Žiarivkové osvetlenie: princípy práce

Osvetlenie rastlín s viditeľným ultrafialovým svetlom zo žiarivky

Ľudstvo už mnoho rokov používa žiarivky na osvetľovanie budov, ulíc, inscenácií a iných priestorov. Dôvod spočíva v tom, že napriek vysokým nákladom na samotné svietidlá dávajú viac svetelného výkonu ako žiarovky podobného výkonu.

Lacnejší ľahká, následne viedlo k významným úsporám tiež preto, že priemerná dĺžka života týchto produktov je cca 5 rokov na hraniciach cyklov zaradenie výnimiek z roku 2000. Poďme rozobrať viac, čo je fluorescenčné svetlo, ktoré výhody a nevýhody má ,

Rozsah a vlastnosti žiariviek

Kompaktná úsporná lampa

Žiarivka je svetelný zdroj s plynovou výbojkou. Majú elektrický náboj, komunikovať s ortuťovými parami, tvoriaci ultrafialové žiarenie, ktorá je v kontakte s fosforom premenený svetla okom viditeľné. Ako fosfor sú rôzne zmesi, napríklad halo-fosfát vápenatý s inými prvkami.

Typy svietidiel a aplikácie

Existujú dva typy svetiel: vysoký a nízky tlak. Prvé z nich sa používajú v osvetľovacích zariadeniach s vysokým výkonom, ako aj na osvetlenie v uliciach. Druhá sa používa na osvetlenie priemyselných a obytných priestorov.

Rtuťová výbojka s plynovou výbojkou

GRLDN alebo nízkotlaková ortuťová výbojka s plynovou výbojkou je sklenená žiarovka (trubica) nanesená na vnútornústeny s vrstvou fosforu. Vnútri sú takéto žiarovky naplnené argónom a ortuťou (alebo amalgámom) pod tlakom 400 Pa.

Zaujímavé vedieť! Plazmové panely sú jednou z odrôd žiariviek!

Žiarivky v školskej triede

Veľmi bežné fluorescenčné žiarovky sa získali v:

• škôl;
• kancelárií;
• nemocnice a kliniky;
• A na iných miestach.

S príchodom v polovici 80. rokov 20. storočia začali sa v dnešnom živote šíriť kompaktné bazény typu E14 a E27, ktoré sa každým dňom začali šíriť a čoraz viac sa popularizovali.

Rozhranie systému DALI

Používanie žiariviek je najlepšie na osvetlenie veľkých plôch. Zdieľanie svetelných zdrojov so systémami DALI vám umožňuje znížiť spotrebu energie o 50 až 80% a zvýšiť životnosť ich prevádzky.

Rozmanitosť farieb a tónov závisí od zloženia fosforu a plynu

Rozšírené používanie žiariviek bolo prijaté aj v reklame na svetlo, osvetlenie osobných pracovísk a osvetlenie fasád budov. Používajú sa aj pri pestovaní rastlín v organizácii umelého osvetlenia v skleníkoch.

LCD TV na luminiscenčné podsvietenie

Hromadným rozložením LED diód bol LCD panel všetkých typov osvetlený len žiarivkami.

Klady a zápory

Myslíme si, že nie je žiadnym tajomstvom, že úspech žiariviek je spôsobený jeho výhodami pred konkurenciou.

Pre nichzahŕňajú:

• Vysoký svetelný výkon a účinnosť- všimnite si, že 20-wattová žiarivka produkuje svetlo ako bežnú žiarovku pri 100W.
• Veľká paleta žiarivých farieb- umožňuje vytvárať jasné kompozície s akoukoľvek zložitosťou.
• Emitované svetlo je rozptýlené .

Žiarivka funguje oveľa dlhšie ako žiarovky

• Skvelá životnosť- lampy prémiovej triedy môžu pracovať až 20 000 hodín v porovnaní s 1000 litrami žiaroviek. Ale kvôli spravodlivosti je potrebné poznamenať, že tento ukazovateľ možno dosiahnuť len pri vynikajúcej kvalite napájania a dodržiavaní maximálneho možného počtu vtákov.

