Люминесцентная лампа: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
м откат правок 93.84.220.34 по запросу MBH
Метка: откат
 
(не показаны 603 промежуточные версии, сделанные более чем 100 участниками)
Строка 1: Строка 1:
[[Файл:Leuchtstofflampen-chtaube050409.jpg|thumb|250px|Различные виды люминесцентных ламп]]
[[Файл:Leuchtstofflampen-chtaube050409.jpg|thumb|250px|Различные виды люминесцентных ламп]]


'''Дуговая ртутная люминесце́нтная лампа низкого давления''', в обиходе называемая просто '''люминесцентной лампой''' — [[газоразрядная лампа]], выполненная в виде прямой или свëрнутой определëнным образом (например, в спираль) стеклянной трубки, в которой спектр излучаемого света складывается из свечения [[Дуговой разряд с накалённым катодом|дугового разряда]] в смеси [[Аргон|аргона]] и паров [[ртуть|ртути]] при низком (около 300 Па) давлении и вторичного свечения [[люминофор]]а, возбуждаемого [[ультрафиолет]]овой составляющей свечения разряда, равномерно нанесённого на внутреннюю часть колбы{{sfn|Рохлин|1991|с=348}}. Люминесцентные лампы широко использовались для освещения производственных помещений и общественных зданий в течение второй половины XX века, а в начале XXI века — также для освещения жилых помещений, когда стали массово производить [[Компактная люминесцентная лампа|компактные люминесцентные лампы]], взаимозаменяемые с [[Лампа накаливания|лампами накаливания]] ([[Цоколь Эдисона|цоколи Е14, Е27]]). Согласно подписанной в 2013 году [[Минаматская конвенция о ртути|Минаматской конвенции]] люминесцентные лампы выводятся из обращения, а с 2020 года их производство, экспорт и импорт полностью запрещены. В современном мире вытеснены [[Светодиодная лампа|светодиодными лампами]], более энергоэффективными и долговечными, не содержащими ртути, на данный момент светодиодные лампы стоят дешевле чем компактные люминесцентные.
'''Люминесце́нтная лампа''' — газоразрядный [[Искусственные источники света|источник]] [[свет]]а, в котором видимый свет излучается в основном [[люминофор]]ом, который в свою очередь светится под воздействием [[ультрафиолет]]ового излучения разряда; сам разряд тоже излучает видимый свет, но в значительно меньшей степени. Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у [[лампа накаливания|ламп накаливания]] аналогичной мощности. Срок службы люминесцентных ламп может в 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу включений и выключений.
==История ==
[[файл:Early Cooper Hewitt mercury vapor lamp.jpg|мини|Лампа Купера Хьюитта]]
{{нет источников в разделе|дата=2023-07-31}}
Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал [[Ломоносов, Михаил Васильевич|Михаил Ломоносов]], пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар{{нет АИ|31|07|2023}}. Считается, что первая газоразрядная лампа изобретена в 1856 году. [[Гейслер, Генрих Иоганн Вильгельм|Генрих Гейслер]] получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. 23 июня 1891 года [[Тесла, Никола|Никола Тесла]] запатентовал систему электрического освещения газоразрядными лампами (патент № 454,622), которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп, запатентованных им ранее (патент № 335,787 от 9 февраля 1886 года выдан United States Patent Office). В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, [[Эдисон, Томас Алва|Томас Эдисон]] продемонстрировал люминесцентное свечение. В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал смесь азота и углекислого газа, испускающую розово-белый свет. Эта лампа имела умеренный успех. В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет сине-зелёного цвета и, таким образом, была непригодна в практических целях. Однако, её конструкция была очень близка к современной и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гейслера и Эдисона. В 1926 году {{не переведено|Edmund Germer|Эдмунд Гермер|en}} и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, преобразующим ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой, в более однородный белый видимый свет. Э. Гермер в настоящее время признан изобретателем лампы дневного света. [[General Electric]] позже купила патент Гермера и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году.


== Устройство ==
== Безопасность ==
[[файл:Tanninglampend.jpg|мини|Электроды люминесцентной лампы. Содержат спирали, покрытые активным составом, и экраны, защищающие люминофор от попадания вещества электродов при их распылении]]
Люминесцентная лампа представляет собой запаянную стеклянную трубку, покрытую изнутри слоем [[люминофор]]а. Трубка заполняется инертным газом давлением значительно ниже атмосферного — в несколько сотен паскалей. Также в трубку вводится небольшое количество ртути — чистой либо в виде [[амальгама|амальгамы]]. На концах лампы располагаются подогреваемые электроды в виде [[вольфрам]]овых спиралей, покрытых составом, имеющим низкую [[работа выхода|работу выхода]]{{sfn|Рохлин|1991|c=348}}.


Буферный инертный газ является вспомогательным компонентом, так как основной разряд происходит в парах ртути. Буферный газ нужен для облегчения зажигания разряда, а также для уменьшения испарения катодов. На большей части длины лампы излучение происходит за счёт ионизации паров ртути, буферный газ вносит вклад в спектр излучения в основном в приэлектродных областях. В качестве буферного газа может использоваться [[аргон]] под давлением 300 паскалей{{sfn|Рохлин|1991|c=348−349}}.
Все люминесцентные лампы содержат [[ртуть]] (в дозах от 1 до 70 мг), ядовитое вещество 1-го [[Класс опасности|класса опасности]] («чрезвычайно опасные»). Причем соединения ртути в люминесцентных лампах значительно опасней ртути металлической. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью. По истечении срока службы лампу, как правило, выбрасывают куда попало. На проблемы утилизации этой продукции в России индивидуальные потребители не обращают внимания, а производители стремятся отстраниться от проблемы.


Перед зажиганием лампы электроды должны быть разогреты, что необходимо как для облегчения [[термоэлектронная эмиссия|эмиссии электронов]], так и для испарения ртути{{sfn|Рохлин|1991|c=349}}. В процессе работы температура электродов поддерживается за счёт саморазогрева под действием разряда. Для зажигания разряда может потребоваться импульс напряжением в несколько сотен вольт. В установившемся режиме падение напряжения, в зависимости от мощности и конструкции лампы, а также условий эксплуатации, может составлять от нескольких десятков до сотни вольт{{sfn|Рохлин|1991|c=405}}.
Законодательство по RoHS (сокращение с англ. Restriction of use of Hazardous Substances — Ограничение Использования Опасных Веществ) регламентирует применение ртути, а также других потенциально опасных элементов в электротехническом и электронном оборудовании. 1 июля 2006 года Директива RoHS, вступила в действие на всей территории Европейского Сообщества. Цель Директивы очевидна — ограничить применение шести основных опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании, тем самым обеспечивая требуемый уровень защиты здоровья людей и окружающей среды<ref>[http://www.rohs.gov.uk/ RoHS — Home<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>.


Большая часть (около 70 %) излучения разряда в парах ртути приходится на [[Спектральная линия|линию]] 253,7 нм, некоторая часть — на 184,9 и не более 3-4 % — на [[видимый свет]]{{sfn|Рохлин|1991|c=351}}. Чтобы обеспечить достаточный КПД лампы, а также равномерный спектр излучения, [[ультрафиолетовый свет]] паров ртути преобразуется в видимый с помощью [[люминофор]]а{{sfn|Рохлин|1991|c=349}}.
== Типы ламп ==
=== Люминофоры ===
От люминофора зависит спектр излучения лампы, её КПД, а также в некоторой степени — пульсации. На эти параметры влияет не только состав люминофора, но также толщина его слоя, величина фракции. Также КПД снижается по мере износа люминофора за счёт появления в нём посторонних примесей. Основные виды люминофоров, применяемых в люминесцентных лампах:
[[Файл:Spectrum of halophosphate type fluorescent bulb (f30t12 ww rs)-ru.svg|мини|upright=1.2|Спектр люминесцентной лампы с галогенофосфатным люминофором]]
* '''Галофосфат кальция''', активированный сурьмой и марганцем — люминофор среднего уровня. Имеет достаточно высокий КПД и длительное послесвечение, но его излучение состоит из двух достаточно широких линий марганца (580-590 нм) и сурьмы (широкая полоса с максимумом около 480 нм){{sfn|Рохлин|1991|c=365}}. Такие лампы имеют невысокий [[Индекс цветопередачи|Ra]] с недостатком в красной (610−660), сине-голубой (440−460 и 460−510 нм) и некоторый избыток в сине-фиолетовой (420−440) и жёлто-зелёной (560−610) областях, а потому не рекомендуются там, где требуется высокое качество цветопередачи{{sfn|Рохлин|1991|c=398}}.
{{-}}
[[файл:Spectra-Philips 32T8 natural sunshine fluorescent light-ru.svg|мини|upright=1.2]]
* '''Многокомпонентные люминофоры''' имеют более низкий КПД и короткое послесвечение — последнее приводит к повышенным пульсациям света при включении в сеть промышленной частоты, которые могут превышать 70 %{{sfn|Рохлин|1991|c=405}}. Однако они позволяют достичь более равномерного спектра излучения и высокого Ra. Такие люминофоры включают в себя фторогерманат натрия, активированный марганцем и ортофосфатом магния (до 656 нм); стронций, активированный оловом (до 630); ортофосфат кальция и цинка, активированный оловом (до 605 нм); силикат цинка, активированный марганцем (до 525 нм); галофосфат кальция, активированный только сурьмой, без марганца, либо пирофосфат бария, активированный титаном (оба ≈480 нм). Качество цветопередачи определяется соотношением разных люминофоров с учётом также собственного излучения ртути в видимом диапазоне{{sfn|Рохлин|1991|c=398−400}}.
[[Файл:Fluorescent lighting spectrum peaks labeled with colored peaks added-ru.svg|мини|upright=1.2|Спектр люминесцентной лампы с редкоземельным люминофором, активированным редкоземельными элементами]]
[[Файл:Yellow fluorescent light spectrum-ru.svg|мини|upright=1.2|слева|Спектр «жёлтой» лампы для [[фотолитография|фотолитографии]]]]
* '''Узкополосные люминофоры''' применяются в цветных лампах, а также в лампах, требующих высокой светоотдачи. Из-за неравномерного заполнения спектра такие лампы могут быть неприемлемы, если требуется хорошее различение цветовых оттенков{{sfn|Рохлин|1991|c=401}}. Для ламп общего освещения применялись так называемые трёхполосные люминофоры, излучение которых сосредоточено в синей (алюминат бария и магния, активированный европием — 450 нм), зелёной (алюминат магния, активированный церием и тербием — 543 нм) и красной (оксид иттрия, активированный европием — 611 нм) областях{{sfn|Рохлин|1991|c=401}}. В цветных лампах могли применяться и другие люминофоры.
[[Файл:Fluorescent Black-Light spectrum with peaks labelled-ru.svg|мини|upright=1.2|Спектр лампы из «чёрного» стекла. 1 — линия [[Европий|европия]] в матрице из [[Тетраборат стронция|тетрабората стронция]], ~370 нм; 2 — линия ртути 404,656 нм]]
* Для получения «ближнего» ультрафиолета (350−370 нм) может использоваться специальный люминофор на основе дисиликата бария, активированного свинцом (BaSiO<sub>5</sub>:Pb) или европием. Для того, чтобы отсечь видимый свет, может использоваться колба из [[стекло Вуда|стекла Вуда]], такие лампы также называют «[[лампа чёрного света|лампами чёрного света]]». Такие лампы применяются для возбуждения люминесцентных красок или поиска органических веществ, светящихся в ультрафиолете{{sfn|Рохлин|1991|c=425−429}}.
* В медицине также применяются эритемные лампы с пиком излучения в 300−310 нм. В них используется фосфат кальция и цинка, активированный таллием, или фосфат кальция, цинка, магния, активированный таллием, а также силикат бария, цинка, активированный свинцом{{sfn|Рохлин|1991|c=426}}.


=== Форм-факторы ===
Наиболее распространены газоразрядные ртутные лампы высокого и низкого давления. [[Ртутная газоразрядная лампа|Лампы высокого давления]] применяют в основном в уличном освещении и в осветительных установках большой мощности, в то время как лампы низкого давления применяют для освещения жилых и производственных помещений.
Самая простая разновидность ЛЛ — линейные. Такие лампы обозначались буквой T и диаметром (в 8-х долях дюйма). Наиболее распространённый цоколь у этих ламп — [[Штырьковый цоколь|G13]], лампы T4 оснащались цоколем G5. Кроме линейных, существовали также кольцевые, U-образные и фигурные лампы{{sfn|Рохлин|1991|с=429}}.


==== Компактные люминесцентные лампы ====
== Газоразрядная ртутная лампа низкого давления - ГРЛНД ==
{{Главная|Компактная люминесцентная лампа}}

[[файл:A white bulb.jpg|мини|upright=0.7|КЛЛ спиральной формы]]
Она представляет собой стеклянную трубку с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора, заполненную парами [[ртуть|ртути]].
Недостаток линейных ламп — большие габариты светильников на их основе. С появлением более стабильных люминофоров, способных работать при высоких плотностях облучения, стали разрабатываться компактные люминесцентные лампы. Такие лампы имели уменьшенный диаметр трубки, при этом сама трубка плотно укладывалась в небольшой объём. Типичные формы трубок: Н-образные, U-образные, спиральные, зигзагообразные и т. д. Большое распространение с 1990-х годов получили лампы, содержащие встроенное пускорегулирующее устройство и оснащённые [[цоколь Эдисона|винтовым цоколем]], что позволяло использовать их в светильниках, предназначенных для ламп накаливания{{sfn|Рохлин|1991|с=413−421}}.

== Область применения ==

[[Файл:Fluorescent lamps artistic.jpg|thumb|250px|Коридор, освещённый люминесцентными лампами]]
Люминесцентные лампы нашли широкое применение в освещении общественных зданий: школ, больниц, офисов и т.д. С появлением [[Компактная люминесцентная лампа|компактных люминесцентных ламп]] с электронными балластами, которые можно включать в патроны E27 и E14 вместо [[Лампа накаливания|ламп накаливания]], люминесцентные лампы завоёвывают популярность и в быту.

