Люминесцентные лампы недостатки и достоинства: Преимущества и недостатки люминесцентных ламп
Люминесцентные лампы, их плюсы и минусы
Как следует из самого названия, в люминесцентных лампах (ЛЛ) основным источником целевого светового излучения является люминофор — по происхождению слово восходит к латинскому lumen «свет» и древнегреческому φορός «несущий». Однако для того чтобы верно понять и оценить «генетическое происхождение» плюсов и минусов ЛЛ потребуется значительно углубиться в предмет рассмотрения.
«Генеалогическое древо» ЛЛ
Сам по себе люминофор никакого света не излучает, он лишь трансформирует электромагнитное излучение одной длины волны в другое, обычно — более длинноволновое (например, невидимый ультрафиолет — в любой оттенок видимого света или вообще ИК). Эффективность этого преобразования характеризуется КПД люминофора: отношение числа сгенерированных квантов к общему числу поглощённых (чем это отношение ближе к единице, тем лучше люминофор).
Во времена изобретения ЛЛ одним из самых эффективных источников типично возбуждающего люминофора УФ-излучения был электрический разряд в газах — и отсюда пошло самое первое разделение этих ламп: дуговой разряд в парах ртути высокого давления с последующим переизлучением на внешней колбе обусловил появление ДРЛ (Дуговых Ртутных Ламп), а «тлеющий» разряд в парах ртути низкого давления привёл к появлению «ламп-трубок», которые ныне и считаются «настоящими» ЛЛ.
Любопытно отметить, что в этом контексте «очень дальними родственниками» ЛЛ можно считать и современные «белые» светодиоды, поскольку в них сине-фиолетовое излучение частично переизлучается с помощью «жёлтого» люминофора, продуцируя в итоге свет, кажущийся глазу наблюдателя белым.
Как устроены ЛЛ изнутри
Если лишить трубку ЛЛ люминофора, то в рабочем состоянии наблюдатель увидит лишь очень бледное фиолётово-зелёное свечение, поскольку подавляющая доля подводимой электрической энергии обращается в различные виды ультрафиолета (от «жёсткого» до «мягкого» — и именно такой свет является основным назначением т.н. «бактерицидных» ламп, используемых в больницах для «кварцевания»).
Поскольку обычное (за исключением т.н. «увиолевого») стекло очень хорошо поглощает УФ, люминофор необходимо наносить на внутреннюю поверхность трубки ЛЛ, поэтому во время работы ламп он постепенно разрушается как под действием собственно разряда/УФ, так и из-за паров ртути.
Как и в ЭЛТ-телевизоре (или же ЖК-мониторе) для создания полноценного белого света необходимо смешать минимум три цветовых составляющих (RGB), поэтому в ЛЛ используется многокомпонентный люминофор, а соотношение его долей определяет оттенок (цветовую температуру) итогового излучения: так называемые лампы «холодного», «нейтрального» и «тёплого» белого света.
Поскольку при обычных условиях ртуть является не газом а жидкостью, для начала работы лампы её надо испарить и распределить по всей длине трубки, для чего используется два технологических приёма:
- Во-первых, помимо ртути трубка дополнительно заправляется небольшим количеством инертного газа (например, аргона) — он нужен для старта и выхода лампы на «рабочий» режим.
- Во-вторых, с обеих сторон трубки лампы запаяны две нагревательные спирали — они испаряют ртуть до тех пор, пока лампа не прогреется и разряд не сможет поддерживать «круговорот ртути» в лампе самостоятельно.
Важно помнить, что длина и поперечное сечение трубки лампы жёстко задают рабочее напряжение (напряжение горения разряда) и напряжение её зажигания, а также ток: чем лампа «толще», тем ниже ещё сопротивление и тем больший ток (мощность) она может через себя «пропустить», в то время как с увеличением длины трубки растёт и её рабочее напряжение.
Где можно встретить ЛЛ
Помимо уже привычных глазу длинных (более метра) ЛЛ в светильниках для помещений ещё «советских» времён можно гораздо чаще встретить короткие прямые ЛЛ для подвесных потолков и компактные ЛЛ (их трубка свёрнута как нечто U-образное либо вообще представляет из себя многовитковую спираль) с индивидуальной ПРА (Пуско-Регулирующей Аппаратурой). Последние можно вворачивать в стандартные патроны для ламп накаливания внутри помещений.
До начала XXI-го века и «рассвета эпохи светодиодов» ЛЛ часто встречались в ЖК-мониторах и сканерах: их использовали в качестве элементов подсветки (эти лампы были не толще спички и достаточно длинные, из-за чего их напряжение зажигания/работы могло доходить до киловольта).