Tip! Odtiaľ je možné odvodiť pravidlo, že žiarivky - to nie je najlepšie riešenie pre priechody, vybavené snímačmi pohybu. Takéto osvetlenie sa nedá pripojiť cez spínače s indikáciou LED diódami - spôsobuje nepretržité blikanie lampy (v podstate zahrnutie - výnimka), čo vedie k rýchlej poruche.

Pary ortuti sú jedovaté pre ľudí

V posledných desiatich rokoch začalo luminiscenčné osvetlenie prinášať svoju pozíciu, čím sa uvoľnilo miesto sofistikovanejšieho osvetlenia LED. Táto tendencia sa objavila kvôli nevýhodám takýchto svetiel, ktoré museli byť odstránené.

Tu sú nevýhody luminiscenčného osvetlenia:

• Svietidlá obsahujú ortuť do 1 g . To znamená vysoké riziko chemikálií pri rozmrazovaní žiarovky. Ľudia sa vždy nevzdajúdostať správu o nebezpečenstvách ortuti a môže bez toho, aby premýšľala, rozbiť túto lampu. Medzitým môže 1 kvapka ortuti otráviť priestor okolo seba v okruhu niekoľkých kilometrov.
• Spektrum ich žiarenia je nerovnomerné, lineárne . To znamená, že je oko nepríjemného človeka a narúša farby predmetov, ktoré zosvetlí. Existujú lampy s nepretržitým osvetlením, ale ich žiarivosť nie je tak jasná, to znamená, že úspora elektrickej energie je znížená.
• Účinnosť fluorescenčnej lampy následne klesne , v súvislosti s degradáciou fosforu - zmena farebného spektra, prenos svetla klesá.
• Ďalšou nevýhodou luminiscenčného osvetlenia je blikanie svietidiel , ktoré sa vyskytujú dvakrát tak často, ako sa kŕmi elektrickou energiou, to znamená, že v našich sieťach bude 100 Hz. Problém je vyriešený použitím ESPA (Electronic Starting Regulators) za predpokladu, že jeho kondenzátory majú dostatočnú kapacitu.

Veľké blikanie lampy

• Potreba spúšťacieho mechanizmu pre svietidlo.
• Nízky výkonový faktorsa považuje za neúspešný v prípade elektrickej siete.
• Vysoká cena v porovnaní s žiarovkami.

Dôležitú úlohu zohráva aj veľkosť svietidiel. A ak nie je dôležité pre vnútorné osvetlenie, potom pre elektroniku - naopak.

Prepínanie na LED diódy umožnilo výrobu LCD displejov veľmi kompaktných. Máme veľmi tenké televízory, smartfóny a tablety s vysokokvalitnými jasnými displejmi a mnohýmiviac.

História vzhľadu žiariviek

Moderná žiarivka

Prvé moderné luminiscenčné žiarovky sú plynové výbojky, ktoré sa používali v 19. storočí. Osvetlenie plynov pod vplyvom prúdu bolo prvým na svete, ktorý sledoval Michaila Lomonosova - zmeškal elektrickú energiu cez guľu naplnenú vodíkom.

• Prvý pracovný plynový výbojok je vynález nemeckého fyziku Henryho Geyslera. V roku 1856 dostal modrú žiaru trubice naplnenej plynom.
• V roku 1891 bol systém osvetlenia plynových výbojok patentovaný Nikola Teslou. Jeho systém zahŕňal argónové trubice s plynovou výbojkou, ktorú krátko predtým patentoval, a zdroj vysokého napätia s vysokou frekvenciou.

Nicola Tesla - najzákladnejší vedec v dejinách ľudstva

Argóny Tesla sa používajú dnes.

• V roku 1893 v Chicagu v Illinois bola na výstave vedeckých a technologických úspechov demonštrovaná luminiscenčná luminiscencia. Predstavil ho známemu Thomasovi Edisonovi.
• V roku 1894 MF Moore demonštroval lampu na dusíku a kysličníku uhličitého, ktorý vytvoril svetlo ružovú žiaru.
• V roku 1901 vytvoril Cooper Hewitt ortuťovú lampu, ktorá produkovala modrozelené svetlo, čo v dôsledku toho nenašlo žiadnu aplikáciu. Ale bolo to oveľa efektívnejšie ako lampy Edison a Geysler a takmer bolo analógom moderných zariadení.
• V roku 1926 sa rozhodlo zvýšiť tlak vnútri žiarovky a ich vnútorné steny pokrývajú luminofor, ktorý sa meníultrafialové žiarenie v požadovanom svetelnom spektre. Myšlienka patrila Edmundovi Germerovi, vedcovi, ktorý skutočne vytvoril denné svetlo pomocou žiariviek.

