента на концах люминесцентной лампы; затем стартер открывается и через лампу течет ток.
Объявление
Балласт - это магнитная катушка, регулирующая ток через трубку. Он вызывает выброс дуги через трубку при размыкании пускателя, а затем поддерживает ток, протекающий с правильной скоростью, когда лампа накаляется. В большинстве люминесцентных светильников стартер представляет собой автоматический выключатель.Как только он обнаруживает, что лампа горит, он остается открытым. Стартер закрывается каждый раз, когда вы обесточиваете прибор.
Многие люминесцентные светильники имеют более одной лампы для обеспечения большего количества света. Эти лампы должны иметь индивидуальные стартеры и балласты для каждой лампы. Может показаться, что приспособление имеет две трубки, работающие от одного балласта, но на самом деле в одном корпусе встроено два балласта. Светильники с четырьмя трубками также имеют четыре стартера и четыре балласта. В некоторых светильниках пускатели встроены и не могут быть заменены по отдельности.Поскольку в люминесцентной лампе всего три основные части, любой ремонт обычно можно выполнить самостоятельно. Все люминесцентные лампы с возрастом тускнеют, и они могут даже начать мерцать или мигать. Это предупреждающие сигналы, и вы должны произвести необходимый ремонт, как только заметите какие-либо изменения в нормальной работе лампы. Тусклая трубка обычно требует замены, и если ее не заменить, это может вызвать напряжение в других частях светильника. Точно так же повторяющееся мигание или мигание приведет к износу стартера, что приведет к ухудшению изоляции на стартере.
Люминесцентные светильники достаточно просто обслужить методом замены. Если вы подозреваете, что какая-то деталь неисправна, замените ее на новую. Начните с люминесцентной лампы или лампы. Вы можете установить новую или, если вы не уверены, что лампа перегорела, проверить старую лампу в другом люминесцентном светильнике. Снимите старую трубку, вывернув ее из гнезд в приспособлении. Установите новую трубку таким же образом - вставьте зубцы трубки в гнездо и поверните трубку, чтобы зафиксировать ее на месте.
Если проблема не в трубке, попробуйте поменять стартер. Пускатели люминесцентных ламп оцениваются по мощности, и важно, чтобы вы использовали правильный стартер для лампы в вашем светильнике. Снимите старый стартер так же, как вы снимали старую трубку, вывернув его из гнезда в приспособлении. Установите новый, вставив его в розетку и повернув, чтобы зафиксировать на месте.
Балласт также рассчитан на мощность, и заменяемый балласт, как и заменяемый стартер, должен соответствовать мощности лампы и типу приспособления.Балласт - это наименее вероятная деталь, которая выйдет из строя, и ее сложнее заменить, поэтому оставьте балласт напоследок, когда начнете заменять детали. Если ни трубка, ни стартер не неисправны, проблема должна быть в балласте. Чтобы заменить неисправный балласт, обесточьте цепь, разберите приспособление, перенесите провода от старого балласта к новому - по одному, чтобы избежать неправильного подключения - и, наконец, снова соберите
.приспособление.
Если трубка, стартер и балласт исправны, но лампа по-прежнему не горит, проверьте выключатель на предмет неисправности.Если лампой управляет настенный выключатель, замените выключатель, как описано в следующем разделе. Если в лампе есть кнопочный выключатель, старый выключатель можно заменить новым такого же типа. Чтобы обесточить цепь перед работой с переключателем, удалите предохранитель цепи или отключите автоматический выключатель.
В большинстве случаев переключатель вкручивается в крепежную гайку с резьбой на внутренней стороне лампы. Два провода от переключателя подключаются, обычно с помощью гаек, к четырем проводам от люминесцентной лампы.Разберите приспособление настолько, насколько это необходимо, чтобы получить доступ к задней части переключателя, затем вкрутите новый переключатель и перенесите провода от старого переключателя к новому, по одному, чтобы избежать неправильного подключения. Соберите приспособление и снова включите цепь.
На следующей странице мы обсудим шаги, которые необходимо предпринять для установки нового люминесцентного светильника.
