Как устроена и чем хороша лампа клл

Устройство

Компактная люминесцентная лампа в самом распространённом исполнении состоит из следующих элементов:

1. “Колба” — стеклянная оболочка в форме изогнутой трубки. Внутри есть вольфрамовые электроды (не путать с вольфрамовой спиралью лампы накаливания) и 3-5 мг металлической ртути. Колба герметичная, и в неё под давлением закачан инертный газ (обычно это аргон). Внутренние стенки стеклянной трубки покрыты веществом, которое называется люминофор. Меняя его состав, получают свет с разными характеристиками.
2. Корпус — пластиковая оболочка, предназначенная для расположения электроники, которая отвечает за запуск и устойчивую работу КЛЛ. Во многих лампах со штырьковым цоколем такая начинка отсутствует, так как для неё не предусмотрено места (она есть в самих светильниках, для которых предназначены такие изделия).
3. Электронный дроссель лампы — люминесцентный источник света нельзя просто запитать от сетевого напряжения. Для запуска необходимо высокое напряжение, а для нормальной работы без мерцаний — высокая частота. В качественных КЛЛ схемотехникой электронного дросселя предусмотрены также различные помехоподавляющие и сглаживающие фильтры, системы защиты.
4. Цоколь — в зависимости от назначения лампы может быть как резьбового, так и штырькового типа. Предназначен для надёжной фиксации КЛЛ в арматуре светильников, а также для передачи электрической энергии из сети. Цоколь обеспечивает удобство эксплуатации для обычного пользователя — любой может заменить перегоревшую лампочку на новую.

Типовое устройство экономки

В устройстве разных компактных люминесцентных ламп бывает несколько различий. Однако все базовые компоненты будут присутствовать в светильнике в целом, так как это необходимо для их работы. Например, стеклянная трубка может быть по-разному изогнута, но она всегда имеет замкнутую конструкцию. Это обусловлено тем, что электроды находятся в противоположных концах трубки. Помимо этого трубка может быть визуально не одна. На самом же деле она одна, просто один из её изгибов спрятан в корпусе. Ещё в КЛЛ из пуско-регулирующей электроники может быть только конденсатор. Такие лампы могут работать только в светильниках со встроенным дросселем.

Виды

Специалисты все люминесцентные лампы по характеристикам делят на две категории:

• Общего назначения. Это приборы мощностью в пределах 15-80 ватт.
• Специальные: до 15 ватт – это приборы, которые считаются маломощными, и свыше 80 ватт – это сверхмощные.

Основная характеристика ламп общего назначения – это имитация естественного света. То есть практически полное соответствие его цветовым и спектральным характеристикам.

В каталоге на сайте: https://avselectro.ru/catalog/svetotekhnika/lampy-istochniki-sveta/kompaktnye-lyuminestsentnye-lampy-kkl представлен широкий ассортимент компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).

Люминесцентные лампы делятся по нескольким техническим показателям.

• По световому разряду на тлеющие и дуговые.
• По типу излучения: естественный свет, ультрафиолетовый и цветные.
• По форме стеклянной трубки на трубчатые и фигурные.
• По распределению светового потока: ненаправленные и направленные. Кстати, к направленным относятся люминесцентные источники света щелевого типа, панельного, рефлекторного и так далее.

Теперь что касается энергосбережения. Когда разговор заходит о лампе мощностью 36 Вт, необходимо сказать, что это аналог точно такого же прибора только мощностью 40 Вт. Почему? Современные технологии позволяют изменить конструктивные особенности световых приборов за счет использования более качественных и современных материалов, плюс измененные технологические процессы. Так вот в люминесцентных лампах из категории энергосберегающих используется более качественный люминофорный слой и новейшая конструкция (более эффективная) электродного блока. Это привело к тому, что на рынке появились лампы люминесцентные с меньшей мощностью, но с более эффективным световым потоком. И как большое эффективное добавление – это уменьшение диаметра самой стеклянной трубки в 1,6 раза.

Теперь чтобы разобраться в маркировке люминесцентных ламп, необходимо рассмотреть рисунок ниже. На нем четко показано, что обозначают буквенные и цифровые показатели маркировки.

