Люмінесцентні лампи

Створено: 23 березня 2011
Перегляди: 6019

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: