Обзор характеристик люминесцентных ламп. Принцип работы люминесцентной лампы и устройство прибора Лампы люминесцентные напряжение на лампе

Люминесцентная лампа или лампа дневного света (ЛЛ, ЛДС) - инертный газ в стеклянной колбе, излучающий видимый свет.

Принцип работы ЛДС заключается в насыщении газа ртутью с последующим пропусканием через него разряда, в результате чего образуется УФ-излучение, преобразуемое в видимый свет благодаря слою люминофора, содержащемуся во внутренней поверхности колбы. В этой статье будут рассмотрены ЛДС, их описание и технические характеристики.

Разновидности

В реализации наиболее используются газоразрядные лампы на основе ртути высокого (ГРЛВД) или низкого (ГРЛНД) давления:

Область применения

Люминесцентные источники света получили большой спрос в организациях общественного назначения: школах, больницах, госучреждениях.

С дальнейшим развитием светильники оснастили электронным балластом, стало возможным их применение в распространенных патронах стандарта Е14 и Е27.

ЛЛ актуальнее применять в помещениях промышленного сектора для обеспечения большего периметра освещения при минимальных энергозатратах. Также их используют в освещении рекламных щитов и фасадов.

Люминесцентные приборы сочетают в себе характерные черты эффективного и экономного использования электроэнергии. В быту лампы дневного света потолочные и настольные применяются для растений, освещения рабочей поверхности и жилых комнат.

Актуальность применения люминесцентных ламп

Широкое распространение ЛЛ получили благодаря многим преимуществам, а именно:

• высокая световая отдача (ЛДС мощностью 10 Вт обеспечивает освещенностью, сравнимой с лампочкой накаливания 50 Вт);
• большой диапазон оттенков испускаемого света;
• полная рассеянность света.

Гарантированный срок эксплуатации ЛДС от 2 тыс. часов против 1 тыс. часов у ламп накаливания.

Недостатки люминесцентных устройств:

• химопасность (в ЛДС содержится до 1г ртути);
• неравномерный спектр, который неприятен человеческому глазу;
• постепенное разрушение слоя люминофора, приводящее к ослаблению освещенности;
• мерцание лампы с двухкратной частотой от сети;
• наличие механизма, регулирующего пуск;
• мощность ЛЛ не обеспечивает высокого коэффициента.

Принципы работы

Во время работы ЛЛ между двумя электродами, расположенными на ее краях, горит дугообразный разряд, который приводит к созданию УФ-свечения внутри колбы, наполненной газом, в составе которого ртутные пары.

Зрение человека невосприимчиво к УФ диапазону свечения, поэтому внутренние стенки колбы обработаны люминофорным составом, имеющим свойства поглощения ультрафиолета с дальнейшим преобразованием его в видимое белое свечение. Ортофосфаты кальция-цинка и галофосфаты лежат в основе люминофорного слоя. Также люминофор может быть насыщен другими веществами с целью получения определенного оттенка света. Термоэлектронная эмиссия электродов с катода создает поддержку электрической дуги в ЛДС. Дальнейшее разогревание катодов путем пропуска через них тока или ионной бомбардировки приводит к запуску устройства.

Технические характеристики

От технических характеристик зависит конечная работа ЛДС - необходимое освещение.

Мощность

От показателя мощности ЛЛ зависит светоотдача, которая влияет на площадь освещения. В реализации распространены лампы различной мощности.

Лампы 4–6 W

Применимы в помещениях небольшой комнаты. Отлично подходят в сельскохозяйственной местности, сторожевых будках или палатках. Эти ЛДС неприхотливы к потреблению электроэнергии, а также благодаря трансформаторным преобразователям эти лампы способны работать от 12 вольт, что дает возможность запустить лампу подсоединением к авто аккумулятору в условиях отсутствия электроснабжения. Также маломощные люминесцентные устройства применяются для освещения растений или аквариумов.

Самые распространенные ЛЛ по мощности лампы. Их можно встретить везде: в комнате, автомобильных боксах, офисах, павильонах.

Также получили большое распространение. Применяются в тех же помещениях, что и ЛЛ 18 W, с разницей в увеличении площади освещения.

58 W и 80 W

Эти ЛДС большой мощности применяются только в производственных цехах большой площади, хранилищах и ангарах, на подземной территории.

Иногда ЛЛ такой мощности можно встретить на участках открытой местности в условиях большой рассеянности света. Такие ЛЛ, в отличии от ламп 18 W и 36 W, более энергозатратные и их применение в быту или офисного освещения нерентабельно. Также они оснащены дополнительно светильниками дневного света, что приводит в еще большую неактуальность их применения в качестве потолочных светильников дневного света в помещениях малой площади.

Цветовая температура

Еще один главный параметр ЛДС. От качества света и цветовой температуры зависит качество освещения. Эти параметры отображены трехзначным значением на колбе устройства.

Значение 627

Соответствует устройствам с 60%-м качеством света и цветовой температурой 2700 К.

Значение 727

Лампы с качеством света 70% и аналогичной цветовой температурой.

Значение 765

Цветовая температура 6500 К, которой и обладают все без исключения ЛДС. Качество цвета на уровне 70%.

Необходимо учесть, что 2700 Кельвинов - цветовая температура лампочек накаливания, и ЛЛ с такой же цветовой температурой будет излучать лучи, воспринимаемые человеческим зрением, желтого цвета. С учетом восприятия человеком цветности свечения изготовляются люминесцентные устройства разной цветовой температуры.

Многие ЛЛ (энергосберегающие источники свечения) компактной формы излучают именно желтый свет. Цветовая температура 6500 присуща всем устройствам линейной формы и соответствует белому свету со слабым оттенком синего. Также изготовляются ЛЛ узкопрофильного назначения с температурой цвета 1300К, при включении которых наблюдается красный оттенок. В отдельных случаях для получения уникального оттенка свечения применяются цветные ЛДС.

Подключение к сети

Простейшая схема подключения ламп дневного света выполнена на основе стартера, дросселя (балласта) и конденсатора. Сами лампы не предусматривает их прямого включения в электрическую цепь, так как в отключенном состоянии люминесцентные устройства имеют высокое сопротивление, преодолеть которое можно только импульсом высокого напряжения.

Возможно также последовательное соединение двух ламп, при этом стартеров будет 2 штуки, а дроссель один, но он должен быть рассчитан на суммарную мощность ламп. Схема светильника на 2 лампы приведена ниже. На схеме нет конденсатора, но он также может быть установлен на входе светильника.

Принципиальная схема светильника иногда наносится на корпус стартера.

Дроссель (балласт), включается в электроцепь в качестве дополнительного сопротивления, предохраняющего от короткого замыкания. Стартер позволяет в моменты высокого сопротивления лампы зарядить дроссель, одновременно прогреть спирали лампы.

Лампу дневного света без дросселя невозможно запустить. От того, как устроена схема подключения, зависит общее энергопотребление всех устройств, подключенных вместе с люминесцентным источником света к электрической цепи.

Электромагнитный дроссель (ЭмПРА)

Дроссель постоянного индуктивного сопротивления, подключаемый только в цепь с ЛЛ определенной мощности. Сопротивление включенного в цепь ЭмПРА при включении начинает играть роль ограничителя подачи тока к светильнику.

Конструкция ЭмПРА проста и дешева в производстве, соответственно, дешевле и лампы с электромагнитным балластом. Несмотря на свою дешевизну и простоту обладает рядом недостатков:

• длительность запуска до 3 секунд (время зависит от износа лампы);
• высокое потребление электроэнергии дросселем;
• постепенное возрастание частоты в пластинах дросселя из-за его износа;
• мерцание с двухкратной частотой электросети (100 или 120 Гц) при включении, которое отрицательно влияет на зрение;
• массивность и габаритность люминесцентных устройств (в сравнении с аналогами ЭПРА);
• вероятный отказ в работе электрической цепи с дроссельным механизмом при температуре ниже нуля по Цельсию;
• короткое замыкание, приводящее к припайке электродов дросселя к устройству, после чего его невозможно снять.

Схема подключения газоразрядных люминесцентных ламп с ЭмПРА предусматривает наличие стартера, регулирующего зажигание ЛЛ. Однако он дополнительно потребляет электроэнергию.

Электронный дроссель

Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) обеспечивает лампы высокочастотным питанием 25–133 кГц. В момент включения ЛДС с электронным дросселем человек в течение короткого времени наблюдает яркое мерцание. С помощью электронного балласта реализовано два принципа работы по включению ламп.

Холодный запуск

Сразу запускает устройство, но наносит значительный вред электродам. Лампы с таким вариантов запуска рассчитаны на малую частоту включения/отключения в течение дня.

Горячий запуск

Перед включением лампы, в течение 1 секунды, происходит разогрев электродов, затем она работает. Также присутствует тепловой индикатор, обеспечивающей устройство защитой от перегрева.

ЛЛ на основе ЭПРА более экономичные, чем и заполучили значительную популярность, чего нельзя сказать об аналогах ЭмПРА.

Причины неисправности

Электроды ЛДС представлены вольфрамовой спиралью, покрытой активными щелочными металлами, которые обеспечивают заряд. С периодом эксплуатации активная масса осыпается с электродов, они приходят в негодность.

В момент включения лампы (пуск разряда и последующий разогрев электродов) происходит дополнительная нагрузка на активную массу, что еще сильнее разрушает ее. На участках с наибольшей потерей активной массы поступает меньше напряжения, что приводит к неравномерной отдаче, и человек наблюдает мерцание лампы в период ее работы. Также осыпание активной массы приводит к полной неисправности лампы, а на концах трубки появляется темный оттенок.

Отсюда следует, что срок службы ЛЛ зависит еще от качества активной массы и частоты включения лампы. Но даже при этих ограничениях срок службы ЛДС как минимум намного выше (2000 запусков против 1000 у обычных лампочек накаливания).

Типы исполнения

Люминесцентные устройства подразделяются на два типа по варианту исполнения колбы.

