Энергосберегающие лампы устройство и принцип действия

Энергосберегающие лампы.

Введение

Мы живем в стремительно меняющемся мире. Меняется все: технологии, мировоззрение, образ жизни, искусство, люди… Век прошлый ознаменовался бурным, если не сказать уникальным, развитием технической мысли. Пытаясь сделать свою жизнь более комфортной, человек подчас меняет не только представление окружающих о том или ином предмете, революционно модифицируя его, но и саму окружающую действительность.

Сложно представить, что еще в начале XX века помещения освещались керосиновыми лампами, свечами, и даже лучинами. Благодаря массовой электрификации страны в двадцатые годы лампочка стала привычным и незаменимым предметом повседневного быта. На наше счастье пришла эпоха электричества, которая дарит не только яркий свет, но и разнообразие освещения.

Почему именно энергосберегающая лампа?

По данным статистики, средняя российская семья тратит на оплату жилищно-коммунальных услуг около 8-10 % своих доходов. Немалую долю этих затрат составляет оплата за электроэнергию. Прежде всего, за счет увеличения количества используемых нами бытовых приборов, изрядное количество электроэнергии расходуется на освещение.

Наиболее привычный для нас способ освещений своих домов — это использование ламп накаливания. Они широко распространены и очень дешевы. Вот только часто перегорают, особенно при скачках напряжения в сети — это тоже известно многим. Есть ли альтернатива лампам накаливания? Да. Есть! Это — люминесцентные лампы. Для освещения квартир выпускаются компактные люминесцентные лампы (энергосберегающие лампы), потребляющие гораздо меньше электроэнергии, на первый взгляд, их цена (110-200 рублей за лампу) шокирует, но даже при такой большой стоимости они быстро окупаются за счет низкого энергопотребления и долгого срока службы. Простая замена привычных источников света на их энергосберегающих родственников сократит расходы энергоресурсов в 4 раза!

По уровню светимости люминесцентная энергосберегающая лампа как минимум в 5 раз ярче ламп накаливания той же мощности. Если у лампы накаливания светоотдача составляет 10-15 лм/ватт, то люминесцентная энергосберегающая лампа имеет светоотдачу порядка 50-80 лм/ватт. Это позволяет экономить до 80% электроэнергии.

Срок службы энергосберегающей лампы – в среднем 10000 часов. При стандартном режиме горения 2,73 часа в сутки, лампа исправно работает до 10 лет. В режиме непрерывного свечения (дежурное освещение и т.д.), люминесцентная энергосберегающая лампа может проработать до 12 000 часов.

Длительный срок службы энергосберегающих ламп, в несколько раз превышающий срок службы ламп накаливания, позволяет использовать энергосберегающие лампы в труднодоступных местах, где замена источников света затруднена (например, если в помещении высокие потолки) – торговых залах, выставочных комплексах, складских помещениях. Энергосберегающие лампы не вызывают никакого стробоскопического эффекта. Они не утомляют зрение и благоприятно воздействует на глаза человека и его нервную систему, сохраняя его здоровье.

Помимо пониженного потребления электроэнергии, энергосберегающие лампы выделяют меньше тепла, чем лампы накаливания. Незначительное тепловыделение позволяет использовать компактные люминесцентные лампы большой мощности в хрупких бра, светильниках и люстрах, в которых от ламп накаливания с высокой температурой нагрева может оплавляться пластмассовая часть патрона, либо сам провод. Так, например, в светильнике, корпус которого сделан из материала, лучше использовать энергосберегающую лампу, так как высокий нагрев лампы накаливания со временем приведет к выгоранию материала.

Утилизация, в случае если энергосберегающая лампа получила повреждение или случайно разбилась, достаточно проветрить помещение и убрать осколки. Так как люминесцентные лампы содержат небольшое количество паров ртути, не вредных для здоровья.

Устройство и принцип действия энергосберегающих ламп

Люминесцентная лампа наполнена парами ртути и инертным газом (аргоном), а ее внутренние стенки покрыты люминофором. Под действием высокого напряжения в лампе происходит движение электронов. Столкновение электронов с атомами ртути образует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет. Электронный блок обеспечивает зажигание и дальнейшее горение лампы, благодаря ему энергосберегающая лампа зажигается без мерцания и работает без мигания, свойственного обычным люминесцентным лампам.

Подбирая соответствующие виды люминофора, можно изменять цветовые характеристики ламп, т.е. создавать белый свет с различными световыми нюансами для различных световых решений.

Лампа состоит из трех основных компонентов:

• цоколя,
• люминесцентной лампы
• и электронного блока.

Цоколь (как и у обычной лампочки) предназначен для подключения лампы к сети. Для разных видов цоколя используют следующие обозначения:

• Е14 –«миньон»;
• Е27 – «стандартный»;
• Е40 «для промышленных светильников и т.д.»

Что такое цветовая температура?

Энергосберегающие лампы могут иметь разную цветовую температуру, которая определяет цвет горения лампы:

• Y — 2700 К – теплый (желтый) свет;
• N — 4000 К – нейтральный (дневной) свет;
• W — 6400 К – холодный (белый) свет.

Цветовая температура измеряется градусами по шкале Кельвина:

• чем она ниже, тем ближе цвет к красному;
• чем выше — тем ближе к синему.

Таким образом, потребитель получает возможность любого цветового решения интерьера. Так, например, если в комнате нет естественного освещения, то лучше использовать лампы дневного света, с ними комната будет казаться светлее. От качества люминофора также зависит цветопередача (достоверность цветопередачи лампы показывает, насколько естественно передается цвет предметов в свете этой лампы).

Индекс цветопередачи — относительная величина, определяющая, насколько естественно передаются цвета предметов в свете той или иной лампы.

Цветопередающие свойства ламп зависят от характера спектра их излучения. Индекс цветопередачи (Ra) эталонного источника света принят за 100 (это обычная лампа накаливания, галогеновая лампа). У энергосберегающей лампы индекс Ra составляет 80 и более единиц.

Комфортный для человеческого зрения диапазон цветопередачи составляет 80-100 Ra.