.Свет прямо сейчас - как работают люминесцентные лампы
Сегодня самой популярной люминесцентной лампой является лампа с быстрым запуском . Эта конструкция работает по тому же основному принципу, что и традиционная лампа стартера, но у нее нет выключателя стартера. Вместо этого балласт лампы постоянно пропускает ток через оба электрода. Этот поток тока сконфигурирован так, что между двумя электродами существует разница зарядов, что создает напряжение на трубке.
Этот контент несовместим с этим устройством.
Когда включается флуоресцентный свет, нити обеих электродов очень быстро нагреваются, выкипая электронами, которые ионизируют газ в трубке. Когда газ ионизируется, разница напряжений между электродами создает электрическую дугу. Текущие заряженные частицы (красный цвет) возбуждают атомы ртути (серебра), запуская процесс освещения.
Объявление
Альтернативный метод, используемый в люминесцентных лампах с мгновенным запуском , заключается в приложении очень высокого начального напряжения к электродам.Это высокое напряжение создает коронный разряд. По сути, избыток электронов на поверхности электрода заставляет часть электронов попадать в газ. Эти свободные электроны ионизируют газ, и почти сразу разница напряжений между электродами вызывает электрическую дугу.
Независимо от того, как настроен пусковой механизм, конечный результат один и тот же: прохождение электрического тока через ионизированный газ. Этот вид газового разряда имеет своеобразное и проблематичное качество: если не контролировать ток, он будет постоянно увеличиваться и, возможно, взорвет осветительную арматуру.В следующем разделе мы узнаем, почему это так, и посмотрим, как люминесцентная лампа обеспечивает бесперебойную работу.
.Вниз по трубам - как работают люминесцентные лампы
Центральным элементом люминесцентной лампы является герметичная стеклянная трубка . Трубка содержит небольшое количество ртути и инертный газ, обычно аргон , находящийся под очень низким давлением. Трубка также содержит порошок люминофора , нанесенный по внутренней стороне стекла. Трубка имеет два электрода , по одному на каждом конце, которые подключены к электрической цепи. Электрическая цепь, которую мы рассмотрим позже, подключена к источнику переменного тока (AC).
Когда вы включаете лампу, ток течет по электрической цепи к электродам. На электродах имеется значительное напряжение, поэтому электроны будут мигрировать через газ от одного конца трубки к другому. Эта энергия превращает часть ртути в трубке из жидкости в газ. По мере того как электроны и заряженные атомы движутся по трубке, некоторые из них сталкиваются с атомами газообразной ртути. Эти столкновения возбуждают атомы, выталкивая электроны на более высокие энергетические уровни.Когда электроны возвращаются к своему первоначальному уровню энергии, они испускают световые фотоны.
Объявление
Как мы видели в предыдущем разделе, длина волны фотона определяется конкретным расположением электронов в атоме. Электроны в атомах ртути расположены таким образом, что они в основном испускают световые фотоны в ультрафиолетовом диапазоне длин волн . Наши глаза не регистрируют ультрафиолетовые фотоны, поэтому этот вид света необходимо преобразовать в видимый свет, чтобы осветить лампу.
Вот здесь-то и появляется порошковое покрытие трубки. Люминофор - это вещества, излучающие свет при воздействии света. Когда фотон попадает в атом люминофора, один из электронов люминофора перескакивает на более высокий энергетический уровень, и атом нагревается. Когда электрон возвращается на свой нормальный уровень, он выделяет энергию в виде другого фотона. Этот фотон имеет меньше энергии, чем исходный фотон, потому что некоторая энергия была потеряна в виде тепла. В люминесцентной лампе излучаемый свет находится в видимом спектре - люминофор излучает белого света, который мы можем видеть.Производители могут изменять цвет света, используя различные комбинации люминофоров.
Этот контент несовместим с этим устройством.
Обычные лампы накаливания также излучают довольно много ультрафиолетового света, но они не преобразуют его в видимый свет. Следовательно, много энергии, используемой для питания лампы накаливания, тратится впустую. Люминесцентная лампа заставляет работать этот невидимый свет, поэтому на эффективнее .Лампы накаливания также теряют больше энергии из-за тепловыделения, чем люминесцентные лампы. В целом, обычная люминесцентная лампа в четыре-шесть раз эффективнее лампы накаливания. Однако люди обычно используют в доме лампы накаливания, поскольку они излучают более «теплый» свет - свет с большим количеством красного и меньшим количеством синего.