Популярность люминесцентных ламп обусловлена их преимуществами: значительно большей светоотдачей (люминесцентная лампа 20 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания), длительным сроком службы (2000<ref name="eb_market">{{cite web| publisher = Компания "Додэка Электрик" | date = 20 сентября 2005 | author=Александр Гореславец | title = Анализ рынка электронных балластов| url=http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/01_05/stat_60.htm | accessdate = 11 ноября 2008 }}</ref>-20000 часов в отличие от 1000 у ламп накаливания), рассеянным светом, разнообразием оттенков света.

Люминесцентные лампы наиболее целесообразно применять для общего освещения, прежде всего помещений большой площади, в особенности совместно с системами [[DALI]], позволяющими улучшить условия освещения и при этом снизить потребление энергии на 50-83% и увеличить срок службы ламп. Люминесцентные лампы широко применяются также и в местном освещении рабочих мест, в [[Наружная реклама|световой рекламе]], подсветке фасадов. Они нашли применение в подсветке жидкокристаллических экранов. [[Плазменная панель|Плазменные дисплеи]] также являются разновидностью люминесцентной лампы.

== История ==

Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение. В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет. Эта лампа имела умеренный успех. В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет синего-зелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Однако, ее конструкция была очень близка к современной, и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эдисона. В 1926 году Эдмунд Джермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой в более однородно бело-цветной свет. Э.Джермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Джермера, и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году.


== Принцип работы ==
== Принцип работы ==
Источником первичного светового излучения в люминесцентной лампе является свечение [[Дуговой разряд с накалённым катодом|дугового разряда]] в парах ртути при низком давлении. В исправной лампе и установившемся режиме работы светятся практически исключительно пары ртути, так как они имеют небольшой потенциал возбуждения, за исключением свечения прикатодных областей, где за счёт наличия быстрых электронов происходит ионизация инертных газов{{sfn|Рохлин|1991|c=348−350}}. Другие виды разряда могут возникнуть в момент запуска, в случае неисправности лампы или пускорегулирующего устройства. Работа лампы в режиме тлеющего разряда может привести к распылению катодов, быстрой потере эмиссии и выходу лампы из строя{{sfn|Рохлин|1991|c=436−438}}{{sfn|Рохлин|1991|c=304}} и увеличенному падению напряжения в прикатодной области, которая может достичь, в зависимости от материала катода, десятков или сотен вольт{{sfn|Рохлин|1991|c=303}}.
[[Файл:Fluorescent lamp-function.gif|thumb|250px|Принцип запуска ЛДС с электромагнитным балластом]]
При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, возникает [[низкотемпературный дуговой электрический разряд]]. Лампа заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий ток приводит к появлению [[Ультрафиолет|УФ]] излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления [[люминесценция|люминесценции]]. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора, можно менять оттенок свечения лампы.


Для поддержания дугового разряда необходима постоянная [[термоэлектронная эмиссия]], для возникновения которой электроды должны быть нагреты до определённой температуры. В момент запуска нагрев происходит за счёт пропускания электрического тока через спирали. После возникновения разряда нагрев катодов продолжается за счёт бомбардировки ионами газа на небольшом участке, называемом катодным пятном{{sfn|Рохлин|1991|c=305−306}}, благодаря чему после запуска лампы при работе её в штатном режиме необходимость в дополнительном прогреве катодов отпадает.
== Маркировка ==


== Включение в сеть ==
[[Файл:Color temp2.png|center]]
В отличие от лампы накаливания, люминесцентные лампы, как и большинство [[дуговая лампа|ламп дугового разряда]], не могут быть включены в [[электрическая сеть|сеть]] переменного или постоянного тока напрямую. Рабочее напряжение большинства люминесцентных ламп ниже сетевого и непостоянно, а [[вольт-амперная характеристика]] электрической дуги имеет [[отрицательное дифференциальное сопротивление]], кроме того, она зависит от температуры разряда и других внешних факторов, что не позволяет питать лампу от источника с низким [[Внутреннее сопротивление|внутренним сопротивлением]]. Поэтому последовательно с лампой требуется включить элемент, удерживающий ток лампы в определённых пределах — так называемый ''балласт''{{sfn|Рохлин|1991|c=168−172}}.


Другая проблема, возникающая при включении лампы в сеть, связана с тем, что дуговой разряд не способен зажечься самостоятельно. Для зажигания разряда требуется прогрев катодов до температуры, при которой происходит достаточная [[Термоэлектронная эмиссия|эмиссия электронов]] и/или разряд высокого напряжения, создающий первичную ионизацию газа в колбе{{sfn|Рохлин|1991|c=155−165}}{{sfn|Рохлин|1991|c=430−435}}. Существуют и другие способы зажигания дуги, но они практически не применялись в люминесцентных лампах.
Трёхциферный код на упаковке лампы содержит как правило информацию относительно качества света ([[индекс цветопередачи]] и [[цветовая температура|цветовой температуры]]).
=== Стартерная схема с электромагнитным балластом ===
[[файл:Fluorescent_classic.svg|мини|Традиционная схема включения лампы с электромагнитным балластом]]
Наиболее распространена схема включения лампы в сеть переменного тока, при которой последовательно с лампой (EL) подключается массивный балластный [[Дроссель (электротехника)|дроссель]] (L<sub>б</sub>), а запуск осуществляется с помощью ''стартера''. Дроссель, в отличие от резистора, ограничивает ток в цепи лампы за счёт [[Реактивное сопротивление|реактивного сопротивления]], что позволяет значительно уменьшить потери на нагрев, по сравнению со включением лампы через балластное сопротивление. Также дроссель участвует в формировании импульса высокого напряжения при запуске лампы и отфильтровывает высокочастотные составляющие тока наряду с фильтрующим конденсатором (C<sub>ф</sub>){{sfn|Рохлин|1991|c=430−436}}.


Запуск производится следующим образом: при включении схемы в сеть переменного тока контакты стартера (K<sub>ст</sub>) замыкаются и ток протекает по цепи «дроссель-нить накала-стартер-нить накала». По истечении некоторого времени, достаточного для прогрева лампы до определённой температуры, стартер размыкается, в результате чего в дросселе возникает ЭДС [[самоиндукция|самоиндукции]], порождающая на электродах лампы
Первая цифра—индекс цветопередачи в 1х10 Ra (компактные люминесцентные лампы имеют 60-98 Ra, таким образом чем выше индекс, тем достоверней цветопередача)
напряжение до нескольких сотен вольт. В качестве стартера чаще всего применялись [[лампа тлеющего свечения|лампы тлеющего свечения]], оснащённые [[Биметаллическая пластина|биметаллическими контактами]], они работали следующим образом: при включении возникал тлеющий разряд, нагревающий пластины. Под действием нагрева пластины замыкались и разряд гас, отчего по истечении некоторого времени пластины снова остывали и размыкались. Если при размыкании стартера люминесцентная лампа зажигалась, напряжение на её выводах, за счёт падения на дросселе, было уже недостаточным для зажигания стартера, в противном случае стартер снова разогревался и цикл повторялся до тех пор, пока лампа не загорится. Параллельно контактам стартера обычно подключался конденсатор небольшой ёмкости (С<sub>ст</sub>) для формирования более длительного импульса напряжения. Альтернативой газоразрядному стартеру мог быть открытый биметаллический стартер, динистор, стартер с электронной выдержкой времени или стартер с фотоэлементом, реагирующим на свечение прикатодных областей лампы{{sfn|Рохлин|1991|c=430−436}}.
Возможно подключение двух и более ламп с одним дросселем, для этого лампы включаются последовательно, а каждая лампа оснащается собственным стартером.
<gallery mode="packed" heights="120px">
Fluorescent lamp-electronic ballast starter-movie VNr°0001.ogv|Стартер срабатывает несколько раз, прежде чем лампа зажигается
Starterp.jpg|Биметаллический неоновый стартер
Pulsestarter.JPG|Электронные стартеры
Inductor for a fluorescent lamp PNr°0019.jpg|Дроссель для ламп мощностью 36 ватт
</gallery>


=== Схема с расщеплённой фазой ===
Вторая и третья цифры—указывают на [[Цветовая температура|цветовую температуру]] лампы.
[[File:Fluorescent lamp phase shifting scheme.svg|thumb|Схема включения люминесцентной лампы со сдвигом по фазе. Эта схема не применяется сама по себе, только в паре с традиционной]]


Для уменьшения влияния пульсаций светового потока, а также для улучшения [[коэффициент мощности|коэффициента мощности]] применялись двухламповые светильники с «расщеплённой фазой». В таком светильнике одна из ламп включена через традиционный балласт, а последовательно со второй лампой включался конденсатор (C<sub>кор</sub> на схеме) достаточно большой ёмкости, благодаря чему обеспечивался сдвиг по фазе до 60° по сравнению с традиционной схемой. Дроссели для включения со сдвигом фазы оснащались дополнительной обмоткой (L<sub>ком</sub>), включавшейся последовательно со стартером и предназначенной для повышения тока накала{{sfn|Morgan|1959}}. Недостатком такой схемы, кроме сложности, был менее надёжный пуск той лампы, которая включена в цепь с конденсатором. Резистор R<sub>раз</sub> предназначен для разрядки конденсатора C<sub>кор</sub> после отключения питания. Включение с расщеплённой фазой позволяет снизить пульсации светового потока до 25 %, а cosφ достигает 0,9−0,95{{sfn|Рохлин|1991|c=436}}.
Таким образом маркировка «827» указывает на индекс цветопередачи в 80 Ra, и цветовую температуру в 2700 [[Кельвин|К]] (что соответствует цветовой температуре лампы накаливания)
{{Файл с описанием|рамка=двойная|максимальная ширина=550px|Пускорег. пристрій.jpg|300px|||Разобранный растровый потолочный светильник на 4 лампы по 18 ватт каждая. Слева расположен балласт с корректирующей ёмкостью, справа — обычный индуктивный.<br>Через каждый балласт подключено последовательно по две лампы, каждая из которых запускается своим стартером}}


=== Бесстартерная схема с электромагнитным балластом ===
Кроме того, индекс цветопередачи может обозначаться в соответствии с [[DIN]] 5035, где диапазон цветопередачи 20-100 Ra поделён на 6 частей— от 4 до 1А. <ref name="oko">http://www.ecotopten.de/download/EcoTopTen_Endbericht_Lampen.pdf Energiesparlampe als
[[файл:CGE 17A250A I.JPG|мини|Балласты для бесстартерной схемы «быстрого» зажигания]]
EcoTopTen-Produkt</ref>{{ref-de}}
[[файл:T12 Fluorescent lamp electrodes - rapid start and instant strt.jpg|мини|Справа — лампа, предназначенная для схем «мгновенного» зажигания]]
Существовали схемы включения, не требовавшие стартеров. Выделяют так называемые схемы «быстрого» и «мгновенного» зажигания, а также резонансные схемы. Схемы «быстрого» зажигания предполагали питание нагревателей от отдельных обмоток, индуктивно связанных с дросселем, из-за чего после запуска лампы ток в нагревателях хоть и снижался, но не отключался полностью. В схемах «мгновенного» зажигания предварительный подогрев спиралей не производился вовсе{{sfn|Рохлин|1991|c=436−438}}.


Недостатком бесстартерных схем «быстрого» зажигания, кроме повышенного расхода энергии на постоянно включенные нити накала, было ненадёжное зажигание лампы, сильно зависящее от напряжения сети, температуры окружающего воздуха и износа лампы. Схемы «мгновенного» зажигания требовали использования специальных ламп, для них был характерен более быстрый износ активной массы катодов. Для облегчения пуска могли применяться дополнительные внешние электроды в виде нанесённых на лампу металлических полос. Кроме того, бесстартерные ПРА имели большие габариты, массу и требовали для производства большого количества меди{{sfn|Рохлин|1991|c=436−438}}.
=== Международная маркировка по цветопередаче и цветовой температуре ===
{{-}}


=== Работа при повышенной частоте («электронный балласт») ===
{| class="wikitable"
[[файл:EVG offen-chtaube050410.jpg|мини|Высокочастотный («электронный») пускорегулирующий аппарат]]
|-class="hintergrundfarbe6"
Работа на высокой частоте даёт множество преимуществ: снижение пульсаций, улучшение светоотдачи и режима работы ламп, а также массогабаритных характеристик светильников за счёт уменьшения размеров дросселей{{sfn|Рохлин|1991|c=442−445}}. Наиболее широко высокочастотные балласты применялись в [[#Компактные люминесцентные лампы|компактных лампах]] со встроенным балластом, а также в лампах, питающихся от низковольтных источников.
!Код
!Определение
!Особенности
!Применение
|-
|530
| Basic warmweiß / warm white
| Свет тёплых тонов с плохой цветопередачей. Объекты кажутся коричневатыми и малоконтрастными. Посредственная [[светоотдача]].
| Гаражи, кухни. В последнее время встречается всё реже.
|-
|640/740
| Basic neutralweiß / cool white
| «Прохладный» свет с посредственной цветопередачей и светоотдачей
| Весьма распространён, должен быть заменён на 840
|-
|765
| Basic Tageslicht / daylight
| Голубоватый «дневной» свет с посредственной цветопередачей и светоотдачей
| Встречается в офисных помещениях и для подсветки рекламных конструкций ([[ситилайт]]ов)
|-
|827
| Lumilux interna
| Похожий на свет лампы накаливания с хорошей цветопередачей и светоотдачей
| Жильё
|-
|830
| Lumilux warmweiß / warm white
| Похожий на свет галогеновой лампы с хорошей цветопередачей и светоотдачей
| Похожий на 827, с несколько голубоватым оттенком
|-
|840
| Lumilux neutralweiß / cool white
| Белый свет для рабочих поверхностей с очень хорошей цветопередачей и светоотдачей
| Общественные места, офисы. Внешнее освещение
|-
|865
| Lumilux Tageslicht / daylight
| «Дневной» свет с хорошей цветопередачей и посредственной светоотдачей
| Общественные места, офисы. Внешнее освещение
|-
|880
| Lumilux skywhite
| «Дневной» свет с хорошей цветопередачей
|-
|930
| Lumilux Deluxe warmweiß / warm white
| «Тёплый» свет с отличной цветопередачей и плохой светоотдачей
| Жильё
|-
|940
| Lumilux Deluxe neutralweiß / cool white
| «Холодный» свет с отличной цветопередачей и посредственной светоотдачей.
| Музеи, выставочные залы
|-
|954, 965
| Lumilux Deluxe Tageslicht / daylight
| «Дневной» свет с непрерывным спектром цветопередачи и посредственной светоотдачей
| Выставочные залы, освещение аквариумов
|}


=== Работа на постоянном токе ===
=== Маркировка цветопередачи по ГОСТ 6825-91* ===
Работа на постоянном токе применялась достаточно редко, в основном на транспорте, несмотря на отсутствие пульсаций светового потока. При работе на постоянном токе невозможно использовать в качестве балласта дроссель или конденсатор. Вместо этого либо использовался включенный последовательно с лампой [[резистор]] (а иногда и [[лампа накаливания|лампы накаливания]]), что приводило к более высокому расходу электроэнергии, либо источник питания с высоким [[внутреннее сопротивление|внутренним сопротивлением]]. Кроме того, работа на постоянном токе приводила к неодинаковому износу электродов, во избежание чего требовалось периодически менять полярность приложенного напряжения{{sfn|Рохлин|1991|c=439−441}}.
[[Файл:ЛДС20Вт.JPG|thumb|250px|Люминесцентная лампа производства СССР мощностью 20 Вт(«ЛД-20»). Зарубежный аналог этой лампы — TLD 20W]]
В соответствии с ГОСТ 6825-91* (МЭК 81-84) "Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения", действующий, лампы люминесцентные линейные общего назначения маркируются, как:
* ЛБ (белый свет)
* ЛД (дневной свет)
* ЛЕ (естественный свет)
* ЛХБ (холодный свет)
* ЛТБ (тёплый свет)
Добавление буквы Ц в конце означает применение люминофора «де-люкс» с улучшенной цветопередачей, а ЦЦ — люминофора «супер де-люкс» с высококачественной цветопередачей.