Статья предоставлена компанией ООО «100 Ватт»

Схемы энергосберегающих ламп и наиболее частые их неисправности

Любая схема энергосберегающей лампы на 220 В представляет собой совокупность электронных компонентов, каждый из которых выполняет свою, вполне конкретную функцию. Небольшие отклонения от базовой конструкции не оказывают принципиального влияния на ее общие характеристики. В основном эти различия проявляются в разнообразии типов цоколей, а также в потребляемой изделием мощности.

Виды энергосберегающих ламп

Известные образцы энергосберегающих лампочек, к которым традиционно относят светодиодные, галогенные и люминесцентные модели, классифицируются по следующим признакам:

• вид цоколя;
• характерная для каждой модели температура свечения;
• потребляемая мощность;
• форма колбы.

По виду цоколя, используемого для фиксации лампочек в осветительном приборе, большинство из них делятся на резьбовые и штырьковые изделия.

Наиболее часто в быту встречаются резьбовые цоколи, которые вкручиваются в стандартные патроны различного диаметра (как для ламп накаливания).

При описании изделия этот элемент обозначается буквой «E» со следующим за ней числом, соответствующим диаметру в миллиметрах. Стандартный размер большинства выпускаемых ламп – E27, а изделия с диаметром E14 устанавливаются в светильники или бра.

Резьбовые цоколи чаще всего используются в лампах, предназначенных для уличного освещения (в ДРЛ и натриевых). Изделия штырькового типа подходят только для светильников особой конструкции и повышенной мощности. Они имеют разные модификации, отличающиеся количеством штырей (два или четыре), а их разъемы маркируются буквой «G» с соответствующим численным значком.

В зависимости от температуры свечения, измеряемой по Кельвину, каждый образец энергосберегающей лампы излучает свет «своего» оттенка.

• Теплый свет с показателем 2700 К, внешне напоминающий желтый оттенок. Он очень похож на свечение обычных ламп накаливания.
• Естественный белый с температурой 4200 К. Это так называемые «лампы дневного света», имеющие нейтральный колер.
• «Холодное» свечение, как оттенок белого с температурным значением 6400 К.

Холодный свет близок к синему спектру и напоминает слегка голубоватый цвет. Лампочки с таким свечением чаще всего применяются в производственных помещениях и рассчитываются на мощность от 65 Ватт и более.

Энергосберегающие изделия различаются по форме колбы: спиралевидные, дугообразные и трубчатые.

Принципы работы

Принцип работы энергосберегающих излучателей рассмотрим на примере КЛЛ – компактного люминесцентного осветителя, пользующегося большим спросом у населения. Этот тип осветительных приборов состоит из полой стеклянной колбы, внутреннее пространство которой заполнено ртутными парами. При подаче высокого напряжения на контакты между его электродами формируется дуговой разряд, приводящий к образованию ультрафиолетового излучения, невидимого для человеческого глаза. Для его превращения в видимый свет внутренние стенки колбы покрываются люминофором, позволяющим получать яркое свечение.

При его сравнении с тем же показателем для ламп накаливания схожей мощности световая отдача в этом случае заметно выше. Недостаток таких изделий – невозможность прямого включения в цепь питания 220 Вольт. Как следствие – обязательность применения специального преобразующего устройства, называемого электронным балластом.

Устройство ЛЛ

Под внешними конструктивными элементами располагается электронная схема лампы – она обозначается как ЭПРА или пускорегулирующий аппарат. Этот узел в полном составе имеется далеко не в каждой модели «экономки». Там же где пусковой регулятор установлен в классической комплектации, схема эконом лампы состоит из следующих основных модулей и деталей:

• пусковой конденсатор, обеспечивающий получение мощного импульса, необходимого для запуска схемы;
• сетевой фильтр, позволяющий снизить уровень радиочастотных помех до приемлемого уровня – избавиться от эффекта мерцания;
• емкостный фильтр, сглаживающий пульсации токовой составляющей;
• ограничивающий ток дроссель, необходимый для защиты от перегрузок;
• биполярные транзисторы и драйвер.

Схема лампочки содержит в своем составе предохранитель, защищающий ее от выхода из строя при резких скачках напряжения, и ряд дополнительных элементов.

Составляющие схемы балласта и особенности его работы

В состав электронного балласта входят формирователь, транзисторный ключ, а также выходной трансформатор с элементами резонансного запуска. Порядок работы этого блока:

1. Формируемый в задающем модуле импульс тока поступает на базу транзистора и приводит к его открытию.
2. Сразу же вслед за этим происходит заряд конденсатора, скорость которого определяется дополнительными элементами схемы.
3. С выхода транзисторного ключа импульсы поступают на малогабаритный трансформатор.
4. С его вторичной обмотки через резонансный контур с конденсатором пониженное импульсное напряжение подается на контакты лампы.

Формируемое в трубке свечение характеризуется присущей только ей резонансной частотой, зависящей от емкости подключаемого в параллель конденсатора. В начальный момент при зажигании величина импульсов достигает до 600 Вольт, что вынуждает применять специальные меры защиты от перенапряжений. Сделать это удается за счет применения в схеме шунтирующего конденсатора, позволяющего сразу же после пробоя «срывать» резонанс и переводить лампу в рабочее состояние с постоянным свечением. Его прерывание возможно только после срабатывания выключателя, установленного в самом осветительном приборе.

Порядок восстановления и необходимость в ремонте

При возникновении неисправностей в энергосберегающей лампочке следует разобрать ее на составные части. Для этого придется проделать следующие операции:

1. Отсоединить две сборные половинки, а затем снять колбу.
2. Посредством омметра, заряженного свежей батарейкой, «прозвонить» обе спирали накала на предмет отсутствия в них обрыва.

При проведении этой операции потребуется демонтировать шунтирующий спираль диод, если он есть в схеме.

Все эти действия справедливы для схем энергосберегающих ламп на 20 Вт, не более.

При перегорании спиралей в осветительных изделиях мощностью свыше 30 Ватт с большой вероятностью выйдет из строя ключевой транзистор. Для восстановления работоспособности схемы следует заменить их новыми деталями. В единичном случае ремонт изделия, стоящего копейки, не имеет смысла – гораздо проще купить новый балласт.