Маркировка

Так как нас интересуют технические характеристики люминесцентной лампы 36 Вт, то для примера разберем маркировку ЛБ-36. Буква «Л» обозначает, что это люминесцентная лампа, буква «Б», что она белого цвета, и соответственно 36 – это ее мощность.

Что касается других видов, то можно отметить:

• ЛТБ с теплым белым цветом. Такие источники света имеют слегка розовый оттенок.
• ЛД – приближенный к дневному свету. Соответственно ЛДЦ – это цветные аналоги данного типа.
• ЛХБ (холодно-белый) – это промежуточный вариант между ЛБ и ЛД.

И еще некоторые технические характеристики:

• Яркость (средняя) – 6-11 Кд/м².
• Такие лампы излучают переменный световой поток (имеется в виду во времени) при их подключении к сети с переменным напряжением.
• Коэффициент пульсации у ЛБ 23%, у ЛДЦ – 43%.
• Если увеличить номинальное напряжение сети, то яркость свуечения самой лампы также увеличивается. Конечно, то же самое относится и к мощности.
• Если световой поток люминесцентной лампы после 70% времени ее эксплуатации составляет 70% от номинала, то эта лампа качественная.
• Срок службы лампы 36 Вт: минимальный – 4800 часов, средний – 12000 часа.

Кстати, европейская маркировка сильно отличается от российской. Здесь степень излучения света маркируется числами. Но самое интересное, что у каждого производителя маркировка отличается. К примеру, у 765 обозначает холодный цвет, 640 – теплый. У : 54 – это холодный, 33 – это теплый.

Достоинства и недостатки

К достоинствам люминесцентных ламп можно отнести:

• Приличный коэффициент полезного действия.
• Спектр свечения расширенный.
• Приличный срок эксплуатации.
• Наличие цветных аналогов, специальных (ультрафиолетовых, бактерицидных).

Недостатки:

• В конструкции прибора используются вредные для организма человека вещества.
• Утилизировать их можно только в специально отведенных местах, что очень неудобно.

Для запуска необходим специальный дроссель. А это усложняет и удорожает конструкцию.

Виды ламп с цоколем e27

Лампа накаливания

Исторически первый разработанный вариант источников света. Е27 был разработан специально для этого типа, поэтому в их конструкции другие виды цоколей применяются редко. Мощность находится в интервале 15-250 Вт, световой поток самый маленький — примерно 10 лм/Вт.

Плюсами можно назвать низкую цену, простоту и надежность конструкции, стабильное свечение в трудных условиях эксплуатации: высокой влажности, низких температурах. Хорошее качество света: ровное, не пульсирующее.

С другой стороны лампы накаливания мало служат, расходуют максимальное количество энергии. Из-за стеклянной колбы они очень хрупкие, при свечении сильно нагреваются.

Энергосберегающие

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) пришли на смену лампам накаливания. КЛЛ отличаются от обычных прямых ламп дневного света формой: трубка с парами ртути свернута в спираль для уменьшения габаритных размеров. Световой поток высокий: 50-70 лм/Вт.

Из плюсов флуоресцентных источников света перечисляют небольшое потребление электричества, длинный период эксплуатации.

Из недостатков отмечают опасность для здоровья человека из-за наличия паров ртути; необходимость в особой утилизации. Для работы на номинальном уровне мощности нужно некоторое время на разогрев. КЛЛ плохо работают при низких температурах (менее +5⁰); ниже -15⁰ их вовсе запрещено использовать. Качество их свечения зависит от стабильности напряжения сети, количества циклов  включения-выключения. Высокая цена.

 Галогенные

Устроены как лампы накаливания, только в колбу добавляются пары галогенов. Это приводит к увеличению продолжительности работы и светоотдачи: 17-20 лм/Вт. Е27 – не самый распространенный тип у «галогенок». Чаще применяется тип g.

Из достоинств источника света можно отметить способность к свечению в сложных условиях эксплуатации: при отрицательных температурах, высокой влажности. Низкая цена, хорошее качество света.

К минусам относятся зависимость работы от стабильности напряжения в сети, большое энергопотребление и особенности эксплуатации: запрещается прикасаться к «галогенкам» руками без перчаток – это вызывает скорую поломку из-за отпечатков пальцев на колбе.