=== Регулирование светового потока ===
Лампы специального назначения маркируются, как:
Люминесцентные лампы позволяют в определённых пределах регулировать световой поток путём изменения силы тока разряда. При этом, на низких уровнях яркости из-за снижения температуры катодов возрастает их износ. Чтобы предотвратить этот эффект, используется постоянный подогрев катодов. Использование диммеров с фазовым регулированием также приводит к увеличению пульсаций яркости{{sfn|Рохлин|1991|c=441−442}}.
* ЛГ, ЛК, ЛЗ, ЛЖ, ЛР, ЛГР (лампы цветного свечения)
* ЛУФ (лампы [[ультрафиолет]]ового света)
* ЛСР (синего света рефлекторные)<ref name="бсэ">http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00044/12300.htm Люминесцентная лампа. БСЭ</ref>


== Срок службы, причины выхода из строя ==
Параметры выпускавшихся в СССР ламп по цветопередаче приведены в таблице:
[[Файл:Mercury loss.jpg|мини|Лампы с недостатком ртути. По краям ламп видно характерное красное свечение.]]
Люминесцентные лампы имеют значительно больший срок службы, чем лампы накаливания — до 12−15 тыс. ч{{sfn|БСЭ|1974}}. Продолжительность работы люминесцентной лампы определяется либо снижением светового потока, либо выходом лампы из строя из-за потери эмиссии электродов. Причины снижения яркости лампы:
* Снижение световой отдачи люминофора под действием ультрафиолетового излучения, взаимодействия с парами ртути, а также бомбардировки его электронами и ионами газов. Также ускорению износа люминофора способствует попадание в лампу примесей посторонних газов, как попадающих в лампу в процессе производства, так и образующихся в процессе её работы{{sfn|Рохлин|1991|c=408−410}};
* Испарение активного слоя электродов приводит к повышению напряжения и снижению рабочего тока, однако вплоть до полного израсходования активной массы электродов это влияние незначительно{{sfn|Рохлин|1991|c=408−410}}{{sfn|Рохлин|1991|c=334−337}};
* Поглощение ртути люминофором. Данная проблема редко встречалась в лампах ранних выпусков, но по мере того, как оборот ртути становился всё более строгим, её дозировка уменьшалась. Наиболее заметна эта проблема у амальгамных ламп.
Причиной потери эмиссии электродов в основном является испарение их в процессе работы и в меньшей степени — их осыпание. В процессе работы эмиссия электронов происходит на небольшом участке спирали, который сдвигается по мере наработки от сетевого конца спирали к стартерному. После полной выработки активного слоя лампа может перейти на тлеющий разряд, а после выключения перестаёт запускаться{{sfn|Рохлин|1991|c=334−337}}, зажигаясь лишь на короткое время от высоковольтного импульса стартера — в зависимости от конструкции пускорегулируюещго аппарата это как правило приводит к переходу в режим циклических попыток запуска. К числу факторов, влияющих на износ электродов, относится{{sfn|Рохлин|1991|c=447−451}}:
* Качество нанесения активного слоя;
* Конструкция электрода;
* Давление и состав наполняющего газа, количество ртути. Большее давление газа и больший атомный вес дают более благоприятные условия работы;
* Режим работы лампы, электрические характеристики пускорегулирующих аппаратов;
* Влияние окружающей среды.
Большое влияние на срок службы оказывает частота включений, так как наибольший износ оксида происходит в процессе зажигания лампы. Кроме того, недостаточный прогрев катодов при включении может уменьшить срок службы ещё больше.


==Преимущества и недостатки ==
{| class="wikitable"
[[файл:CFL flickering visible via rolling shutter.jpeg|мини|эффект, вызванный миганием лампы, заметный при съёмке на видеокамеру]]
!class="bright" | Аббревиатура
Основные преимущества люминесцентных ламп перед лампами накаливания — это их высокая [[Световая отдача|светоотдача]] (и, следовательно, [[Коэффициент полезного действия|КПД]]) — впятеро выше, чем у [[Лампа накаливания|ламп накаливания]], и длительный срок службы — до 15 тысяч часов. Но несмотря на эти достоинства, люминесцентные лампы длительное время сосуществовали с лампами накаливания.
!class="bright" | Расшифровка
!class="bright" | Оттенок
!class="bright" | Цветовая т-ра, К
!class="bright" | Назначение
!class="bright" | Цветопередача
!class="bright" | Примерный эквивалент по международной маркировке
|-
!colspan="7" | Лампы дневного света
|-
|ЛДЦ, ЛДЦЦ
| Лампы дневного света, с улучшенной цветопередачей; ЛДЦ — де-люкс, ЛДЦЦ — супер-де-люкс
| Белый с лёгким голубоватым оттенком и относительно низкой светоотдачей
| 6500
| Для [[музей|музеев]], [[выставка|выставок]], в [[фотография|фотографии]], в производственных и административных помещениях с повышенными требованиями к цветопередаче, [[Образовательные учреждения в России|образовательных учреждениях]], [[Жилище|жилых помещениях]]
| Приемлемая (ЛДЦ), хорошая (ЛДЦЦ)
| 765 (ЛДЦ),<br />865 (ЛДЦЦ)
|-
|ЛД
| Лампы дневного света
| Белый с лёгким голубоватым оттенком и высокой светоотдачей
| 6500
| В производственных и административных помещениях без высоких требований к цветопередаче
| Неудовлетворительная
| 565, 665
|-
!colspan="7" | Лампы естественного света
|-
|ЛЕЦ, ЛЕЦЦ
| Лампы естественного света, с улучшенной цветопередачей; ЛЕЦ — де-люкс, ЛЕЦЦ — супер-де-люкс
| Солнечно-белый с относительно низкой светоотдачей
| 4000
| Для музеев, выставок, в фотографии, в образовательных учреждениях, жилых помещениях
| Приемлемая (ЛЕЦ), хорошая (ЛЕЦЦ)
| 754 (ЛЕЦ),<br />854 (ЛЕЦЦ)
|-
|ЛЕ
| Лампы естественного света
| Белый без оттенка и высокой светоотдачей
| 4000
|
| Неудовлетворительная
| 654
|-
!colspan="7" | Другие осветительные лампы
|-
|ЛБ
| Лампы белого света
| Белый с лиловатым оттенком, плохой цветопередачей и высокой светоотдачей
| 3500
| В помещениях, где нужен яркий свет и не требуется цветопередача: производственных и административных помещениях, в [[метрополитен]]е
| Неудовлетворительная
| 640
|-
|ЛХБ
| Лампы холодно-белого света
| Белый с заметным голубым оттенком
| 4850
|
| Неудовлетворительная
| 680
|-
|ЛТБ
| Лампы тёпло-белого света
| Белый с «тёплым» розовым оттенком, для освещения помещений, богатых бело-розовыми тонами
| 2700
| В продовольственных [[магазин]]ах, предприятиях [[общественное питание|общественного питания]]
| Относительно приемлемая для тёплых тонов, неудовлетворительная для холодных
| 530, 630
|-
|ЛТБЦ
| Лампы тёпло-белого света с улучшенной цветопередачей
| Белый с «тёплым» розовым оттенком
| 2700
| Такое же, как и для ЛТБ, а также для жилых помещений.
| Приемлемая для тёплых тонов, менее удовлетворительная для холодных
| 730
|-
!colspan="7" | Лампы специального назначения
|-
|ЛГ, ЛК, ЛЗ, ЛЖ, ЛР, ЛГР
| Лампы с цветным люминофором
|nowrap | ЛГ — голубой,<br />ЛК — красный,<br />ЛЗ — зелёный,<br />ЛЖ — жёлтый,<br />ЛР — розовый,<br />ЛГР — лиловый
|align="center" | —
| Для [[Световой дизайн|светового дизайна]], художественной подсветки зданий, вывесок, витрин
|align="center" | —
|nowrap | ЛГ: 67, 18, BLUE<br />ЛК: 60, 15, RED<br />ЛЗ: 66, 17, GREEN<br />ЛЖ: 62, 16, YELLOW<ref>[http://www.ukrop.info/html/aqua/lamps/fl_europe.htm Параметры люминесцентных ламп для аквариума]</ref>
|-
|ЛСР
| Лампы синие рефлекторные
| Лампы ярко-синего света
|align="center" | —
| В электрофотографических [[Копировальный аппарат|копировально-множительных аппаратах]]
|align="center" | —
|align="center" | —
|-
|ЛУФ
| Ультрафиолетовые лампы
| Лампы тёмно-синего света с выраженной ультрафиолетовой компонентой
|align="center" | —
| Для ночной подсветки и дезинфекции в [[Медицинские учреждения|медицинских учреждениях]], [[казарма]]х и т.д., а также в качестве [[Лампа чёрного света|«чёрного света»]] для светового дизайна в [[ночной клуб|ночных клубах]], на [[дискотека]]х и т.п.
|align="center" | —
| 08
|}


Принципиальный недостаток люминесцентных ламп — использование [[ртуть|ртути]], что требует соблюдения определённых условий их хранения и утилизации. Именно этот недостаток нередко становится причиной их запрета. Однако имеется множество других особенностей и ограничений, из-за которых люминесцентные лампы долгое время использовались исключительно для освещения производственных помещений и общественных зданий:
== Особенности подключения ==
[[Файл:Fluorescence T5.jpg|thumb|250px|Дешёвый вариант электронного подключения]]
Люминесцентная лампа, в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две:
* Для зажигания дуги в люминесцентной лампе требуется предварительный прогрев электродов и импульс высокого напряжения.
* Люминесцентная лампа имеет [[отрицательное дифференциальное сопротивление]], после зажигания лампы ток в ней многократно возрастает. Если его не ограничить, лампа выйдет из строя.
Для решения этих проблем применяют специальные устройства — балласты. Наиболее распространённые на сегодняшний день схемы: электромагнитный балласт с неоновым стартёром и различные разновидности электронных балластов.


* Неравномерный линейчатый спектр, вызывающий искажения цвета освещённых предметов. Этот недостаток существенен при применении их в [[Музей|музеях]] и на [[Выставка|выставках]], а также в ряде специальных применений. [[Индекс цветопередачи|Качество цветопередачи]] зависит от применённого в лампе [[Люминофор|люминофора]], однако люминофоры с лучшей цветопередачей имеют меньшую светоотдачу и могут иметь другие недостатки.
=== Электромагнитный балласт ===
* Лампы могут иметь различные оттенки цвета ([[цветовая температура|цветовую температуру]]). Оттенок может меняться от партии ламп к партии, а также по мере износа лампы. Кроме того, по мере износа у лампы снижается светоотдача.


* Лампы дают рассеянный свет, что в определённых случаях может считаться достоинством, однако в других случаях необходим точечный или компактно расположенный источник света, и в этом случае люминесцентные лампы неприменимы.
[[Файл:Old Ballst.JPG|thumb|250px|Электромагнитный балласт «1УБИ20» серии 110 завода ВАТРА, СССР.]]
* Стандартные люминесцентные лампы имеют большие линейные размеры, что ограничивает их применение. Частично эта проблема решена с применением [[компактная люминесцентная лампа|компактных люминесцентных ламп]].
'''Электромагнитный балласт''' представляет собой электромагнитный дроссель, подключаемый последовательно с лампой. Параллельно лампе подключается стартёр, представляющий собой неоновую лампу с биметаллическими электродами и конденсатор. Дроссель формирует за счёт самоиндукции запускающий импульс, а также ограничивает ток через лампу. Преимуществом электромагнитного балласта является простота конструкции. Недостатков же такой схемы достаточно много:
* Помехи в питающей сети, возникающие как из-за самого разряда, так и из-за применённых схем включения{{sfn|Рохлин|1991|с=445}}.
* Долгий запуск (1-3 сек в зависимости от степени износа лампы);
* Электрические параметры люминесцентной лампы не позволяют включать её напрямую в электрическую сеть, требуя специальной схемы для прогрева, запуска и поддержания рабочего тока. Многие особенности работы ламп обусловлены применяемой пускорегулирующей аппаратуры:
* Меньший срок службы ламп;
** Традиционный электромагнитный балласт со стартерной схемой включения: имеет большие габариты и массу, создаёт шум при работе (зависит от качества исполнения дросселя), не обеспечивает оптимальный режим запуска ламп, зависит от напряжения в сети, требует периодической замены стартера — так как неисправный стартер может привести к выходу из строя исправной лампы. По мере износа лампы запуск занимает всё большее время, переходя в циклический перезапуск. Проблемы с низким [[коэффициент мощности|коэффициентом мощности]] и пульсациями света решаются использованием многоламповых схем с [[Фазорасщепитель|расщеплением фазы]]{{sfn|Рохлин|1991|с=436}}.
* Большее потребление энергии, чем у электронной схемы;
** Бесстартерная схема горячего зажигания не требует замены стартера, а также обеспечивает более щадящий режим запуска, однако ещё более требовательна к напряжению сети и имеет более низкий КПД из-за того, что накал электродов не отключается после запуска. Кроме того, быстрота зажигания зависит от конструкции светильника, влажности воздуха, состояния лампы и других непрогнозируемых факторов{{sfn|Рохлин|1991|с=436−438}}.
* Малый [[Коэффициент мощности|cos φ]];
** Бесстартерная схема мгновенного зажигания позволяет обойтись без предварительного накала катодов и обеспечить надёжное зажигание, однако требует специально предназначенных для такой схемы ламп и сильно снижает срок их службы{{sfn|Рохлин|1991|с=436}}.
* Низкочастотный гул (100[[Гц]]), исходящий от дросселя;
** Электронный пускорегулирующий аппарат, работающий на повышенной частоте, более компактный{{sfn|Рохлин|1991|с=443−445}}, не создаёт шума при работе, однако более дорог и может быть повреждён как из-за проблем в питающей сети (импульсные перенапряжения, повышенное напряжение), так и при неисправности ламп. Электронные пускорегулирующие аппараты в зависимости от сложности и качества исполнения схемы могут иметь различный коэффициент мощности, уровень пульсаций света и режим запуска ламп — качественные электронные пускорегулирующие аппараты позволяют добиться большего срока службы, более высокой светоотдачи по сравнению с традиционными электромагнитными, и почти полного отсутствия пульсаций{{sfn|Рохлин|1991|с=443−445}}. Электронный балласт может создавать дополнительные помехи в питающей сети.
* Мерцание лампы с удвоенной частотой сети, которое может повредить зрению, а иногда бывает опасным (из-за [[стробоскоп]]ического эффекта вращающиеся синхронно с частотой сети предметы могут казаться неподвижными. Поэтому люминесцентные лампы с электромагнитным балластом не применяют для освещения подвижных частей станков и механизмов)
** При подключении лампы в сеть постоянного тока требуются специальные схемы включения. Непосредственное включение стандартной лампы в сеть постоянного тока приводит к катафорезу на катоде и перегреву анода. Для работы на постоянном токе требуется либо использовать специализированные лампы, либо периодически сменять полярность приложенного напряжения{{sfn|Рохлин|1991|с=439}}. Кроме того, работа на постоянном токе не позволяет использовать дроссель в качестве балласта. Поэтому предпочтительнее включение лампы через генератор тока высокой частоты.
* Большие габариты и масса
* Регулирование света люминесцентной лампы — также более сложная задача, чем для лампы накаливания, так как необходимо поддерживать постоянную температуру электродов вне зависимости от яркости, а также по возможности не допускать погасания разряда и обеспечивать надёжное перезажигание{{sfn|Рохлин|1991|с=441−442}}.


== Схожие виды ламп ==
=== Электронный балласт ===
Аналогично люминесцентной лампе устроена [[кварцевая лампа]], отличие лишь в отсутствии люминофора и использовании [[кварцевое стекло|кварцевого стекла]] в качестве материала колбы. Эта лампа используется для получения ультрафиолета, необходимого для обеззараживания помещений. Для освещения взлётно-посадочных полос и световой сигнализации могут применяться неоновые дуговые лампы мощностью до нескольких киловатт, имеющие похожее устройство.
[[Файл:EVG kompakt-chtaube050410.jpg|thumb|250px|Электронный балласт]]
'''Электронный балласт''' подаёт на электроды лампы напряжение не с частотой сети, а высокочастотное (20-60 кГц), в результате чего заметное для глаз мигание ламп исключено. Может использоваться один из двух вариантов запуска ламп:
* '''Холодный запуск''' - при этом лампа зажигается сразу после включения. Такую схему лучше использовать в случае, если лампа включается и выключается редко, так как режим холодного пуска более вреден для электродов лампы.
* '''Горячий запуск''' - с предварительным прогревом электродов. Лампа зажигается не сразу, а спустя 0,5-1 сек, зато срок службы увеличивается, особенно при частых включениях и выключениях.
Потребление электроэнергии люминесцентными светильниками при использовании электронного балласта обычно на 20-25% ниже. Использование централизованных систем освещения с автоматической регулировкой позволяет сэкономить до 85% электроэнергии.


Схожий с люминесцентной лампой принцип применяется в [[дуговая ртутная лампа|ртутных лампах высокого давления]], однако конструкция таких ламп значительно отличается — в них разряд происходит во внутренней колбе, а люминофор нанесён на вторую — внешнюю. Такие лампы применялись в основном для уличного освещения, так как имеют длительное время запуска{{sfn|Рохлин|1991|c=467−521}}.
=== Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом ===
[[Файл:Fluorescent lamp-electronic ballast starter-movie VNr°0001.ogv|thumb|200px|right|При включении пускатель срабатывает несколько раз подряд]]
[[Файл:Starterp.jpg|thumb|стартер]]


Преобразование ультрафиолетового света разряда в видимый спектр может использоваться также в [[газоразрядная лампа тлеющего разряда|лампах тлеющего разряда]] (CCFL-лампы) — наряду с лампами, в которых использовалось самостоятельное свечение газов, преимущественно неона. Такие лампы не содержат подогревателей, электроды в них выполнены в виде цилиндрических «стаканов»{{sfn|Рохлин|1991|с=327—328}} и они работают при значительно более высоком напряжении. Такие лампы использовались в рекламе{{sfn|Рохлин|1991|с=461−464}}, а также в подсветке жидкокристаллических дисплеев, гораздо реже — в общем освещении.
В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой миниатюрную газоразрядную лампу, обычно неоновую. Один электрод стартера неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве. Есть также стартеры и с двумя гибкими электродами (симметричные). В исходном состоянии электроды стартера разомкнуты. Стартер подключен параллельно лампе так, чтобы при замыкании его электродов ток проходил через спирали лампы.


Также существуют [[Безэлектродная лампа|безэлектродные люминесцентные лампы]], в которых разряд в парах ртути возбуждается электромагнитным полем расположенной снаружи лампы катушки индуктивности. Такие лампы имеют более высокий срок службы за счёт отсутствия оксидных электродов, но требуют сложной схемы накачки{{sfn|Рохлин|1991|c=420−421}}.
В момент включения к электродам лампы и стартера прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Электроды лампы холодные и напряжение сети недостаточно для её зажигания. Но в стартере от приложенного напряжения возникает тлеющий разряд, и ток проходит через электроды лампы и стартера. Ток разряда мал для разогрева электродов лампы, но достаточен для разогрева электродов стартера, отчего биметаллическая пластинка, изгибается и замыкается с жёстким электродом. Ток в цепи возрастает и разогревает электроды лампы. Когда электроды стартера остывают, цепь размыкается, и благодаря [[Самоиндукция|самоиндукции]] происходит бросок напряжения на дросселе, необходимый для зажигания дуги. Параллельно стартеру подключен миниатюрный конденсатор небольшой емкости, служащий для подавления радиопомех и улучшения условий зажигания лампы. Конденсатор вместе с дросселем образует колебательный контур, который стабилизирует напряжение и увеличивает длительность импульса зажигания. При отсутствии конденсатора этот импульс будет слишком коротким, а амплитуда слишком большой и энергия, накопленная в дросселе израсходуется на разряд в стартере. К моменту размыкания стартера электроды лампы уже достаточно разогреты, но в лампе ещё не вся ртуть испарилась и разряд проходит в атмосфере [[аргон]]а. Как только вся ртуть в колбе лампы испаряется, лампа выходит на рабочий режим.


== Безопасность и утилизация ==
Рабочее напряжение лампы ниже сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, поэтому повторного срабатывания стартера не происходит. В процессе зажигания лампы стартер иногда срабатывает несколько раз подряд, если он размыкается в момент, когда мгновенное значение тока дросселя равно нулю, либо электроды лампы еще недостаточно разогреты. По мере износа рабочее напряжение растёт, количество циклов срабатывания стартера увеличивается, и в конце концов лампа уже не может выйти на рабочий режим. Это вызывает характерное мигание вышедшей из строя лампы. Когда лампа гаснет, можно видеть свечение катодов, разогретых током, протекающим через стартер.
Все люминесцентные лампы содержат [[ртуть]] (в дозах от 1 до 70 мг), ядовитое вещество 1-го класса опасности. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью.


Законодательство по RoHS (сокращение с англ. Restriction of use of Hazardous Substances — Ограничение использования опасных веществ) регламентирует применение ртути, а также других потенциально опасных элементов в электротехническом и электронном оборудовании. 1 июля 2006 года Директива RoHS вступила в действие на всей территории Европейского сообщества. Цель Директивы очевидна — ограничить применение шести основных опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании, тем самым обеспечивая требуемый уровень защиты здоровья людей и окружающей среды [https://web.archive.org/web/20120407130442/http://www.bis.gov.uk/assets/nmo/docs/rohs/exemptions/all%20current%20exemptions%2014%20sept%202011.pdf]
=== Механизм запуска лампы с электронным балластом ===
[[Файл:EVG offen-chtaube050410.jpg|250px|thumb|Электронный балласт]]
[[Файл:Flouresent.ogv|thumb|200px|right|Мерцание лампы]]
В отличие от электромагнитного балласта для работы электронного балласта обычно не требуется отдельный специальный стартер так как такой балласт в общем случае способен сформировать необходимые последовательности напряжений сам. Существуют различные способы запуска люминесцентных ламп. Чаще всего электронный балласт подогревает катоды ламп и прикладывает к катодам напряжение, достаточное для зажигания лампы, обычно — переменное и более высокой частоты, чем сетевое (что заодно устраняет мерцание лампы, характерное для электромагнитных балластов). В зависимости от конструкции балласта и временных параметров последовательности запуска лампы такие балласты могут обеспечивать, например, плавный запуск лампы с постепенным нарастанием яркости до полной за несколько секунд или же мгновенное включение лампы. Часто встречаются комбинированные методы запуска, когда лампа запускается не только за счет факта подогрева катодов лампы, но и за счет того, что цепь, в которую включена лампа, является колебательным контуром. Параметры колебательного контура подбираются так, что при отсутствии разряда в лампе в контуре возникает явление электрического [[резонанс]]а, ведущее к значительному повышению напряжения между катодами лампы. Как правило, это ведет и к росту тока подогрева катодов, поскольку при такой схеме запуска спирали накала катодов нередко соединены последовательно через конденсатор, являясь частью колебательного контура. В результате за счет подогрева катодов и относительно высокого напряжения между катодами лампа легко зажигается. После зажигания лампы параметры колебательного контура изменяются, резонанс прекращается и напряжение в контуре значительно падает, сокращая ток накала катодов. Существуют вариации данной технологии. Например, в предельном случае балласт может вообще не подогревать катоды, вместо этого приложив достаточно высокое напряжение к катодам, что неизбежно приведет к почти мгновенному зажиганию лампы за счет пробоя газа между катодами. По сути этот метод аналогичен технологиям, применяемым для запуска ламп с холодным катодом (CCFL). Данный метод достаточно популярен у радиолюбителей, поскольку позволяет запускать даже лампы с перегоревшими нитями накала катодов, которые не могут быть запущены обычными методами из-за невозможности подогрева катодов. В частности, этот метод нередко используется радиолюбителями для ремонта компактных энергосберегающих ламп, которые являются обычными люминесцентными лампами со встроенным электронным балластом в компактном корпусе. После небольшой переделки балласта такая лампа может еще долго служить невзирая на перегорание спиралей подогрева, и ее срок службы будет ограничен только временем до полного распыления электродов.


Существует несколько фирм по утилизации ламп, и юридические лица, а также индивидуальные предприниматели обязаны сдавать лампы на переработку и разрабатывать паспорт опасного отхода. Кроме того, в ряде городов существуют полигоны по утилизации токсичных отходов, принимающие отходы от частных лиц бесплатно. В Москве перегоревшие люминесцентные лампы бесплатно принимаются для дальнейшей переработки в районных [[жилищно-эксплуатационная контора|ЖЭКах]], где установлены специальные контейнеры<ref>http://businesspravo.ru/Docum/DocumShow_DocumID_61031.html%20 {{Wayback|url=http://businesspravo.ru/Docum/DocumShow_DocumID_61031.html%20 |date=20100112082405 }} Распоряжение правительства Москвы «Об организации работ по сбору, транспортировке и переработке отработанных люминесцентных ламп» от 20 декабря 1999 г. № 1010-РЗП</ref><ref>Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) http://greenpeace.org/russia/ru/643172/647372/1827524 {{Wayback|url=http://greenpeace.org/russia/ru/643172/647372/1827524 |date=20100110082446 }}</ref>. Если лампы не принимают в ДЕЗ и РЭУ, необходимо жаловаться в управу или префектуру.<ref>{{Cite web |url=http://kp.ru/daily/24457/619469/ |title=Лампа сгорела — выбросить некуда // KP.RU — Москва<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2010-03-17 |archive-date=2010-03-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100322200647/http://www.kp.ru/daily/24457/619469 |deadlink=no }}</ref> В магазинах IKEA в отделе «Обмен или возврат покупок» принимают на переработку любые энергосберегающие лампы любого производителя.<ref>{{Cite web |url=http://www.ikea.com/ms/ru_RU/about_ikea/our_responsibility/climate_change/future_lighting.html |title=IKEA {{!}} Освещение будущего<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2010-03-17 |archive-date=2010-04-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100409094824/http://www.ikea.com/ms/ru_RU/about_ikea/our_responsibility/climate_change/future_lighting.html |deadlink=no }}</ref>
== Причины выхода из строя ==
3 сентября 2010 года в России было принято Постановление № 681 «Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде».


