САЙТ КРЫЛОВА ПАВЛА
Главная
Схемы Ветрогенераторы Собаки Стройка Книги О сельском хозяйстве и прочем


О сельском хозяйстве---->
Механизация и автоматизация сельского хозяйства. Статьи №1-50---->
Механизация и автоматизация сельского хозяйства. Статьи №51-100

Люминесцентные лампы общего назначения.

Видимый свет — электромагнитное излучение с длиной волны 380...780 нм, воспринимаемое человеческим зрением. Ультрафиолетовые (длина волны менее 380 нм) и инфракрасные лучи (более 780 нм) человек не видит вообще.

Сказанное можно проиллюстрировать графиками на рис. 1, где по горизонтальной оси отложена длина лямбда световой волны, а сплошная кривая характеризует относительную чувствительность К глаза при дневном освещении.

Люминесцентные лампы общего назначения.

Максимум (К = 1) находится в желто-зеленой части спектра (Лямбда = 555 нм). При голубом и оранжевом освещении чувствительность зрения снижается в 2...3 раза. В сумерках максимум спектральной чувствительности сдвигается к излучению с длиной волны Лямбда = 507 нм (штриховая кривая).

Световой поток, создаваемый точечным источником света (линейные размеры которого в сто и более раз меньше расстояния до наблюдателя) силой 1 кд (кандела) в телесном угле 1 ср (стерадиан), равен 1 лм (люмену). Эта величина характеризует энергию световых волн, переносимую в единицу времени через единицу площади поверхности, и оцениваемую по зрительному ощущению. Например, источник света мощностью 1 Вт и длиной волны 555 нм, соответствующей максимальной чувствительности глаза, создает световой поток 683 лм.

Для измерения силы света используют физическую величину, численно равную световому потоку, который точечный источник создает в телесном угле в 1 ср. Среднее значение силы света электрической лампы накаливания мощностью 60 Вт равно 51 кд, а люминесцентной мощностью 40 Вт — 160... 180 кд соответственно. Это значит, что сила света трех люминесцентных ламп мощностью по 40 Вт равна 480...540 кд, а двух накаливания по 60 Вт — 102 кд, т. е. при одной и той же подводимой мощности сила света люминесцентной лампы в пять раз превышает аналогичный показатель для накальной лампы. В среднем лишь 10 % потребляемой энергии лампа накаливания преобразует в видимый свет, 20 % — тепловые конвекционные потери, оставшиеся 70 % приходятся на инфракрасное излучение. Те же показатели люминесцентной лампы — 25, 45 и 30 % соответственно.

Световой поток в 1 лм, равномерно распределенный на площади 1м2, создает освещенность 1 лк (люкс). Для сравнительной оценки различных уровней освещенности укажем, что среднее значение естественной освещенности вне помещения под прямыми солнечными лучами на средних широтах равно 100000 лк, в помещениях с окнами на юг в яркий солнечный день — 1000 лк, в пасмурный день — 100 лк, на улице в Санкт-Петербурге в безоблачную погоду в 00 ч в сезон белых ночей — 1 лк.

Цветовая температура (англ. аббревиатура — ССТ) — это измеряемая в градусах Кельвина (К) эквивалентная температура Т, до которой следует раскалить "абсолютно черное тело", чтобы субъективное восприятие цвета его излучения было аналогично цвету испытуемого источника. Цветовой температурой принято оценивать цветность света, создаваемого искусственными источниками. Производители люминесцентных ламп наиболее часто используют следующие обозначения цветности света: "белый" (отечественные лампы — ЛБ, зарубежные — W; Т = 3500 К), "холодный белый" (ЛХБ и CW; Т = 4100 К), "теплый белый" (ЛТБ и WW; Т = 2900 К); "дневной" (ЛД и D; Т = 6200 К, реже Т = 5400 К) и "естественный" (ЛЕ и N; Т = 3700 К).

Коэффициент цветопередачи (англ. RA или CRI) характеризует степень соответствия в восприятии различных цветовых оттенков при искусственном и естественном освещении, что особо важно в полиграфической промышленности, фотопечати, художественных экспозициях и др. Для определения RA исследуемый источник света направляют на восемь пластин, окрашенных в строго заданные образцовые цвета. Чем незаметнее разница в передаче цвета всех пластин при искусственном и естественном освещении, тем выше значение RA. Считают, что качество цветопередачи отличное, если RA = 90...100 (обозначают цифрой 9) или 80...89 (8), хорошее — при RA= 70...79 или 60...69 (7 или 6 соответственно), удовлетворительное — при 50...59 или 40...49 (5 или 4).

Люминесцентная лампа представляет собой наполненный инертным газом под низким давлением длинный цилиндрический стеклянный баллон с двумя электродами (нитями накала) в противоположных концах. В состав газа входит незначительное количество (около 1 %) паров ртути. В холодном (нерабочем) состоянии проводимость газа ничтожна. Для того, чтобы лампу поджечь, необходимо предварительно разогреть нити накала, а затем приложить к электродам сравнительно высокое поджигающее напряжение U1 = 200... 1200 В (800 В для ЛБ40)

Под воздействием внешнего электрического поля сформировавшееся вблизи нитей накала электронное облако приходит в движение и благодаря соударениям электронов с атомами газа и ртути ионизирует газовую смесь — сопротивление ионизированного газа резко уменьшается. Процесс рекомбинации электронов и положительных ионов ртути в нейтральные атомы сопровождается ультрафиолетовым излучением, которое преобразует в видимый свет люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного баллона.



