Люмінесцентні лампи

Створено: 23 березня 2011
Перегляди: 7244

Рейтинг користувача: 0 / 5

Неактивна зіркаНеактивна зіркаНеактивна зіркаНеактивна зіркаНеактивна зірка
 

Люмінесцентні лампи

Будова та принцип дії

Люмінесцентні лампи представляють собою циліндричну скляну трубку, внутрішня поверхня якої покрита тонким рівномірним шаром люмінофору. По обох кінцях трубки впаяні ніжки з електродами. У лампах дугового розряду застосовуються самонакалювальні катоди, які представляють собою вольфрамові біспіралі або триспіралі, покриті шаром оксиду. У деяких типів електродів поряд з активованою біспіраллю є екрани тієї або іншої конструкції. У лампах тліючого розряду використовуються холодні катоди.

Після ретельного відкачування і обезгазування лампа наповнюється невеликою кількістю ртуті і інертним газом до тиску в декілька сотень паскалів. У звичайних люмінесцентних лампах в якості інертного газу використовується аргон при тиску близько 300 Па. Останнім часом розроблені люмінесцентні лампи, в яких для наповнення використані суміші інертних газів. Основне призначення інертного газу полягає у зменшенні розпилення електродів при роботі лампи та полегшенні запалювання розряду. Крім того, інертний газ робить істотний вплив також на механізм випромінювання розряду.

Лампи включають у мережу за допомогою спеціальних схем, що забезпечують надійне запалювання розряду і нормальний режим роботи.

Після запалювання в лампі виникає розряд низького тиску в парах ртуті і в газі, який її наповнює. Внаслідок більш низьких потенціалів збудження та іонізації ртуті в порівнянні з аргоном або іншими інертними газами іонізуються і випромінюють практично тільки атоми ртуті. Виняток становлять прикатодні області, де за рахунок наявності швидких електронів поряд зі свіченням ртуті виникає також свічення і іонізація інертного газу.

Ртутний розряд низького тиску є досить ефективним джерелом резонансного випромінювання, що лежить в УФ-частині спектру. Випромінювання видимих ??ліній дуже незначне, і світловіддача розряду становить не більше 5-7 лм/Вт. Становище докорінно змінюється при наявності шару люмінофора. У цьому випадку УФ-випромінювання розряду поглинається шаром люмінофора і перетворюється ним у смугу видимого або УФ-випромінювання, що виходить з лампи. Спектр випромінювання люмінесцентних ламп складається з випромінювання люмінофора, на яке накладається лінійчатий спектр ртутного розряду. Домінуючу частину потоку випромінювання лампи складає випромінювання люмінофора. Роль розряду зводиться в основному до генерації УФ-випромінювання, що збуджує світіння люмінофора. Застосування різних люмінофорів або їх сумішей дає можливість отримувати випромінювання практично будь-якого спектрального складу.

Люмінесцентні лампи володіють значно більш високою світловою віддачею, ніж суто ртутний розряд. Термін служби сучасних люмінесцентних ламп досягає 15-103 год і більше.

Існують також люмінесцентні лампи з розрядом тільки в інертних газах, без ртуті. Люмінофор збуджується в них УФ-випромінюванням розряду в інертних газах. Ці лампи мають більш низьку світлову віддачу і тому не отримали широкого застосування для загального освітлення. Їх застосовують у спеціальних випадках, наприклад для декоративного та рекламного освітлення, для опромінень рослин і т. п. Гідністю цих ламп є незалежність режиму від навколишньої температури та відсутність ртуті.

До числа найбільш важливих параметрів, що визначають техніко-економічну ефективність лампи, відносять її енергетичний ККД, термін служби і вартість. Як зрозуміло з принципу дії люмінесцентної лампи, її енергетичний ККД залежить від ефективності перетворення електричної енергії в УФ-випромінювання розряду, а випромінювання розряду - у випромінювання шару люмінофора. Коефіцієнт корисної дії і термін служби ламп є складними функціями умов розряду, які визначаються родом і тиском наповнюючих газів або їхніх сумішей, силою струму, формою колби і її розмірами, а також явищами біля електродів. Виключно великий вплив на термін служби і ККД надають конструкція і технологія виготовлення електродів, рецептура і технологія виготовлення люмінофора і технологія виготовлення самої лампи. Коефіцієнт корисної дії і тривалість горіння лампи дуже сильно залежать також від зовнішніх умов її експлуатації, таких, як електричні характеристики пристроїв включення, зовнішня температура, форма кривої струму і т. п.

Найбільш широке застосування отримали ртутні люмінесцентні лампи, що дають світло, близьке до білого або денного. В даний час вони є джерелами світла масового застосування.

Люмінесцентні лампи: шкода чи користь

Специфічна особливість люмінесцентних ламп (або ламп денного світла) - мікропульсації світлового потоку - дійсно сприяє швидкому стомленню очей. Але це не означає, що треба зовсім відмовитися від подібного освітлення.

Мікропульсація особливо помітна, коли включені тільки один або два світильники. А в багатолампових освітлювальних установках це явище практично відсутнє, оскільки мерехтіння світлових потоків різних ламп компенсують один одного.

Тому вдома, у невеликих кімнатах, звичайно, краще користуватися світильниками з лампами розжарювання, а люмінесцентні установки краще розміщувати у просторих приміщеннях - магазинах, цехах промислових підприємств, класах, актових залах. Іншими словами, там, де потрібна велика кількість ламп.

Тим більше що й у люмінесцентного освітлення є свої переваги перед лампами розжарювання - велика світловіддача, ближчий до природного спектральний склад світла, менше тепловипромінювання, довговічність.

Екологічний вплив люмінесцентних ламп

Переважно ніхто не згадує (а іноді навіть посилено заперечують) про ртуть, яка є невід'ємним елементом люмінесцентної лампи. Адже без парів ртуті, які знаходяться в колбі люмінесцентної лампи, лампа не буде горіти. У кожній люмінесцентній лампі знаходиться від 1 до 70 мг ртуті. Тобто досить пошкодити колбу лампи, щоб завдати організму серйозної шкоди (адже пари ртуті легше потрапляють в організм людини, ніж метал в його звичайному вигляді), адже 1 мг ртуті - це перевищення допустимої норми більш ніж в 1000 разів. А якщо врахувати, що переробкою люмінесцентних ламп в достатньому обсязі зараз ніхто не займається, і вони переробляються разом зі звичайними побутовими відходами, то це може загрожувати екологічною катастрофою на світовому рівні.

Якщо б переробкою люмінесцентних ламп зайнялася держава, то це не тільки змогло б попередити екологічну катастрофу, а й принести величезний прибуток. Адже при демеркуризації люмінесцентних ламп проводиться вилучення тієї самої ртуті, з колб ламп. А, як відомо, ртуть є одним з найдорожчих металів у світі.

За матеріалами: suponin.com.

 

Читайте також: