Liuminescencinės lempos: parametrai, sandara, schema, pliusai ir minusai, palyginti su kitomis

Šiuolaikinės liuminescencinės lempos (LL) puikiai susitvarko su didelio ploto gyvenamųjų, darbo ir techninių patalpų apšvietimu ir leidžia sumažinti bendrą elektros energijos suvartojimą 50–83 %, taip sumažindamos komunalinių paslaugų sąskaitas.

Šiame straipsnyje apžvelgsime LL darbo charakteristikas, jų sandarą, išnagrinėsime pagrindinius privalumus ir trūkumus, palyginti su kitų tipų apšvietimo prietaisais. Be to, pateiksime temines nuotraukas ir schemas, taip pat vaizdo įrašus apie liuminescencinių lempučių veikimo principą ir jų naudojimo ypatybes.

LL veikimo principas ir sandara

Liuminescencinis prietaisas yra dujų išlydžio šviesos šaltinis, kuriame gyvsidabrio garuose elektros iškrova sukuria intensyvią ultravioletinę spinduliuotę.

Kompaktiški liuminescencinio tipo moduliai turi standartinį dėklą, todėl jie tampa patogiu ryškių, bet daugiau energijos vartojančių kaitrinių lempų pakaitalu.

Kaip veikia liuminescencinė lemputė?

Į žmogaus akiai matomą šviesą jį paverčia specialus mišinys, vadinamas liuminoforu, sudarytas iš kalcio halofosfato, sumaišyto su papildomais elementais.

Prijungus liuminescencinę lempą prie centrinio elektros tinklo, stiklinės kolbos viduje reikia palaikyti vadinamąjį rūkstantį išlydį.

Tai leidžia užtikrinti liuminoforo sluoksnio švytėjimą nuolatiniu režimu, net ir trumpalaikio centrinio maitinimo išjungimo metu.

Anksčiau klasikinė liuminescencinė lempa buvo iš abiejų pusių sandari vamzdelio formos, kurios viduje yra gyvsidabrio garai. Dabar prietaisai gaminami įvairesnių formų ir konfigūracijų.

Prietaiso konstrukciniai ypatumai

Tradicinė liuminescencinė lempa yra stiklinis cilindras, kurio išorinis skersmuo yra 12, 16, 26 ir 38 mm, paprastai būna:

• tiesus pailgas vamzdelis;
• lenktas U formos modulis;
• žiedas;
• sudėtinga forma.

Į galinius kraštus hermetiškai įlydytos kojelės. Jų vidinėje pusėje yra volframo elektrodai, primenantys bispiralinius kaitinimo kūnus, įmontuotus į Iljičiaus lemputes.

Kai kuriuose liuminescencinių lempų tipuose naudojamos pažangesnės trispiralės, sudarančios susuktą bispiralę. Šiuos elementus turintys prietaisai pasižymi didesniu naudingumo koeficientu ir mažesniais šilumos nuostoliais, žymiai padidinančiais bendrą šviesos srauto efektyvumą.

Išorinėje pusėje elektrodiniai elementai yra prilituoti prie metalinių cokolio smeigtukų, ant kurių tiekiama darbinė įtampa.

U formos ir tiesūs prietaisai paprastai turi G5 bei G13 cokolius, kur raidinis kodas reiškia smeigtinį cokolio tipą, o skaitmeninis rodo atstumą tarp darbinių elementų.

Elektrai laidžioji terpė, esanti stiklinės kolbos viduje, turi neigiamą varžą. Kai tarp dviejų priešingų elektrodų atsiranda srovės padidėjimas, reikalaujantis ribojimo, ši varža pasireiškia ir sumažina darbinę įtampą.

Įprastos liuminescencinės lemputės įjungimo grandinėje yra droselis arba balastas. Jis atsakingas už aukšto lygio impulsinės įtampos sukūrimą, būtiną tinkamam lempos aktyvavimui.

Paveikslėlis rodo vidinę liuminescencinės lempos struktūrą ir aiškiai paaiškina pagrindinį jos sudėtinių dalių veikimo principą.

Be šios detalės, elektroninis balastas komplektuojamas su starteriu. Jis yra glimosios iškrovos elementas, kurio viduje yra du elektrodai, apsupti inertinių dujų terpės.

Vienas iš jų sudarytas iš bimetalinės plokštelės. Neveikimo režime abu elektrodai yra atviroje būsenoje.

Dažniausiai pasitaikantys tokių lempučių tipai

Pirminė liuminescencinių gaminių klasifikacija atliekama pagal bazinį slėgį. Aukšto slėgio prietaisai naudojami didelės galios apšvietimo įrenginiuose ir lauko gatvių apšvietimui.

Žemo slėgio lempos naudojamos buityje šviesai tiekti į gamybines, technines ir gyvenamąsias patalpas įvairiomis paskirtimis.

Tipas #1 — aukšto slėgio moduliai

Aukšto slėgio įrenginiai sukuria sotų šviesos srautą, pasižymintį geru tankiu. Vidinė kolbos elemento pusė turi specialią fosforinę dangą iš magnio fluorogermanato arba arsenato.

Tokių liuminescencinių lempų darbinė galia svyruoja 50–2000 W diapazone.

Gyvsidabriniai aukšto slėgio moduliai, kad veiktų teisingai, reikalauja 220 vatų vardinės tinklo įtampos. Jų pulsacijos koeficientas paprastai yra nuo 61 iki 74%.

Visiškas apšvietimo modulio įjungimas įvyksta per 3 sekundes. 80–125 vatų gaminių tarnavimo laikas yra apie 6 000 val., o lempučių nuo 400 W ir daugiau gali veikti iki 15 000 val., jei besąlygiškai laikomasi gamintojo nustatytų eksploatavimo taisyklių.

Tipas #2 — žemo slėgio gaminiai

Žemo slėgio liuminescencinės lempos naudojamos gyvenamųjų, techninių ir gamybinių patalpų apšvietimui užtikrinti.

Konstrukciškai prietaisas yra vamzdelis iš patvaraus stiklo, viduje turintis argono dujų, esant 400 Pa slėgiui, ir nedidelį kiekį gyvsidabrio ar amalgamos. Rinkoje siūlomas įvairiausių modifikacijų ir turi du elektrodinius elementus.

Žemiausia temperatūra, kurią gali atlaikyti žemo slėgio liuminescencinės lempos, yra -15 °C. Todėl šie šviesos šaltiniai nelaikomi tinkamais naudoti atvirose erdvėse.

Stiklinė kolba gali būti įvairaus skersmens. Šviesos našumo lygis kinta priklausomai nuo prietaiso galios. Norint, kad jis veiktų tinkamai, reikalingas droselinio tipo starteris. Vidutinis tarnavimo laikas yra 10 000 valandų.

Kompaktiškų LL ypatybės

Kompaktiško tipo liuminescencinės lempos yra hibridiniai gaminiai, jungiantys kai kurias specifines kaitrinių lempų skiriamąsias savybes ir liuminescencinių lempų charakteristikas.

Dėl pažangių technologijų ir išsiplėtusių inovacinių galimybių jos turi nedidelį skersmenį ir mažus matmenis, būdingus „Iljičiaus“ lemputėms, taip pat aukštą energijos vartojimo efektyvumo lygį, būdingą liuminescencinių prietaisų linijai.

Kompaktiško tipo liuminescencinės lempos gaminamos su tradiciniais lizdais E27, E14, E40 ir labai aktyviai išstumia iš rinkos klasikines kaitrines lempas, nes užtikrina kokybišką šviesą žymiai mažiau sunaudodamos elektros energijos.

Kompaktiškos liuminescencinės lempos dažniausiai turi elektroninį droselį ir gali būti naudojamos specifinio tipo apšvietimo prietaisuose. Jos taip pat naudojamos pakeisti paprastas ir įprastas kaitrines lempas naujuose ir retuose šviestuvuose.