Преимущества ЛЛ
- Характеризуются высоким КПД/светоотдачей (в разы превышали лампы накаливания по эффективности и до последнего времени успешно конкурировали со светодиодами).
- Настраиваемый при изготовлении (за счёт композиции люминофоров) итоговый спектр излучения.
- Длительный срок службы (от тысяч до десятков тысяч часов) при отсутствии частых включений-выключений.
Недостатки ЛЛ
- Априорное наличие ртути внутри (ЛЛ без ртути НЕ БЫВАЕТ!) и необходимость отдельной их утилизации как «ртутьсодержащих отходов».
- Линейчатый (ненатуральный) спектр у «дешёвых» ламп — и повышенная стоимость ламп с многокомпонентным (3, 5 и более) люминофором.
- Неизбежная деградация люминофора при длительной эксплуатации (снижение светоотдачи и «дрейф спектра» всей лампы).
- Деградация электродов (перегорание влечёт за собой выход всей лампы из строя).
- Обязательное наличие ПРА (у современных ламп это компактная Электронная ПРА — ЭПРА).
Любопытно отметить, что последние два недостатка можно «обратить» в «бытовое достоинство»: от перегоревшей компактной лампы (с ЭПРА) можно без переделки отделить ЭПРА и подключить к примерно подходящей по мощности «классической» трубке ЛЛ — и она будет работать!
Преимущества и недостатки люминесцентных ламп
Содержание
- Преимущества и недостатки
- Долговечность
- Энергоэффективность
- Проблемы со здоровьем и воздействие на окружающую среду
- Цена
- Характеристики и типы люминесцентных ламп и ламп накаливания
- Сферы применения и назначения
- Коротко о формах
- Немного истории
Сегодня рассмотрим основные преимущества и недостатки люминесцентных ламп, в сравнении с обычными лампами накаливания.
Когда компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) были впервые представлены в 1970-х годах, это событие должно было положить конец традиционной лампе накаливания. И все потому, что люминесцентные лампы гораздо более энергоэффективные.
Люминесцентные лампы лучше, чем лампы накаливания практически во всех отношениях: сроку годности, воздействие на окружающую среду и в экономии энергии.
Долговечность
Известно, что люминесцентная лампа снижает затраты на замену и экономит энергию.
Они также работают в 10-20 раз дольше, чем лампа накаливания. Они страдают от проблем с мерцанием и сокращением срока службы, если используются в местах, где они часто включаются и выключаются.
Также требуют оптимальных температур, чтобы работать хорошо. Известно, что они работают в условиях низкой производительности при включении при более низких температурах.
Лампа накаливания очень чувствительна к изменениям напряжения и, следовательно, ее долговечность может быть удвоена путем регулировки напряжения питания. Однако это влияет на светоотдачу и, как известно, используется только в исключительных случаях.
Энергоэффективность
Люминесцентные светила экономят энергию и служат дольше, но и стоят дороже. Они также преобразуют больше электроэнергии, подаваемой в видимый свет, чем их популярные аналоги. При этом люминесцентные излучают меньше тепла и равномерно распределяет свет, не создавая нагрузки на глаза.
Проблемы со здоровьем и воздействие на окружающую среду
Хотя не было официального исследования, некоторые люди предполагают, что лампы накаливания представляют меньший риск для тела, чем люминесцентные.
Как говорил раннее, люминесцентные являются энергосберегающими, поэтому, с одной стороны, они полезны для окружающей среды. С другой стороны, наносят вред окружающей среде из-за содержания в ней ртути. Когда их утилизируют, содержание ртути в них испаряется и вызывает загрязнение окружающей среды.
В противовес им выступают обычные лампы накаливания, которые не содержат вредных веществ и соответственно не создают опасности для людей и природы.
Цена
Когда лампы КЛЛ были впервые представлены, они были значительно дороже, чем обычные. Но теперь разница в цене практически ликвидирована. Стоимость варьируется в зависимости от производителя и продавца.
Характеристики и типы люминесцентных ламп и ламп накаливания
В наше время существуют различные типы ламп накаливания, которые доступны на рынке. Среди них:
— Общего обслуживания либо прозрачные, либо матовые.
— Рефлекторные лампы направляют свет вперед и используются в прожекторах и точечных светильниках.
— Декоративные, набирают все большую популярность.
— Дневного света. Они характеризуются хорошей энергоэффективностью, долговечностью, приятным цветом света, который они излучают.