Опасность ЛЛ и рекомендации по использованию

Наличие ультрафиолетового компонента в излучении энергосберегающей лампы опасно для здоровья человека. Это отрицательно сказывается на состоянии большинства жизненно важных органов:

• воздействие УФ излучения вредно для кожи и приводит к ее раннему старению;
• возможны такие нарушения, как аллергия, экзема и псориаз;
• нередко ультрафиолет вызывает приступы эпилепсии, мигрени, а также ухудшает общее состояние организма.

Сила опасного излучения зависит от места установки ЛЛ и расстояния до облучаемого объекта. В связи с этим их не рекомендуется использовать в светильниках, устанавливаемых на стол или навешиваемых на стены. Это тем более важно, если принимать во внимание опасность воздействия излучения на зрение человека.

Образцом практически безопасного излучателя является лампа ЛБО О8М 36 Н с электрической схемой которой можно ознакомиться в любом справочнике. При своевременном принятии защитных мер организационного характера эксплуатация энергосберегающих излучателей, как правило, не вызывает особых затруднений.

Лампы энергосберегающие

Энергосберегающие лампы: отличия и выбор.

Тенденция к энергосбережению, которая в последнее время наблюдается во всех развитых странах начала захватывать и Россию. Отчасти это объясняет возросшую популярность применения энергосберегающих ламп. Является ли отличная экономия электроэнергии единственным преимуществом использования энергосберегающих ламп вместо традиционных ламп накаливания, и на что в первую очередь необходимо обращать внимание при покупке энергосберегающей лампы?

Для того чтобы у потребителей не возникало подобного вопроса рассмотрим как устроены компактные энергосберегающие лампы и их особенности и различия.

Энергосберегающие лампы вне зависимости от типоразмера и дизайнерского исполнения состоят из трех основных частей: люминесцентной лампы, электронного блока и цоколя.

Цоколь является элементом обеспечивающим подключение лампы к сети.

Электронный блок (электронный пускорегулирующий аппарат, ЭПРА) служит для пуска (зажигания) и поддержания дальнейшего горения люминесцентной лампы. Электронный пускорегулирующий аппарат преобразует напряжение сети в напряжение необходимое для работы люминесцентной лампы. Принцип работы и устройство ЭПРА обеспечивают зажигание лампе без мерцания, и поддерживать работу без характерного для люминесцентных ламп мигания.

При изготовлении люминесцентной лампы ее колба наполняется парами ртути и аргоном (инертный газ), а внутренние стенки покрываются люминофорным покрытием. При воздействии высокого напряжения, а энергосберегающей лампе начинается процесс движения электронов. Столкновение электронов и атомов ртути образует ультрафиолетовое излучение. Для того чтобы данное излучение преобразовалось в видимый свет оно должно пройти через люминофор.

Механизм действия энергосберегающих ламп позволяет добиться экономии электроэнергии до 80% сравнительно с лампами накаливания, имеющими аналогичный световой поток.

Кроме экономии электроэнергии к преимуществам использования энергосберегающих ламп можно отнести сравнительно небольшое выделение тепла. Небольшое тепловыделение позволяет применять энергосберегающие лампы большой мощности в светильниках, в которых высокая теплоотдача ламп накаливания может привести к плавлению пластмассовых частей патрона, светильника или самого провода.

Самой распространённой причиной выхода из строя ламп накаливания является перегорание вольфрамовой нити накала. Принцип работы и устройство энергосберегающей лампы исключает данную проблему. Благодаря этому энергосберегающая лампа имеет наибольший срок службы, который колеблется от 6 до 12 тысяч часов (в большинстве случаев данный параметр указывается производителем на упаковке). Срок службы компактных энергосберегающих ламп превышает срок службы ламп накаливания от 6 до 15 раз. Длительный срок службы энергосберегающих ламп позволяет экономить расходы на их замену, а также использовать их в труднодоступных местах (местах, где их частая замена является затруднительной, например высокие потолки).

Еще одним положительным качеством энергосберегающей лампы является более мягкое и равномерное распределение светового потока по сравнению с традиционными лампами накаливания. Это объясняется тем, что излучающая свет площадь поверхности энергосберегающей люминесцентной лампы значительно превышает площадь вольфрамовой нити лампы накаливания. Более ровное распределение светового потока этих ламп также снижают утомляемость глаз.

Энергосберегающая лампа также может иметь различную цветовую температуру (определяет свет излучаемого светового потока) что выгодно отличает ее от лампы накаливания. Энергосберегающие лампы могут иметь следующие цвета: мягкий белый свет (цветовая температура — 2700 К); дневной свет (цветовая температура — 4200 К); холодный белый свет (цветовая температура — 6400 К). цветовую температуру измеряют градусами по шкале Кельвина. Чем выше цветовая температура, тем ближе цвет к синему, чем ниже — к красному. Данное разнообразие позволит подобрать необходимый цвет, что обогатит общую цветовую гамму помещения.

Подытоживая сравнение энергосберегающей лампы с лампой накаливания можно выделить следующие преимущества использования энергосберегающей лампы:

— небольшое тепловыделение, что позволяет увеличить диапазон области применения;

— экономия до 80 % электроэнергии при одинаковой световой отдаче;

— срок службы энергосберегающих ламп превышает срок эксплуатации ламп накаливания от 6 до 15 раз;

— разнообразный спектральный состав света: холодный, дневной, теплый.

На сегодняшний день выпускается огромное количество разнообразных энергосберегающих ламп. На что необходимо обращать внимание при выборе компактной энергосберегающей лампы.

В первую очередь при покупке энергосберегающей лампы необходимо обращать внимание на ее габаритные размеры. Несмотря на то, что в последнее время выпускаются энергосберегающие ламы практически одинаковые по габаритам с лампами накаливания, зачастую они могут быть больше. Поэтому при выборе необходимо отталкиваться от размера прибора, где будет устанавливаться лампа.