Nepaisant visų privalumų, kompaktiški moduliai turi šiuos specifinius trūkumus:

• stroboskopinis efektas arba mirgėjimas – pagrindinės kontraindikacijos čia taikomos epileptikams ir žmonėms, sergantiems įvairiomis akių ligomis;
• ryškus triukšmo efektas – ilgai naudojant atsiranda akustinis fonas, galintis sukelti tam tikrą diskomfortą patalpoje esančiam žmogui;
• kvapas – kai kuriais atvejais gaminiai skleidžia aštrų, nemalonų aromatą, dirginantį uoslę.

Paskutinė pozicija dažniau stebima bevardžiuose kiniškuose gaminiuose, o pirmosios dvi dažnai kenčia net prekinių ženklų prietaisai, pagaminti pagal visas taisykles ir šiuolaikinius reikalavimus. Geriausių KLL gamintojų reitingą pateikėme šiame straipsnyje.

Pagrindinis spalvų temperatūrų spektras

Švytėjimo spalva – vienas svarbiausių parametrų, tiesiogiai priklausomų nuo liuminoforo sudėties, kuri ultravioletinę spinduliuotę paverčia šviesa.

Šiandien prie labiausiai paplitusių priskiriami 7 liuminescencinių lempų skleidžiamo šviesos srauto atspalvių apibrėžimai:

• LEB – natūrali balta su pastebimu šaltu atspalviu;
• LDC – natūrali dienos šviesa su pagerinta spalvų perteikimo kokybe;
• LTB – šilta balta;
• LD – tradicinė dienos balta;
• LB – klasikinė balta;
• LEC – natūrali su maksimaliai kokybišku atspalvių perteikimu;
• LXB – paprasta šalta balta.

Gyvenamosioms patalpoms, kuriose žmogus praleidžia daug laiko, tinka šiltos gamos atspalviai arba natūralios dienos šviesos lempos su aukštesniu spalvų perteikimo lygiu.

Baltos ir dienos tonos paprastai naudojamos biuruose, darbo, pramoninėse patalpose, kabinetuose ir auditorijose. Jos padeda sutelkti dėmesį, didina smegenų veiklą ir gerina bendrą mokymąsi bei darbo našumą.

Šalčiausi atspalviai naudojami medicinos įstaigose, laboratorijose, ligoninėse ir techninėse patalpose. Jie suteikia daiktams papildomo aiškumo ir sustiprina regėjimo aštrumą.

Liuminescenciniai prietaisai mėsos vitrinoms maisto parduotuvėse pasižymi specialiai parinktu rožinės spalvos spinduliavimo spektru. Jis pabrėžia natūralius produktų atspalvius, todėl jie tampa patrauklesni pirkėjų akimis.

Spalviniai komponentai, pridėti prie liuminoforo, leidžia gauti rožinius, mėlynus, žalius ir kitus neįprastus lempų atspalvius.

Tokie prietaisai naudojami dizaino, reklamos ir komerciniais tikslais. Su jų pagalba sukuriamas originalus švytėjimas, reikalingas konkrečiu atveju.

Daugiau informacijos apie šviesos spalvų temperatūrą, žmogaus spalvų suvokimo ypatumus ir pasirinkimo niuansus rašėme kitame straipsnyje.

Prietaisų stipriosios ir silpnosios pusės

Kaip ir bet kurių techninių priemonių, skirtų namų ir darbo patalpų apšvietimui, liuminescencinės lempos turi savo silpnąsias ir stipriąsias puses.

Remiantis šia informacija, galima nustatyti, kur protingiau jas naudoti, o kokiais atvejais vertėtų teikti pirmenybę kitokiems šviesos šaltiniams.