Neskôr patent na vynález vykúpil spoločnosť General Electric, ktorú založil Edison. Spoločnosť dokázala priniesť lampy do komerčnej výroby a použitia.

V ZSSR také významné čísla ako V.A. Fabrikant, SI Vavilov, VL Levshin, F.A. Butaeva MA Konstantinov-Schlesinger, VI Dolgopolov. Všetkým im bol udelený titul Stalinovho víťaza druhého stupňa.

Odrody, princíp fungovania a používania žiariviek

S informáciami o povrchu sme už čítali a teraz sa pozrime hlbšie do štruktúry svietidiel. Definujeme ich hlavné črty a oznamujeme veľa zaujímavých informácií, ktoré, ak nie sú užitočné v praxi, budú veľmi užitočné pre všeobecný vývoj.

Zásada fungovania

Žiarivka vo výreze

Predstavme si, že máme lampu, je zapnutá a funguje. Čo spôsobuje žiary? Faktom je, že na opačných koncoch trubice sú elektródy, medzi ktorými spália oblúkové výboje (fyzický fenomén, ktorý v roku 1802 otvoril ruský fyzik V. Petrov).

Vnútorný objem svietidla je naplnený parou ortuťou a inertným plynom (bez zápachu a bezfarebnými monoatomickými plynmi). Pri kontakte s elektrickou energiou sa vytvorí prúd ultrafialového netermálneho žiarenia.

Ako už bolo uvedené, vnútorná časť banky je pokrytá vrstvou fosforu, ktorámá schopnosť absorbovať ultrafialové svetlo a premeniť ho na viditeľné svetlo. Rôzne zloženie luminoforu umožňuje nastaviť svetelný odtieň. Ako spreje sa používajú ortofosforečnany vápenatých zinočnatých a halogénfosforečnany vápenaté. Intenzita žiarenia závisí od výkonu lampy a od kvality luminoforu.

Elektrický oblúk Petrova, chybne pripísaný objavom Never Tesla

Oblúkové výboje sú podporované v dôsledku termionickej emisie nabitých elektrónov z povrchu katódy (elektrónové výbuchy z kovov pri vysokých teplotách). Preto, aby sa lampa spustila, je potrebné zahriať katódy.

Tu sa typy lámp začínajú líšiť:

1. najprv- ide o modely s horúcim štartom (svietidlá LD a DRL). Majú katódy zahrievané svojim prúdom. Tieto svetelné zdroje majú zreteľný oneskorený štart (0,5 - 1 sekundu), čo mnohým používateľom otravuje. Treba však poznamenať, že tieto lampy slúžia oveľa dlhšie.
2. sekundy- svietidlá za studena. V nich sú katódy zahrievané iónovým bombardovaním, ktoré sa vyskytuje pri výboji vysokého napätia. Takéto svietidlá sa nachádzajú takmer okamžite, ale ich životnosť klesá.

Štartéry s elektromagnetickým a elektronickým predradníkom sa používajú na štartovanie svetiel, o čom by sme o nich o niečo neskôr hovorili.

Označenie žiariviek

Farebná teplota osvetlenia

V závislosti od toho, ako žije osvetlenie, ľudské vnímanie farbyTakže napríklad modrá farba je pre nás lepšie viditeľná pri slabom osvetlení a červená farba sa stane menej zreteľným súčasne. V dôsledku toho sa denné svetlo pri nízkej intenzite zdá modrasté.

Vďaka týmto vlastnostiam našej vízie boli vyvinuté normy pre osvetlenie rôznych priestorov: v dome je dostatok 75 luxov (jednotka intenzity svetla podľa SI) v jednej miestnosti a pre priemyselné priestory je táto hodnota 400 luxov.