Линейные лампы

Эти ЛЛ представлены ртутными лампами низкого давления. Большая часть света этих ламп излучается люминофором. Люминесцентные устройства, крепящиеся на потолок, являются основным представителем линейных ЛЛ. Потолочный светильник дневного света получил огромный спрос во всем мире в помещениях различного назначения.

Среди линейных ламп в России распространены ЛДС с круглой трубкой Т8 (D=26 мм) и цоколем типа G13. Мощность этих ламп взаимосвязана с размером трубки - стандартные ЛДС мощностью 18 W имеют длину трубки 600 мм, а лампы 36 W уже вдвое длиннее, 1200 мм. Также существуют лампы других мощностей, но они получили меньшее распространение либо у них узкий круг применения.

Стоит отметить, в советский период наибольшее применение получили ЛДС с колбой Т12, диаметр которой составлял 38 мм. Эти лампы были более энергозатратными - 20 W короткие и 38 W длинные против 18 W и 36 W соответственно. Также встречались лампы с трубкой Т10 (32 мм), но они не получали широкого спроса по сравнению с T12.

В западных странах в последние годы стали преобладать лампы с трубкой последнего поколения Т5 диаметром 16 мм. Они достаточно тонкие и получили более обширное применение в интерьере.

Если затрагивать технологический прогресс, то буквально недавно китайские разработчики создали устройство с колбой Т4 (12,5 мм). Это только новинка, которая еще не получила обширного применения, и о перспективах таких трубчатых ламп пока рано говорить. ЛДС с еще меньшим диаметром трубки на практике пока не сделали.

Двухцокольная прямолинейная лампа представляет собой стеклянную трубку с вваренными на концах стеклянными ножками, в которые вмонтированы электроды. Герметично запаянная трубка содержит аргоном или неон, обогащенный ртутью, которая при включении лампы переходит в газообразное состояние. Цоколи на концах трубки оснащены контактами для подключения лампы в цепь.

Линейные ЛДС потребляют всего 15% от потребления лампы накаливания, обеспечивая аналогичную освещенность. Эти лампы часто встречаются на производстве, в офисах, транспорте.

Компактные лампы

Представляют собой светильники дневного света с изогнутой трубкой.

Компактные лампы могут иметь свободную (любую) форму колбы и распространены для частного использования. К компактным люминесцентным устройствам также относятся, так называемые, энергосберегающие лампы.

Также распространены компактные лампы под патроны стандарта Е14, Е27, Е40, которые применяются в светильниках.

Варианты применения

В настоящее время люминесцентные устройства получили большое применение, как в освещении промышленных объектов, так и в организации интерьера помещения. Светильники с лампами дневного и белого света применяются во многих целях:

• Люминесцентные светильники ЛБ 40 низкого давления, предназначенные для освещения всей площади помещения закрытого типа.
• Люминесцентная лампа для аквариумов и комнатных растений, обеспечивающая локальное освещение.
• Фитолампы (цветочные светильники) - люминесцентные лампы для цветов и растений.
• Настольная и настенная лампа дневного света, придающая мягким освещением уютную обстановку при чтении или отдыхе.

Маркировка

Маркировка устроена так, что потребитель без труда сможет выбрать необходимую ЛЛ при покупке. Наиболее распространены следующие обозначения:

• ЛБ (белый свет);
• ЛД (дневной свет);
• ЛХБ (холодно-белый свет);
• ЛТБ (тёпло-белый свет);
• ЛЕ (естественный свет);
• ЛХЕ (холодный естественный свет).

Видимый оттенок напрямую зависим от цветовой температуры. Цветовая температура ЛДС составляет 6400–6500К, что соответствует примерной цветности белого света.

Помимо типа лампы также указываются необходимые технические характеристики лампы: напряжение, форма, размеры и так далее. Маркировка наносится на стеклянную колбу или корпус ЛДС.

Все без исключения ЛДС содержат газы, насыщенные парами ртути. При происшествиях, в результате которых лампа разбилась, пары ртути проникают в воздух.

В дальнейшем ртуть может оказаться в организме человека и нанести вред здоровью. Поэтому стоит бережно обращаться с люминесцентными лампами.

Видео по теме

Для многих людей открытием станет то, что люминесцентные лампы имеют множество разновидностей. Они могут подбираться для какого угодно освещения: и для наружного, и для подсветки внутри дома. Характеристики лампочек также разнятся.

Что это такое и как называются?

Люминесцентные лампы часто называют лампами дневного света из-за их способности производить чистый белый свет, близкий к естественному. Они отличаются от всех остальных разновидностей за счет другого механизма создания освещения. Когда-то давно люминесцентные лампы не были популярны, поскольку спектр оттенков освещения был очень скуден: встречались только бело-зеленые или бело-розовые тона. Однако значительным преимуществом являлось то, что была возможность создавать светильники различных форм. В скором времени новинку оценили дизайнеры, подсвечивая при помощи люминесцентных ламп необычных конфигураций всевозможные интересные детали. Так лампы прочно вошли в обиход.

Стоит чуть подробнее остановиться на работе ламп. Они светятся благодаря тому, что электрический разряд в парах ртути в колбе создает ультрафиолет, с которым в дальнейшем реагирует люминофор – специальное напыление на стенках колбы. Он преобразует УФ-излучение до видимого глазу спектра света. По степени светоотдачи люминесцентные лампы мало чем уступают светодиодным. Люмены в светодиодных лампах не всегда тесно коррелируют с мощностью, и то же самое можно сказать о люминесцентных дневного света. Не стоит путать люмены с люксами: первые показывают светоотдачу лампочки, а вторые – степень освещенности помещения.

Для ламп дневного света производят различные цоколи: компактные люминесцентные лампочки можно даже купить на замену обыкновенным лампам накаливания. Мало того, что модели с люминофором более яркие, они потребляют гораздо меньше электроэнергии, а также менее вредны для здоровья глаз. Основным недостатком люминесцентных источников света является их вредность (если колба треснет, то длительное вдыхание паров ртути может сильно навредить человеческому организму). Еще один недостаток – невозможность использовать лампу при низкой температуре, так как она просто-напросто не включится.

Виды и типы

Люминесцентные светильники подразделяют по множеству факторов. Один из них – размер. Бывают компактные модели или большие. Компактные образцы часто выбираются как альтернатива обыкновенным лампам накаливания в потолочные люстры. Их оснащают винтовым цоколем. Большие модели чаще всего вставляются в светильники, разработанные специально для них. Лампы бывают разных форм: длинные линейные, трубчатые, фигурные. Есть и более распространенные конфигурации, к примеру, круглая лампа или в форме свечи.

Готовая модель имеет соответствующую маркировку – обозначение световой температуры.

По температуре света различают следующие виды:

• ЛД – лампа дневного света;
• ЛХБ – лампа холодного белого света;
• ЛБ – лампа нейтрального белого света;
• ЛТБ – лампа теплого белого света;

• ЛЕ – лампа естественного света;
• ЛК, ЛЖ, ЛЗ, ЛГ, ЛС – красные, желтые, зеленые, голубые, синие соответственно;
• ЛУФ – ультрафиолетовые лампы, применяемые для обеззараживания помещений.

Цветная лампа пользуется широким признанием. Именно ее зачастую выбирают в уличный светильник, который позволяет использование люминесцентных лампочек. В случае с наружной подсветкой обязательно должны использоваться плафоны, создающие подходящий микроклимат для работы люминесцентных моделей. Для общественных заведений наподобие больниц, административных центров и так далее принято покупать люминесцентные светильники. Различают одноламповые, двухламповые, четырехламповые модели в зависимости от размера освещаемого участка. Стоит отметить, что из-за определенных особенностей работы ламп к ним нельзя применять диммер для регулировки интенсивности яркости света.

Еще одна популярная модель – люминесцентная энергосберегающая. Она выполняется из нескольких изогнутых спиралей и обычно имеет компактный вид и винтовой цоколь. На любой энергосберегающей лампочке обыкновенно пишут о принципе ее работы. Учтите, что в случае с люминесцентными вариантами стоит отдавать предпочтение только качественным вариантам, так как в случае разгерметизации колбы здоровью будет нанесен существенный вред.

В целом, различают варианты высокого и низкого давления. Первый тип применяется для создания уличного освещения, а второй – для подсветки жилых комнат дома.

Характеристики

Полностью узнать устройство той или иной модели можно, посмотрев на ее маркировку. Она отражает все характеристики лампы. Важной характеристикой является температура свечения. Подробнее про этот аспект было рассказано в предыдущем разделе. Для замера диаметра колбы применяется 1/8 дюйма в соответствии Международным стандартам. При маркировке ставится буква Т и соответствующая часть дюйма, например, Т8 (25,4 мм). Обратите внимание, что толщина лампы напрямую влияет на то, как долго она будет служить: более широкие в диаметре модели намного долговечнее тонких образцов.

О цоколях и их количестве также можно узнать по маркировке лампы.

Применяются следующие виды разъемов и цоколей:

• G24Q1;
• G24Q2;
• G24Q3;

Для того, чтобы определить напряжение сети, также достаточно просто взглянуть на лампу. Люминесцентный светильник может напрямую подключаться к сети с напряжением в 220 вольт или может потребоваться понизить напряжение до 127 В.

Конфигурация формы отражена в обозначении лампы. Помимо стандартных обозначений, есть и дополнительные.

К стандартным относятся:

• Линейная форма не имеет обозначения;
• U – подковообразная форма;
• S – спиральная форма, обычно применяется с компактными лампами;
• C – лампа-свеча;
• G – форма сферы;
• R – в форме обыкновенной лампы накаливания с рефлектором, задающим направление светового потока;
• T – лампа-таблетка.

К дополнительным значениям можно отнести следующие:

• M – малогабаритная. Буква идет после той, которая обозначает форму, например, ТМ – малогабаритная лампочка круглой плоской формы.
• P – корпус, рассеивающий свет.

Перечислены далеко не все характеристики, так как каждый производитель считает нужным привнести в конструкцию люминесцентных лампочек что-то свое. Есть, однако, такие важные показатели, как мощность, размеры ламп и принцип их работы, и на перечисленных пунктах хотелось бы остановиться подробнее.