Светодиодные

Самый молодой тип источников света. Характеризуются наибольшей светоотдачей (80-120 лм/Вт) и самым долгим периодом работы. Led-лампы с е27 предназначены для замены ламп накаливания.

Из достоинств отмечается стабильное свечение в сложных условиях эксплуатации, большой спектр цветовых температур, возможность работы с поврежденной колбой, высокая энергоэффективность. У некоторых моделей есть возможность диммирования.

К недостаткам led-светильников относятся высокая цена, зависимость от стабильности сетевого напряжения. Низковольтные модели (12, 24 В) требуют дополнительного оборудования. Также в связи с деградацией светодиодов яркость снижается к концу срока службы.

Сравнительные характеристики всех типов источников света приведены в таблице. (Для сравнения использовались лампы с равным световым потоком 1200 лм).

Параметр сравнения	Тип источника света
Лампа накаливания	«Галогенка»	КЛЛ	LED
Мощность, Вт	100	50-70	25-30	12-15
Срок службы•, ч	1000	2000-4000	10000-15000	20000-50000
Цветовая температура, К	2400-3000	2700-3000	2700-6000	2800-6500
Цена	Низкая	Средняя	Выше средней	Высокая
Утилизация	Обычная	Отдельно от обычного стекла	Только в специальных пунктах приема	Обычная
Экологическая безопасность	Безопасна	Безопасна	Очень опасна	Безопасна
Потребление электроэнергии	Максимальное	Высокое	Небольшое	Мини-мальное
Зависимость работы от перепадов напряжения	Есть	Есть	Есть	Есть
Зависимость от низкой температуры	Отсутствует	Отсутствует	Присутствует	Отсутствует
Зависимость от высокой влажности	Отсутствует	Отсутствует	Присутствует	Отсутствует

— приводится срок службы, заявляемый производителем, при работе в идеальных условиях.

Как устроены миниатюрные приборы

Энергосберегающие лампочки гораздо меньших размеров, нежели стандартные, удалось создать благодаря кардинальной переработке конструкции. Саму светящуюся трубку научились завивать спиралью, загибать в несколько сложений гармошкой, выполнять в классической круглой или грушевидной форме.

Особенности строения колбы

Именно возможность придания нужной формы стала основным достижением на пути к разработке компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Все остальные мелкие препятствия преодолели с помощью электроники.

Устройство подобного оборудования включает три ведущих компонента: стеклянную колбу, пускорегулирующий аппарат и цоколь.

Колба изделия с внутренней стороны покрывается люминофором. Он преобразовывает генерируемые прибором ультрафиолетовые лучи в световой поток, который будет виден человеческому глазу.

Производительность, цвет освещения и прочие светотехнические параметры лампы зависят от качества состава этого вещества.

В колбу лампочки монтируются вольфрамовые электроды, на поверхность которых наносят смесь из активного комплекса химических веществ – кальция, бария и стронция. Пространство заполняется инертным газом, дополненным около 3-8 мг ртути

Люминофоры, применяемые в производстве КЛЛ, выполнены на основе редкоземельных элементов. Они отличаются от тех, что используют в процессе изготовления линейных люминесцентных приборов.

Их стоимость в несколько десятков раз выше, но это вполне оправдано тем, что вещества этой группы способны функционировать в условиях высокой поверхностной плотности облучения.

Такая особенность позволила заметно уменьшить разрядную трубку в диаметре.

В ассортименте компактных ламп встречаются различные формы: U-образные с определенным количеством трубок, типа F, спиральные, кольцевые, свечи

Типы пускорегулирующих механизмов

Так как люминесцентные источники света не могут работать от сети напрямую, в их конструкции предусмотрено вспомогательное приспособление для подключения – встроенная или внешняя пускорегулирующая аппаратура.

Электронные балласты получают питание от высокочастотного напряжения, что способствует увеличению светового потока и отдачи, а также снижает уровень мерцания ламп. Чем качественнее и надежнее механизм, тем дольше служит лампочка

В период запуска электронный компонент подогревает электроды, а затем поддерживает нормальные параметры мощности тока независимо от скачков питающего напряжения.