Постановление также содержит рекомендательные меры по предотвращению и дезинфекции помещений после происхождения аварийных ситуаций с ртутьсодержащими лампами:
[[Файл:Fluorescent bulb check 1.JPG|thumb|250px|Проверка электродов одной стороны на целостность. Сопротивление 9,9Ω говорит о том, что нить электрода на этой стороне цела.]]
<blockquote>V. Правила ликвидации аварийных ситуаций при обращении с ртутьсодержащими отходами.
[[Файл:Fluorescent light bulb check 2.JPG|thumb|250px|Проверка электродов одной стороны на целостность. Бесконечно большое сопротивление говорит о том, что нить электродов разорвана. Вторым признаком является потемнение вблизи электрода.]]
: 27. В случае сбоя ртутьсодержащей лампы (ламп) '''физическим лицом''' '''в бытовых условиях''', либо в случае сложного ртутного загрязнения в организации, загрязненное помещение должно быть людьми покинуто и, одновременно, должен быть организован вызов соответствующих подразделений (специализированных организаций) '''через Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям''' и ликвидации последствий стихийных бедствий.
Электроды люминесцентной лампы представляют собой вольфрамовые нити, покрытые пастой (активной массой) из щелочноземельных металлов. Эта паста и обеспечивает стабильный дуговой разряд и предохраняет вольфрамовые нити от перегрева. В процессе работы она постепенно осыпается с электродов, выгорает и испаряется. Особенно интенсивно она осыпается во время запуска, когда некоторое время разряд происходит не по всей площади электрода, а на небольшом участке его поверхности, что приводит к локальным перепадам температур. Отсюда потемнение на концах лампы, часто наблюдаемое ближе к окончанию срока службы. Когда паста выгорит полностью, ток лампы начинает падать, а напряжение, соответственно, возрастать.


: 28. После эвакуации людей должны быть приняты достаточные меры к исключению доступа на загрязненный участок посторонних лиц, а также возможные меры по локализации границ распространения ртути и её паров.
=== Выход из строя ламп с электромагнитным балластом ===


: 29. В случае единичного разрушения ртутьсодержащих ламп в организации устранение ртутного загрязнения может быть выполнено персоналом самостоятельно с помощью созданного для этих целей демеркуризационного комплекта (состав комплекта утверждается Правительством Российской Федерации по представлению Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий совместно с Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору и Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека).
Повышение напряжения на лампе в процессе ее старения приводит к тому, что начинает постоянно срабатывать стартер — отсюда всем известное мигание вышедших из строя ламп. При этом электроды лампы постоянно разогреваются, и в конце концов (примерно через 2 — 3 дня мигания) одна из нитей перегорает. Затем минуту-две лампа горит без мерцания, разряд исходит от остатков перегоревшего электрода, на котором уже нет пасты из щелочноземельных металлов, остался только вольфрам. Эти остатки вольфрамовой нити очень сильно разогреваются, из-за чего частично испаряются, либо осыпаются, после этого разряд переходит на траверсу (проволоку, к которой крепится вольфрамовая нить с активной массой), она частично оплавляется и лампа вновь начинает мерцать. Если ее выключить, она больше не загорится.
</blockquote>


== Примечания ==
=== Выход из строя ламп с электронным балластом ===
{{примечания}}
[[Файл:Ballast for 15W.JPG|thumb|250px|left|Низкокачественный ЭПРА]]
В процессе старения лампы постепенно выгорает активная масса электродов, после чего нити разогреваются и перегорают. В качественных балластах предусмотрена схема автоматического отключения перегоревшей лампы. В некачественных ЭПРА подобная защита отсутствует, и после повышения напряжения лампа погаснет, а в цепи наступит резонанс, приводящий к значительному возрастанию тока и перегоранию транзисторов балласта.

Также нередко в балласты низкого качества (обычно на компактных люминесцентных лампах со встроенным балластом) на выходе устанавливается [[Электрический конденсатор|конденсатор]], рассчитанный на напряжение, близкое к рабочему напряжению новой лампы. По мере старения лампы напряжение повышается и в конденсаторе возникает пробой, также выводящий из строя транзисторы балласта<ref>http://www.pavouk.org/hw/lamp/en_index.html{{ref-en}} Compact Fluorescent Lamp (CFL)</ref>.

При выходе из строя лампы с электронным балластом мерцание, как в случае с электромагнитным балластом отсутствует, лампа гаснет сразу. Установить причину выхода из строя можно, проверив целостность нитей лампы любым [[омметр]]ом, [[мультиметр]]ом или специализированным прибором для проверки ламп. Если нити лампы имеют низкое сопротивление (порядка 10 Ом, т. е. не перегорели), то причина выхода из строя в низком качестве балласта, если одна либо обе из нитей имеют высокое (бесконечное) сопротивление, то лампа перегорела от старости либо от перенапряжения. В последнем случае имеет смысл попробовать заменить саму лампу, однако, если новая лампа также не светится и питание схемы балласта присутствует, то это также говорит о низком качестве балласта.

== Люминофоры и спектр излучаемого света ==

[[Файл:Fluorescent lighting spectrum peaks labelled.png|thumb|right|540px|Типичный спектр люминесцентной лампы.]]
[[Файл:Spektrum 60W ESL.jpg|thumb|[[Спектр излучения]]: непрерывный 60-ватной [[лампа накаливания|лампы накаливания]] (вверху) и линейчатый 11-ватной компактной люминесцентной лампы (внизу), линейчатый спектр излучения может вызвать искажения в цветопередаче]]

Многие люди считают свет, излучаемый люминесцентными лампами, грубым и неприятным. Цвет предметов, освещенных такими лампами, может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за синих и зелёных линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти - из-за типа применяемого люминофора.

Во многих дешевых лампах применяется галофосфатный люминофор, который излучает в основном жёлтый и синий свет, в то время как красного и зелёного излучается меньше. Такая смесь цветов глазу кажется белым, но при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета. Однако такие лампы, как правило, имеют очень высокую световую отдачу.

В более дорогих лампах используется «трёхполосный» и «пятиполосный» люминофор. Это позволяет добиться более равномерного распределения излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы, как правило, имеют более низкую световую отдачу. Помимо прочего, колбы дорогих (специальных) ламп изготавливаются из кварцевого стекла пропускающие лучи в ультрафиолетовом диапазоне волн.

В домашних условиях оценить спектр лампы можно с помощью компакт-диска. Для этого нужно посмотреть на отражение света лампы от рабочей поверхности диска - в дифракционной картине будут видны спектральные линии люминофора. Если лампа расположена близко, между лампой и диском лучше поместить экран с маленьким отверстием.

=== Специальные люминесцентные лампы ===
Также существуют специальные люминесцентные лампы с различными спектральными характеристиками:

* Лампы, отвечающие самым высоким требованиям к цветопередаче естественного цвета при дневном освещении 5400К. Служат для устранения эффекта [[цветовая мимикрия|цветовой мимикрии]]. Она незаменима в случаях, когда нужна атмосфера живого дневного света, например, в типографиях, зубоврачебных кабинетах, и лабораториях, при просмотре диапозитивов и в специализированных магазинах текстильных товаров.

* Лампы, которые излучают свет, который по своей спектральной характеристике схож с солнечным светом. Данные лампы рекомендуется для помещений с недостатком дневного света, например для офисов, банков и магазинов. Благодаря своей очень хорошей цветопередаче и высокой температуре цвета (6500К) она идеально подходит для сравнения красок и медицинской светотерапии.

* Лампы для растений и аквариумов с усиленным излучением в спектральном диапазоне синего и красного света. Идеально воздействует на фотобиологические процессы. Данные лампы с обозначениями излучают свет с минимальным содержанием ультрафиолетовой составляющей типа А (при абсолютном отсутствии ультрафиолетовых составляющих типа В и С).

* Декоративные лампы красного, жёлтого, зелёного и синего цвета. Цветные люминесцентные лампы особенно пригодны для декоративного освещения и создания специальных световых эффектов. Помимо прочего, люминесцентная лампа желтого света, не содержащего ультрафиолетовую составляющую. Поэтому эта лампа рекомендована для стерильных производств, например, для цехов по изготовлению микросхем, а также для общего освещения без УФ-излучения.

* Люминесцентные лампы, предназначенные для освещения помещений, в которых содержатся [[птицы]]. Спектр этих ламп содержит ближний [[ультрафиолет]], что позволяет создать более комфортное для них освещение, приблизив его к естественному, так как птицы, в отличие от людей, имеют четырехкомпонентное зрение.

* Лампы, предназначенные для освещения мясных прилавков в супермаркетах. Свет этих ламп имеет розовый оттенок, в результате такого освещения мясо приобретает более аппетитный вид, что привлекает покупателей<ref>[http://www.src-master.ru/article13158.html Освещение, которое продает<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>.

* Люминесцентные лампы для соляриев и косметических салонов бывают трех исполнений<ref>Каталог Osram: Источники света, стр. 6.06</ref>:
# Лампы 78R с практически чистым ультрафиолетовым излучением типа А выше 350 нм. При облучении в этом диапазоне для нормальной кожи опасности получения ожога практически не существует. При достаточно продолжительном облучении вследствие прямой пигментации кожи эффект загара появляется уже вскоре после первого сеанса облучения.
# Лампы 79 и 79R с высокой мощностью ультрафиолетового излучения типа А для прямой пигментации и с небольшой составляющей ультрафиолетового излучения типа В для нового образования пигмента. Благодаря минимальному значению ультрафиолетовой составляющей типа В риск получения солнечного ожога минимален.
# Лампы с действием, аналогичным действию солнечного света благодаря значительной составляющей ультрафиолетового излучения типа А и гармоничной составляющей биологически эффективного излучения типа В. После регулярного принятия процедур облучения в результате длительной пигментации кожи образуется свежий и стойкий отпускной загар при высокой степени защиты кожи от облучения. Лампа позволяет проводить облучение с целью создания эффекта натурального загара в кратчайшие сроки и поэтому рекомендуется для профессионального применения.

* Ультрафиолетовые люминесцентные лампы с колбами из «чёрного» стекла: Различные материалы обладают способностью преобразовывать невидимое ультрафиолетовое излучение в световое излучение (создавать эффект люминесценции). Такие лампы представляют собой облучатели с длинноволновым ультрафиолетовым излучением, возбуждающим люминесценцию. Поэтому они являются незаменимыми источниками излучения для любых видов исследований с применением люминесцентного анализа. Эти лампы генерируют свое излучение только в длинноволновом ультрафиолетовом диапазоне от 300 до 400 нм, которое не видно для глаза и совершенно безвредно. Видимое излучение почти полностью поглощается. Области применения:
** ''Материаловедение'': Исследования материалов с помощью люминесценции, например, выявление тончайших трещин вала двигателя.
** ''Текстильная промышленность'': Анализ материалов, например, химического состава и видов примесей в шерстяных материалах. Распознавание невидимых загрязнений и возможных пятен после чистки
** ''Пищевая промышленность'': Обнаружение фальсификаций в продуктах питания, мест гниения во фруктах (особенно в апельсинах), мясе, рыбе и т.д.
** ''Криминалистика'': Выявление фальшивок среди банкнот, чеков и документов, а также внесенных в них изменений, удаленных пятен крови, подделок картин и т.д.
** ''Почта'': Рациональная обработка корреспонденции с помощью автоматических штемпельных машин для конвертов, проверка подлинности почтовых марок
** Создание световых эффектов на сценах драматических и музыкальных театров, в кабаре, варьете, дискотеках, барах, кафе
** ''Прочие области применения'': Реклама и оформление витрин. Сельское хозяйство (например, проверка посевного материала). Минералогия. Проверка драгоценных камней, искусствоведение.

* Облучатели для стерилизации и озонирования: Данные облучатели имеют благодаря своему коротковолновому УФ-излучению типа С бактерицидное воздействие и поэтому применяются для стерилизации. Рациональное применение этих облучателей гарантируется только в специальных, предназначенных для них установках. Поэтому монтаж облучателей в установки должен проводиться только изготовителем установок. Области применения:
** стерилизация воды: питьевой воды, воды для плавательных бассейнов, сточных вод
** стерилизация и дезодорирование воздуха в кондиционерах, больницах, складских помещениях
** стерилизация поверхностей в фармацевтической и упаковочной промышленностях
** стирание информации с современных микроэлектронных блоков памяти (ППЗУ) с помощью ламп HNS G5 OFR и HNS 10/U OFFS.

* Лампы со специальными цветовыми характеристиками:
** LF71 — для полимеризации пластмасс, клеев, лаков, красок на глубину не более 1мм; лечение [[гипербилирубинемия|гипербилирубинемии]].
** LF78 — для полимеризации пластмасс, клеев, лаков, красок на глубину более 1мм; лечение [[псориаз]]а; привлечения насекомых в инсектоловушки; для распознавания подделок.

== Варианты исполнения ==

Люминесцентные лампы - газоразрядные лампы низкого давления - разделяются на линейные и компактные.

=== Линейные лампы ===
[[Файл:Fluorescent light bulbs 09.JPG|thumb|left]]
'''Линейная люминесцентная лампа''' — ртутная лампа низкого давления прямой, кольцевой или U-образной формы, в которой большая часть света излучается люминесцентным покрытием, возбуждаемым ультрафиолетовым излучением разряда. Часто такие лампы совершенно неправильно называют - колбчатыми или трубчатыми, такое определение является устаревшим, хотя не противоречит ГОСТ 6825-91, в котором принято обозначение "трубчатые".

Двухцокольная линейная прямолинейная люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку, по концам которой вварены стеклянные ножки с укрепленными на них электродами (спиральными нитями подогрева).
На внутреннюю поверхность трубки наносится тонкий слой кристаллического порошка — люминофора. Трубка заполнена инертным газом или смесью инертных газов (Ar, Ne, Kr) и герметически запаяна. Внутрь вводится дозированное количество ртути, которая при работе лампы переходит в парообразное состояние. На концах лампы имеются цоколи с контактными штырьками для подключения лампы в цепь.

Различаются по [[диаметр]]у и по типу цоколя, имеют следующие обозначения:
* T4 (диаметр 4/8 дюйма=1.27 см),
* T5 (диаметр 5/8 дюйма=1.59 см),
* T8 (диаметр 8/8 дюйма=2.54 см),
* T10 (диаметр 10/8 дюйма=3.17 см) и
* T12 (диаметр 12/8 дюйма=3.80 см).

Лампы такого типа часто можно увидеть в промышленных помещениях, [[офис]]ах, [[магазин]]ах на транспорте и т. д.