Мощность

Маркировка мощности производится при помощи буквы W с последующей цифрой, указывающей на количество ватт в лампочке. Однако ориентироваться только на мощность не следует: в случае с люминесцентными светильниками их светоотдача значит намного больше. Ниже приведена таблица соответствия мощностей люминесцентных ламп и ламп накаливания при равной светоотдаче.

Мощность люминесцентных ламп Мощность ламп накаливания 6 30 7 36 8 40 9 45 10 40 11 55 12 60 13 65 15 75 16 80 18 90 20 100 23 115 24 120 26 130 36 180 55 275

Чем больше мощность лампы, тем она шире или длиннее. Например, линейная конструкция мощностью 18W при диаметре 26 мм будет составлять 590 мм, при 30W – 895 мм, при 36 W – 1200 мм, а при 58W – 1500 мм.Таблица наглядно демонстрирует огромную экономичность светильников дневного света по сравнению с традиционными лампами накаливания. Классификация мощностей производилась на основе наиболее частого выбора. Сюда включены модели как уличного освещения, так и внутреннего.

Есть еще несколько нюансов, которые касаются мощности энергосберегающих ламп. Независимо от выбранной люминесцентной модели, со временем она потеряет часть яркости света. Это связано с постепенным выгоранием элемента внутри. Нужно знать и о том, что 30% всей потребляемой при работе мощности приходится на то, чтобы лампа загорелась. Некоторые светильники оснащены особой системы пуска, которая вовсе не делает их экономичнее. В таких случаях потребление электроэнергии просто растягивается во времени.

Независимо от мощности лампы, она не нагревается сильно. В отличие от ламп накаливания, предел нагрева люминесцентного варианта – 50-60 градусов Цельсия. Даже дотронувшись до светильника без перчаток, получить ожог практически невозможно. Совсем немногие современные модели лампочек могут похвастаться такими же отличительными свойствами.

Размеры

Как была сказано выше, различают компактные модели или стандартные линейные большого размера. В настоящее время чаще используются компактные люминесцентные лампы, так что логичным будет остановиться на них подробнее. Компактные образцы представляют собой лампочки с изогнутой трубкой. Встречаются как U-образные, так и спиральные модели. Компактные варианты изготавливают под разные виды цоколей, что открывает широкий простор для замены обыкновенных ламп люминесцентными энергосберегающими.

Есть модели с винтовыми цоколями, а есть предназначенные только для специальных люминесцентных светильников. Стоит отметить, что модели с винтовым цоколем дороже, поскольку все люминесцентные лампы требуют наличия балласта, и в подобных моделях он встраивается непосредственно в корпус цоколя.

Компактные энергосберегающие лампы дневного света отличаются от ламп накаливания такими характеристиками:

• Энергосберегающие модели поглощают на 80% меньше электрической энергии при такой же светоотдаче, что и лампы накаливания;
• Есть возможность выбрать модель желаемой световой температуры;
• Как правило, срок компактной люминесцентной модели значительно выше, чем предлагают производители ламп накаливания. Традиционные вольфрамовые лампочки служат порядка 1000 часов, в то время как качественная люминесцентная замена может проработать 6000-15000 часов без замены;
• Благодаря долговечности моделей дневного света на уход и поддержание их в рабочем состоянии уходит гораздо меньше времени, сил и денег.

Линейные большие модели чаще всего применяются для освещения в нежилых помещениях, например, на складах. Из-за высокого коэффициента пульсации, равного двойному показателю пульсации электросети их нельзя устанавливать для освещения движущихся конвейеров без дополнительных более стабильных ламп накаливания.

Принцип работы

Из-за особого строения лампы для долговременной работы ее обязательно снабжают балластом, позволяющим нивелировать негативные последствия того, что через лампу пропускается большое количество тока. Балласты бывают электромагнитные и электронные. Электромагнитный балласт более дешевый и простой по конструкции. Однако данная модель имеет ряд серьезных недостатков. Самым значительным из них является то, что лампы с таким балластом сильно и часто мерцают. Это ведет к быстрой усталости, потере сил, а также увеличивает нагрузки на глаза при долговременной работе в помещении с таким освещением.

В добавок ко всему варианты с электромагнитным балластом производят неприятный жужжащий шум, от которого быстро наступает головная боль. Есть и недостатки, не связанные с самочувствием человека. Например, лампы, оснащенные электромагнитным балластом, требуют времени на запуск. Обычно оно колеблется в пределах 1-3 секунд, но по мере износа модели будет увеличиваться. Также светильники потребляют больше электроэнергии, чем модели на электронном балласте.

Электронный балласт преобразует стандартное напряжение сети в высокочастотный переменный ток, использующийся в дальнейшем для питания лампы. Такие модели немного дороже, но они не производят шума, не мерцают, сам балласт занимает меньше места и весит тоже меньше. Встречаются модели, которые мгновенно загораются, однако подобная система пуска плохо сказывается на сроке службы люминесцентных ламп. Гораздо лучше, если имеется система предварительного прогрева. В таком случае пуск занимает примерно одну секунду, которая обычно не играет особой роли.

Таким образом, лучше всего выбрать модель с электронным балластом, поскольку ее стоимость не намного выше, а преимущества очевидны. Более того, на сегодняшний день такой вариант встречается чаще, чем с электромагнитным балластом, так что проблем с поисками возникнуть не должно.

Какие марки выпускают?

На сегодняшний день множество производителей выпускают всевозможные лампочки. Есть модели как российского, так и зарубежного производства. Ниже представлен ряд фирм, пользующихся большим доверием среди потребителей.

• GE – фирма, основанная Томасом Эдисоном. Если изначально General Electric специализировалась только на производстве ламп накаливания, то сейчас это одна из старейших и наиболее уважаемых мировых марок.

• Orsam – еще одна марка с мировым именем, которая производит различные виды осветительного оборудования, начиная от вариантов для авто и заканчивая грандиозными осветительными сооружениями для массовых мероприятий.

• Phillips предлагает люминесцентные модели высокого качества и комплектующие к ним. Лампы выпускаются разные: и трубчатые, и компактные. Есть разные виды цоколей, подходящих и к специальным светильникам, и к обычным.

• Lisma – это фирма-лидер по производству ламп в России. Компания предлагает образцы высокого качества, а также все детали к ним. Преимуществом является большой выбор моделей.

• Sylvania специализируется не на простых лампах, а на дружелюбных к окружающей среде. Как известно, птицы очень чувствительны в ультрафиолету, поэтому для комнат, в которых они содержатся, необходимо выбирать специальные модели. Подобные варианты как раз и выпускаются под данным брендом.

• РУПП «Витязь» выпускает среднюю по качеству продукцию, которая имеет демократичную цену. Многие люди отдают предпочтение лампам данной фирмы как раз из-за стоимости.

• Томский электроламповый завод занимается выпуском ламп с 2009 года и уже завоевал хорошую репутацию среди пользователей. Продукция имеет привлекательную цену и хорошее качество.

Одним словом, выбирать есть из чего. Можно подобрать качественную модель на любой вкус и кошелек.

Как выбрать?

При выборе люминесцентных моделей нужно ориентироваться на множество факторов. Некоторые из них уже были приведены в данной статье. Лампа должна быть выпущена проверенным производителем. Плохо сделанные варианты в случае разгерметизации опасны для здоровья. Не стоит покупать китайскую подделку, поскольку она не прослужит долго, да и ртутные пары в воздухе никому не нужны.

Ориентируйтесь на то, для каких целей нужна лампа дневного света. Есть специализированные варианты для помещений, улицы, медицинских учреждений. Люминесцентные варианты используют повсеместно, в том числе для поддержания постоянной подсветки у цветов или для содержания животных. В последнем случае стоит особенно внимательно отнести к подбору варианта, он обязательно должен подходить для этих целей, в противном случае вы только навредите зверям. Не забудьте и про оптимальную световую температуру. Наиболее комфортным для глаз является естественный белый цвет. Комбинируя разноцветные модели, старайтесь подбирать высококачественные образцы.

Обращайте внимание и на тип балласта. Лучше всего предпочесть электронный, поскольку такие лампы зарекомендовали себя лучше.

Присмотритесь к тому, как работает лампа. Она может подразумевать встроенный стартер или его присутствие в светильнике.

Есть модели следующих типов:

• RS – rapid start – не требуют стартера и зажигаются без предварительного разогрева элементов.
• InS – instant start – модели с постепенным стартом «запаздывают» при включении на 1-3 секунды, но служат лучше.
• US – universal start – универсальные варианты.
• PHs – pre-heat start – требующие наличия стартера люминесцентные светильники.

Модели, не имеющие подобной маркировки требуют обязательного наличия стартера. Значит, сама лампа так устроена.

Как проверить исправность?

Для того, чтобы проверить, находится ли вышедшая из строя люминесцентная лампочка в пригодном состоянии, следует провести небольшой тест:

• Сначала достаньте саму лампу непосредственно из светильника и посмотрите, не почернела ли трубка. Как правило, наличие больших черных пятен говорит о том, что лампа отработала положенный срок и больше не загорится.
• Далее мультиметром нужно проверить, целые ли нити накала. Для проверки выставите его в режим проверки сопротивления и тестером поочередно проверьте каждую из нитей. Если какая-либо из них перегорела, значение на мультиметре будет равно единице. Простым языком, это означает, что электрическая цепь разорвана.
• Если оба приведенных фактора в полном порядке, значит, необходимо работать с балластом.

Самое простое, что можно сделать для проверки работы балласта – снять люминесцентную трубку, подключить к проводам корпуса обыкновенные кабели и между ними установить стандартную лампочку. Обратите внимание, что включать электроприбор в сеть без лампочки нельзя, в противном случае балласт может перегореть. Если лампочка загорелась, значит, балласт работает, и дело в самой люминесцентной трубке: может, лопнула колба или перегорела одна из нитей. Если лампочка не загорелась, значит, балласт неисправен, и придется менять весь светильник.

Данные способы подходят только для проверки уже находящихся в эксплуатации лампочек. Перед покупкой лампу дневного света следует проверять непосредственно в магазине. При наличии неприятного запаха, сильного мерцания или прочих вещей, вызывающих настороженность, смело просите заменить предоставленную вам модель, в противном случае она может перегореть уже спустя пару недель после покупки.