Teigiamos lempų pusės

Pagrindinis liuminescencinių gaminių privalumas yra padidintas šviesos atidavimas ir geras naudingumo koeficientas. Jie suteikia patalpai apšvietimą, kuris nedirgina akių, ir demonstruoja normalų atsparumą net intensyvaus naudojimo sąlygomis.

Modulis maždaug 5 kartus viršija bazinę įprastos Iličiaus lemputės galią. O 20 vatų liuminescencinė lempa skleidžia šviesos srautą, lygų tam, kurį suteikia 100 vatų kaitinamoji lempa.

Įvairios šviesos atspalvių temperatūros, artimos natūraliai saulės šviesai, leidžia pasirinkti tinkamą apšvietimo prietaisą įvairiems tikslams ir bet kokios paskirties patalpoms.

Modulio skleidžiamas šviesos srautas yra ne kryptinis, o išsklaidytas. Rami, akiai maloni šviesa sklinda ne tik iš viduje esančio volframinio siūlelio, bet ir iš viso išorinio lempos paviršiaus.

Tai leidžia naudoti liuminescencinius šaltinius tiek bendram foniniam apšvietimui, tiek zoniniam apšvietimui sukurti.

Naudojimui vietose, kur apšvietimas įjungiamas automatiškai pagal judesio jutiklių signalus, liuminescencinės lempos netinka. Jos ribojamos pagal leistiną įjungimų skaičių per tam tikrą laikotarpį, o per dažnai aktyvuojant gali sugesti.

Liuminescencinių gaminių tarnavimo trukmė skiriasi priklausomai nuo modelio ir siekia iki 20 000 valandų arba iki 5 metų.

Tačiau Jūs turėtumėte žinoti, kad šį resursą lempa išnaudoja tik laikantis šių sąlygų:

• pakankamo kokybiško elektros maitinimo be šuolių ir svyravimų buvimas;
• kokybiškas balastas;
• tam tikras aktyvacijų skaičius, paprastai ne daugiau kaip 2000 per pirmuosius 2 naudojimo metus, o tai sudaro tik 5 įjungimus per dieną.

Šių pagrindinių sąlygų pažeidimas žymiai pablogins apšvietimo prietaiso efektyvumą ir gerokai sutrumpins jo tarnavimo laiką.

Modulius galima naudoti šiltnamių apšvietimui. Jie suteikia natūralią šviesą, maksimaliai artimą saulės šviesai, nevartoja daug elektros energijos ir pasižymi geru atsparumu įtampos svyravimams, būdingiems užmiesčio elektros tinklams.

Liuminescencinių lempų energijos suvartojimo lygis yra beveik 5 kartus mažesnis nei tradicinių gaminių, todėl jas galima priskirti prie energiją taupančių šviesos šaltinių.

Su jų pagalba pavyks efektyviai apšviesti didelę patalpą, neišleidžiant didelių pinigų komunaliniams mokesčiams.

Darbinė temperatūra ant kolbos paviršiaus neviršija 50 laipsnių. Tai leidžia naudoti lempą patalpose, kurioms keliami aukštesni priešgaisrinės saugos reikalavimai.

Pagrindiniai modulių trūkumai

Pirmasis didelis gaminių trūkumas yra per didelis jautrumas temperatūros svyravimams. Jie stipriai reaguoja į gyvsidabrio stulpelio judėjimą ir gali nustoti veikti atšalus žemiau -20 °C.

Karštis, viršijantis +50 °C, toli gražu nepalankiai veikia funkcionavimą ir smarkiai riboja šių šviesos šaltinių naudojimo spektrą.

Jautrumas drėgmei taip pat nepriskiriamas prie privalumų ir neleidžia plačiai naudoti gaminių vonios kambariuose ir sanitarinėse patalpose.

Laikui bėgant liuminoforas lempų kolbose degraduoja ir spinduliuotės spektras keičiasi. Kartu krenta prietaiso šviesos atidavimo lygis ir pastebimai mažėja efektyvumas.

Kartais prie trūkumų priskiriamas ir pats šviesos srautas, turintis linijinį, netolygų spektrą, iškreipiantį natūralius kambaryje esančių daiktų atspalvius.