Как мы видели, вся система люминесцентных ламп зависит от электрического тока, протекающего через газ в стеклянной трубке. В следующем разделе мы увидим, что люминесцентная лампа должна делать, чтобы установить этот ток.
.Люминесцентная лампа - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия
Традиционная люминесцентная лампа в форме трубки в простом приспособлении.Люминесцентная лампа - это тип электрического света (лампы), в котором используется ультрафиолет, излучаемый парами ртути, для возбуждения люминофора, излучающего видимый свет. Есть два основных типа: традиционные флуоресцентные и компактные люминесцентные. Эта статья о традиционных люминесцентных лампах (с прямой трубкой).
Закупочная цена люминесцентной лампы часто намного выше, чем стоимость лампы накаливания той же мощности, и свет люминесцентных ламп выглядит иначе, чем свет ламп накаливания. [1] Люминесцентные лампы имеют более длительный срок службы и потребляют меньше энергии, чем лампы накаливания той же яркости. Люминесцентная лампа может сэкономить более 30 долларов США на расходах на электроэнергию в течение срока службы лампы по сравнению с лампой накаливания. [2]
Электрический ток пропускается к парам ртути внутри трубки, заставляя их излучать ультрафиолетовый (УФ) свет. Люминофор на стенках трубки поглощает ультрафиолетовый свет. Это заставляет электрон подпрыгивать на орбиталь с более высокой энергией.Когда электрон опускается обратно на свою нормальную орбиталь, люминофор повторно излучает свою энергию в виде видимого света.
Балласт предотвращает прохождение слишком большого количества электричества через трубку. Он также запускает лампу с высоким напряжением на долю секунды при включении. Балласт расположен внутри светильника в традиционных светильниках люминесцентных ламп. В компактных люминесцентных лампах балласт находится в основании или рядом с основанием лампы. Есть два типа балластов: магнитные и электронные.Магнитные балласты в основном вышли из употребления, так как они менее эффективны, чем электронные балласты, они вызывают мерцание лампы и не запускаются мгновенно. Электронные балласты когда-то были дороже магнитных балластов, но сейчас цена примерно такая же.
Средний срок службы люминесцентной лампы в 8–15 раз больше, чем у лампы накаливания. [3] Люминесцентные лампы обычно имеют номинальный срок службы от 7000 до 15000 часов, тогда как лампы накаливания обычно производятся с расчетным сроком службы 750 или 1000 часов. [4] [5] [6]
Срок службы любой лампы зависит от многих факторов, включая рабочее напряжение, производственные дефекты, воздействие скачков напряжения, механические удары, частоту циклов включения и выключения, лампы ориентация и температура окружающей среды. Срок службы люминесцентной лампы значительно короче, если ее часто включать и выключать. В случае 5-минутного цикла включения / выключения срок службы люминесцентной лампы может быть сокращен до «близкого к сроку службы ламп накаливания». [7] Программа US Energy Star рекомендует оставлять люминесцентные лампы включенными, когда выходите из комнаты менее чем на 15 минут, чтобы этой проблемы не возникало. Если свет необходимо часто включать и выключать, можно использовать люминесцентные лампы с холодным катодом. Люминесцентные лампы с холодным катодом рассчитаны на гораздо большее количество циклов включения / выключения, чем стандартные лампы.
Ртуть внутри трубки токсична и превращает эти лампы в опасные отходы. После того, как луковицы перестанут работать, их необходимо сдать в центр утилизации.При нормальном использовании ртуть не может улетучиться, хотя она улетучится, если лампочка сломана. Если одна лампочка выходит из строя, обычно это не проблема. Рекомендуется открывать окна, чтобы проветрить комнату, и убирать разбитое стекло изолентой вместо пылесоса.
Многие люди и предприятия не хотят использовать люминесцентные лампы из-за содержания в них ртути. Возможными альтернативами являются галогенные, светодиодные и традиционные лампы накаливания.
Светодиодные трубки могут быть установлены в люминесцентные лампы, но иногда электрику необходимо сначала перемонтировать светильник, чтобы удалить балласт.
.