Как подключить?

Есть возможность подключить одну или две люминесцентных лампы одновременно. Для каждого из этих способов разработана своя схема подключения. Взгляните на схему. На ней наглядно показано, как и какие механизмы соединяют друг с другом для исправной работы. Для начала ток от сети поступает в дроссель, где преобразуется для дальнейшего питания лампы. После того, как ток поступил в саму лампу, он переходит на стартер. Далее ток переходит на другую спираль лампочки, замыкая цепь, и таким образом образуется электрический разряд внутри лампы, поджигающий пары ртути.

Для двух ламп принцип работы практически такой же, за исключением того, что ток из дросселя постепенно перетекает в два стартера.

Чтобы подключить лампу, следуйте приведенной ниже инструкции:

• Для начала нужно подобрать подходящий светильник. Обращайте внимание не только на эстетическую составляющую, но и на то, соответствует ли напряжение сети в вашем доме указанному на лампе. В противном случае, она быстро выйдет из строя.
• В зависимости от того, какой тип лампы вами выбран либо вкрутите ее в патрон, либо зафиксируйте в светильнике посредством защелкивания с двух сторон. Во втором случае следите за тем, чтобы закрепить ваш вариант так, как указано на корпусе светильника. Иногда работоспособность лампы зависит именно от того, насколько правильно соединили все контакты при подключении.
• Проверьте исправность лампы, включив ее. При правильной работе она не будет мерцать или шуметь.

Как видно, самостоятельное подключение лампы дневного света не представляет особых сложностей даже для новичка. Самое главное – помнить об элементарных правилах безопасности: не работать с оголенными проводами, когда механизм находится в режиме подачи тока.

Как поменять?

Многие люди испытывают сложности с тем, чтобы самостоятельно поменять лампу дневного света на новую из-за того, что понятия не имеют, как достать перегоревшую модель из корпуса. К счастью, ничего сложного в этом нет:

• Отключите питание. Желательно не просто выключить сам свет, а полностью обесточить квартиру.
• Крепко взявшись за лампу, начинайте вращать ее. Вращать придется до упора, итого угол составляет примерно 90 градусов. Так вы развернете штырьки лампы в вертикальное положение.
• Далее мягко потяните лампу на себя и вниз, пока она полностью не отсоединится. Отложите демонтированный источник света в безопасное место, чтобы он не разбился: помните, пары ртути опасны для здоровья и жизни!
• Аккуратно установите новую лампочку. Повторите траекторию, по которой вы вытягивали лампу, только в обратном направлении. Достигнув пазов, начинайте мягко подкручивать трубку до полной фиксации. Надежность крепления лампочки можно проверить, немного за нее потянув.
• Проверьте, работает ли прибор. Для этого включите ток в квартире и щелкните выключателем.

Можно с уверенностью заявить, что замена лампы очень проста, и при желании ее выполнит любой. Не забудьте вооружиться лестницей-стремянкой, если вы выполняете монтаж светильника на потолке. Так вы облегчите себе работу, заодно снизив вероятность случайно выронить неисправную люминесцентную лампу и разбить ее. При замене ламп в офисе, где панели из нескольких ламп обыкновенно защищают матовым стеклом, непременно протрите светильник внутри. Неизвестно, когда вам еще выпадет возможность очистить его от пыли, к тому же специально ради этого проделывать все приведенные манипуляции вряд ли захочется.

Срок службы и утилизация

Люминесцентные светильники обладают одним из самых долгих сроков службы на сегодняшний день. Некоторые производители заявляют, что их модели подходят для непрерывной работы в течение 20000 часов. Подобные цифры не могут не поражать, однако среднее значение эксплуатации подобных вариантов составляет 13000 часов. Модели, обладающие продолжительным эксплуатационным сроком, хороши для офисных помещений, в которых нет возможности постоянно заменять одни светильники другими. Стоит отметить, что трубчатые модели обычно работают дольше фигурных. Это же правило касается и диаметра ламп: более толстые модели можно эксплуатировать дольше, чем тонкие.

Как известно, внутри колбы находятся пары ртути, из-за чего утилизация светильников должна осуществляться по специальной технологии. За рубежом уже давно установлены штрафы за бездумное обращение с подобной техникой из-за большого вреда для экологии, наносимого утилизацией. Абсолютно на всех люминесцентных лампах стоит предупреждение о том, что их нельзя просто выбросить в помойное ведро. Ртуть является ядовитым веществом, и при случайном раскалывании лампы ее пары надолго останутся в воздухе, никуда не двигаясь и отравляя пространство. К сожалению, в России мало кто озабочен данной проблемой.

Что такое люминесцентная лампочка, какой у нее принцип работы и преимущества по сравнению с альтернативными вариантами. Забегая наперед, хотелось бы сразу отметить, что такой вариант источника освещения несет некую опасность, если вдруг . Именно поэтому сначала рекомендуем Вам внимательно изучить технические характеристики люминесцентных ламп, на основании чего взвесить все за и против по поводу выбора данного варианта.

Устройство

Устройство люминесцентной лампы имеет некоторые сходства с конструкцией и галогенных изделий. Состоит она из герметичной колбы и электродов.

Колба заполнена инертным газом и небольшим количеством ртути (до 30 мг). Внутренние стенки колбы покрыты люминофором, который преобразует ультрафиолетовое излучение в свет, видимый человеку. Электроды установлены с обеих сторон колбы (на торцах). Конструкция электрода представляет собой все ту же вольфрамовую нить, к которой припаяны контактные ножки, пропускающие электрический ток. Принцип действия следующий — при прохождении электроэнергии электрод нагревается и возникает ультрафиолетовое излучение, которое проходя через стенки колбы, преобразуется в видимый световой поток.

Характеристика

Технические характеристики люминесцентных ламп освещения:

• диапазон мощностей изделий – от 15 до 80 Вт (для общего назначения);
• номинальное напряжение — 220 и 127 В;
• температура накала вольфрамовой нити – от 2700 до 6500 градусов (по Кельвину);
• световая отдача – может достигать рекордных 104 Лм/1 Вт (в среднем от 40 до 80 Лм/1 Вт);
• размер цоколя – 14 мм (миньон E14) и 27 мм (стандарт E27);
• диаметр колбы – 12,16,26,38 мм;
• срок службы – от 10000 до 40000 часов;
• коэффициент полезного действия превышает 20%.

Характеристика энергосберегающих лампочек

Типы

Предоставляем к Вашему вниманию основные типы люминесцентных ламп:

• линейные;
• компактные.

Линейные люминесцентные источники света применяются для освещения производственных и офисных зданий, а также спортивных площадок. Их особенность в высокой мощности и повышенной светоотдаче. К тому же данные изделия способны экономить до 30% потребляемой электроэнергии, что является их главным достоинством.

Компактные либо другими словами энергосберегающие лампы (КЛЛ) применяются для общего назначения. Они имеют специфическую конструкцию, представленную изогнутой колбой. Изделия применяются не только во время , но и для декоративной подсветки витрин, а также дезинфекции больничных помещений. Основное преимущество заключается в высокой светоотдаче и продолжительном сроке службы.

Маркировка

На сегодняшний день существует несколько маркировок люминесцентных ламп, сейчас рассмотрим каждую из них.

Отечественная

Отечественная маркировка представлена цифро-буквенной аббревиатурой, которая расшифрована на картинке.

Первая буква «Л» — лампа.

Вторая буква – характеристика светового потока (Д — дневной, ХБ — холодный белый, ТБ — белый, ЕБ — естественно белый, Б — белый, УФ – ультрафиолетовый, Г – голубой, С – синий, К – красный, Ж – желтый, З – зеленый).

Третья буква – качество цветопередачи (Ц – улучшенное качество, ЦЦ – особо высокое качество).

Четвертая буква – конструктивная особенность (А –амальгамная, Б – быстрого пуска, К – кольцевая, Р – рефлекторная, У – у образная).

Цифра после букв – мощность в Вт.

Обращаем Ваше внимание на то, что в маркировке люминесцентной лампы могут присутствовать такие аббревиатуры, как ЛХЕ и ЛЕ, что означает естественного свет и холодный естественный свет.

Зарубежная

Зарубежная маркировка представлена в данной таблице:

Как вы видите, вместо цифро-буквенного шифра используется трехзначное число, а также определение в виде простой подписи на английском языке (к примеру, марка cool white так и переводиться «холодный свет»).

Преимущества

Энергосберегающие люминесцентные лампочки имеют массу преимуществ, поэтому на мировом рынке источников света занимают второе место после лидеров — светодиодных изделий.

Основными преимуществами являются:

1. Высокие энергосберегающие показатели, в чем они и превосходят лампы накаливания;
2. Хорошее качество света и светоотдача;
3. Широкая разновидность изделий для специального и общего назначения;
4. Длительный срок службы (на порядок продолжительнее, чем у ).

Недостатки

Среди недостатков люминесцентных ламп выделяют:

1. Повышенная стоимость изделий;
2. Вредное влияние на самочувствие человека при длительной работе искусственного освещения. К тому же такие экономки вредны для глаз;
3. Срок службы заметно сокращается при частом включении/отключении света;
4. Выходят из строя при перепадах напряжения (необходимо дополнительно устанавливать );
5. Интенсивность освещения невозможно регулировать с помощью диммера;
6. Запрещается использовать в запыленных и влажных помещениях (к примеру, при );
7. Плохо работают при низких температурах;
8. Если колбу разбить, ртуть может негативно повлиять на организм человека;
9. Требуют специализированную утилизацию, которая может присутствовать далеко не в каждом городе.

Как Вы видите, недостатков у данных изделий больше, чем преимуществ. Все же при правильном использовании все недостатки сразу же «отлетают», оставляя только главное достоинство — высокие энергосберегающие свойства.

Принцип работы люминесцентной лампы базируется на эффекте классической люминесценции.

Электрическим разрядом в ртутных парах создаётся ультрафиолетовое излучение, преобразуемое посредством люминофора в видимое свечение.