Люминесцентная лампа выпускается U-образной и спиралевидной формы. Причем лампы в виде спирали гораздо меньше по габаритам сравнительно с U-образными при одинаковой мощности (за счет длины). Форма энергосберегающей лампы ни как не влияет на ее работу, однако более сложный процесс изготовления спиралевидных ламп делает их более дорогими.

Энергосберегающие лампы различаются по мощности, которая колеблется от 3 до 85 Вт. При покупке компактной энергосберегающей лампы необходимо обращать внимание на ее мощность, поскольку, чем больше мощность лампы, тем ярче она светит, но при этом и больше потребляет электроэнергии.

При покупке следует знать, что существует два основных типоразмера цоколя: E27 (применяется в большинстве потолочных светильниках) и E14 (меньше по размеру и применяется в небольших светильниках и бра). Выбирается энергосберегающая лампа с необходимым, для вашего светильника, размером цоколя.

При выборе также стоит учитывать срок службы компактной энергосберегающей лампы. В случае если замена лампы в светильнике является затруднительной, например светильник расположен на большой высоте, необходимо приобретал лампы с наибольшим сроком службы.

Последний фактор, который рекомендуется учитывать при выборе это цветовая температура энергосберегающей лампы. Для различных помещений в зависимости от дизайна и цветового исполнения наилучшим образом подойдут лампы с цветовой температурой 2700 (мягкий белый свет), 4200 (дневной свет) или 6400 (холодный белый свет) градусов Кельвина.

Таким образом, при выборе энергосберегающей лампы необходимо учитывать:

Учитывая данные фактора довольно легко можно выбрать максимально удовлетворяющую потребностям энергосберегающую лампу.

U-Образные, световой поток 2700/4200/6700К

Как устроена и работает энергосберегающая лампа?

Говоря на тему осветительных приборов для бытового использования, нельзя не отметить то, что на сегодняшний день самыми востребованными остаются компактные люминесцентные лампы, или, как их еще называют, энергосберегающие. В свое время подобные приборы произвели практически прорыв в своей области, что и понятно. Ведь по сравнению с их предшественниками – обычными люминесцентными лампами – они не требуют никакого дополнительного оборудования.

Для того чтобы заменить в квартире лампы накаливания (ЛН) на КЛЛ (компактная люминесцентная лампа), не потребуется никаких усилий, нужно всего лишь вывернуть ЛН и вкрутить на ее место энергосберегающую.

Конечно, стоимость компактных люминесцентных ламп несколько выше, но и экономия на электроэнергии получится значительной. Ведь мощность КЛЛ в 5 раз ниже, чем у ламп накаливания без какой-либо потери силы светового потока.

Но как устроена энергосберегающая лампа? В этом вопросе сейчас и попробуем разобраться.

1. Из чего состоит КЛЛ?
2. Принцип работы энергосберегающей лампы
3. Преимущества и недостатки

Из чего состоит КЛЛ?

Современные энергосберегающие лампы состоят из трех основных частей:

• колба – стеклянная трубка;
• корпус, в котором находится электронный пускорегулирующий аппарат;
• цоколь.

Но основные детали энергосберегающей лампы – это лишь то, что видно снаружи.

Внутри колбы, запаянной с обеих сторон, находятся электроды, на которые непосредственно и подается электроэнергия. Сама колба изнутри покрыта специальным веществом, называемым люминофор. Полость внутри стеклянной трубки заполнена инертным газом, смешанным с парами ртути.

Что касается электронного пускорегулирующего аппарата, тут все гораздо мудренее. ЭПРА представляет собой сложное устройство, выполняющее, по сути, ту же роль, что в старых люминесцентных лампах выполняли дроссель и стартер, т. е. управляет розжигом и поддержанием свечения в колбе.

Цоколи энергосберегающей лампы могут быть различными. Самый распространенный, конечно же, Е27. Он идентичен цоколю обычной лампы накаливания. Вообще, маркировка «Е» обозначает, что он резьбовой, а следующая за ним цифра – это его диаметр в миллиметрах. Также у компактных энергосберегающих ламп могут быть цоколи Е14 (14 мм) и Е40 (40 мм).

Еще одна маркировка – G – обозначает, что цоколь двухштырьковый, а цифра, которая следует за буквенным обозначением, означает размер между штырями.

Принцип работы энергосберегающей лампы

Как наверняка уже стало понятно, устройство и принцип действия КЛЛ и обычной люминесцентной лампы практически идентичны. Исключение лишь в том, что у энергосберегающего осветительного прибора пускорегулирующий аппарат уже встроен и называется балластом или ЭПРА.

Схема энергосберегающей лампы

Если говорить о конкретике, то принцип действия КЛЛ таков: электрический ток, поступая на электроды, создает пробой, в результате чего воспламеняется смесь паров ртути и инертного газа (аргон или ксенон). В результате возникает ультрафиолетовое свечение, которое человек увидеть не может. При помощи люминофора это свечение трансформируется в видимый свет. Вредное ультрафиолетовое излучение блокируется тем же люминофором и не наносит ущерба человеку.

Действительно, суть работы ЛДС и КЛЛ одинаковы. Что же касается электронного балласта, то разница видна даже несведущему в электротехнике человеку.

Работающей компактной люминесцентной лампы совершенно не слышно, исчезло гудение, издаваемое дросселем старых люминесцентных светильников. Да и зажигается она намного быстрее, имея задержку на каких-то полсекунды.

Ну, если то, из чего состоит и как работает энергосберегающая лампа более или менее понятно, то ее достоинства и недостатки следует рассмотреть подробнее.

Преимущества и недостатки

Конечно, не имей компактная люминесцентная лампа преимуществ, никто не стал бы переходить на подобное освещение, но все же попробуем в них разобраться. Из плюсов, конечно же, первое, что замечают – это ее компактность и малое энергопотребление не только в сравнении с «лампочкой Ильича», но и даже с обычной люминесцентной трубкой. Также отмечается тихая работа и быстрый запуск, о которых уже говорилось. И самое главное – это, конечно же, долгий срок службы. Вот, пожалуй, и все.

Из минусов – оставшиеся от предшественника «болячки». Энергосберегающая лампа плохо запускается и теряет в световом потоке на холоде, а после минус 30 вообще перестает работать.