В практике производителей светодиодных светильников и ламп часто также встречается обозначение ламп типа Т8. Кроме только внешнего сходства с люминесцентными линейными лампами Т8 и возможной их специально оговоренной замены с доработкой (реконструкцией) светильника, такие светодиодные лампы (светильники) ничего общего не имеют.
<br clear=all />

=== Компактные лампы ===

{{main|Компактная люминесцентная лампа}}

[[Файл:Compactandlamps.jpg|thumb|250px|Компактные люминесцентные лампы]]

Представляют собой лампы с изогнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на:
* 2D
* G23
* 2G7
* G24
** G24Q1
** G24Q2
** G24Q3
* G53

Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27, E14 и Е40 что позволяет использовать их в любых светильниках вместо ламп накаливания. Преимуществом компактных ламп являются устойчивость к механическим повреждениям и небольшие размеры. Цокольные гнёзда для таких ламп предназначены для монтажа в обычные светильники, срок службы таких ламп составляет от 6000 до 15000 часов.

==== 2D ====
[[Файл:GE biax 2D.JPG|thumb|250px|2D]]
Представляет собой изогнутую в одной [[плоскость|плоскости]] люминесцентную лампу с очертаниями в форме [[квадрат]]а. Цоколь представляет собой [[прямоугольник]] 36х60 мм, имеет встроеный электронный стартер, в центре 2 латунных [[Электрический контакт|контакта]] на расстоянии 8мм друг от друга, в качестве крепления на высоте 20мм от центра используется пластиковый затвор. [[Мощность]] ламп 2D составляет 16, 28 и 36 ватт. Основное применение: в качестве декоративного освещения, иногда встречаются в [[IP (степень защиты оболочки)|герметичных светильниках]] для душевых кабинок и в качестве интегрированого освещения современных душевых кабинок.

<br clear=all>
==== G23 ====
[[Файл:G23 with inductive ballast.JPG|thumb|200px|left|G23 с электромагнитным балластом]]
У лампы G23 внутри цоколя расположен стартер и конденсатор, для запуска лампы дополнительно необходим только [[дроссель]] либо электронный ПРА (в таком случае стартер не задействуется, лампу запускает конденсатор). Их мощность обычно не превышает 14 Ватт. Основное применение — настольные лампы, зачастую встречаются в светильниках для душевых и ванных комнат, а также нередко в общих помещениях новых жилых домов ([[лестница|лестничные клетки]], [[коридор]]ы, [[тамбур]]ы). Цокольные гнезда таких ламп имеют специальные отверстия для монтажа в обычные настенные светильники.

<br clear=all>
==== 2G7 ====
<!-- Кто-нибудь, сфоткайте 2G7, у кого есть такая возможность, у нас на складе они закончились, зараннее спасибо! -->
Внешне лампа с цоколем 2G7 напоминает лампу с цоколем G23, однако у этого типа цоколя четыре штырька вместо двух, а встроенные стартер и конденсатор отсутствуют. Такая лампа предназначена только для работы с электронными ПРА. Применяются в настольных лампах.

==== G24 ====
[[Файл:Kompaktleuchtstofflampe.jpeg|thumb|left|Универсальная лампа Osram с цоколем G24]]
Лампы G24D1,G24D2 и G24D3 также имеют встроенный стартер, их мощность как правило от 11 до 36 Ватт. Применяются как в промышленных, так и в бытовых светильниках. Стандартный цоколь G24 можно крепить как шурупами, так и на купол (современные модели светильников).

<br clear=all>
==== G53 ====
[[Файл:G53.JPG|thumb|G53]]
Лампы G53 представляют собой тонкий [[диск]] (16-20мм) большого [[диаметр]]а (~73мм). Цоколь таких ламп имеет 2 латунных Т-образных [[Электрический контакт|контакта]] по бокам на расстоянии 53мм друг от друга. В качестве источника света используется согнутая в одной [[плоскость|плоскости]] тонкая герметичная трубка люминесцентной лампы с торчащими из неё 4 контактами. Одним из особенностей исполнения являются интегрированые отражатель и линза (оболочка). Лампы G53 имеют встроеный электронный балласт, поэтому для их работы необходимо только питание от сети. Небольших размеров ламп G53 добиваются при помощи использования [[Поверхностный монтаж|поверхностного монтажа компонентов на плату]] электронного балласта и использования обеих сторон платы электронного балласта для монтажа электронных компонентов (SMD). [[Мощность]] таких ламп составляет от 6 до 11 ватт, светильники для ламп этого типа выпускаются как для влажных помещений со [[IP (степень защиты оболочки)|степенью защиты]] IP44, так и без закрытого корпуса для монтажа в [[гипсокартон]]ный потолок на замену более энергоёмким [[Галогенная лампа|галогенным лапмам]].

== Утилизация ==

Существует несколько фирм по [[Утилизация|утилизации]] ламп, и юридические лица, а также индивидуальные предприниматели обязаны сдавать лампы на переработку и разрабатывать паспорт опасного отхода. Кроме того в ряде городов существуют полигоны по утилизации токсичных отходов, принимающие отходы от частных лиц бесплатно. В Москве перегоревшие люминесцентные лампы бесплатно принимаются для дальнейшей переработки в районных [[ДЕЗ]] или [[РЭУ]], где установлены специальные контейнеры.<ref>http://businesspravo.ru/Docum/DocumShow_DocumID_61031.html%20 Распоряжение правительства Москвы «Об организации работ по сбору, транспортировке и переработке отработанных люминесцентных ламп» от 20 декабря 1999 г. № 1010-РЗП</ref><ref>Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) http://greenpeace.org/russia/ru/643172/647372/1827524</ref> Если лампы не принмают в ДЕЗ и РЭУ, необходимо жаловаться в управу или префектуру.<ref>[http://kp.ru/daily/24457/619469/ Лампа сгорела — выбросить некуда // KP.RU — Москва<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref> В магазинах IKEA в отделе «Обмен или возврат покупок» принимают на переработку любые энергосберегающие лампы любого производителя.<ref>[http://www.ikea.com/ms/ru_RU/about_ikea/our_responsibility/climate_change/future_lighting.html IKEA | Освещение будущего<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>

Если вам не безразлично здоровье будущих поколений, не выкидывайте люминесцентные лампы просто в мусорные баки, и тем более не разбивайте их на улице. Предельно допустимые концентрации ртути в жилых районах очень и очень малы, превысить их — запросто, а это медленно, но обязательно отразится на здоровье, ибо ртуть будет попадать в воду, в воздух, в почвы.

== Бренды (производители) ==
[[Файл:E27 CFL.JPG|thumb|Энергосберегающая лампа [[Финляндия|финского]] производства]]
Производятся главным образом в Китае под известными [[бренд]]ами [[Осветительные приборы|осветительной техники]]:
ВОСХОД,
Аладдин,
BLV,
Camelion,
Comtech,
Старт,
Duralamp,
Ecola,
EMS,
ERA,
EquaL,
Favor,
Feron,
[[General Electric]],
Iskra,
Kanlux,
Калашниково(Калашниковский электроламповый завод),
Космос,
[[Legrand]],
Lezard,
Megaman,
Muller-Licht,
Nakai,
Narva,
Navigator,
[[Osram]],
Paulmann,
Рефлакс,
[[Philips Lighting]],
Phoenix Light,
Pila,
Polux,
SunErgy ESL,
Sylvania,
Tungsram,
Volta,
Uniel,
Ультралайт,
Лайнер,
[[Лисма]],
Полтава([[Полтавский завод газоразрядных ламп]])…

== Источники ==


== Литература ==
* {{БСЭ3|статья=Люминесцентная лампа|том=15|ref=БСЭ|автор=В. В. Федоров.}}
* {{БСЭ3|Лампа дневного света|том=14|ref=БСЭ}}
* {{книга|автор=Рохлин Г. Н.|заглавие=Газоразрядные источники света|место=М.|издательство=Энергоатомиздат|год=1991|isbn=5-283-00548-8|ref=Рохлин}}
* {{публикация|статья|автор=Edgar D. Morgan|заглавие=The Electronics of Fluorescent Lamps|издание=[[Popular Electronics]]|год=1959|месяц=April|ref=Morgan|язык=en}}
* {{Книга|автор=[[Капцов, Валерий Александрович|Капцов В.А.]], Дейнего В.Н|заглавие=Эволюция искусственного освещения: взгляд гигиениста|ответственный=Под ред. Вильк М.Ф., Капцова В.А|год=2021|часть=|ссылка=https://library.by/portalus/modules/medecine/readme.php?subaction=showfull&id=1639491032&archive=&start_from=&ucat=&|место=Москва|издательство=Российская Академия Наук|страницы=325-332|страниц=632|isbn=978-5-907336-44-2|тираж=300|archivedate=2021-12-14|archiveurl=https://web.archive.org/web/20211214161618/https://library.by/portalus/modules/medecine/readme.php?subaction=showfull&id=1639491032&archive=&start_from=&ucat=&|ref=Капцов}}
== Ссылки ==
{{commonscat|Fluorescent light bulbs}}
{{commonscat|Fluorescent light bulbs}}
* http://www.russika.ru/ef.php?s=4437
{{Внешние ссылки}}


{{Примечания}}
{{внешние ссылки нежелательны}}<!-- многократный спам -->
{{Источники искусственного света}}
{{Источники искусственного света}}


[[Категория:Светотехника]]
[[Категория:Лампы]]
[[Категория:Источники ультрафиолетового излучения]]

[[bn:ফ্লুরোসেন্ট বাতি]]
[[bs:Fluorescentna cijev]]
[[ca:Llum fluorescent]]
[[cs:Zářivka]]
[[da:Lysstofrør]]
[[de:Leuchtstofflampe]]
[[el:Λαμπτήρας φθορισμού]]
[[en:Fluorescent lamp]]
[[es:Luminaria fluorescente]]
[[et:Luminofoorlamp]]
[[fa:لامپ مهتابی]]
[[fi:Loistevalaisin]]
[[fr:Tube fluorescent]]
[[he:נורה פלואורסצנטית]]
[[hi:प्रदीप्त बत्ती]]
[[hr:Fluorescentna cijev]]
[[is:Flúrljós]]
[[it:Lampada fluorescente]]
[[ja:蛍光灯]]
[[ko:형광등]]
[[ml:ഫ്ലൂറസന്റ് വിളക്ക്]]
[[nds-nl:Tl-buize]]
[[nl:Fluorescentielamp]]
[[no:Lysrør]]
[[pl:Świetlówka]]
[[pt:Lâmpada fluorescente]]
[[simple:Fluorescent lamp]]
[[sv:Lysrör]]
[[ta:உடனொளிர்வு விளக்கு]]
[[tl:Agapito Flores]]
[[uk:Люмінесцентні лампи]]
[[zh:螢光燈]]

Текущая версия от 11:54, 26 ноября 2024

Различные виды люминесцентных ламп

Дуговая ртутная люминесце́нтная лампа низкого давления, в обиходе называемая просто люминесцентной лампой — газоразрядная лампа, выполненная в виде прямой или свëрнутой определëнным образом (например, в спираль) стеклянной трубки, в которой спектр излучаемого света складывается из свечения дугового разряда в смеси аргона и паров ртути при низком (около 300 Па) давлении и вторичного свечения люминофора, возбуждаемого ультрафиолетовой составляющей свечения разряда, равномерно нанесённого на внутреннюю часть колбы[1]. Люминесцентные лампы широко использовались для освещения производственных помещений и общественных зданий в течение второй половины XX века, а в начале XXI века — также для освещения жилых помещений, когда стали массово производить компактные люминесцентные лампы, взаимозаменяемые с лампами накаливания (цоколи Е14, Е27). Согласно подписанной в 2013 году Минаматской конвенции люминесцентные лампы выводятся из обращения, а с 2020 года их производство, экспорт и импорт полностью запрещены. В современном мире вытеснены светодиодными лампами, более энергоэффективными и долговечными, не содержащими ртути, на данный момент светодиодные лампы стоят дешевле чем компактные люминесцентные.

История

[править | править код]
Лампа Купера Хьюитта

Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар[источник не указан 514 дней]. Считается, что первая газоразрядная лампа изобретена в 1856 году. Генрих Гейслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. 23 июня 1891 года Никола Тесла запатентовал систему электрического освещения газоразрядными лампами (патент № 454,622), которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп, запатентованных им ранее (патент № 335,787 от 9 февраля 1886 года выдан United States Patent Office). В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон продемонстрировал люминесцентное свечение. В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал смесь азота и углекислого газа, испускающую розово-белый свет. Эта лампа имела умеренный успех. В 1901 году Питер Купер Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет сине-зелёного цвета и, таким образом, была непригодна в практических целях. Однако, её конструкция была очень близка к современной и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гейслера и Эдисона. В 1926 году Эдмунд Гермер[англ.] и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, преобразующим ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой, в более однородный белый видимый свет. Э. Гермер в настоящее время признан изобретателем лампы дневного света. General Electric позже купила патент Гермера и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году.

Устройство

[править | править код]
Электроды люминесцентной лампы. Содержат спирали, покрытые активным составом, и экраны, защищающие люминофор от попадания вещества электродов при их распылении

Люминесцентная лампа представляет собой запаянную стеклянную трубку, покрытую изнутри слоем люминофора. Трубка заполняется инертным газом давлением значительно ниже атмосферного — в несколько сотен паскалей. Также в трубку вводится небольшое количество ртути — чистой либо в виде амальгамы. На концах лампы располагаются подогреваемые электроды в виде вольфрамовых спиралей, покрытых составом, имеющим низкую работу выхода[1].

Буферный инертный газ является вспомогательным компонентом, так как основной разряд происходит в парах ртути. Буферный газ нужен для облегчения зажигания разряда, а также для уменьшения испарения катодов. На большей части длины лампы излучение происходит за счёт ионизации паров ртути, буферный газ вносит вклад в спектр излучения в основном в приэлектродных областях. В качестве буферного газа может использоваться аргон под давлением 300 паскалей[2].

Перед зажиганием лампы электроды должны быть разогреты, что необходимо как для облегчения эмиссии электронов, так и для испарения ртути[3]. В процессе работы температура электродов поддерживается за счёт саморазогрева под действием разряда. Для зажигания разряда может потребоваться импульс напряжением в несколько сотен вольт. В установившемся режиме падение напряжения, в зависимости от мощности и конструкции лампы, а также условий эксплуатации, может составлять от нескольких десятков до сотни вольт[4].