При самостоятельном подключении и ремонте таких осветительных приборов учитываются особенности устройства и принцип их действия.

Люминесцентная лампа относится к категории классических разрядных источников освещения низкого давления. Стеклянная колба такой лампы всегда имеет цилиндрическую форму, а наружный диаметр может составлять 1,2см, 1,6см, 2,6см или 3,8см.

Цилиндрический корпус чаще всего прямой или U-изогнутый. К торцевым концам стеклянной колбы герметично припаиваются ножки с электродами, выполненными из вольфрама.

Устройство лампочки

Внешней стороной электроды подпаиваются к цокольным штырям. Из колбы осуществляется тщательное откачивание всей воздушной массы через специальный штенгель, расположенный в одной из ножек с электродами, после чего происходит заполнение свободного пространства инертным газом с ртутными парами.

На некоторые типы электродов в обязательном порядке производится нанесение специальных активирующих веществ, представленных окислами бария, стронцием и кальцием, а также незначительным количеством тория.

Схема

Стандартная схема подключения люминесцентной лампы значительно сложнее, нежели процесс включения традиционной лампы накаливания.

Требуется применять особые пусковые устройства, качественные и мощностные характеристики которых оказывают непосредственное влияние на сроки и удобство эксплуатации осветительного прибора.

Схема подключения люминесцентных ламп без дросселя и стартера

В настоящее время практикуется несколько схем подключения, которые отличаются не только по уровню сложности выполняемых работ, но и набором используемых в схеме устройств:

• подключение с применением электромагнитного балласта и стартера;
• подключение с электронным пускорегулирующим аппаратом.

Второй вариант подключения предполагает генерирование высокочастотного тока, а сам непосредственный запуск и процесс работы осветительного прибора запрограммированы электронной схемой.

Схема подключения лампы с дросселем и стартером

Чтобы правильно выполнить подключение осветительного прибора, необходимо знать устройство дросселя и стартера, а также учитывать правила подключения такого оборудования.

Как загорается люминесцентная лампа?

Как работает люминесцентная лампа? Функционирование люминесцентного осветительного прибора обеспечивается следующими поэтапными действиями:

• на электроды, расположенные на цокольных штырях, подаётся напряжение;
• высокое сопротивление газовой среды в лампе провоцирует поступление тока через стартер с образованием тлеющего разряда;
• ток, проходящий через электродные спирали, в достаточной степени прогревает их, а разогретые стартерные биметаллические контакты замыкаются, что прекращает разряд;
• после остывания стартерных контактов происходит их полное размыкание;
• самоиндукция вызывает возникновение импульсного напряжения дросселя, достаточного для включения освещения;
• проходящий через газовую среду ток уменьшается, а полное отключение стартера обуславливается недостаточностью напряжения.

Лампы спецназначения

Основным назначением устанавливаемых конденсаторов является эффективное снижение помех. Входные конденсаторы обеспечивают существенное понижение реактивной нагрузки, что важно при необходимости получить качественное освещение и продлить срок службы прибора.

Для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе

Дроссель позволяет обеспечить требуемый для полноценного функционирования лампы электрический импульс. Принцип такого дополнительного устройства основан на сдвиге фазы переменного тока, что способствует получению необходимого количества тока для горения паров, которыми наполнена внутренняя часть лампы.

В зависимости от уровня мощности, рабочие параметры дросселя и сфера его использования могут варьироваться:

• 9 Вт - для стандартной энергосберегающей лампы;
• 11 w и 15 w - для миниатюрных или компактных осветительных приборов и энергосберегающих ламп;
• 18 w - для настольных осветительных приборов;
• 36 Вт - для люминесцентного светильника с малыми показателями мощности;
• 58 Вт - для потолочных светильников;
• 65 Вт - для многоламповых приборов потолочного типа;
• 80 Вт - для мощных осветительных приборов.

При выборе нужно также ориентироваться на индуктивное сопротивление, регулирующее показатели мощности тока, подающегося на контакты люминесцентного осветительного прибора.

Принцип работы стартера люминесцентной лампы

Конструкция устройства представлена компактной стеклянной колбой, заполненной инертным газом. Колба установлена внутри металлического или пластикового корпуса, с парой электродов, один из которых относится к биметаллическому типу.

Напряжение на зажигание стартера не должно быть выше, чем номинальное напряжение питающей сети. В процессе подключения схемы запуска к питающей электросети, значительная часть напряжения переходит на разомкнутые стартерные электроды. Под воздействием напряжения обеспечивается образование тлеющего разряда, небольшая часть которого используется для разогрева биметаллических электродов.

Схема работы стартера

Результатом нагревания становится изгиб и замыкание электроцепи, с последующим прекращением тлеющего разряда внутри стартера. Проход тока по цепи последовательно соединенных дросселя и катодов вызывает их эффективный прогрев. Временем замкнутого состояния стартерных электродов определяется продолжительность прогрева катодов любой люминесцентной лампы.

Средний срок эксплуатации стартера равен продолжительности работы осветительного прибора, но с течением времени уровень интенсивности напряжения тлеющего внутреннего разряда заметно понижается.

Устройство и принцип работы люминесцентного светильника

Современные люминесцентные светильники относятся к категории наиболее распространенных типов надежных и долговечных осветительных приборов. Если до недавнего времени такие устройства использовались преимущественно в обустройстве освещения административных и офисных зданий, то в последние годы они всё чаще находят применение в жилых помещениях.

Источник света в таких видах светильников представлен люминесцентной или газоразрядной лампой, функционирующей благодаря свойству некоторых газообразных и парообразных веществ достаточно мощно светиться в условиях электрического поля.

Светильник люминесцентный

Люминесцентные лампы, устанавливаемые в малогабаритные и компактные светильники, могут обладать кольцевидной, спиралевидной или любой другой формой, что положительно сказывается на габаритах осветительного прибора.

Выпускаемые лампы принято подразделять на линейные и компактные модели. Первый вариант имеет характерные отличия по длине, а также диаметру колбы. Компактные модели имеют, как правило, изогнутую трубку, а основные различия представлены типом цоколя.

Несмотря на кажущуюся простоту устройства, и несложный принцип работы люминесцентной лампы, чтобы продлить срок службы прибора и получить качественное освещение, важно строго соблюдать схему подключения и использовать комплектующие только от проверенных и хорошо зарекомендовавших себя производителей.

Видео на тему

Люминесцентные лампы низкого давления явились первыми газоразрядными лампами, которые благодаря высокой световой отдаче, хорошему спектральному составу и большому сроку службы нашли применение для целей общего освещения, несмотря на некоторую сложность их включения в электрическую сеть. Высокая световая отдача люминесцентных ламп достигнута благодаря сочетанию дугового разряда в парах ртути низкого давления, отличающегося высокой эффективностью перехода электрической энергии в ультрафиолетовое излучение, с преобразованием последнего в видимое в слое люминофора.

Люминесцентные лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие электроды (рисунок 1). Электроды представляют собой вольфрамовую биспираль или триспираль с нанесенным на нее слоем активного вещества, обладающего низкой работой выхода при температуре нагрева около 1200 К (оксидные катоды), либо холодный оксидный катод с увеличенной поверхностью, исключающей превышение его температуры во время горения лампы.

Рисунок 1. Схема люминесцентной лампы:
1 - ножка; 2 - электрод; 3 - катод; 4 - слой люминофора; 5 - трубка колбы; 6 - цоколь; 7 - ртутные пары

Оксидный катод покрыт слоем эмитирующего вещества, состоящего из оксидов щелочноземельных металлов, получаемых при нагреве и разложении карбонидов (BaCO 3 , CaCO 3 , SrCO 3). Покрытие активировано малыми примесями щелочноземельных элементов. В результате наружная поверхность катода превращается в полупроводниковый слой с малой работой выхода. Оксидные катоды работают при 1250 - 1300 К, обеспечивая большой срок службы и малые катодные падения напряжения.

В трубку люминесцентной лампы введены небольшое количество ртути, создающее при 30 - 40 °С давление ее насыщающих паров, и инертный газ с парциальным давлением в несколько сотен паскалей. Давление паров ртути определяет снижение напряжения зажигания разряда, а также выход ультрафиолетового излучения резонансных линий ртути 253, 65 и 184,95 нм. В качестве инертного газа в люминесцентной лампе используют главным образом аргон при давлении 330 Па. В последнее время для наполнения ламп общего назначения применяют смесь, состоящую из 80 - 90 % Ar и 20 - 10 % Ne при давлении 200 - 400 Па. Добавка инертного газа к парам ртути облегчает зажигание разряда, снижает распыление оксидного покрытия катода, увеличивает градиент электрического потенциала столба разряда и повышает выход излучения резонансных линий ртути. В люминесцентных лампах 55% мощности приходится на долю линии 253,65 нм, 5,7% - линии 184,95 нм, 1,5 - 2% - линии 463,546 и 577 нм, на световое излучение других линий - 1,8%. Остальная мощность расходуется на нагрев колбы и электродов. На внутреннюю поверхность трубки равномерно по всей ее длине наносят тонкий слой люминофора. Благодаря этому световая отдача ртутного разряда, равная 5 - 7 лм/Вт, возрастает до 70 - 80 лм/Вт в современных люминесцентных лампах мощностью 40 Вт. При использовании люминофоров на основе редкоземельных элементов световая отдача люминесцентной лампы диаметром 26 мм повышается до 90 - 100 лм/Вт.

Используемое в люминесцентных лампах низкое давление паров ртути, получающееся при температуре колбы, мало отличающейся от температуры внешней среды, делает ее параметры зависящими от внешних условий. Эксплуатационные параметры ламп определяются параметрами пускорегулирующей аппаратуры.

Ввиду многообразия и сложности указанных выше зависимостей рассмотрим каждую из них отдельно. При этом будем иметь в виду, что в реальных условиях работы ламп они взаимосвязаны.