Наличие ртути в трубке тоже радовать не может, а утилизация – процесс недешевый.

И вот что важно. Подобные осветительные приборы очень плохо переносят кратковременный цикл «включение-выключение». Дело в том, что после подачи питания на энергосберегающую лампу необходимо, чтобы она горела как минимум 3–4 минуты. Так же дело обстоит и с выключением. В противном случае резко сокращается ее срок службы и в итоге никакой экономии не получится, т. к. КЛЛ может выйти из строя, не отработав и половины заявленного производителем времени.

Ну а в основном, конечно, такая лампа вполне имеет право на существование, ведь главную задачу она выполняет – экономия электроэнергии налицо. К тому же она удобна в эксплуатации, не требует никакого дополнительного оборудования при установке, а значит, подобные осветительные приборы еще долго будут светить в домах и квартирах.

Принцип устройства, преимущества энергосберегающих люминесцентных ламп

Понятие «лампа энергосберегающая» больше относится к компактным люминесцентным изделиям с резьбовым цоколем разной мощности (от 7, 20, 30 вт и большой мощности). Популярность лампочек (в отличие от линейных ламп накаливания) обеспечивается компактными размерами, стандартным цоколем Эдисона и отсутствием потребности в применении пускорегулирующего устройства.

Состав конструкции и нюансы ее работы

Первые люминесцентные лампочки линейного типа выпускались в Соединенных Штатах в конце 1930-х гг. и стали активно применяться в 50-60-хх годах на крупных производствах и административных объектах. Но их не стали применять в быту из-за крупных размеров. Поэтому производители стремились к уменьшению параметров разработок, выпустив к 80-м годам люминофоры лучшего качества и меньших размеров с диаметром трубки до 12 мм, которую многократно согнули. В дальнейшем были уменьшены параметры и габариты КЛЛ, поэтому они стали достойной альтернативой ламп накаливания.

В состав компактной энергосберегающей лампы входят следующие основные узлы:

• Электронный балласт (вольфрамовые электроды, обработанные активизирующими веществами (комплексом окислов кальция, стронция и бария), терморезистор, емкостной фильтр, токоограничительный дроссель, переключающие биполярные транзисторы, плавкий предохранитель, пусковой конденсатор, фильтры);
• Цоколь;
• Колба с газовидным наполнением и небольшим объемом ртутных паров.

Принцип работы энергосберегающей лампы основан на люминесценции. Во внутренней части колбы находится люминофор, который может иметь различное содержание (в том числе ртуть с инертным газом), влияющее на целевое назначение и качество освещенности. Предусматривает устройство энергосберегающей лампы два электрода, установленных в трубке. При напряжении между ними появляется дуговой разряд, но генерируемое напряжение находится в ультрафиолетовом диапазоне. Чтобы излучение сделать видимым для человеческих глаз, внутренняя часть колбы покрывается специальным компонентом – люминофором. Его состав определяет цветовые показатели получаемого света.

Разновидности лампочек

Источник освещения для дома выбирается согласно отличиям в типе держателя, мощности и форме. Также внимание уделяется марке продукции. Самыми востребованными изготовителями считаются: Osram, General Electric, Philips, Navigator (навигатор).

Philips является первым производитель, который в 80-х годах предложил применение источников энергосбережения, представленных в ассортименте, отличаются долговечностью, качеством и приличным вечным видом.

Лампочки Osram также популярны среди аналогичных товаров, характеризуются длительным сроком эксплуатации (до 15 тысяч часов) и легко переносят многочисленные перезапуски (от 5 до 500 тысяч).

Изделия под маркой Навигатор в 2006 году вышли на российский рынок, насчитывают в своем ассортименте примерно 100 моделей, в том числе световые источники спиралевидной, U-подобной и декоративной формы.

Производитель Camelion предлагает широкий ассортимент источников энергосбережения, который может удовлетворить любого потребителя с разным уровнем достатка. Выпускается три серии: Classic (с компактными размерами, гарантией 12 месяцев, сроком службы 8 тысяч часов), ECO (лампы имеют стандартные параметры, гарантией 6 месяцев, большим сроком службы 6000 часов и яркостью) и PRO (имеют ультракомпактные размеры, сроком службы от 10 тысяч часов с гарантией 12 месяцев).

Впервые энергосберегающие лампы эра появились в нашей стране в 2008 году. Их большое разнообразие позволяет легко заменить все лампы накаливания, независимо от вида цоколя и формы.

Все энергосберегающие лампы делятся на следующие виды (в том числе энергосберегающие лампы эра), отличаются следующими деталями:

• По цветовой температуре энергоэффективные изделия бывают с холодным (6 400 К), белым теплым (2 700 К) и дневным светом (4 200 К);
• По типу цоколя: со штырьковыми держателями (2D, G23, G53, G24Q1, G24Q2, G24Q3) и цоколем Эдисона (позволяет монтировать световые источники вместо лампочек накаливания) лампы е27, е40;
• По диаметру трубки (от 7 до 17 мм);
• По виду колбы: различают люминесцентные изделия с грушевидными, шарообразными, спиралевидными и U-образными колбами. Более востребованными считаются источники света со спиралевидной и U-образной колбой. Но цена первого типа выше из-за сложностей в производственной технологии.

Схемы энергосберегающих ламп

Работает каждая схема энергосберегающей лампы по схожему принципу. На диодный мост (двухполупериодный выпрямитель) поступает переменное напряжение 220 Вольт с частотой 50 Герц. В результате получается постоянное напряжение, на конденсаторе выпрямителе этот показатель равен 310 В. Оно питает генератор, выдающий импульсное напряжение частотой 10 Гц, поэтому отсутствует мерцания, лампы не моргают и не мигают. Генератор состоит из двух высоковольтных транзисторов.