Большая часть (около 70 %) излучения разряда в парах ртути приходится на линию 253,7 нм, некоторая часть — на 184,9 и не более 3-4 % — на видимый свет[5]. Чтобы обеспечить достаточный КПД лампы, а также равномерный спектр излучения, ультрафиолетовый свет паров ртути преобразуется в видимый с помощью люминофора[3].

Люминофоры

[править | править код]

От люминофора зависит спектр излучения лампы, её КПД, а также в некоторой степени — пульсации. На эти параметры влияет не только состав люминофора, но также толщина его слоя, величина фракции. Также КПД снижается по мере износа люминофора за счёт появления в нём посторонних примесей. Основные виды люминофоров, применяемых в люминесцентных лампах:

Спектр люминесцентной лампы с галогенофосфатным люминофором
  • Галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем — люминофор среднего уровня. Имеет достаточно высокий КПД и длительное послесвечение, но его излучение состоит из двух достаточно широких линий марганца (580-590 нм) и сурьмы (широкая полоса с максимумом около 480 нм)[6]. Такие лампы имеют невысокий Ra с недостатком в красной (610−660), сине-голубой (440−460 и 460−510 нм) и некоторый избыток в сине-фиолетовой (420−440) и жёлто-зелёной (560−610) областях, а потому не рекомендуются там, где требуется высокое качество цветопередачи[7].
  • Многокомпонентные люминофоры имеют более низкий КПД и короткое послесвечение — последнее приводит к повышенным пульсациям света при включении в сеть промышленной частоты, которые могут превышать 70 %[4]. Однако они позволяют достичь более равномерного спектра излучения и высокого Ra. Такие люминофоры включают в себя фторогерманат натрия, активированный марганцем и ортофосфатом магния (до 656 нм); стронций, активированный оловом (до 630); ортофосфат кальция и цинка, активированный оловом (до 605 нм); силикат цинка, активированный марганцем (до 525 нм); галофосфат кальция, активированный только сурьмой, без марганца, либо пирофосфат бария, активированный титаном (оба ≈480 нм). Качество цветопередачи определяется соотношением разных люминофоров с учётом также собственного излучения ртути в видимом диапазоне[8].
Спектр люминесцентной лампы с редкоземельным люминофором, активированным редкоземельными элементами
Спектр «жёлтой» лампы для фотолитографии
  • Узкополосные люминофоры применяются в цветных лампах, а также в лампах, требующих высокой светоотдачи. Из-за неравномерного заполнения спектра такие лампы могут быть неприемлемы, если требуется хорошее различение цветовых оттенков[9]. Для ламп общего освещения применялись так называемые трёхполосные люминофоры, излучение которых сосредоточено в синей (алюминат бария и магния, активированный европием — 450 нм), зелёной (алюминат магния, активированный церием и тербием — 543 нм) и красной (оксид иттрия, активированный европием — 611 нм) областях[9]. В цветных лампах могли применяться и другие люминофоры.
Спектр лампы из «чёрного» стекла. 1 — линия европия в матрице из тетрабората стронция, ~370 нм; 2 — линия ртути 404,656 нм
  • Для получения «ближнего» ультрафиолета (350−370 нм) может использоваться специальный люминофор на основе дисиликата бария, активированного свинцом (BaSiO5:Pb) или европием. Для того, чтобы отсечь видимый свет, может использоваться колба из стекла Вуда, такие лампы также называют «лампами чёрного света». Такие лампы применяются для возбуждения люминесцентных красок или поиска органических веществ, светящихся в ультрафиолете[10].
  • В медицине также применяются эритемные лампы с пиком излучения в 300−310 нм. В них используется фосфат кальция и цинка, активированный таллием, или фосфат кальция, цинка, магния, активированный таллием, а также силикат бария, цинка, активированный свинцом[11].

Форм-факторы

[править | править код]

Самая простая разновидность ЛЛ — линейные. Такие лампы обозначались буквой T и диаметром (в 8-х долях дюйма). Наиболее распространённый цоколь у этих ламп — G13, лампы T4 оснащались цоколем G5. Кроме линейных, существовали также кольцевые, U-образные и фигурные лампы[12].

Компактные люминесцентные лампы

[править | править код]
Основная статья: Компактная люминесцентная лампа
КЛЛ спиральной формы

Недостаток линейных ламп — большие габариты светильников на их основе. С появлением более стабильных люминофоров, способных работать при высоких плотностях облучения, стали разрабатываться компактные люминесцентные лампы. Такие лампы имели уменьшенный диаметр трубки, при этом сама трубка плотно укладывалась в небольшой объём. Типичные формы трубок: Н-образные, U-образные, спиральные, зигзагообразные и т. д. Большое распространение с 1990-х годов получили лампы, содержащие встроенное пускорегулирующее устройство и оснащённые винтовым цоколем, что позволяло использовать их в светильниках, предназначенных для ламп накаливания[13].

Принцип работы

[править | править код]

Источником первичного светового излучения в люминесцентной лампе является свечение дугового разряда в парах ртути при низком давлении. В исправной лампе и установившемся режиме работы светятся практически исключительно пары ртути, так как они имеют небольшой потенциал возбуждения, за исключением свечения прикатодных областей, где за счёт наличия быстрых электронов происходит ионизация инертных газов[14]. Другие виды разряда могут возникнуть в момент запуска, в случае неисправности лампы или пускорегулирующего устройства. Работа лампы в режиме тлеющего разряда может привести к распылению катодов, быстрой потере эмиссии и выходу лампы из строя[15][16] и увеличенному падению напряжения в прикатодной области, которая может достичь, в зависимости от материала катода, десятков или сотен вольт[17].

Для поддержания дугового разряда необходима постоянная термоэлектронная эмиссия, для возникновения которой электроды должны быть нагреты до определённой температуры. В момент запуска нагрев происходит за счёт пропускания электрического тока через спирали. После возникновения разряда нагрев катодов продолжается за счёт бомбардировки ионами газа на небольшом участке, называемом катодным пятном[18], благодаря чему после запуска лампы при работе её в штатном режиме необходимость в дополнительном прогреве катодов отпадает.

Включение в сеть

[править | править код]

В отличие от лампы накаливания, люминесцентные лампы, как и большинство ламп дугового разряда, не могут быть включены в сеть переменного или постоянного тока напрямую. Рабочее напряжение большинства люминесцентных ламп ниже сетевого и непостоянно, а вольт-амперная характеристика электрической дуги имеет отрицательное дифференциальное сопротивление, кроме того, она зависит от температуры разряда и других внешних факторов, что не позволяет питать лампу от источника с низким внутренним сопротивлением. Поэтому последовательно с лампой требуется включить элемент, удерживающий ток лампы в определённых пределах — так называемый балласт[19].

Другая проблема, возникающая при включении лампы в сеть, связана с тем, что дуговой разряд не способен зажечься самостоятельно. Для зажигания разряда требуется прогрев катодов до температуры, при которой происходит достаточная эмиссия электронов и/или разряд высокого напряжения, создающий первичную ионизацию газа в колбе[20][21]. Существуют и другие способы зажигания дуги, но они практически не применялись в люминесцентных лампах.

Стартерная схема с электромагнитным балластом

[править | править код]
Традиционная схема включения лампы с электромагнитным балластом

Наиболее распространена схема включения лампы в сеть переменного тока, при которой последовательно с лампой (EL) подключается массивный балластный дроссель (Lб), а запуск осуществляется с помощью стартера. Дроссель, в отличие от резистора, ограничивает ток в цепи лампы за счёт реактивного сопротивления, что позволяет значительно уменьшить потери на нагрев, по сравнению со включением лампы через балластное сопротивление. Также дроссель участвует в формировании импульса высокого напряжения при запуске лампы и отфильтровывает высокочастотные составляющие тока наряду с фильтрующим конденсатором (Cф)[22].

Запуск производится следующим образом: при включении схемы в сеть переменного тока контакты стартера (Kст) замыкаются и ток протекает по цепи «дроссель-нить накала-стартер-нить накала». По истечении некоторого времени, достаточного для прогрева лампы до определённой температуры, стартер размыкается, в результате чего в дросселе возникает ЭДС самоиндукции, порождающая на электродах лампы 

напряжение до нескольких сотен вольт. В качестве стартера чаще всего применялись лампы тлеющего свечения, оснащённые биметаллическими контактами, они работали следующим образом: при включении возникал тлеющий разряд, нагревающий пластины. Под действием нагрева пластины замыкались и разряд гас, отчего по истечении некоторого времени пластины снова остывали и размыкались. Если при размыкании стартера люминесцентная лампа зажигалась, напряжение на её выводах, за счёт падения на дросселе, было уже недостаточным для зажигания стартера, в противном случае стартер снова разогревался и цикл повторялся до тех пор, пока лампа не загорится. Параллельно контактам стартера обычно подключался конденсатор небольшой ёмкости (Сст) для формирования более длительного импульса напряжения. Альтернативой газоразрядному стартеру мог быть открытый биметаллический стартер, динистор, стартер с электронной выдержкой времени или стартер с фотоэлементом, реагирующим на свечение прикатодных областей лампы[22].

Возможно подключение двух и более ламп с одним дросселем, для этого лампы включаются последовательно, а каждая лампа оснащается собственным стартером.

  • Стартер срабатывает несколько раз, прежде чем лампа зажигается
  • Биметаллический неоновый стартер
    Биметаллический неоновый стартер
  • Электронные стартеры
    Электронные стартеры
  • Дроссель для ламп мощностью 36 ватт
    Дроссель для ламп мощностью 36 ватт

Схема с расщеплённой фазой

[править | править код]
Схема включения люминесцентной лампы со сдвигом по фазе. Эта схема не применяется сама по себе, только в паре с традиционной

Для уменьшения влияния пульсаций светового потока, а также для улучшения коэффициента мощности применялись двухламповые светильники с «расщеплённой фазой». В таком светильнике одна из ламп включена через традиционный балласт, а последовательно со второй лампой включался конденсатор (Cкор на схеме) достаточно большой ёмкости, благодаря чему обеспечивался сдвиг по фазе до 60° по сравнению с традиционной схемой. Дроссели для включения со сдвигом фазы оснащались дополнительной обмоткой (Lком), включавшейся последовательно со стартером и предназначенной для повышения тока накала[23]. Недостатком такой схемы, кроме сложности, был менее надёжный пуск той лампы, которая включена в цепь с конденсатором. Резистор Rраз предназначен для разрядки конденсатора Cкор после отключения питания. Включение с расщеплённой фазой позволяет снизить пульсации светового потока до 25 %, а cosφ достигает 0,9−0,95[24].

Разобранный растровый потолочный светильник на 4 лампы по 18 ватт каждая. Слева расположен балласт с корректирующей ёмкостью, справа — обычный индуктивный.
Через каждый балласт подключено последовательно по две лампы, каждая из которых запускается своим стартером

Бесстартерная схема с электромагнитным балластом

[править | править код]
Балласты для бесстартерной схемы «быстрого» зажигания
Справа — лампа, предназначенная для схем «мгновенного» зажигания

Существовали схемы включения, не требовавшие стартеров. Выделяют так называемые схемы «быстрого» и «мгновенного» зажигания, а также резонансные схемы. Схемы «быстрого» зажигания предполагали питание нагревателей от отдельных обмоток, индуктивно связанных с дросселем, из-за чего после запуска лампы ток в нагревателях хоть и снижался, но не отключался полностью. В схемах «мгновенного» зажигания предварительный подогрев спиралей не производился вовсе[15].

Недостатком бесстартерных схем «быстрого» зажигания, кроме повышенного расхода энергии на постоянно включенные нити накала, было ненадёжное зажигание лампы, сильно зависящее от напряжения сети, температуры окружающего воздуха и износа лампы. Схемы «мгновенного» зажигания требовали использования специальных ламп, для них был характерен более быстрый износ активной массы катодов. Для облегчения пуска могли применяться дополнительные внешние электроды в виде нанесённых на лампу металлических полос. Кроме того, бесстартерные ПРА имели большие габариты, массу и требовали для производства большого количества меди[15].

Работа при повышенной частоте («электронный балласт»)

[править | править код]
Высокочастотный («электронный») пускорегулирующий аппарат

Работа на высокой частоте даёт множество преимуществ: снижение пульсаций, улучшение светоотдачи и режима работы ламп, а также массогабаритных характеристик светильников за счёт уменьшения размеров дросселей[25]. Наиболее широко высокочастотные балласты применялись в компактных лампах со встроенным балластом, а также в лампах, питающихся от низковольтных источников.

Работа на постоянном токе

[править | править код]

Работа на постоянном токе применялась достаточно редко, в основном на транспорте, несмотря на отсутствие пульсаций светового потока. При работе на постоянном токе невозможно использовать в качестве балласта дроссель или конденсатор. Вместо этого либо использовался включенный последовательно с лампой резистор (а иногда и лампы накаливания), что приводило к более высокому расходу электроэнергии, либо источник питания с высоким внутренним сопротивлением. Кроме того, работа на постоянном токе приводила к неодинаковому износу электродов, во избежание чего требовалось периодически менять полярность приложенного напряжения[26].

Регулирование светового потока

[править | править код]

Люминесцентные лампы позволяют в определённых пределах регулировать световой поток путём изменения силы тока разряда. При этом, на низких уровнях яркости из-за снижения температуры катодов возрастает их износ. Чтобы предотвратить этот эффект, используется постоянный подогрев катодов. Использование диммеров с фазовым регулированием также приводит к увеличению пульсаций яркости[27].

Срок службы, причины выхода из строя

[править | править код]
Лампы с недостатком ртути. По краям ламп видно характерное красное свечение.