Основные свойства ртутного разряда низкого давления

Основная часть мощности излучения ртутного разряда низкого давления, используемого в люминесцентной лампе, сосредоточена в резонансных линиях ртути с длинами волн 253,65 и 184,95 нм. Это излучение возникает в столбе разряда при давлении паров ртути 1 Па и плотности тока около 10 А/мм². Давление насыщенных паров ртути определяется, как известно, температурой наиболее холодной части колбы лампы, содержащей ртуть в жидкой фазе.

Излучение резонансных линий зависит от давления паров ртути, рода и давления используемого в лампах инертного газа. Такая зависимость для чистой ртути и ртути с аргоном приведена на рисунке 2. Увеличение потока излучения в лампах, наполненных парами ртути (кривая 2 на рисунке 2) при давлениях до 5 Па, практически пропорционально давлению ртути, при больших давлениях наступает насыщение. Последнее связано с тем, что при увеличении давления возрастает концентрация атомов ртути, приводящая к росту числа соударений атомов ртути с электронами, увеличению числа возбужденных атомов и как следствие к росту числа испускаемых фотонов.

Введение добавки инертного газа (кривая 1 на рисунке 2) увеличивает выход резонансного излучения атомов ртути, так как наличие инертного газа даже в небольших концентрациях приводит к возрастанию давления в лампе. В ртутном разряде имеется также значительная концентрация нестабильных атомов, которые обычно оседают на стенках трубки, повышая ее температуру. При увеличении давления в лампе, наполненной инертным газом, вероятность достижения метастабильными атомами стенок без соударения с другими атомами газа или электронами резко снижается. В результате большая часть атомов ртути переходит в возбужденное состояние с последующим излучением энергии, что увеличивает световую отдачу.

На рисунке 3 показана зависимость выхода резонансного излучения для линии ртути 253,65 нм от плотности тока J . Так как основным источником резонансного излучения является столб разряда, занимающий лишь часть пространства между электродами, то очевидно, что световая отдача резонансного излучения будет зависеть от длины лампы, с увеличением которой влияние катодной области, не участвующей в создании резонансного излучения, будет уменьшаться. На рисунке 4 приведена зависимость световой отдачи люминесцентной лампы от ее длины l .

Падение напряжения на лампе убывает с ростом плотности тока. Это означает, что градиент потенциала на единице длины столба разряда также уменьшается с ростом плотности тока. Значение падения напряжения на единице длины столба в зависимости от тока необходимо для расчетов, связанных с определением параметров лампы. На рисунке 5 дана зависимость градиента потенциала E на единицу длины столба от тока для ламп различного диаметра, а на рисунке 6 - зависимость падения напряжения в катодной области разряда U к от давления и рода наполняющего газа.
У люминесцентной лампы с самокалящимися оксидными катодами катодное падение напряжения, полученное путем экстраполяции зависимости напряжения на лампе от длины столба разряда составляет от 12 до 20 В. Поэтому для большинства типов люминесцентных ламп считают, что на катодное падение напряжения приходится 10 - 15 В, а на анодное 3 - 6 В.

Рисунок 5. Зависимость градиента потенциала на единицу длины положительного столба от тока для ламп различного диаметра, мм: 1 - 19; 2 - 25; 3 - 38; 4 - 54	Рисунок 6. Зависимость падения напряжения в катодной области разряда от давления и рода инертного газа (давление паров ртути около 1 Па)

В современных люминесцентных лампах применяют, как правило, оксидные катоды, работающие в режиме самоподогрева с катодным пятном и повышенной термоэлектронной эмиссией со всей поверхности. Конструкции оксидных катодов показаны на рисунке 7.

Рисунок 7. Конструкции катодов люминесцентных ламп:
а - холодный катод тлеющего разряда; б - самокалящийся оксидный катод; 1 - катод; 2 - анод; 3 - электроды

Количество активирующего вещества, содержащегося в оксидном слое, определяет фактический срок службы ламп, так как именно это вещество расходуется в процессе горения.

Концы вольфрамовой проволоки, составляющей основу самокалящегося оксидного катода, выводятся наружу лампы, что позволяет пропускать через него ток как для обработки и активирования катода, так и для его предварительного прогрева в целях снижения напряжения зажигания в условиях эксплуатации. В процессе образования оксидного слоя на поверхности раздела вольфрамовой проволоки и оксидной пасты возникает промежуточный слой благодаря диффузии ионов щелочноземельных металлов внутрь поверхностного слоя вольфрама. Это способствует переходу электронов из вольфрама в оксид. Их выход в газоразрядный промежуток обеспечивается за счет малой работы выхода нагретого бария. После образования дугового разряда выход электронов концентрируется на катодном пятне, расположенном у новой лампы вблизи того конца электрода, который непосредственно присоединен к источнику питания. По мере обеднения барием, испаряющимся внутрь лампы, катодное пятно перемещается по спирали электрода к противоположному концу, что приводит к постепенному незначительному повышению напряжения на лампе. В конце срока службы лампы, когда барий израсходован вдоль всего оксидного катода, значительно повышается напряжение зажигания лампы; лампа включаемая с обычной пускорегулирующей аппаратурой, перестает зажигаться.

В настоящее время отсутствует полный метод расчета катодов. Поэтому их разработка осуществляется на основе опытных данных и представляет собой один из наиболее трудоемких процессов создания люминесцентных лап.

Оптимальный выход резонансного излучения зависит от давления насыщающихся паров ртути, которое определяется температурой наиболее холодной части колбы. Температура концов колбы, в которых расположены катоды, довольно высокая, так как температура термоэлектронной эмиссии оксидного катода превышает 1200 К. Таким образом, при отсутствии каких-либо специальных устройств в обычных люминесцентных лампах наиболее холодной будет область столба разряда в середине колбы. Зависимость температуры колбы t к от мощности P 1ст, выделяющейся в столбе разряда, приходящейся на единицу внешней поверхности и зависящей от внешнего диаметра трубки колбы, может быть получена из соотношения

P 1ст = π × d 2 × c × (t к - t в),

где c - коэффициент, слабо зависящий от диаметра трубки d 2 ; t в - температура окружающей среды (воздуха).

Ввиду того что на поточных линиях производства трудно измерять диаметр трубок, для изготовления ламп разной мощности выбран определенный ряд диаметров - 16, 25, 38 и 54 мм. Зависимость температуры внешней поверхности трубки ламп от тока и диаметра приведена на рисунке 8. Из рисунка видно, что с ростом тока, то есть мощности ламп для получения практически приемлемой длины и обеспечения температуры стенки, необходимо увеличивать диаметр трубки колбы. Лампы одинаковой мощности можно, в принципе создать в колбах различного диаметра, но при этом они будут иметь разную длину. Для унификации ламп и возможности их применения в различных светильниках длины люминесцентных ламп стандартизированы и составляют 440, 544, 900, 1505 и 1200 мм.

Цветность и состав излучения ламп

Излучение люминесцентных ламп создается в основном за счет люминофора, трансформирующего ультрафиолетовое излучение разряда в прах ртути. Эффективность преобразования ультрафиолетового излучения в видимое зависит не только от параметров исходного люминофора, но и от свойств его слоя. В люминесцентных лампах слой люминофора покрывает практически полностью замкнутую поверхность трубки, причем свечение возбуждается изнутри, а используется снаружи. Кроме потока люминесценции суммарный световой поток люминесцентных ламп содержит видимое излучение линий ртутного разряда, просвечивающее сквозь слой люминофора. Световой поток люминесцентных ламп зависит, таким образом, как от коэффициента поглощения люминофора, так и от коэффициента отражения. Цветность излучения люминесцентной лампы не точно соответствует цветности используемого люминофора. Поток излучения ртутного разряда как бы сдвигает цветность лампы в синюю область спектра. Это смещение незначительно, поэтому поправка на цветность находится в пределах допуска на цветность ламп.

Для люминесцентных ламп, используемых в установках общего освещения, из многочисленных оттенков, которые можно получить с помощью люминофора галофосфата кальция, выбраны четыре, определяющие типы люминесцентных ламп: ЛД - дневного света, цветовая температура 6500 К; ЛХБ - холодно-белого света с цветовой температурой 4800 К; ЛБ - белого света с цветовой температурой 4200 К; ЛТБ - тепло-белого света с цветовой температурой 2800 К. Среди ламп указанных цветностей различают также лампы с улучшенным спектральным составом излучения, обеспечивающим хорошую цветопередачу. К обозначению таких ламп после букв, характеризующих цвет излучения, добавляется буква Ц (например, ЛДЦ, ЛХБЦ, ЛБЦ, ЛТБЦ). Для изготовления ламп с улучшенной цветопередачей к галофосфату кальция добавляют другие люминофоры, излучающие главным образом в красной области спектра. Контроль соответствия ламп по излучению заданной цветности осуществляют путем проверки цветности излучения с помощью колориметров.

В люминесцентных лампах излучение охватывает практически весь видимый диапазон с максимум в желтой, зеленой или голубой его части. Оценить цвет такого сложного излучения только по длине волны не предоставляется возможным. В этих случаях цвет определяют по координатам цветности x и y , каждой паре значений которых соответствует определенный цвет (точка на цветовом графике).

Правильное восприятие цвета окружающих предметов зависит от спектрального состава излучения источника света. В этом случае принято говорить о цветопередаче источника света и оценивать ее по значению параметра R а , называемого общим индексом цветопередачи. Значение R а является показателем восприятия цветного предмета при его освещении данным источником искусственного света по сравнению с эталонным. Чем больше значение R а (максимальное значение 100), тем выше качество цветопередачи лампы. Для люминесцентных ламп типа ЛДЦ R а = 90, ЛХЕ - 93, ЛЕЦ - 85. Общий индекс цветопередачи является усредненным параметром источника света. В ряде специальных случаев дополнительно к R а используют индексы цветопередачи, обозначаемые R i , которые характеризуют восприятие цвета, например, при его сильной насыщенности, необходимости правильного восприятия цвета человеческой кожи и тому подобного.

Процессы в газе, люминофоре и на катоде ламп в процесс горения

Проследим процессы, происходящие во времени, в газе или парах металла при прохождении через них электрического тока, а также некоторые специфические процессы, свойственные люминесцентным лампам, в частности их люминофорному слою.