Технические характеристики и на что обратить внимание

Выбор источника освещения делают, учитывая следующие технические характеристики:

• Мощность 7-105 Вт. Светоотдача стандартной лампочки накаливания превышает КЛЛ в 5 раз, поэтому стандартную мощность следует разделить на этот показатель. Например, для люстр с 75-ваттными лампочками подойдут изделия мощностью 15 Вт. Для домашнего освещения можно подобрать энергосберегающую лампу не выше 20 Вт, так как от мощности будет зависеть световой поток и яркость. Освещение у лампы накаливания 100 Вт и энергосберегающего аналога 20 Вт будет примерно одинаковым;
• Цветовая температура. При неверно подобранном источнике света, у пользователя будет появляться дискомфорт. Для детской и гостиной лучше выбирать естественный белый свет, для офиса и кабинета – цветовую температуру 6000-6500 К с излучением холодного белого света с голубизной. Для спальни и кухни подойдет КЛЛ с показателем 2700 К;
• Форма колбы не влияет на качество работы;
• Вид цоколя. Подбирается на основании параметров прибора. Многие экономки оснащены стандартным цоколем Эдисона и имеют обозначение е27. Для небольших светильников и бра могут потребоваться лампы е14, цоколь которых отличается уменьшенным диаметром.

Такие энергосберегающие лампы, характеристики которых были указаны выше, в среднем работают 6-12 тысяч часов. Не стоит выбирать бюджетное энергосбережение, чтобы не получить подделку, которая проработает недостаточное количество часов. Гарантийный срок от производителя может предоставляться на 6-36 месяцев, но перед тем, как выбрать лампочку, следует ознакомиться с условиями гарантии и сохранить упаковку с чеком. Выбор формы осуществляется на основании общего дизайна помещений и эстетических предпочтений.

Достоинства и недостатки пользования

Подобные источники света стали пользоваться спросом из-за многочисленных достоинств:

• Продолжительного периода работы. Это обеспечивает применение КЛЛ в труднодоступных светильниках;
• Сниженного энергопотребления (до 80%). Работа лампы мощностью 20 Вт проходит так же эффективно, как у 100 ватных аналогов с нитью накаливания;
• Равномерного свечения, надежности, компактности, выделения меньшего количества энергии;
• Невысокой интенсивности нагревания. Такое свойство позволяет ставить сберегающие лампочки в осветительных приборах с температурными ограничениями;
• Высокой светоотдачи (в сравнении с простыми аналогами в 5 раз больше);
• Разнообразия исполнений, отличающихся по цветовой температуре.

К недостаткам изделий можно отнести высокие расценки (в 10-20 раз выше аналогов), низкую эффективность при пониженных температурах или на открытом воздухе, необходимое время для прогрева (при комнатной температуре до 45 секунд), неблагоприятное действие частных включений и выключений на механизм. Из-за содержания ртути и других токсинов, энергосберегающие лампы (мощность которых приведена в таблице), их нельзя выбрасывать в мусор, так как потребуется специальная утилизация. Стандартные модели лампочек нельзя применять в светильниках, управляемых диммерами (светорегуляторами), поэтому нужно применять специальные КЛЛ с регулирующейся яркостью.

Энергосберегающие лампочки будут выгодными для установки в светильники и люстры, если они будут включенными не менее 3-4 часов в сутки. За счет сниженных затрат на электроэнергию, изделие окупится за 3 года.

Поломки и ремонт

Перед тем, как починить энергосберегающую лампу, нужно выявить основную причину поломки и разобрать конструкцию. Это может произойти в результате обрывания нити накала, поломки электронного пуско-регулирующего аппарата (электронной схемы). Часто выходит из строя резонансный конденсатор или транзисторы (их пробой). Конденсатор ломается в лампочках, где применяются дешевые компоненты, предназначенные для низкого напряжения. Если лампа не зажигается, появляется риск поломки транзисторов.

Когда ломается колба, то обычно тоже выходит из строя электроника, перегорают силовые транзисторы.

У старых колб при включении перегорает одна спираль и отремонтировать изделие можно ее замыканием резистором на 8-10 Ом высокой мощности, устранить шунтирующий диод. Проверку спирали выполняют Омметром.

При перегорании предохранителя (при пробое конденсатора), его можно заменить резистором. Перед сборкой, в ламповом цоколе высверливаются вентиляционные отверстия для более мягкого температурного режима. Несколько отверстий около крепления трубки будут предназначены для отведения образующегося тепла. Такая модернизация позволит продлить срок эксплуатации источника света, но его нельзя ставить в помещениях с высокой влажностью.

Лампы. Какие выбрать? Устройство и принцип работы ламп.

Работа любого осветительного прибора невозможна без источника света. Приобретая светильник, важно знать, какие лампы к нему подойдут. Лампы бывают разной формы, разной мощности, разным цоколем и т.д. Разберемся подробно в классификации ламп.

По принципу работы лампы делятся на:

• Лампы накаливания, в т.ч. галогенные
• Газоразрядные
• Светодиодные

Лампа накаливания

Самая распространенная лампа. Состоит из цоколя и стеклянной колбы, в которой отсутствует воздух, либо колба наполнена газом. Внутри лампы находится вольфрамовая нить накала, она очень сильно нагревается при прохождении через нее электрического тока и излучает свет.

Достоинства лампы накаливания:

• Низкая стоимость
• Мгновенно запускается
• Не содержит паров ртути
• Работает при любой температуре окружающего воздуха
• Излучает естественный свет
• Совместима с диммерами (устройствами для плавного регулирования яркости лампы)

Недостатки ламп накаливания:

• Очень низкий КПД. 95% потребляемой электроэнергии идет на нагрев
• Недолговечность. Срок службы составляет 1000 часов
• Теряется яркость в процессе эксплуатации. Это связано с испарением вольфрама и оседанием его на внутренней стороне колбы лампы, вследствие чего лампочка мутнеет

Галогенная лампа

Это разновидность лампы накаливания с аналогичным принципом работы. Разница лишь в том, что колба таких ламп изготавливается очень малого размера и содержит внутри себя пары брома или йода. В лампе накаливания, как было описано выше, происходит испарение вольфрама и осаждение его на колбе с внутренней стороны. Пары брома или йода не дают осаживаться испарившемуся вольфраму на стеклянную колбу, и как бы «возвращают» его обратно на нить накала. Небольшой размер колбы объясняется тем, что процесс, описанный выше, может происходить только в колбе небольшого объема с очень близко расположенной нитью накала. В связи с тем, что вольфрамовая нить расположена очень близко к колбе, возникает очень сильный нагрев лампы, который достигает 500°C. Поэтому важно, чтобы на лампе при установке не оставалось жирных следов от пальцев. Дело в том, что в месте загрязнения лампы происходит большой местный нагрев, возникают микротрещины на стекле и лампа выходит из строя раньше заявленного срока. Устанавливать галогенные лампы можно только в специальных перчатках, либо через кусок ткани.