Сферы применения и назначения
Для выращивания растений также используют флуоресцентный свет, который стимулирует фотосинтез и рост растений.
Свет также нашел применение при лечении билирубиновыми лампами, которые помогают разрушать избыток билирубина в организме. Кроме того, их свет используется для уничтожения микробов, присутствующих в организме.
Коротко о формах
Примеры ламп накаливания включают PAR45 и A55. Буквы (A и R) представляют форму, а цифры представляют максимальный диаметр колбы.
Диаметр измеряется в дюймах и обычно доступен с шагом 1/8 от первоначального размера. «A» используется для обозначения стандартной грушевидной колбы, а «R» — для определения отражателей.
Немного истории
Конечно это мы изучали в 7 классе, но не многие помнят , что Сэр Хамфри Дэви впервые изобрел лампу накаливания в 1802 году.
Позже, в 1840 году, Уоррен использовал спиральную нить из платины, через которую пропустил ток и вставил в вакуумную трубку. Но даже по тем временам, стоимость платины была высокой и делала невозможным его масштабное использование.
Джозеф Уилсон Суон совместно с Чарльзом Стерном создали лампу с угольным волокном. Их изобретение не было коммерчески жизнеспособным и, следовательно, не было продолжено.
Затем Томас Эдисон начал исследовать и использовать различные возможности для создания практического продукта, что привело к тому, что стала использоваться вольфрамовая нить, актуальная по сей день.
В 1895 году Даниэль Мур провел эксперимент, который продемонстрировал излучение белого и розового света от ламп, пропитанных диоксидом углерода и азотом. После этого, в 1934 году Артур Комптон из General Electric сообщил об успешных экспериментах, проведенных с люминесцентными лампами, которые впоследствии были продолжены компанией.
Колба лампы накаливания заполняется инертным газом, обычно аргоном, чтобы уменьшить испарение нити из вольфрама.
Электрический ток проходит через эту нить, которая соединена с двумя контактными проводами и проводником. Основание колбы имеет закрепленное на нем стержневое или стеклянное крепление, которое обеспечивает плавный поток электрического тока, и генерирует видимый свет.
Люминесцентные лампы заполняются аргоном, криптоном, неоном или ксеноном, а также парами ртути низкого давления.
Каковы недостатки люминесцентных ламп?
`;
Дом
Факт проверен
Эрин Дж. Хилл Люминесцентные лампы
стали более популярными в последние годы из-за того, что они потребляют меньше энергии, чем более традиционные лампы.
Это полезно для экономии денег и энергии и помогает сохранить окружающую среду. Однако у люминесцентных ламп есть некоторые недостатки, в том числе проблемы с размерами, разница в мощности и цвете лампы по сравнению с лампами накаливания, а также более высокие первоначальные инвестиции.
В целом, одним из самых больших недостатков люминесцентных ламп является то, что их часто делают больше, чем лампы накаливания. Это затрудняет или делает невозможной их установку в определенные светильники. Для недорогих светильников может быть целесообразно купить замену, подходящую для использования с люминесцентной лампой.
Замена более дорогих осветительных приборов нецелесообразна, поэтому лучшим выбором могут быть обычные лампочки. К счастью, специализированные люминесцентные лампы становятся все более доступными и подходят для самых разных светильников.
Цвет освещения также является одним из недостатков люминесцентных ламп для многих людей. Выбрать люминесцентную лампу, которая имеет тот же внешний вид и уровень яркости, что и соответствующая лампа накаливания, может быть непросто. Это связано с тем, что сравнения производителя между ними относятся только к мощности, а не к внешнему виду лампы.
также имеют тенденцию быть более тусклыми в холодную погоду, что делает их плохим выбором для сурового климата при использовании на открытом воздухе. Гаражи, патио и веранды, вероятно, лучше подходят для использования с более традиционными лампами, особенно если важен яркий свет, как в мастерской на открытом воздухе.
Одним из других самых больших недостатков люминесцентных ламп является их более высокая стоимость по сравнению с лампами накаливания. Хотя они постепенно становятся все более доступными, компактные люминесцентные лампы все еще могут стоить в три раза дороже, чем другие лампы, в зависимости от мощности и бренда. Хотя верно то, что люминесцентные лампы со временем экономят деньги, потребляя меньше энергии, тем самым компенсируя затраты за относительно короткий промежуток времени, у некоторых семей нет денег для первоначальных инвестиций.
Наконец, пожалуй, одним из самых больших недостатков люминесцентных ламп является тот факт, что большинство люминесцентных ламп содержат ртуть.