В первые часы горения происходит некоторое изменение электрических параметров, связанное с завершением активировки катода и с поглощением и выделением некоторых примесей из материалов внутренних деталей ламп в условиях повышенной химической активности, характерной для плазмы. В течение остального срока службы электрические параметры остаются неизменными до тех пор, пока не будет израсходован запас активирующего вещества в оксидном катоде, что приводит к значительному повышению напряжения зажигания, то есть практически к невозможности дальнейшей эксплуатации ламп.

Сокращение срока службы люминесцентных ламп может происходить и в результате уменьшения содержания ртути, определяющей давление ее насыщенных паров. При охлаждении лампы ртуть частично оседает на люминофоре, который при соответствующей структуре слоя может связывать ее так, что она больше не участвует в дальнейшем процессе испарения.

Необратимые процессы протекают во время срока службы в слое люминофора, что приводит к постепенному уменьшению светового потока люминесцентных ламп. Как видно из приведенных на рисунке 9 кривых изменения светового потока люминесцентных ламп в течение срока службы, это уменьшение происходит особенно интенсивно в течение первых 100 часов горения, затем замедляется, становясь после 1500 - 2000 часов примерно пропорциональным длительности горения. Такой характер изменения светового потока люминесцентных ламп в течение срока службы объясняется следующим. В течение 100 часов преобладают изменения состава люминофора, связанные с химическим реакциями с примесями в наполняющем газе; в течение всего процесса горения имеет место медленное разрушение люминофора под действием квантов, обладающих большой энергией, соответствующих резонансному излучению ртути. К последнему процессу добавляется образование на поверхности люминофора слоя адсорбированной ртути, непрозрачного для возбуждающего ультрафиолетового излучения. Кроме этих процессов, а также изменения в результате взаимодействия со стеклом на слое люминофора осаждаются продукты распада катодов, образующих около концов лампы характерные темные, иногда зеленоватые кольцевые зоны.

Опытами установлено, что стойкость люминофорного слоя зависит от удельной электрической нагрузки. Для люминесцентных ламп с повышенной электрической нагрузкой применяют люминофоры более стойкие, чем галофосфат кальция.

Основные параметры ламп

Люминесцентные лампы характеризуются следующими основными параметрами.

Световые параметры: 1) цвет и спектральный состав излучения; 2) световой поток; 3) яркость; 4) пульсация светового потока.

Электрические параметры: 1) мощность; 2) рабочее напряжение; 3) род питающего тока; 4) тип разряда и используемая область свечения.

Эксплуатационные параметры: 1) световая отдача; 2) срок службы; 3) зависимость световых и электрических параметров от напряжения питания и условий внешней среды; 4) размеры и форма ламп.

Основным признаком, выделяющим из всего многообразия люминесцентных ламп лампы массового применения для целей освещения, является их напряжение горения, связанное с видом используемого разряда. По этому признаку лампы делят на три основных типа.

1. Люминесцентные лампы дугового разряда с напряжением горения до 220 В. Эти лампы получили наибольшее распространение в нашей стране и европейских странах. Такие лампы имеют оксидный самокалящийся катод и зажигаются при его предварительном нагреве, что обуславливает основные особенности их конструкции.

2. Люминесцентные лампы дугового разряда с напряжение горения до 750 В. Такие лампы (типа Slim line) получили распространение в США, они работают без предварительного нагрева катодов, имеют мощность более 60 Вт.

3. Люминесцентные лампы тлеющего разряда с холодными катодами. Этот тип ламп используется для рекламного и сигнального освещения. Они работают при малых токах (от 20 до 200 мА) в установках высокого напряжения (до нескольких киловольт). Ввиду малого диаметра применяемых трубок им легко придается любая форма.

В особую группу выделяют высокоинтенсивные лампы повышенной мощности, имеющие размеры ламп первой группы. В таких лампах оказалось необходимым применять специальные способы поддержания давления насыщенных паров ртути.

Рассмотрим основные параметры люминесцентных ламп первой группы. Из перечисленных выше параметров, характеризующих люминесцентные лампы, нами уже рассмотрены цвет и спектральный состав излучения, световой поток, мощность, тип разряда и используемая область свечения. Значения других параметров люминесцентных ламп приведены в таблице 1. Средний срок службы ламп всех типов мощностью от 15 до 80 Вт в настоящее время превышает 12000 часов при минимальной продолжительности горения каждой лампы 4800 - 6000 часов. За время среднего срока службы стандартом допускается спад светового потока не более 40% начального, а за время, равное 70% среднего срока службы, - не более 30%.

Таблица 1

Характеристики люминесцентных ламп общего назначения по ГОСТ 6825-74

Типы ламп	Мощность, Вт	Ток, А	Рабочее напряжение, В	Размеры, мм		Световой поток, лм		Срок службы, ч
				Длина со штырьками	Диаметр	средний	после минимальной продолжительности горения	средний	минимальный
ЛБ15 ЛТБ15 ЛХБ15 ЛД15 ЛДЦ15	15	0,33	54	451,6	27	820 820 800 700 600	600 540 525 450 410	15000	6000
ЛБ20 ЛТБ20 ЛХБ20 ЛД20 ЛДЦ20	20	0,37	57	604	40	1200 1100 1020 1000 850	940 760 735 730 630	12000	4800
ЛБ30 ЛТБ30 ЛХБ30 ЛД30 ЛДЦ30	30	0,36	104	908,8	27	2180 2020 1940 1800 1500	1680 1455 1395 1180 1080	15000	6000
ЛБ40 ЛТБ40 ЛХБ40 ЛД40 ЛДЦ40	40	0,43	103	1213,6	40	3200 3100 3000 2500 2200	2490 2250 2250 1900 1630	12000	4800
ЛБ65 ЛТБ65 ЛХБ65 ЛД65 ЛДЦ65	65	0,67	110	1514,2	40	4800 4650 4400 4000 3160	3720 3310 3165 2705 2500	13000	5200
ЛБ80 ЛТБ80 ЛХБ80 ЛД80 ЛДЦ80	80	0,865	102	1514,2	40	5400 5200 5040 4300 4800	4170 3745 3650 3100 2890	12000	4800

Яркость люминесцентных ламп различной цветности и мощности составляет от 4 × 10³ до 8 × 10³ кд/м². Яркость лампы связана с ее световым потоком Ф л и геометрическим размерами соотношением

где L 0 - средняя по диаметру яркость средней части лампы в направлении, перпендикулярном оси, кд/м 2 ; Ф л - световой поток, лм; k - коэффициент, учитывающий спад яркости к концам трубки, k = 0,92 для всех ламп, за исключением ламп мощностью 15 Вт, у которых k = 0,87; d - внутренний диаметр трубки, м; l св - длина светящейся части трубки, м.

Неравномерность яркости по диаметру трубки связана с изменением коэффициента отражения стекла, который увеличивается с ростом угла падения. Необходимо отметить, что все указанные электрические и световые параметры люминесцентных ламп определены при включении лампы с образцовым измерительным дросселем (ДОИ) на номинальное стабилизированное напряжение.

Сила света люминесцентных ламп I v в направлении, перпендикулярном их оси, связана со световым потоком соотношением

I v = 0,108 × Ф л.

Пространственное распределение силы света люминесцентных ламп в продольной плоскости близко к диффузному.

При включении люминесцентных ламп в сеть переменного тока в каждый полупериод происходит погасание и перезажигание разряда в лампе, что приводит к пульсации светового потока. Благодаря послесвечению люминофора пульсации светового потока лампы ослаблена по сравнению с пульсацией разряда. Снижение стробоскопического эффекта, создаваемого пульсирующим световым потоком люминесцентных ламп, осуществляется благодаря соответствующему присоединению к сети питания групп одновременно включаемых люминесцентных ламп, к примеру, на две или три разноименные фазы питающей сети.

Электрические и световые параметры люминесцентных ламп определяются параметрами схемы включения и напряжением сети. При изменении напряжения сети электрические параметры ламп и те из световых и эксплуатационных параметров, которые непосредственно связаны с электрическими, также изменяются. При любых схемах включения параметры люминесцентных ламп значительно меньше зависят от напряжения питания, чем .

Зависимость параметров люминесцентных ламп от давления насыщенных паров ртути определяет их чувствительность к изменению температуры окружающей среды и условиям охлаждения. На рисунке 10 показана зависимость светового потока от температуры окружающего воздуха. Как известно, воздух в зависимости от скорости его движения существенно изменяет свое охлаждающее действие. Поэтому зависимость световой отдачи ламп, как это видно из рисунка 10, определяется не только температурой, но и скоростью движения воздуха.

Лампы с самокалящимися оксидными катодами

Основная масса люминесцентных ламп с самокалящимися оксидными катодами изготовляется в виде прямых трубок, отличающихся диаметром и длиной, то есть мощностью. Длина ламп жестко регламентируется стандартом. Это обеспечивает возможность установки ламп в светильники.

Для прямых люминесцентных ламп применяют несколько конструкций цоколей. Установленная ГОСТ 1710-79 конструкция с номинальными размерами показана на рисунке 11. Цоколь к лампе присоединяется с помощью цоколевочной мастики аналогично цоколеванию ламп накаливания.