1. V prvom prípade je najprirodzenejšie osvetlenie s farebnou teplotou 3000K.
2. V druhej - 4000-6000K, pretože predchádzajúca verzia už bude žltá.

S cieľom zameniť sa za tieto parametre výrobcovia označujú výrobky. Označenie môže byť medzinárodné alebo národné.

Medzinárodný systém označení

Medzinárodná zahŕňa trojmiestnu hodnotu, správne rozčleniť, čo je možné určiť parametre svietidla.

Príklad používania medzinárodného označenia na žiarivkách

1. Prvá číslica kódu je index prenosu farieb. Toto číslo sa vynásobí 10 Ra (zvláštny indikátor úrovne farby). Čím vyššia je hodnota, tým presnejší je prenos farby. Kompaktné svietidlá pre dom obyčajne majú danú postavu 60-98 Ra.
2. Zostávajúce dve číslice udávajú teplotu farby, ktorú vytvára žiarovka.

Znamená to, že označenie na obale 930 znamená, že svetlo má index prenosu farieb rovný 90 Ra a teplotu farieb 3000Kelvin.

Okrem označenia podľa DIN 5035 (nemecký analóg GOST) je rozsah farebného prechodu od 20 do 100 Ra rozdelený na 6 častí. Nebudeme ísť do podrobností, ale ak chce niekto osvietiť, potom vás žiadame, aby ste chodili po internete.

Domáce značenie

Domáce ruské označenie je veľmi odlišné od vyššie uvedeného. Je regulovaná normou GOST 6825-91 (MEC 81-84) a ďalšími normatívnymi dokumentmi.

Ruské značenie žiariviek

Podľa tejto značky sa rozlišujú tieto typy svetelných zdrojov:

označenie	popis	Teplota v K	Medzinárodný analóg
LB	Biely svet. Vyznačujú sa vysokým svetelným výkonom a nízkym prenosom farieb. Používa sa predovšetkým v administratívnych a priemyselných priestoroch.	3500	635
LD	Denné svetlo. Má svetlo modrý odtieň. Prenos farieb je prijateľný v kombinácii s vysokým svetelným výkonom.	6500	765
LHB	Studené biele svetlo. Odtieň je niečo ako slnečný. Prenos farieb je nízky. Predchádzajúce verzie sú vhodné pre odvetvia s nízkymi požiadavkami na prenos farieb.	4 000	640
LTB	Teplé biele svetlo. Biela žiara má mierne ružový odtieň. Používa sa na miestach stravovania a obchodov s potravinami	3000	530-630
LEE	Prirodzené svetlo. Biely svet nemá žiadne odtiene. Vyznačuje sa vysokým svetelným výkonom.	4 000	740
LHE	Prírodné chladné svetlo. Podobne ako v predchádzajúcom prípade, ale má chladnejší odtieň.	6 000	760

V tabuľke máme uvedené hlavné typy svietidiel a ich značenie. Okrem toho označovanie môžu byť doplnené písmenom "C", čo znamená, zlepšenú reprodukciu farieb, alebo "TSTS" - vysoko kvalitné farebné reprodukcie.

To by znamenalo označenie LDTSTS denné svetlo s vysokým farebným stvárnením. Tieto lampy sú používané v múzeách a výstavách nebolo narušené vnímanie umelcov intenzity.

Na fotografii - špeciálne svietidlo

Okrem týchto možností existuje mnoho lámp, ktoré majú konkrétny účel. Tieto modely majú tiež značku.

• LS, LH, LK, LR, LHR, LV - všetky farebné dútnavka (p - ružová až - červená, rovnaký - žltá, g - fialová so zelenou, d - modrá);
• LUF - ultrafialové žiarovky;
• DB - ultrafialové žiarenie typu "C";
• LSR je reflexné svetlo modré svetlo.

Podrobnejšie informácie o značení kontaktujte prosím spoločnosť GOST.

Elektrické pripojenie

Štartovacie zariadenie nastavuje

Významnou nevýhodou žiariviek je, že nemôže byť zapojený priamo, a z tohto dôvodu dva.