Лампы с внешней электромагнитной аппаратурой называют не интегрированными. Они оснащаются непривычным цоколем, последовательно подключенным дросселем и стартером.

Разновидности цоколей КЛЛ

Мини-представителей люминесцентных лампочек оборудуют одним из двух типов цоколей: штырьковым или резьбовым.

Резьбовые цоколи обозначают маркировкой «E». Это самый распространенный вид подключения, идентичный простой лампе накаливания.

Для небольших светильников предусмотрены миньоны E14. К стандартным бытовым патронам подходит цоколь E27, более мощным и габаритным — E40. Диаметр резьбы изделий в миллиметрах определяется по цифре, проставленной в маркировке

Цоколи G соединяют лампочку с патроном по специальной схеме через систему штырьков — обычно их два или четыре. Наиболее востребованы среди них G23 и G27. В основном их вкручивают в настольные светильники.

В помещениях промышленного назначения и торговых точках распространены лампы с цоколем G24. Для монтажа в гипсокартонные и натяжные потолочные системы идеален цоколь G53.

Принцип работы компактных люминесцентных ламп.

Внутри колбы расположены вольфрамовые электроды. На них наносится слой активированного вещества. Применяется смесь оксидов бария, стронция, кальция. Принципиально, по сравнению с источниками дневного света (лл) нового ничего не добавилось. КЛЛ можно считать естественным развитием ЛДС. По аналогии, сама колба заполнена инертным газом. Внутри колбы находится небольшое количество жидкого металла – ртути. Она необходима для облегчения тлеющего разряда. Во время работы лампы ртуть переходит из жидкого состояния в парообразное.

При разряде большая часть излучения находится в ультрафиолетовой части спектра. Этот свет мы видеть не можем, более того такое излучение может быть вредно. После ионизации газа и паров ртути, ультрафиолет воздействует на слой люминофора. В результате мы видим свечение. Оттенок зависит от химического состава. По большей части, именно люминофор определяет световые характеристики компактной люминесцентной лампы.

Как известно люминесцентные источники света не могут работать без пускорегулирующего устройства. Пускатель должен дать импульс для зажигания лампы (в зависимости от мощности – от 1кВ), между электродами должен образоваться электрический пробой. По мере испарения ртути разряд усиливается. Сопротивление между электродами падает, сила тока растет. С ним растет и яркость. Потому ток и напряжение необходимо ограничивать и поддерживать на определенном уровне. Напряжения горения существенно ниже напряжения зажигания. Стремление к миниатюризации продиктовало необходимость встраивания электронной пуско-регулирующей аппаратуры в саму лампу. Точнее, плата с электроникой расположена в корпусе между цоколем и разрядной трубкой. Естественно, здесь уже нет громоздкого дросселя и стартера. Частота разрядов находится в районе 50 кГц. Соответственно глаз человека не может воспринимать мерцание. Т.е. это в одну тысячу раз больше, чем с обычными лампами дневного света. Коэффициент мощности приближается к единице, соответственно, отсутствует реактивная составляющая.

Виды современных люминесцентных ламп

Производители газоразрядных ламп предлагают потребителям следующие виды свое продукции:

• источники света низкого давления;
• образцы высокого давления;
• плазменные дисплеи

Рассмотрим более детально каждый из вышеперечисленных видов.

Люминесцентные лампы низкого давления активно используются для освещения производственных и жилых помещений. Выпускаются не только в различных вариациях мощностей, но и разных конфигурациях, что значительно расширяет область их применения в современных светильниках. Они достаточно активно используются в быту.

Лампы высокого давления характеризуются высоким показателем световой отдачи с отличной возможностью сосредотачивать световую энергию в относительно небольшом объеме. Ввиду этой особенности их активно используют в осветительных приборах на улицах и в производственных помещениях с большой площадью (высота потолки не должна быть менее 3-х метров).