На рис. 2 сплошной линией показана статическая вольт-амперная характеристика (ВАХ) лампы.

Люминесцентные лампы общего назначения.

Она поджигается при напряжении U1 и в рабочем режиме напряжение на ней уменьшается до U2, а ток — увеличивается до I2. На участке ВАХ от точки зажигания (электрического пробоя при напряжении U1) до точки с начальным потребляемым током I1 лампа имеет отрицательное сопротивление. После выхода лампы в рабочий режим (U2, I1) напряжение накала отключают.

При питании от источника переменного напряжения за время перехода от положительной к отрицательной полуволне, равного десяткам микросекунд, ионизированный газ не успевает перейти в непроводящее состояние, поэтому повторного поджигания лампы не требуется. ВАХ (для амплитудного значения напряжения и эффективного значения тока) при питании лампы током высокой частоты (более 10 кГц) показана на рис. 2 штриховой линией. На частоте 50 Гц ВАХ лампы существенно отличается от рассмотренных.

Для управления работой ламп используют пуско-регулирующие аппараты (ПРА), ограничивающие ток тлеющего разряда после зажигания, когда для поддержания процесса ионизации газа достаточно электронов, выбиваемых ионизированными атомами из вольфрамовой нити накала, покрытой специальным материалом, как и в радиолампах.

С лампами общего назначения применяют ПРА двух типов — электромагнитные (ЭмПРА) и электронные (ЭПРА). Коммутацию тока через нити накала обеспечивает газоразрядная лампа с термоконтактами, шунтированными высоковольтным конденсатором, и обьединенная с ним в отдельном сменном устройстве, получившем название стартера.

Многие зарубежные производители люминесцентных ламп используют оригинальные обозначения для своей продукции. Тем не менее наиболее распространенный вариант наименования этих изделий имеет такую структуру: F40T12/CW/HO. Здесь F — Fluorescent Lamp (люминесцентная лампа); 40 — мощность лампы в ваттах; Т — Tubular bulb (цилиндрический баллон); 12 — диаметр баллона в условных единицах (равных 1/8 дюйма, т.е. 12x1/8 = 1,5" или 1,5x25,4 = 38,1 мм); CW — холодный белый свет; НО — High Output, т. е. с повышенной мощностью (или НЕ — High Efficiency, т. е. с повышенным КПД, или EW — Econom Watt, т. е. экономичные, с пониженной потребляемой мощностью, иначе говоря, вместо номинальных 40 Вт лампа расходует 34 Вт, или SS — Super Saver — эквивалент повышенной экономичности).

Вместо буквенного обозначения цветовой температуры иногда используют двух- или трехзначный цифровой код, например, 835, 641, 929, 54, 37. Этот ряд значений соответствует указанной выше последовательности цветовой температуры для различных градаций цветности света, причем в трехзначных индексах первая цифра указывает значение коэффициента цветопередачи. При невысоком качестве цветопередачи чаще всего в условном обозначении лампы оставляют только две цифры, обозначающие цветовую температуру (например, код 54 соответствует 5400 К).

Упрощенный чертеж и обозначение габаритов ламп показаны на рис. 3.

Технические характеристики большинства импортных ламп, наиболее часто используемых в настенных и потолочных светильниках, сведены в табл. 1.

Люминесцентные лампы общего назначения.

Число или цифра в обозначении типа цоколя указывает расстояние между осями торцевых контактов (G5 —5 мм, G13 — 13 мм). Следует учитывать, что световой поток, создаваемый лампой, снижается примерно на 20 % от первоначального в первые 100 ч работы после ввода в эксплуатацию и примерно на 70 % — к концу срока службы. Зависит он также и от окружающей температуры; уменьшается на 20 % относительно максимального значения (при оптимальной температуре 25 °С) при ее изменении на ±20 °С.

С зарубежными лампами можно сопоставить отечественные аналоги (см. табл. 2),

Люминесцентные лампы общего назначения.

среди которых есть не только имеющие ранее названные градации цветности, но и улучшенную цветопередачу (ЛТБЦ и др.).

На рис. 4 в качестве примера показано спектральное распределение света, излучаемого лампой ЛХБ (зарубежное обозначение цветности — 840), а на рис. 5 — то же, для лампы ЛТБЦ (930).

Люминесцентные лампы общего назначения.

За единицу спектральной плотности излучения F на графиках принято стандартное значение

Люминесцентные лампы общего назначения.

Улучшенная цветопередача люминесцентных ламп, как видно из рисунка, достигается более равномерным распределением нормированной мощности среди дискретных спектральных составляющих в излучаемом свете.

В работе над статьей были использованы материалы сайтов


http://www.lampbonk.nl,
http://repairfaq.ece.drexel.edu,
http:// toptropicals.com/html/toptropicals/articles/ techno/lamps,
http://www.osram.ru, http://ezhen.nm.ru и др.
Материал подготовил С. КОСЕНКО
г. Воронеж
altay-krylov@yandex.ru