Люминесцентные лампы имеют значительно больший срок службы, чем лампы накаливания — до 12−15 тыс. ч[28]. Продолжительность работы люминесцентной лампы определяется либо снижением светового потока, либо выходом лампы из строя из-за потери эмиссии электродов. Причины снижения яркости лампы:

  • Снижение световой отдачи люминофора под действием ультрафиолетового излучения, взаимодействия с парами ртути, а также бомбардировки его электронами и ионами газов. Также ускорению износа люминофора способствует попадание в лампу примесей посторонних газов, как попадающих в лампу в процессе производства, так и образующихся в процессе её работы[29];
  • Испарение активного слоя электродов приводит к повышению напряжения и снижению рабочего тока, однако вплоть до полного израсходования активной массы электродов это влияние незначительно[29][30];
  • Поглощение ртути люминофором. Данная проблема редко встречалась в лампах ранних выпусков, но по мере того, как оборот ртути становился всё более строгим, её дозировка уменьшалась. Наиболее заметна эта проблема у амальгамных ламп.

Причиной потери эмиссии электродов в основном является испарение их в процессе работы и в меньшей степени — их осыпание. В процессе работы эмиссия электронов происходит на небольшом участке спирали, который сдвигается по мере наработки от сетевого конца спирали к стартерному. После полной выработки активного слоя лампа может перейти на тлеющий разряд, а после выключения перестаёт запускаться[30], зажигаясь лишь на короткое время от высоковольтного импульса стартера — в зависимости от конструкции пускорегулируюещго аппарата это как правило приводит к переходу в режим циклических попыток запуска. К числу факторов, влияющих на износ электродов, относится[31]:

  • Качество нанесения активного слоя;
  • Конструкция электрода;
  • Давление и состав наполняющего газа, количество ртути. Большее давление газа и больший атомный вес дают более благоприятные условия работы;
  • Режим работы лампы, электрические характеристики пускорегулирующих аппаратов;
  • Влияние окружающей среды.

Большое влияние на срок службы оказывает частота включений, так как наибольший износ оксида происходит в процессе зажигания лампы. Кроме того, недостаточный прогрев катодов при включении может уменьшить срок службы ещё больше.

Преимущества и недостатки

[править | править код]
эффект, вызванный миганием лампы, заметный при съёмке на видеокамеру

Основные преимущества люминесцентных ламп перед лампами накаливания — это их высокая светоотдача (и, следовательно, КПД) — впятеро выше, чем у ламп накаливания, и длительный срок службы — до 15 тысяч часов. Но несмотря на эти достоинства, люминесцентные лампы длительное время сосуществовали с лампами накаливания.

Принципиальный недостаток люминесцентных ламп — использование ртути, что требует соблюдения определённых условий их хранения и утилизации. Именно этот недостаток нередко становится причиной их запрета. Однако имеется множество других особенностей и ограничений, из-за которых люминесцентные лампы долгое время использовались исключительно для освещения производственных помещений и общественных зданий:

  • Неравномерный линейчатый спектр, вызывающий искажения цвета освещённых предметов. Этот недостаток существенен при применении их в музеях и на выставках, а также в ряде специальных применений. Качество цветопередачи зависит от применённого в лампе люминофора, однако люминофоры с лучшей цветопередачей имеют меньшую светоотдачу и могут иметь другие недостатки.
  • Лампы могут иметь различные оттенки цвета (цветовую температуру). Оттенок может меняться от партии ламп к партии, а также по мере износа лампы. Кроме того, по мере износа у лампы снижается светоотдача.
  • Лампы дают рассеянный свет, что в определённых случаях может считаться достоинством, однако в других случаях необходим точечный или компактно расположенный источник света, и в этом случае люминесцентные лампы неприменимы.
  • Стандартные люминесцентные лампы имеют большие линейные размеры, что ограничивает их применение. Частично эта проблема решена с применением компактных люминесцентных ламп.
  • Помехи в питающей сети, возникающие как из-за самого разряда, так и из-за применённых схем включения[32].
  • Электрические параметры люминесцентной лампы не позволяют включать её напрямую в электрическую сеть, требуя специальной схемы для прогрева, запуска и поддержания рабочего тока. Многие особенности работы ламп обусловлены применяемой пускорегулирующей аппаратуры:
    • Традиционный электромагнитный балласт со стартерной схемой включения: имеет большие габариты и массу, создаёт шум при работе (зависит от качества исполнения дросселя), не обеспечивает оптимальный режим запуска ламп, зависит от напряжения в сети, требует периодической замены стартера — так как неисправный стартер может привести к выходу из строя исправной лампы. По мере износа лампы запуск занимает всё большее время, переходя в циклический перезапуск. Проблемы с низким коэффициентом мощности и пульсациями света решаются использованием многоламповых схем с расщеплением фазы[24].
    • Бесстартерная схема горячего зажигания не требует замены стартера, а также обеспечивает более щадящий режим запуска, однако ещё более требовательна к напряжению сети и имеет более низкий КПД из-за того, что накал электродов не отключается после запуска. Кроме того, быстрота зажигания зависит от конструкции светильника, влажности воздуха, состояния лампы и других непрогнозируемых факторов[15].
    • Бесстартерная схема мгновенного зажигания позволяет обойтись без предварительного накала катодов и обеспечить надёжное зажигание, однако требует специально предназначенных для такой схемы ламп и сильно снижает срок их службы[24].
    • Электронный пускорегулирующий аппарат, работающий на повышенной частоте, более компактный[33], не создаёт шума при работе, однако более дорог и может быть повреждён как из-за проблем в питающей сети (импульсные перенапряжения, повышенное напряжение), так и при неисправности ламп. Электронные пускорегулирующие аппараты в зависимости от сложности и качества исполнения схемы могут иметь различный коэффициент мощности, уровень пульсаций света и режим запуска ламп — качественные электронные пускорегулирующие аппараты позволяют добиться большего срока службы, более высокой светоотдачи по сравнению с традиционными электромагнитными, и почти полного отсутствия пульсаций[33]. Электронный балласт может создавать дополнительные помехи в питающей сети.
    • При подключении лампы в сеть постоянного тока требуются специальные схемы включения. Непосредственное включение стандартной лампы в сеть постоянного тока приводит к катафорезу на катоде и перегреву анода. Для работы на постоянном токе требуется либо использовать специализированные лампы, либо периодически сменять полярность приложенного напряжения[34]. Кроме того, работа на постоянном токе не позволяет использовать дроссель в качестве балласта. Поэтому предпочтительнее включение лампы через генератор тока высокой частоты.
  • Регулирование света люминесцентной лампы — также более сложная задача, чем для лампы накаливания, так как необходимо поддерживать постоянную температуру электродов вне зависимости от яркости, а также по возможности не допускать погасания разряда и обеспечивать надёжное перезажигание[27].

Схожие виды ламп

[править | править код]

Аналогично люминесцентной лампе устроена кварцевая лампа, отличие лишь в отсутствии люминофора и использовании кварцевого стекла в качестве материала колбы. Эта лампа используется для получения ультрафиолета, необходимого для обеззараживания помещений. Для освещения взлётно-посадочных полос и световой сигнализации могут применяться неоновые дуговые лампы мощностью до нескольких киловатт, имеющие похожее устройство.

Схожий с люминесцентной лампой принцип применяется в ртутных лампах высокого давления, однако конструкция таких ламп значительно отличается — в них разряд происходит во внутренней колбе, а люминофор нанесён на вторую — внешнюю. Такие лампы применялись в основном для уличного освещения, так как имеют длительное время запуска[35].

Преобразование ультрафиолетового света разряда в видимый спектр может использоваться также в лампах тлеющего разряда (CCFL-лампы) — наряду с лампами, в которых использовалось самостоятельное свечение газов, преимущественно неона. Такие лампы не содержат подогревателей, электроды в них выполнены в виде цилиндрических «стаканов»[36] и они работают при значительно более высоком напряжении. Такие лампы использовались в рекламе[37], а также в подсветке жидкокристаллических дисплеев, гораздо реже — в общем освещении.

Также существуют безэлектродные люминесцентные лампы, в которых разряд в парах ртути возбуждается электромагнитным полем расположенной снаружи лампы катушки индуктивности. Такие лампы имеют более высокий срок службы за счёт отсутствия оксидных электродов, но требуют сложной схемы накачки[38].

Безопасность и утилизация

[править | править код]

Все люминесцентные лампы содержат ртуть (в дозах от 1 до 70 мг), ядовитое вещество 1-го класса опасности. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью.

Законодательство по RoHS (сокращение с англ. Restriction of use of Hazardous Substances — Ограничение использования опасных веществ) регламентирует применение ртути, а также других потенциально опасных элементов в электротехническом и электронном оборудовании. 1 июля 2006 года Директива RoHS вступила в действие на всей территории Европейского сообщества. Цель Директивы очевидна — ограничить применение шести основных опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании, тем самым обеспечивая требуемый уровень защиты здоровья людей и окружающей среды [1]

Существует несколько фирм по утилизации ламп, и юридические лица, а также индивидуальные предприниматели обязаны сдавать лампы на переработку и разрабатывать паспорт опасного отхода. Кроме того, в ряде городов существуют полигоны по утилизации токсичных отходов, принимающие отходы от частных лиц бесплатно. В Москве перегоревшие люминесцентные лампы бесплатно принимаются для дальнейшей переработки в районных ЖЭКах, где установлены специальные контейнеры[39][40]. Если лампы не принимают в ДЕЗ и РЭУ, необходимо жаловаться в управу или префектуру.[41] В магазинах IKEA в отделе «Обмен или возврат покупок» принимают на переработку любые энергосберегающие лампы любого производителя.[42] 3 сентября 2010 года в России было принято Постановление № 681 «Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде».

Постановление также содержит рекомендательные меры по предотвращению и дезинфекции помещений после происхождения аварийных ситуаций с ртутьсодержащими лампами:

V. Правила ликвидации аварийных ситуаций при обращении с ртутьсодержащими отходами.

27. В случае сбоя ртутьсодержащей лампы (ламп) физическим лицом в бытовых условиях, либо в случае сложного ртутного загрязнения в организации, загрязненное помещение должно быть людьми покинуто и, одновременно, должен быть организован вызов соответствующих подразделений (специализированных организаций) через Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий.
28. После эвакуации людей должны быть приняты достаточные меры к исключению доступа на загрязненный участок посторонних лиц, а также возможные меры по локализации границ распространения ртути и её паров.
29. В случае единичного разрушения ртутьсодержащих ламп в организации устранение ртутного загрязнения может быть выполнено персоналом самостоятельно с помощью созданного для этих целей демеркуризационного комплекта (состав комплекта утверждается Правительством Российской Федерации по представлению Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий совместно с Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору и Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека).

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 Рохлин, 1991, с. 348.
  2. ↑ Рохлин, 1991, с. 348−349.
  3. ↑ 1 2 Рохлин, 1991, с. 349.
  4. ↑ 1 2 Рохлин, 1991, с. 405.
  5. ↑ Рохлин, 1991, с. 351.
  6. ↑ Рохлин, 1991, с. 365.
  7. ↑ Рохлин, 1991, с. 398.
  8. ↑ Рохлин, 1991, с. 398−400.
  9. ↑ 1 2 Рохлин, 1991, с. 401.
  10. ↑ Рохлин, 1991, с. 425−429.
  11. ↑ Рохлин, 1991, с. 426.
  12. ↑ Рохлин, 1991, с. 429.
  13. ↑ Рохлин, 1991, с. 413−421.
  14. ↑ Рохлин, 1991, с. 348−350.
  15. ↑ 1 2 3 4 Рохлин, 1991, с. 436−438.
  16. ↑ Рохлин, 1991, с. 304.
  17. ↑ Рохлин, 1991, с. 303.
  18. ↑ Рохлин, 1991, с. 305−306.
  19. ↑ Рохлин, 1991, с. 168−172.
  20. ↑ Рохлин, 1991, с. 155−165.
  21. ↑ Рохлин, 1991, с. 430−435.
  22. ↑ 1 2 Рохлин, 1991, с. 430−436.
  23. ↑ Morgan, 1959.
  24. ↑ 1 2 3 Рохлин, 1991, с. 436.
  25. ↑ Рохлин, 1991, с. 442−445.
  26. ↑ Рохлин, 1991, с. 439−441.
  27. ↑ 1 2 Рохлин, 1991, с. 441−442.
  28. ↑ БСЭ, 1974.
  29. ↑ 1 2 Рохлин, 1991, с. 408−410.
  30. ↑ 1 2 Рохлин, 1991, с. 334−337.
  31. ↑ Рохлин, 1991, с. 447−451.
  32. ↑ Рохлин, 1991, с. 445.
  33. ↑ 1 2 Рохлин, 1991, с. 443−445.
  34. ↑ Рохлин, 1991, с. 439.
  35. ↑ Рохлин, 1991, с. 467−521.
  36. ↑ Рохлин, 1991, с. 327—328.
  37. ↑ Рохлин, 1991, с. 461−464.
  38. ↑ Рохлин, 1991, с. 420−421.
  39. ↑ http://businesspravo.ru/Docum/DocumShow_DocumID_61031.html%20 Архивная копия от 12 января 2010 на Wayback Machine Распоряжение правительства Москвы «Об организации работ по сбору, транспортировке и переработке отработанных люминесцентных ламп» от 20 декабря 1999 г. № 1010-РЗП
  40. ↑ Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) http://greenpeace.org/russia/ru/643172/647372/1827524 Архивная копия от 10 января 2010 на Wayback Machine
  41. ↑ Лампа сгорела — выбросить некуда // KP.RU — Москва. Дата обращения: 17 марта 2010. Архивировано 22 марта 2010 года.
  42. ↑ IKEA | Освещение будущего. Дата обращения: 17 марта 2010. Архивировано 9 апреля 2010 года.

Литература

[править | править код]
  • Люминесцентная лампа / В. В. Федоров. // Ломбард — Мезитол. — М. : Советская энциклопедия, 1974. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 15).
  • Лампа дневного света // Куна — Ломами. — М. : Советская энциклопедия, 1973. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 14).
  • Рохлин Г. Н. Газоразрядные источники света. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — ISBN 5-283-00548-8.
  • Edgar D. Morgan. The Electronics of Fluorescent Lamps : [англ.] // Popular Electronics. — 1959. — April.
  • Капцов В.А., Дейнего В.Н. Эволюция искусственного освещения: взгляд гигиениста / Под ред. Вильк М.Ф., Капцова В.А. — Москва: Российская Академия Наук, 2021. — С. 325-332. — 632 с. — 300 экз. — ISBN 978-5-907336-44-2. Архивировано 14 декабря 2021 года.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Люминесцентная_лампа&oldid=141732276