Отличительными чертами данных экземпляров являются следующие показатели:

• Произвольное положение горения. Однако, световая отдача и, соответственно, срок их службы несколько снижается при горизонтальном положении.
• Работают от переменного тока (220 В) при условии наличия специализированной пускорегулирующейаппаратуры, которая обеспечивает зажигание и нормальный режим функционирования.
• Амплитуда колебания напряжения источника питания не должна превышать отметку в 10%.
• Стабилизация рабочих параметров наступает примерно через 5 минут после включения в сеть.
• Повторное включение возможно только полного остывания (около 10 минут после отключения от сети).
• Плазменные дисплеи. Также относятся к семейству люминесцентных ламп. Такие осветительные конструкции используются преимущественно в рекламном бизнесе.

Варианты подключений

Подключение с использованием электромагнитного баланса (ЭмПРА)

Наиболее распространенный тип подключения люминесцентного источника света — схема со стартером, где используется ЭмПРА.

Принцип действия схемы базируется на том, что в результате подключения питания в стартере возникает разряд и происходит замыкание биметаллических электродов.

Ток в электроцепи проводников и стартера ограничивается только внутренним дроссельным сопротивлением. В результате рабочий ток в лампочке увеличивается почти в три раза, происходит стремительный нагрев электродов, а после потери температуры проводниками возникает самоиндукция и зажигание лампы.

Недостатки схемы:

1. В сравнении с другими способами это довольно затратный вариант с точки зрения расхода электроэнергии.
2. Пуск занимает не меньше 1 – 3 секунд (в зависимости от степени износа источника света).
3. Невозможность работы при низкой температуре воздуха (например, в условиях неотапливаемого подвального или гаражного помещения).
4. Имеется стробоскопический эффект мигания лампочки. Этот фактор отрицательно действует на человеческое зрение. Такое освещение нельзя применять в производственных целях, потому что быстро движущиеся предметы (например, заготовка в токарном станке) кажутся неподвижными.
5. Неприятное гудение дроссельных пластинок. По мере износа устройства звук нарастает.

Схема включения устроена таким образом, что в ней есть один дроссель на две лампочки. Индуктивности дросселя должно хватать на оба источника света. Используются стартеры на 127 Вольт. Для одноламповой схемы они не подходят, там нужны устройства на 220 Вольт.

На картинке внизу показано бездроссельное подключение. Стартер отсутствует.

Схема используется в случае перегорания у ламп нитей накала. Используется повышающий трансформатор Т1 и конденсатор С1, ограничивающий ток, идущий через лампочку от 220-вольтной сети.

Следующая схема используется для лампочек с перегоревшими нитями. Однако отсутствует необходимость в повышающем трансформаторе, благодаря чему конструкция устройства становится проще.

Ниже показан способ использования диодного выпрямительного моста, который нивелирует мерцание лампочки.

На рисунке внизу та же методика, но в более сложном исполнении.

Две трубки и два дросселя

Чтобы подключить лампу дневного света, можно использовать последовательное подключение:

1. Фаза от проводки направляется на вход дросселя.
2. От дроссельного выхода фаза идет на контакт источника света (1). Со второго контакта направляется на стартер (1).
3. Со стартера (1) отходит на вторую контактную пару этой же лампочки (1). Оставшийся контакт стыкуют с нулем (N).

Тем же образом подключают вторую трубку. Вначале дроссель, затем один контакт лампочки (2). Второй контакт группы направляется на второй стартер. Выход стартера объединяется со второй парой контактов источника света (2). Оставшийся контакт следует подсоединить к нулю ввода.

Схема подключения двух ламп от одного дросселя

Схема предусматривает наличие двух стартеров и одного дросселя. Наиболее дорогостоящий элемент схемы — дросселя. Более экономный вариант — двухламповый светильник с дросселем.

О том, как реализовать схему, рассказывается в видео.

Разновидности люминесцентных ламп низкого давления и особенности их выбора

Существует большая группа люминесцентных ламп специального назначения, отличающихся в основном спектром излучаемого света, например:

• фитолампы — для подсвечивания комнатных и аквариумных растений;
• цветные — для декоративного оформления и получения световых эффектов, примером могут служить лампы с розовым оттенком для подсветки мясных прилавков;
• с улучшенной цветопередачей — для художественных мастерских, музеев, магазинов текстильных товаров и т. п.;
• ультрафиолетовые — с колбой из особого стекла, пропускающего УФ-лучи, в зависимости от типа излучения применяются для дезинфекции в медучреждениях, мягкого загара в соляриях, флуоресцентных детекторах денежных купюр и т. п.