Ne visi tai jaučia vizualiai, bet tiems, kurie šį trūkumą suvokia pernelyg aiškiai, parduodamos lempos su liuminoforu, artimu ištisiniam, natūralesniam spektriniam spalvui. Tiesa, jų šviesos atidavimas yra žymiai mažesnis.

Pasitaiko situacijų, kai liuminescencinės lempos mirksi dvigubu maitinimo tinklo dažniu. Ši problema išsprendžiama šiek tiek patobulinus prietaisą, konkrečiai, naudojant EPRA su tinkamo lygio išlyginamojo kondensatoriaus talpa išlygintai srovei inverterio įėjime.

Tačiau tai, kad gamintojai bando sutaupyti ir nekomplektuoja prietaisų reikiamos talpos kondensatoriais, šiek tiek nuliūdina.

Buitiniai LL moduliai geriausiai jaučiasi, kai aplinkos oro temperatūra laikosi nuo +5 iki +35 ˚С. Kai termometras rodo mažesnes vertes, prietaiso paleidimas gerokai apsunkėja, o naudojimo laikas žymiai sutrumpėja.

Poreikis papildomam paleidimo įtaisui taip pat šiek tiek mažina lempų populiarumą. Joms būtinai reikia arba pernelyg triukšmingo ir gana didelio droselio su mažo patikimumo starteriu, arba pažangesnės EPRA, turinčios galios koregavimo funkciją, tačiau kainuojančios nemažus pinigus.

Dar viena pažeidžiama liuminescencinių lempų vieta – didelis jautrumas įjungimui. Tiesioginio lempos aktyvavimo metu ant elektrodų išdega ir byra speciali sudėtis, užtikrinanti išlydžio stabilumą ir apsauganti vidinį volframo siūlą nuo perkaitimo.

Nuolatinis įjungimas smarkiai sumažina prietaiso tarnavimo laiką. Be to, atsiranda akiai pastebimas, erzinantis mirgėjimas, o lempų kolbų kraštai tamsėja ir praranda estetiškumą.

Cheminis pavojus sveikatai

Vienas iš pagrindinių liuminescencinių šviesos šaltinių trūkumų yra cheminis pavojus. Lempos kolboje yra labai toksiškas gyvsidabris, kurio kiekis svyruoja nuo 1 iki 70 mg.

Šios medžiagos garai gali pakenkti žmonių, nuolat esančių patalpose, apšviečiamose LL tipo prietaisais, sveikatai.

Panaudotos lempos vientisumo pažeisti negalima, kitaip toksiškas gyvsidabris pateks į aplinką. Už neleistiną utilizavimą numatyta bauda, todėl geriau perduoti gaminį į centrą, kuris užsiima gamtai ir žmogui pavojingų elementų perdirbimu.

Kai modulis sugenda, jo jokiu būdu negalima daužyti ar išmesti į įprastą šiukšliadėžę. Jį būtina utilizuoti pagal normas ir taisykles, aiškiai aprašytas galiojančiuose teisės aktuose.

Pavyzdžiui, vežti į sąvartynus, kur iš gyventojų priima toksiškas medžiagas jų tinkamam sunaikinimui ar perdirbimui.

Palyginimas su kitais šviesos šaltiniais

LL tipo gaminiai iš esmės skiriasi tiek nuo senstančių kaitrinių lempų, tiek nuo progresyvių LED lempų.

Palyginti su pirmosiomis, jos sunaudoja 5 kartus mažiau elektros energijos, tuo pačiu užtikrindamos tokį patį šviesos srauto prisotinimo lygį. Tačiau LED prietaisams jos kiek nusileidžia galios ir energijos suvartojimo deriniu.

Lentelė vaizdžiai skaičiais parodo, kiek naudingiau naudoti vietoj tradicinių Edisono lempučių šiuolaikiškesnius kokybiško apšvietimo šaltinius.

