Лампы люминисцентные
Лампы электрические люминисцентные осветительные относятся к газосветным источникам света и по своему устройству являются ртутными лампами низкого давления.
Напомним сразу, что пишем по материалам середины прошлого века и все данные практически соответствуют периоду до конца существования СССР. Лампы электрические люминисцентные осветительные применялись для освещения в сетях переменного тока напряжением 127 или 220 в, частотой 50 гц, включаются через специальное пусковое балластное устройство. Относились к группе электротоваров.
Преимущество люминесцентных ламп перед лампами накаливания состоит в большей светоотдаче, а значит и экономичности (в несколько раз), большем сроке службы и резко улучшенном спектральном составе света и цветности, варьируемой в значительных пределах. Кроме того, люминесцентные лампы обладают малой яркостью (слепящее действие) светящейся поверхности (около 0,5 асб), что позволяет применять более простые устройства для защиты глаз от прямого света. Благодаря этим преимуществам люминесцентные лампы в советский период находили всё большее применение в промышленностисти (особенно в текстильной, где вопросы цветопередачи при искусственном освещении играли особую роль), для освещения торговых и общественных помещений (художественных выставок, экспозиций, концертных залов и т. п.), а также в быту.
К недостаткам люминесцентных ламп относились: невозможность непосредственного включения в сеть - необходимо пусковое балластное устройство (сегодня эта проблема во многом устранена); зависимость световых параметров ламп от внешней температуры и так называемый стробоскопический эффект (периодическое изменение светового потока), вызывающий нарушение правильного восприятия скорости движения движущихся объектов; наконец, конструктивное оформление ламп в виде длинных трубок, что затрудняет их архитектурное оформление для освещения, особенно в жилых помещениях (сегодня и этой проблемы нет).
Люминисцентная лампа
Люминесцентная лампа: 1 — «носик»; 2 — защитные экраны («усы»); 3 — колба (трубка); 4 — соединительные проводники; 5 — спиральный катод; 6 — цоколь; 7 — контактные штырьки цоколя
Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку диаметром 24—40 мм и длиной 436—1481 мм, наполненную парами ртути и аргоном, с нанесённым на внутреннюю поверхность мелкокристаллическим порошком люминесцирующих веществ (люминофоров),обладающих способностью светоизлучения в видимой части спектра под действием коротковолновых излучений ртутных паров в процессе газового разряда. Люминофор состоит из трёх компонентов: 1) основного вещества, определяющего свойства излучения; 2) активатора, добавляемого в очень малых количествах (примерно 1%), необходимого для возбуждения свечения; 3) плавня, способствующего образованию кристаллов люминофора. В люминесцентных лампах СССР применялись следующие основные люминофоры: силикат цинка-бериллия, активированный марганцем; вольфрамат магния, вольфрамат кальция-магния, активированный свинцом; галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем.
Приготовленный мелкокристаллический люминофор разбавлялся специальным лаком (бутилацетат и нитроклетчатка) и наносился тонким слоем на внутренние стенки трубок. Затем лак выжигался и люминофор оставался на стенках трубок. После откачки воздуха из лампы в неё вводилась ртуть (в виде маленькой капельки весом в 20—30 мг) и аргон (до давления в 4 мм ртутного столба). При работе лампы ртуть испарялась и давление паров ртути устанавливалось в соответствии с температурой наиболее холодной части колбы. Аргон вводился для снижения напряжения зажигания и предохранения катодов (спиралей) лампы от разрушения при образовании разряда. На обоих концах трубки лампы укреплены пластмассовые или металлические ... (продолжение готовится 2011.08.01)
припаиваются выводы катодов, выполненных с гетинаксовым донышком двухштырьковые в виде вольфрамовых биспиралей, покрытых доколи (типа 2ШК). К штырькам цоколей слоем оксида, т. е. окислами щелочноземель-ных металлов (бария или стронция), для облегчения термоэлектронной эмиссии (получения потока электронов) и возникновения и поддержания газового разряда.
ВОПРОС
Катоды в люминесцентной лампе являются самокалящимися: нагрев их для образования термоэлектронной эмиссии происходит за счёт тепла, выделяемого в процессе газового разряда. К выводам у спирали привариваются также небольшие экраны («усы») — отрезки никелевой проволоки, служащие для защиты спирали от слишком интенсивной электронной бомбардировки.
