Люминисцентные лампы

Люминисцентные лампы

Миллиард флуоресцентных (люминесцентных) ламп в год — таков объем мирового промышленного производства этих источников света. Другое название люминесцентной лампы — газоразрядная ртутная лампа низкого давления, или лампа дневного света (ЛДС). «Дневной» ее назвали потому, что первые ЛДС создавались со значением цветовой температуры, близкой к 5000 °К, но потом гамма ламп расширилась, а название осталось… Мы уже давно сроднились с ЛДС и не воспринимаем их как какую-то диковинку. И, тем не менее, для большинства читателей этой книги «дневной свет» таит еще много загадок. Постараемся раскрыть хотя бы некоторые из них.

Классический вид люминесцентной лампы представлен на рисунке. Это — длинная трубка, на концах которой имеется по два электрода. К электродам внутри трубки подключены вольфрамовые спирали, а трубка заполнена инертным газом с небольшой примесью ртути (примерно 30…40 мг) или амальгамы ртути (в новых образцах). Стенки трубки с внутренней стороны покрыты люминофором, преобразующим УФ-излучение газового разряда в световое излучение. Чтобы создать определенную цветовую температуру излучения лампы, люминофоры составляют из трех и даже из пяти разных типов, излучающих на разных частотах. Лампы на основе комбинированных люминофоров называются «трехполосными» и «пятиполосными». Различия индексов цветопередачи всегда связаны с разной спектральной формой излучения ЛДС, и это видно на рисунке.

Спектры люминесцентных ламп с различной цветопередачей

Графики, показанные на рисунке, можно найти в технической документации производителя. На упаковочных коробках их обычно не приводят, ограничиваясь значением цветовой температуры.

Люминесцентные лампы очень часто (обычно — в рекламных проспектах) называют энергосберегающими. Оценим их с точки зрения сбережения энергетических ресурсов. Световая отдача современных ЛДС находится в диапазоне 40… 100 лм/Вт, а средний срок службы не превышает 8000… 15 000 часов. Встречаются, правда, экземпляры со сроком службы до 40 000 часов, но это пока редкость. Основных видов отказа ЛДС — два: разгерметизация колбы и потеря работоспособности вольфрамовой нити (обрыв или снижение эмиссии). В процессе эксплуатации люминофор постепенно теряет способность к излучению и светоотдача ламы падает. График, отражающий типичное поведение ЛДС в процессе эксплуатации, показан на рисунке. Хорошо видно, что уже через 5000 часов наработки лампа теряет 20 % световой отдачи, а заканчивает свою работу уже с 70-процентной светоотдачей. Срок службы лампы можно значительно продлить, если внимательно относиться к режимам ее пуска, но об этом мы будем говорить подробно чуть позже.

Светоотдача ЛДС в процессе эксплуатации

Падение светоотдачи лампы может наблюдаться и в связи с изменением температуры окружающей среды. Обычно ЛДС рассчитываются для работы в среде с окружающей температурой 15…25 °С, при снижении температуры светоотдача резко падает, при повышении — также падает, но не столь резко. При температурах ниже 5 °С зажигание стандартной ЛДС вообще не гарантируется, и здесь применяют специальные конструкции с двойными колбами.

Иногда по прошествии нескольких сот часов работы ЛДС у ее электродов на колбе можно обнаружить потемнение, вызванное распылением катодов. Это — признак некачественной лампы, которая вскоре выйдет из строя.

Цветопередача ЛДС лежит в пределах от 50 до 95, что, конечно, определяется типом используемого люминофора.

На рынке светотехнического оборудования можно встретить несколько конструктивных типов ЛДС, имеющих диаметр трубки 38 (Т12), 26 (Т8), 16 (Т5) и 12 (Т4) мм. Индекс «Т» относится к международной системе классификации ЛДС. Трубка Т12 в настоящее время устарела, вместо нее активно используют трубку Т8 как менее габаритную и более дешевую.

Значительным недостатком классических люминесцентных ламп-трубок, ограничивающим их использование в быту, можно считать большие габариты и неудобную конструкцию. Действительно, для ЛДС нужны длинные светильники, которые затруднительно «вписывать» в домашний дизайн, а зачастую и просто физически не разместить в помещении. Представьте, что вам предстоит задача заменить лампу накаливания мощностью 100 Вт на ЛДС с аналогичным световым потоком: вы выберете трубку длиной около полуметра…