Достоинства галогенных ламп:

• Те же, что и у ламп накаливания
• Увеличенный срок службы, который составляет 4000 часов
• Яркость практически не теряется в процессе эксплуатации
• Светоотдача выше, чем у ламп накаливания

Недостатки галогенных ламп:

• Очень сильный нагрев
• Чувствительны к перепадам напряжения, сокращается срок службы

Люминесцентные лампы.

На смену лампам накаливания пришли люминесцентные лампы, или как многие их называют «энергосберегающие». Такие лампы способны выдать тот же световой поток, что и лампа накаливания, потребляя в 5 раз меньше электроэнергии. Например, люминесцентная лампа мощностью 15 Вт будет аналогична 75 Ваттной лампе накаливания. Люминесцентная лампа состоит из цоколя и колбы. Колба выполнена из стекла и наполнена инертным газом с добавлением паров ртути. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором. В результате работы лампы возникает ультрафиолетовое излучение. Люминофор преобразует это излучение в видимый нам свет. В компактных люминесцентных лампах (КЛЛ) с цоколем E27 и E14 имеется встроенная электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА), необходимая для запуска лампы. Без ЭПРА работа таких ламп невозможна, и если ЭПРА выходит из строя, то лампа, что называется «перегорает». Поэтому люминесцентные лампы прослужат дольше всего, если будут непрерывно находиться во включенном состоянии, нежели постоянно включаться/выключаться. Существуют люминесцентные лампы и с внешним ЭПРА, они используются, например, в светильниках типа «Армстронг». В случае выхода из строя ЭПРА, он подлежит замене.

Достоинства люминесцентных ламп:

• Высокий КПД, в 5 раз выше, чем у ламп накаливания.
• Меньший нагрев колбы, по сравнению с лампами накаливания
• Срок службы 6000 часов, что в 6 раз больше, чем у ламп накаливания

Недостатки люминесцентных ламп:

• Зажигаются не мгновенно
• Не совместимы с диммерами
• Содержат опасные пары ртути и должны специальным образом утилизироваться
• При низких температурах возможны проблемы с запуском таких ламп
• Самопроизвольное мерцание выключенной лампы. Происходит, как правило, если присутствует выключатель со световой индикацией. Объясняется тем, что лампа имеет значительную электрическую ёмкость, и даже при небольшой утечке тока эта емкость заряжается. В дальнейшем происходит разряд на электроды лампы, происходит кратковременная вспышка. Чем больше утечка тока, тем чаще будут наблюдаться вспышки света. Такое явление негативно сказывается на сроке службы лампы, а также может очень сильно раздражать, например, ночью.

Светодиодные лампы.

Это еще одна разновидность энергосберегающих ламп.Источником света в таких лампах являются светодиоды, которые помещены в колбу. В корпусе лампы размещается электронный драйвер, который является преобразователем питания.

В процессе работы светодиод вырабатывает тепло, и если он не будет охлаждаться, либо охлаждаться не достаточно, то через некоторое время выйдет из строя или существенно снизится яркость. Чтобы охладить плату со светодиодами на лампах предусмотрены радиаторы. Наиболее эффективным является алюминиевый радиатор, который может быть с ребрами, а может быть и гладким. Гладкий радиатор применяется в недорогих и маломощных лампах. Керамические радиаторы также используются для охлаждения светодиодов и являются весьма эффективными. Встречается также радиатор из алюминия, покрытого пластиком. Пластиковые радиаторы являются самыми неэффективными и, как правило, не вырабатывают свой ресурс.

Выбирая светодиодную лампу не гонитесь за дешевизной. Обратите внимание на радиатор. Отдайте предпочтение лампам с алюминиевым или керамическим радиатором, либо алюминий + пластик. Возьмите лампу в руку. Качественная лампа с алюминиевым радиатором будет заметно тяжелее пластиковой.

Достоинства светодиодных ламп

• Низкое энергопотребление. Потребляют в 10 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания и в 5 раз меньше, чем люминесцентные
• Долгий срок службы. От 25000 часов и более
• Самая низкая температура корпуса, по сравнению с лампами накаливания и люминесцентными лампами
• Не требуют специальной утилизации, так как не содержат паров ртути

Недостатки светодиодных ламп:

• Стоимость качественных светодиодных ламп выше, чем у ламп накаливания и люминесцентных. В дальнейшем затраты на приобретение таких ламп с лихвой компенсируются экономией электроэнергии
• Деградация светодиодов при недостаточном охлаждении

Классификация ламп по форме:

• Грушевидные. Лампы общего назначения. Используются в качестве источника света в люстрах, закрытых светильниках и т.д.
• Шарообразные. Лампы общего назначения. Используются в качестве источника света в люстрах, закрытых светильниках и т.д.
• Свеча. Используется в люстрах и светильниках, где плафон отсутствует, а также в узких плафонах.
• Свеча на ветру. Декоративная лампа. Используется в люстрах и светильниках, где плафон отсутствует.
• Рефлекторного типа. Используется в точечных светильниках. Дает направленный свет.
• Капсульного типа. Галогенные и светодиодные лампы с цоколем G9 и G4
• Спираль. Компактные люминесцентные лампы общего назначения
• Таблетка. Используется в точечных светильниках.

Все виды форм лампочек на рисунке ниже.

Виды цоколей ламп.

Самые распространенные виды цоколей – это резьбовые и штырьковые.