Подробнее остановимся на самых распространенных люминесцентных лампах, применяемых для освещения помещений. Их можно классифицировать по форме трубки и типу цоколя.

Линейные люминесцентные лампы с двусторонним двухконтактным цоколем типа G

При выборе следует учесть, что лампы дневного света, как их традиционно принято называть, отличаются геометрическими параметрами в зависимости от мощности:

• длиной — от 37 до 120 см;
• диаметром колбы — Т12, Т8 и Т5, где цифра обозначает количество ⅛ долей дюйма, например, Т8 значит D=25 мм;
• размером цоколя — G5 и G13 (расстояние между контактными штырями 5 и 13 мм соответственно).

Наибольшее распространение получили линейные люминесцентные лампы с цоколем G13. Они могут иметь мощность от 10 до 70 Вт, но в основном применяются три варианта:

• 18 W — длиной 590 мм;
• 30 W — 900 мм;
• 36 W — 1200 мм.

Более тонкие лампы с колбами Т4 диаметром 12,5 мм (мощность от 6 до 24 Вт) и Т5 — 16 мм (6 — 28 Вт) оснащаются цоколем G5.

Лампа люминесцентная NAVIGATOR 28Вт G5 2184лм 4000K 230В трубка

На картинке видна маркировка. Первая цифра «840» указывает индекс цветопередачи в 8х10=10 Ra, вторая и третья — цветовую температуру лампы 40х100= 4000 К. Светильники для ламп дневного света оснащаются электромагнитными или электронными пускорегулирующими устройствами.

Компактные люминесцентные лампы (экономки) с винтовым цоколем типа Е

По сравнению с лампами накаливания, люминесцентные потребляют примерно в пять раз меньше электроэнергии при одинаковой светоотдаче, поэтому их часто называют энергосберегающими. Для уменьшения габаритных размеров трубку с люминофором свивают в спираль или разделяют на несколько сегментов, придавая ей различные формы.

Компактные лампы имеют ЭПРА, встроенный прямо в корпус, поэтому их можно включать прямую в сеть 220-230 В вместо обычных лампочек накаливания в стандартный винтовой патрон (эдисоновский). Цоколь может быть трех типоразмеров:

• Е14 — “миньон”, имеет резьбу диаметром 14 мм, часто используется в настенных и потолочных декоративных светильниках;
• Е27 — стандартный бытовой размер (27 мм);
• Е40 — увеличенный диаметр резьбы (40 мм) под промышленный винтовой патрон, в быту практически не применяется.

Выбирая замену старой лампочке учитывайте, что люминесцентная в 15 Вт создает световой поток, аналогичный 60-ваттной лампе накаливания.

Лампа энергосберегающая OSRAM 15 Вт E27 900лм 2700K 220В спираль

Компактные люминесцентные лампы с цоколем G23

У компактных люминесцентных ламп с безрезьбовым цоколем G23 и дугообразной колбой в форме буквы U сравнительно небольшая мощность — от 5 до 14 Вт, что эквивалентно 20–70 Ваттам у лампочек накаливания.

Такой источник света крепится в патроне на двух штырьках, расстояние между которыми составляет 23 мм.

Лампа энергосберегающая Camelion 11Вт G23 660лм 4200K 230В дуга

Матовое покрытие создает мягкое равномерное свечение, не раздражая глаза, поэтому подходит для прозрачных плафонов. Их часто применяют в настольных светильниках с современным дизайном.

У люминесцентных ламп с цоколем G23 имеется встроенный в корпус стартер, для работы им требуется внешний электромагнитный дроссель, устанавливаемый в светильнике.

Компактные люминесцентные лампы с односторонним четырехконтактным цоколем 2G7

В отличие от других компактных, такая лампа не имеет встроенных электронных устройств, хотя форма трубки и габаритные размеры аналогичны лампам с цоколем G23. Предназначена для настольных и настенных светильников с ЭПРА или ЭмПРА.

Лампа люминесцентная UNIEL 11Вт 2G7 660лм 4000K 230В дуга T32