Существенной особенностью люминесцентных ламп является значительная зависимость их световых параметров от внешней температуры. Наибольшая генерация ультрафиолетового излучения (наибольшая светоотдача), а следовательно, и экономичность в люминесцентных лампах соответствуют температуре нагрева стенок трубки от 40 до 50°, что примерно соответствует наружной температуре воздуха 18—25°. При понижении или повышении наружной температуры генерация ультрафиолетового излучения, а значит и светоотдача в люминесцентных лампах значительно падают. При пониженной температуре зажигание ламп сильно затрудняется, а при температуре, близкой к 0° и ниже, лампы могут вообще не зажечься. Выпускавшиеся промышленностью люминесцентные лампы подразделялись: по потребляемой мощности — 8, 12, 15 и 20 вт (на напряжение 127 в) и 30, 40 и 80 вт (на напряжение 220 в); по цветности излучения — лампы дневного света типа ДС, холодно-белого света типа ХБС, белого света типа ВС и тёпло-белого света типа ТБС (цветность лампы определяется составом люминофора). Диаметр трубки 15—30-ваттных ламп 24—27 мм, а 20—, 40— и 80-ваттных ламп — 37—40 мм. Длина 15-ваттных ламп — 436 мм, 80-ваттных — 1481 мм. Обозначение типа люминесцентной лампы состояло из буквенной группы, указывающей её цветность, и цифр, указывающих её мощность в вт. Например, ДС-30 — лампа дневного света мощностью 30 вт.
Схема включения люминесцентной лампы
Схема включения люминесцентной лампы: Л — люминесцентная лампа; Др — дросель; Cт1 — стартер (зажигатель); С1 — Конденсатор для повышения коэффициента мощности; С2 , С3 и С4 — конденсаторы помехоподавляющего устройства
Люминесцентные лампы, как и другие газосветные лампы, не могут включаться непосредственно в электрическую сеть как лампы накаливания, они включаются через специальное балластное устройство (сопротивление, необходимое для ограничения силы тока при газовом разряде). Наиболее была распространена схема включения, показанная на рисунке выше. Балластное устройство состоит из дросселя, стартера (зажигателя) и трёх конденсаторов. Дроссель служит непосредственно для ограничения силы тока. Стартер, представляющий собой небольшую неоновую лампочку, в которой в момент включения напряжения зажигается тлеющий разряд, осуществляет зажигание лампы (подогрев катодов). Катоды, нагреваясь, начинают испускать электроны, дающие начало газовому разряду. Стартер, находясь под напряжением, периодически замыкает цепь, вследствие чего катоды лампы начинают нагреваться. При размыкании цепи в зажигателе возникающий экстраток зажигает лампу. Конденсатор балластного устройства служит для повышения коэффициента мощности системы, для ограничения радиопомех, вызываемых высокочастотными излучениями лампы, и для ограничения радиопомех сети.
Схема включения двух люминесцентных ламп
Схема включения двух люминесцентных ламп: Л1 и Л2 — люминесцентные лампы; Cт1, и Ст2 — стартеры (зажигатели); Др1, Др2, ДР3 — дроссели; С1 — конденсатор для повышения коэффициента мощности; С2 и С3 — помехозащитные конденсаторы; R — сопротивление
Большими преимуществами перед одноламповой обладала двухламповая схема включения. К этим преимуществам относились: уменьшение стробоскопического эффекта (т. к. уменьшение светового потока одной лампы соответствует повышению его у второй вследствие сдвига фаз), улучшение коэффициента мощности схемы (приближается к единице, т. к. суммарный ток совпадает по фазе с напряжением), и наконец, применяя лампы различной цветности, можно в больших пределах варьировать цвет общего светового потока, добиваясь желаемого оттенка.
Люминесцентные лампы изготовливались по ГОСТ 6825—54 заводами союзной и местной промышленности. Маркировка наносилась на баллон лампы с обозначением типа лампы (цветность и мощность), даты выпуска (месяц и год) и товарного знака изготовителя.
При проверке люминесцентных ламп в торговых организациях необходимо было обращать внимание на длину лампы, которая составляла: для ламп 15 вт — 433—436 мм, для ламп 20 вт — 586—589 мм, для ламп 30 вт — 891—894 мм, для ламп 40 вт — 1195—1196, для ламп 80 вт — 1478—1481 мм. Срок службы ламп должен был быть не менее 3000 часов (в среднем по партии). Штырьки цоколей ламп должны были быть параллельными, слой люминофора должен был быть ровным и прочным; осыпание люминофора не допускалось.
При продаже лампы опробывались в сети. Тусклый свет при проверке означал недостаток в лампе ртути. Включение ламп 15 и 20 вт в сеть 220 в вело к немедленному перегоранию.
Лампы упаковывались в трубки из гофрированной бумаги и укладывались в коробки из гофрированного картона: лампы мощностью 15, 20, 30 и 40 вт — по 25 штук, лампы мощностью 80 вт — по 20 штук. В каждую коробку вкладывалась инструкция по эксплуатации ламп; при розничной продаже экземпляр инструкции должен был быть вручён каждому покупателю.
Люминесцентные лампы следовало хранить в закрытых складских помещениях с относительной влажностью воздуха не более 70%, при температуре не ниже +5°.