Большая длина прямых люминесцентных ламп ограничивает в ряде случаев их применение, особенно в быту. Поэтому разработаны и выпускаются люминесцентные лампы различной формы: U и W -образные, кольцевые а в последние несколько лет компактные люминесцентные лампы конструкция которых приближена к лампе накаливания общего освещения, включая цоколь, что обеспечивает их успешное применение. Фигурные U и W -образные лампы обеспечивают возможность одностороннего крепления и присоединения к питающей сети. Фигурные лампы изготовляют сгибанием заваренных, но еще не откачанных прямых ламп требуемой мощности. Световая отдача изогнутых ламп меньше, чем прямых, из-за взаимного экранирования частей колбы. Кольцевые люминесцентные лампы сгибают в практически сплошное кольцо. Расстояние между концами согнутой лампы определяется возможностью присоединения согнутой лампы к вакуумной установке для откачки и вакуумной обработки. Этот небольшой промежуток заполняется в готовой лампе специальным цоколем с четырьмя штырьками. Параметры некоторых люминесцентных ламп приведены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры люминесцентных ламп специального назначения

Тип лампы	Мощность люминесцентных ламп, Вт	Ток, А	Рабочее напряжение, В	Размеры, мм		Световой поток, лм		Срок службы, ч
				Длина без штырьков	Диаметр	номинальный	После 40% средней продолжительности горения	средний	Каждой лампы
Малогабаритные
ЛБ4-1 ЛБ6-2 ЛБ8-3 ЛБ13-1	4 6 8 13	0,15 0,15 0,17 0,175	30 46 61 95	135,8 211,0 288,2 516,8	16 16 16 16	110 250 385 780	85 187 290 585	6000 6000 6000 6000	- - - -
Фигурные (U-, W-образные, кольцевые)
ЛБУ30-У4 ЛБ30-У4 ЛБК22 ЛБК32 ЛБК40	30 30 22 32 40	0,36 0,35 0,38 0,41 0,44	104 108 66 82 110	465 231 - - -	86 230 216 311 412	1920 1800 1050 1900 2600	1280 1280 790 1420 1950	15000 15000 7500 7500 7500	6000 6000 3000 3000 3000
Рефлекторные
ЛБР40 ЛБР80 ЛХБР40 ЛХБР80	40 80 40 80	0,43 0,865 0,43 0,865	103 102 103 102	1213,6 1514,2 1213,6 1514,2	40 40 40 40	2500 4350 2080 3460	390 * 600 * 300 * 500 *	10000 10000 10000 10000	4000 4000 4000 4000
Амальгамные
ЛБА15-1 ЛБА30-1 ЛБА40	15 30 40	0,33 0,36 0,43	54 104 103	451,6 908,8 1213,6	27 27 40	780 2040 3040	550 1450 2260	12000 12000 12000	4800 4800 4800
Цветные
ЛК40БП ЛЖ40БП ЛР40БП ЛЗ40БП ЛГ40БП	40 40 40 40 40	0,43 0,43 0,43 0,43 0,43	103 103 103 103 103	1213,6 1213,6 1213,6 1213,6 1213,6	40 40 40 40 40	330 1450 560 2100 1000	230 1020 390 1500 700	7500 7500 7500 7500 7500	4000 4000 4000 4000 4000

* Сила света в канделах

В целях использования цветовых преимуществ люминесцентных ламп и их низкой температуры в установках местного освещения разработана серия малогабаритных ламп в колбе диаметром 16 мм. Лампы этой серии, параметры которых приведены в таблице 2, отличаются от ламп основной серии меньшими световыми отдачами и сроками службы. Для присоединения к сети питания они снабжаются цилиндрическими штырьковыми цоколями типа G-5 по ГОСТ 17100-79 (рисунок 11).

Для работы при высоких окружающих температурах, например в закрытых светильниках, выпускаются специальные амальгамные люминесцентные лампы, в которых ртуть заменена амальгамой (таблица 2). Амальгамой называется сплав металла со ртутью. В зависимости от соотношения ртути и металла амальгамы при комнатной температуре могут быть в жидком, полужидком и твердом состоянии. При высоких температурах амальгама разлагается с выделением ртути, которая, испаряясь участвует в процессах создания газового разряда, как и в обычной люминесцентной лампе. Введение амальгамы увеличивает температуру, при которой достигается оптимальное давление паров ртути (до 60 - 90 °С), что позволило создать лампы с большой удельной мощностью на единицу длины, работающие при повышенных до 70 - 95 °С температурах окружающей среды. Однако введение ртути в виде амальгамы затрудняет зажигание ламп. Кроме того, постепенное испарение ртути приводит к постепенному повышению светового потока ламп - их разгоранию за определенное время. Время разгорания амальгамных ламп при указанных выше температурах окружающей среды составляет 10 - 15 минут. В качестве амальгамы в отечественных лампах используют состав, состоящий из 20 % ртути, 75 % свинца и 5 % бериллия в твердом состоянии.

Дальнейшее увеличение мощности люминесцентных ламп в приемлемых для их практического использования габаритных размерах потребовало разработки приемов и методов поддержания давления насыщенных паров ртути в необходимых пределах в условиях роста температуры средней части колбы. Сохранение давления паров ртути при высоких удельных нагрузках достигается созданием более холодного места на колбе лампы, чем ее средняя часть. Основными способами такого рода являются: приваривание в середине колбы цилиндрического отростка, как бы относящего часть внешней поверхности колбы на большее расстояние от оси разряда (рисунок 12, а ); увеличение длины закатодной области с экранированием конца трубки от нагрева излучением катода (рисунок 12, б ). Недостаток этих способов состоит в том, что при остывании лампы вся ртуть собирается в холодном месте, в результате чего замедляется разгорание лампы. Увеличение длины закатодной области приводит к уменьшению длины столба разряда. Поэтому световая отдача таких амальгамных ламп ниже, чем ламп с обычной конструкцией катода. Области их применения определяются параметрами окружающей среды. Из дополнительных недостатков ламп с отростком укажем на трудность их упаковки и транспортирования.

Рисунок 12. Способы получения холодных зон на колбе:
а - отросток на колбе; б - удлиненная и экранированная закатодная область; в - желобковая колба

Наилучшие результаты дает применение желобковых трубок (рисунок 12, в ). Подобная форма колбы приводит к удлинению канала разряда, ось которого как бы изгибается вслед за перемежающимися желобками, при этом ряд участков поверхности трубки удаляется от оси разряда. Однако увеличение длины разрядного промежутка в таких конструкциях не приводит к ощутимому росту напряжения зажигания. Более длинный разрядный промежуток позволяет получить ту же мощность за счет несколько меньшего тока. Развитие таких люминесцентных ламп в последнее время приостановилось из-за успехов, достигнутых в производстве ламп высокого давления, прежде всего натриевых с улучшенной цветопередачей и высокими световыми отдачами.

Из специальных люминесцентных ламп следует упомянуть также так называемые облучательные лампы, излучение которых лежит за пределами видимой области. К таким лампам относят, в частности, бактерицидные лампы, которые не имеют люминофора. Бактерицидные лампы имеют значительный поток излучения в ультрафиолетовой области спектра (доминирующая длина волны 253,65 нм), отличающийся бактерицидным действием, то есть способностью обезвреживать бактерии. Для колб таких ламп применяют специальное увиолевое стекло, пропускающее более 50 % потока излучения с длиной волны 253,65 нм.

Бактерицидные лампы типа ДБ мощностью 8, 15, 30 и 60 Вт выпускают в колбах тех же размеров, что и люминесцентные лампы аналогичной мощности. Излучение бактерицидных ламп оценивают в специальных единицах бактерицидного потока - бактах (1бк - поток излучения мощностью 1 Вт с длиной волны 253,65 нм). Лампы типа ДБР8 (рефлекторные) имеют поток излучения 3 бк, ДБ15 - 2,5 бк, ДБ30-1 - 6,6 бк, ДБ60 - 8 бк.
Люминесцентные лампы с колбами из увиолевого стекла, но с худшим пропусканием излучения с длиной волны 253,65 нм из-за нанесения на внутреннюю стенку люминофора на основе фосфата кальция создают эритемный поток излучения, используемый в ряде установок загарного и лечебного действия. Излучение эритемных ламп оценивается в единицах эритемного потока - эрах (1 эр - поток излучения мощностью 1 Вт с длиной волны 297 нм). Эритемные лампы выпускаются типов ЛЭ, ЛЭР и ЛУФЩ мощностью от 4 до 40 Вт с эритемным потоком на расстоянии 1 м от 40 до 140 мэр/м².

Кроме рассмотренных выпускаются облучательные люминесцентные лампы специальной конструкции, рекламные, сигнальные и декоративные. Так, серия декоративных ламп включает в себя лампы различного цвета, что указывается в их маркировке (К - красные, Ж - желтые, Р - розовые, З - зеленые, Г - голубые).

Помимо рассмотренных люминесцентных ламп с оксидными самокалящимися катодами, используемыми в стартерных схемах включения, существуют лампы, предназначенные для работы в бесстартерных схемах и схемах мгновенного зажигания. Лампы для работы в бесстартерных схемах - лампы быстрого зажигания по конструкции не отличаются от стартерных, но имеют нормированные значения сопротивления катодов и токопроводящую полосу на колбе, облегчающую зажигание.

Особую группу люминесцентных ламп составляют рефлекторные лампы с направленным светораспределением. На внутреннюю поверхность трубки (до 2/3 ее окружности) наносят слой порошка металла, обладающего диффузным отражением, а затем слой люминофора. Отражающий слой концентрирует поток излучения. Такие лампы имеют меньшую световую отдачу из-за поглощения в отражающем слое, но обеспечивают большую эффективность светильников. Лампы с таким покрытием называют щелевыми. Щелевые лампы обладают большой концентрацией излучения, что позволяет применять их в электрических аппаратах (лампы типа ЛЩ47) и для облучения растений в теплицах (типа ЛФР150).

В связи с разработкой высокостабильных узкополосных люминофоров на основе редкоземельных элементов появилась возможность производства высокоэкономичных люминесцентных ламп в колбе диаметром 26 мм вместо 38 мм. Такие лампы имеют пониженную мощность - 18 вместо 20 Вт, 36 вместо 40 Вт, 58 вместо 65 Вт и высокую световую отдачу (до 100 лм/Вт), благодаря чему их световой поток оказывается выше, чем у стандартных ламп большей мощности.

Производство люминесцентных ламп связано с применением токсичной ртути. Поэтому разработка безртутных ламп давно привлекала внимание. Удалось создать лампы низкого давления в колбах диаметром 38, длиной 1200 мм, наполненные неоном, с люминофором на основе оксида иттрия, со световой отдачей 23 - 25 лм/Вт. Благодаря большему градиенту потенциала столба разряда в неоне (примерно в 2 раза выше, чем в ртутных люминесцентных лампах) можно создавать экономичные лампы, для определенных целей. Безртутные люминесцентные лампы из-за облегчения условий зажигания при пониженных температурах применяют, например, в установках освещения подводного лова рыбы.