Это не только представляет опасность, если лампочка разбита или треснула в доме, но и представляет опасность для окружающей среды, если они не утилизированы должным образом. Большинство производителей указывают инструкции по утилизации на коробке, часто требуя, чтобы потребители возвращали им использованные лампочки для надлежащего обращения с отходами. В других случаях пользователь сам может определить, где и как утилизировать использованные лампочки.
КАК ПОКАЗАНО НА:
ECSTUFF4U для инженера-электронщика: Преимущества ламп CFL
CFL означает компактные люминесцентные лампы, которые представляют собой очень уменьшенную версию полноразмерных люминесцентных ламп, хотя и лучшего качества, чем их предшественники.
Преимущества компактных люминесцентных ламп:
Преимущества компактных люминесцентных ламп заключаются в том, что они энергоэффективны, имеют хороший световой поток, долгий срок службы, диммирование, низкие эксплуатационные расходы, бесконечные формы, а также размер и меньшее тепловыделение.
- КЛЛ в четыре раза эффективнее ламп накаливания. Вы можете заменить 100-ваттную лампу накаливания на 22-ваттную компактную люминесцентную лампу, чтобы получить такое же количество света. КЛЛ потребляют на 50–80 % меньше энергии, чем лампы накаливания
- Переключение на этот свет позволит вам внести свой вклад в сокращение выбросов углерода, где, как говорят, всего одна лампочка уменьшает полтонны этого газа в атмосфере Компактные люминесцентные лампы
- очень универсальны и должны использоваться в любых условиях, где обычно используются лампы накаливания.
Кроме того, они бывают разных размеров и форм, которые можно использовать для настольных ламп, встроенных светильников, потолочного освещения и трекового освещения.0040 - Переключение на этот свет позволит вам внести свой вклад в сокращение выбросов углекислого газа, говорят, что всего одна лампочка уменьшает выброс этого газа в атмосферу на полтонны Компактные люминесцентные лампы
- в долгосрочной перспективе дешевле, потому что они служат намного дольше, чем лампы накаливания .
Недостатки КЛЛ:
- Единственным недостатком является содержание ртути в КЛЛ
- При использовании КЛЛ на открытом воздухе они должны быть закрыты и защищены от непогоды. Они также чувствительны к температуре, поэтому при низкой температуре уровень освещенности составляет 9.0040
- Несмотря на то, что у нас есть компактные люминесцентные лампы, лампы должны работать около 10000 часов, но слишком частое их включение и выключение может существенно сократить этот срок службы.
Поэтому они не подходят для мест, где вы бы включили свет только на короткое время. Эти лампы следует использовать только там, где они будут оставлены включенными на некоторое время без включения и выключения - Хотя вы можете купить лампы КЛЛ для использования с диммерными выключателями, не все КЛЛ можно использовать с ними. Обычные лампы CFL, которые не предназначены для использования с диммером, могут быстро перегореть. То же самое относится и к использованию компактных люминесцентных ламп с таймерами
- CFL не предназначен для сфокусированных или прожекторов или там, где требуются узкие лучи света. Они предназначены только для окружающего света.
КЛЛ для компактных люминесцентных ламп представляют собой очень уменьшенную версию полноразмерных люминесцентных ламп, хотя они имеют лучшее качество, чем их предшественники. КЛЛ становятся очень популярными лампами, и их использование также имеет некоторые недостатки. Вот на этой странице мы должны узнать о преимуществах и недостатках ламп CFL, чтобы лучше понять эту тему.
Преимущества компактных люминесцентных ламп:
Преимущества компактных люминесцентных ламп заключаются в том, что они энергоэффективны, имеют хороший световой поток, долгий срок службы, диммирование, низкие эксплуатационные расходы, бесконечные формы, а также размер и меньшее тепловыделение.
- КЛЛ в четыре раза эффективнее ламп накаливания. Вы можете заменить 100-ваттную лампу накаливания на 22-ваттную компактную люминесцентную лампу, чтобы получить такое же количество света. КЛЛ потребляют на 50–80 % меньше энергии, чем лампы накаливания
- Переключение на этот свет позволит вам внести свой вклад в сокращение выбросов углерода, где, как говорят, всего одна лампочка уменьшает полтонны этого газа в атмосфере Компактные люминесцентные лампы
- очень универсальны и должны использоваться в любых условиях, где обычно используются лампы накаливания. Кроме того, они бывают разных размеров и форм, которые можно использовать для настольных ламп, встраиваемых светильников, потолочного освещения и трекового освещения.