Tiesa, kaitrinė lempa visą darbo laikotarpį dega vienodu intensyvumu, tuo tarpu liuminescencinės lempos praranda dalį prisotinimo dėl vidinio, ultravioletą atspindinčio sluoksnio išdegimo.

LED gaminiai eksploatacijos metu įgyja tam tikrą blankumą dėl darbo diodų degradacijos. O kai kuriuose modeliuose yra galimybė reguliuoti apšvietimo ryškumą naudojant dimerį.

Kaitrinėse arba liuminescencinėse lempose tokia funkcija nenumatyta. Tačiau šis patogus režimas LED prietaisuose nėra nemokamas ir už jį teks sumokėti papildomą sumą.

Pagal konstrukcijos trapumo lygį kaitrinės ir liuminescencinės lempos yra panašios, nes turi stiklinę kolbą. LED moduliai šiuo atžvilgiu yra atsparesni smūgiams ir mechaniniams pažeidimams. Be to, tai, kad viduje nėra jokių kenksmingų ir toksiškų elementų, daro juos žymiai patrauklesnius naudoti namų sąlygomis.

Didžiausias išlaidas per visą eksploatacijos laikotarpį sukelia kaitrinių lempų naudojimas. Liuminescencinės lempos energiją naudoja protingomis ribomis, o šviesos diodai leidžia sumažinti išlaidas iki minimalių rodiklių.

Kalbant apie finansinę pusę, iš pradžių pigiausia yra kaitrinė lemputė. Tačiau, atsižvelgiant į jos darbo resursą vos 1 000 valandų, tai vargu ar galima laikyti ryškiu privalumu.

Bazinė liuminescencinių lempų kaina yra didesnė, tačiau jos tarnauja gerokai ilgiau. Kaip teigia solidūs gamintojai, jų užtenka 10 000–15 000 valandų, jei kasdienių įjungimų skaičius neviršija 5–6 kartų.

Šviesos diodų moduliai gali pasigirti dar geresniais rodikliais, tačiau už šį malonumą teks sumokėti gerokai daugiau, o tai ne visais atvejais yra tikslinga. Nors tendencija keisti vienus šviesos šaltinius kitais yra pastebima visur. Apie būtinybę pakeisti liuminescencines lemputes šviesos diodų ir šio darbo atlikimo tvarką rašėme čia.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Kokiu principu veikia liuminescencinės lempos. Išsamus visų ekonomiškų ir energiją taupančių apšvietimo prietaisų veikimo niuansų paaiškinimas:

Kuo skiriasi liuminescenciniai elementai nuo paprastų ir tradicinių kaitrinių lempų. Dviejų modernių apšvietimo gaminių galios, šviesos srauto ir energijos suvartojimo palyginimas:

Kas yra kompaktiškos energiją taupančios liuminescencinio tipo lemputės. Kaip jos veikia, kiek vatų sunaudoja ir kokiems tikslams naudojamos:

Liuminescencinio tipo prietaisas yra praktiškas klasikinės kaitrinės lempos analogas. Juo galima užtikrinti kokybišką šviesos srautą bet kokio dydžio patalpoje, kartu sumažinant energijos suvartojimą. Jis tarnaus ilgai ir nesukels savininkams jokių didelių rūpesčių.

Vėliau, kai lempos atitarnaus savo laiką, jas reikės utilizuoti, o vietoj jų nusipirkti naujus, pažangesnius modulius.

O kokį lempučių tipą renkatės Jūs ir ką manote apie liuminescencines lemputes? Pasidalinkite su kitais naudotojais savo nuomone, papasakokite, kokius pagrindinius LL privalumus matote, o kas, asmeniškai Jums, yra esminis šių prietaisų trūkumas.

Jeigu Jūs turite gerų teorinių žinių aukščiau pateikto straipsnio tema ir norite papildyti mūsų medžiagą naudingais niuansais, prašome rašyti savo komentarus žemiau esančiame bloke.