1. po výskyte výbojky sa stáva negatívne vnútorný odpor, pretože sa môže stať krátkyobvod, ak obvykle v obvode nezahŕňa odpor.
2. V stave vypnutia má luminiscenčná lampa vysoký odpor, takže vyžaduje vysokonapäťový impulz na vytvorenie elektrického oblúka.

Na riešenie uvedených problémov sa používajú odpaľovacie zariadenia, najčastejšie používané varianty EMPR a EPRA.

elektromagnetické predradníky

Elektromagnetické regulátory spúšte

Elektromagnetický predradník alebo EMPR je tlmivka, ktorá má indukčný odpor požadovanej hodnoty a je zapojená paralelne so svietidlom. Má kondenzačný štartér a žiarovku. Podstata tohto prístroja spočíva v tom, že keď je zapnutý, vytvára impulz do 1 kV kvôli samoindukcii, zatiaľ čo obmedzuje prúd cez svoj prúd kvôli svojej odolnosti.

Výhody systému zahŕňajú spoľahlivosť, trvanlivosť a jednoduchosť vykonávania. Nevýhody sú oveľa väčšie:

• Dlhý štart - až 3 sekundy;
• vysoká spotreba energie škrtiacej klapky;
• Menej faktor výkonu;
• Prítomnosť nízkeho frekvenčného bzučenia v tlmivkách nízkej kvality;
• Dvakrát blikajúca kontrolka;
• veľké rozmery vzoru;
• Ak je teplota vzduchu okolo svetelného zdroja nižšia ako nula, štart svetla sa nemusí dokonca vyskytnúť.

Elektronický predradník

Elektronický spúšť nastavuje mechanizmus

Elektronický predradník (EPR) dodáva žiarivkám prúd s vysokofrekvenčným napätím od 25 do 133 kHz, takže blikanie takýchto svetiel je pre ľudské oko úplne nepostrehnuteľné.Existuje mnoho modelov EPR, ktoré sa dajú použiť ako na studený, tak na studený štart.

Na rozdiel EMPRO je, že ECG má štartér (neón lampa s kondenzátorom) a napätie potrebné vie vytvárať sám. Najčastejšie elektronický predradník ohrieva katódy na požadovanú teplotu napätím tak, aby začala svietiť.

V závislosti od modelu môže rozpáliť predradníkov pomaly, postupne zvyšuje žiaru, alebo to urobiť okamžite.

"studený" štart na úkor reťaze, ktorý je spojený lampy sú v podstate oscilačné parametre obvodu sú zvolené tak, že v neprítomnosti elektrického výboja javu dochádza v rezonančnom obvode. Táto metóda je veľmi populárny medzi rádioamatérov, pretože umožňuje spúšťať aj žiarovky horel katódy.

svieti lampa

Lampa začala svietiť s priechodmi alebo úplne vybledla

Prečo zlyhá žiarivka? Ak nerozlomíte lampu, potom pravdepodobne bude ležať v ďalšom. Zápalové konštrukcia elektródy z wolfrámu potiahnuté pasty kovov alkalických zemín, ktoré pri postupne sa rozpadávajúce katód.

najintenzívnejšie tento proces prebieha pri spustení lampy zo skutočnosti, že žiadna vypúšťanie začne horieť v celej oblasti, a to len určitá časť povrchu, čo spôsobuje lokálne zmeny teploty. Z tohto dôvodu je žiarovka Vytvorená stmavenie na okrajoch, ktorý sa stane viac znateľné na konci svojej životnosti.

Záver! Trvanie prevádzkyžiarovky priamo závisia od kvality elektród inštalovaných v ňom.

Svetlá na EMPR a EPR sa spaľujú inak:

• V prvom prípade sa pri spaľovaní jednej z elektród zvýši napätie na svietidle na úroveň vypúšťania štartéra. Z tohto dôvodu začne pracovať nepretržite a je známe blikanie opotrebovaných svetiel.
• S nepretržitým chodom štartéra sa elektródy začnú prehrievať, v dôsledku čoho jeden z nich po pár dňoch vyhorí. Zároveň štartér sám veľmi často spaľuje a vyžaduje si výmenu s lampou.
• Lampa môže zlyhať z dôvodu poruchy škrtiacej klapky a štartéra. V prvom prípade sa prúd, ktorý preteká lampou, silne zvyšuje, čo spôsobuje roztavenie elektród a lampa okamžite vyhorí. V druhej - lampa je posunutá na štartovacom okruhu, kvôli ktorému začnú pracovať len žiarovky. V tomto režime sa opotrebovávajú mnohokrát rýchlejšie.
• V EPR po destilácii napätia a zvýšenom napätí - ak nie je žiaden ochranný systém (predradníky nízkej kvality) - prúd sa zvyšuje, čo vedie k fúkaniu tranzistorového predradníka.
• Nedostatočné EPR môžu tiež spôsobiť poruchu, pretože výstupný kondenzátor môže pretrhnúť, keď sa lampa zastaví, čo tiež spôsobí, že tranzistory vybuchnú.

V zásuvke lampy EPR nie je blikanie - jednoducho zhasne. Príčinu poruchy môžete nastaviť pomocou bežného multimetra tak, že skontrolujete vlákna odolné voči stresu.

Varianty variantov vykonania

Varianty žiariviek

Celkovo rozlišujem dva typy žiariviek: lineárne a kompaktné.

Lineárna žiarivka

• Prvé uskutočnenie je ortuťovo-nízkotlaková žiarovka, tvar U alebo prstencovitý. Podľa GOST 6825-91 sú tiež nazývané tubulárne, hoci táto definícia je už zastaraná.
• Je to v podstate sklenená trubica s dvoma na okrajoch viečka, v ktorej sú nohy namontované elektródy. Väčšina rúrka tesne uzavretá, aby vnútorné inertný plyn (Ne, Kr, Ar) a ortuti pary.
• Tieto svietidlá sa líšia v dĺžke, tvare a hrúbke trubice.

Kompaktné žiarivky

Druhý variant má zakrivenú rúrku, ktorá môže byť dodatočne uzavretá zaoblenými bankami. Hlavný rozdiel medzi nimi spočíva v type použitého uzáveru: 2D, G23, G27, G24 (s úpravami ... Q1, Q1, Q3), G53. Z tohto dôvodu sa môžu líšiť pokyny na inštaláciu svietidiel - skúmajte poznámky pripojené k zariadeniu.

Uvoľnili aj štandardné verzie základov, ktoré sa veľmi často krútia vlastnými rukami:

malá futbalová základňa

• E14 - najmenšia čiapočka;

základňa E27

• E27 - štandardný sokl, ako na väčšine žiaroviek;

základňa E40

• E40 - veľká sokla pre pouličné svetlá.

Táto univerzálnosť prispela k rýchlej expanzii úsporných žiariviek.

Využitie žiariviek

No, a konečne, poďme trochu hovoriť o bezpečnosti použitiahrdina našej recenzie. Ako viete, ortuť je toxická látka prvej triedy nebezpečenstva. Aplikácia v elektrotechnike a používaní takýchto látok je upravená smernicou RoHS - súbor zákonov prijatých v celej Európe.

Podľa týchto dokumentov, užívatelia, ktorí využívajú odpady obsahujúce ortuť sú povinní vziať na špeciálnych zberných miestach. V našej krajine sa musí vysporiadať s ZhEKs likvidácie a fyzické osoby podnikateľov, ktorí dostali toto povolenie.

V prípade, že úrad odmietne takúto lampu prijať, môžete sa sťažovať na oddelení alebo obce, a zahŕňajú obchod lampa bod pre «IKEA», pričom akýkoľvek lampa, a bez ohľadu na to, ktorý výrobca sú vyrobené.

V Rusku 3. septembra 2010 je uznesením vlády RF číslo 681, ktorý reguluje nielen postup pri likvidácii týchto produktov, ale tiež obsahuje zoznam opatrení, ktoré majú čistiť a dezinfikovať oblasti kontaminovanej ortuťových pár.

Uznesenie RF o zaobchádzaní s nebezpečnými látkami

Toto ukončí našu exkurziu do sveta, kde dominuje luminiscenčné osvetlenie. Dotkli sme sa na väčšinu otázok týkajúcich sa zdrojmi svetla, ale ak niečo zostalo pre vás nie je úplne jasné, pozrite sa na našu Navrhované video, kde môžete vidieť mnoho zaujímavých vecí.