Резьбовой цоколь маркируется буквой E и двумя цифрами, обозначающими диаметр цоколя в миллиметрах. Это самый распространенный тип цоколя, используется в большинстве осветительных приборов. С резьбовым цоколем выпускаются все виды ламп. Основные виды резьбовых цоколей:

• E27. Диаметр резьбовой части 27 мм.
• E14 (миньон). Диаметр резьбовой части 14 мм.
• E40. Диаметр резьбовой части 40 мм.

Штырьковые цоколи.

Цоколь лампы соединяется с патроном при помощи штырьков. Маркировка начинается с буквы G с одной и более цифрами. Цифры обозначают расстояние между штырьками. После буквы G в маркировке могут присутствовать буквы U X Y Z, которые определяют модификацию конструкции. Например, лампы G5.3 и GX5.3 не взаимозаменяемы. Типы штырьковых цоколей в таблице ниже.

Схема и устройство энергосберегающей лампы

Обозначение «энергосберегающая лампа» (ЭЛ) больше касается люминесцентных компактных ламп с резьбовым цоколем любой мощности (7, 20 Вт и выше). Благодаря более компактным размерам, стандартному цоколю Эдисона в конструкции и отсутствию необходимости использовать вынесенный пускорегулирующий аппарат, такие лампочки более популярны, чем линейные конструкции того же типа.

1. Конструкция и принцип работы
2. Разновидности ламп
3. Технические характеристики изделия
4. Разбираем все плюсы и минусы

Нюансы работы и устройства

Компактная люминесцентная лампа состоит из нескольких основных узлов: встроенный электронный балласт, колба с газообразным наполнением, цоколь. Принцип функционирования ЭЛ основывается на явлении под названием люминесценция. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором. Это вещество может иметь разный состав, от чего будет зависеть качество освещения и соответственно целевое назначение источника света.

Устройство такой лампы предполагает наличие двух электродов, которые установлены в трубке. Под напряжением между ними возникает дуговой разряд. В колбе содержится ртуть в небольшой концентрации и инертный газ.

Благодаря такому содержимому образуется низкотемпературная плазма, которая в дальнейшем преобразуется в УФ-излучение, невидимое для глаз человека. На данном этапе главную роль играет люминофор, которым колба покрыта изнутри. Это вещество поглощает ультрафиолетовое излучение, в результате лампа выдает видимый свет.

Схема энергосберегающей лампы на 11 Вт выглядит следующим образом:

На рисунке можно увидеть питающие цепи, приводящие в работу дроссель L2, предохранитель F1, фильтрующий конденсатор C4 и диодный мост (4 диода 1N4007). В запуске участвуют динистор и элементы D1, С2, R6. Защитные функции реализуются посредством элементов R1, R3, D2, D3.

Для включения лампы необходимо обеспечить открытие транзистора Q2, что происходит при помощи R6, C2, а также динистора: эти элементы формируют импульс. Блокировка данного участка схемы выполняется с участием диода D1. Возбуждение трансформатора обеспечивается посредством транзисторов. Напряжение поступает с повышающего резонансного контура (L1, С3, С6, TR1).

Виды энергосберегающих ламп

Выбор источника света делается на основании отличий в форме, типе держателя, мощности. Играет роль и марка изделия. Наиболее популярные производители: Navigator, Philips, General Electric, Osram.

Устройство ЭЛ может быть разным, что определяется типом цоколя:

• Е14, Е27, Е40 – цоколь Эдисона, благодаря чему источник света данного вида может устанавливаться вместо аналогов с нитью накаливания;
• штырьковые держатели (G53, 2 D, G23, G24Q1-G24Q3).

По цветовой температуре различают следующие исполнения ЭЛ:

• с теплым белым свечением (2 700 К);
• с холодным светом (6 400 К);
• источник дневного света (4 200 К).

Встречаются и разные колбы: U-образные, спиралевидные, шарообразные и грушевидные. Отличаются энергосберегающие лампочки еще и диаметром трубки: 7, 9, 12, 17 мм.

Обзор технических характеристик

При выборе следует учитывать все основные параметры источников света:

1. Мощность (от 7 до 105 Вт). Для дома рекомендуется выбирать исполнения не более 20 Вт. Дело в том, что световой поток ЭЛ напрямую зависит от мощности: чем больше значение данного параметра, тем ярче свет. Для сравнения, лампа накаливания 100 Вт и люминесцентный компактный аналог 20 Вт выдают световой поток одинаковой силы.
2. Тип цоколя. Подбирается, исходя из особенностей осветительного прибора, в который будет установлена лампа.
3. Форма колбы. На качество работы этот параметр не влияет.
4. Цветовая температура. Если источник света был выбран неправильно, такой свет будет вызвать дискомфорт вне зависимости от мощности (7, 20 Вт и выше) и других параметров.

Кроме того, при выборе ЭЛ необходимо обращать внимание на срок службы. В среднем лампа данного вида работает на протяжении 6 000-12 000 часов.

Плюсы и минусы эксплуатации

Популярность таких источников света обусловлена немалым количеством преимуществ:

• снижение уровня энергопотребления (на 80%), соответственно, лампа мощностью 20 Вт работает не менее эффективно, чем аналог с нитью накаливания 100 Вт;
• более длительный срок работы;
• невысокая интенсивность нагрева;
• равномерный свет;
• широкий выбор исполнений, отличных по цветовой температуре.

К минусам можно отнести сравнительно высокую стоимость, наличие в колбе опасных для здоровья веществ, снижение эффективности в условиях низких температур, негативное воздействие на механизм частых коммутационных операций.

Кроме того, электрическая схема такого источника света не предусматривает использование диммера.

Таким образом, энергосберегающие лампочки во многом превосходят прочие аналоги (галогенные и лампы накаливания). В первую очередь это обусловлено снижением расходов на электричество, так как источник света на 20 Вт сможет заменить вариант с нитью накаливания, рассчитанный на 100 Вт.

Еще люминесцентные компактные лампочки выделяют меньше тепловой энергии, отличаются надежностью и компактными размерами. Форма колбы не влияет на эффективность работы, разве что отличается стоимость: спиралевидные исполнения предлагаются по более высокой цене.