Достоинства и недостатки люминесцентной лампы

Заканчивая рассказ о новых источниках света — люминесцентных лампах, рассмотрим, какими преимуществами и недостатками они обладают по сравнению с привычными лампочками накаливания. Сопоставим поочерёдно все важнейшие свойства ламп.

Экономичность. Прежде всего сравним лампы по их экономичности, т. е.

по тому, какое количество света они дают при одинаковом расходе энергии. Образцом сравнения возьмём такой источник, который всю потребляемую энергию отдаёт полностью в виде излучения квантов с энергией 2,23 э-в, то есть квантов, лучше всего воспринимаемых глазом. Примем экономичность такого источника за единицу.

Мы уже говорили, что качество такого источника нас не удовлетворяет. С этой точки зрения наилучшим явился бы источник, дающий только видимый свет, с такой пропорцией квантов разных энергий, которая имеется в «естественном» белом свете. Если вычислить экономичность такого идеального источника, то она окажется примерно равной 0,35.

Подсчитанная таким же образом экономичность люминесцентных ламп равна 0,06, а лампочек накаливания — всего 0,02. Итак, хотя люминесцентные лампы в  три раза экономичнее лампочек накаливания, они ещё очень далеки от идеального источника.

Каковы же причины потерь энергии в люминесцентных лампах, известны ли способы уменьшения этих потерь?

Подсчёты и измерения показали, что примерно две трети всей энергии, потребляемой лампой, идёт на излучение ультрафиолетовых квантов с энергией 4,9 и 6,7 э-в. Остальная треть идёт на нагревание электродов, на тепло, выделяющееся на стенках трубки при прохождении через неё тока, а также на испускание инфракрасных квантов. На непосредственное излучение видимого света расходуется лишь немногим более одного процента энергии.

Возникающие в трубке ультрафиолетовые кванты являются основным источником её свечения, поскольку под их действием происходит возбуждение люминофора, нанесённого на стенки. Однако, как мы уже говорили, при преобразовании ультрафиолетового излучения в видимое разница между энергией ультрафиолетовых квантов и квантов видимого света превращается в тепло и практически полностью для нас теряется.

Вот что является основной причиной неполного использования энергии в люминесцентных лампах. Кроме того, следует учесть потери света в слое люминофора, поглощение части ультрафиолетовых квантов в стекле, потери энергии в катушке самоиндукции и некоторые другие, менее значительные потери. В результате оказывается, что люминесцентные лампы в 5—6 раз менее экономичны, чем идеальный источник света.

Из сказанного можно заключить, что основной путь повышения экономичности люминесцентных ламп заключается в более выгодном использовании возбуждающего ультрафиолетового излучения, т. е. в более благоприятном

Страница 1 of 412…»Last »

-Принцип действия люминесцентных ламп

– Достоинства и недостатки люминесцентных ламп

Принцип действия Принцип действия люминесцентной лампы низкого давления основан на дуговом разряде в парах ртути низкого давления. Получающееся при этом ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимое в слое люминофора, покрывающего внутренние стенки лампы. Лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие по два электрода, между которыми находится катод в виде спирали. В трубку лампы введены пары ртути и инертный газ, главным образом аргон. Назначением инертных газов является обеспечение надежного загорания лампы и уменьшение распыления катодов. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой люминофора. Если к электродам, вставленным в концы стеклянной трубки, которая заполнена разряженным инертным газом или парами металла, приложить напряжение из расчета не менее 500…2000 В на 1 м длины трубки, то свободные электроны в полости трубки начинают лететь в сторону электрода с положительным зарядом. Когда к электродам приложено переменное напряжение, направление движения электронов изменяется с частотой приложенного напряжения.В своем движении электроны встречаются с нейтральными атомами газа — заполнителя полости трубки — и ионизируют их, выбивая электроны с верхней орбиты в пространство. Возбужденные таким образом атомы, вновь сталкиваясь с электронами, снова превращаются в нейтральные атомы. Это обратное превращение сопровождается излучением кванта световой энергии. Каждому инертному газу и парам металла соответствует свой спектральный состав излучаемого света: . трубки с гелием светятся светло-желтым или бледно-розовым светом; трубки с неоном — красным светом; трубки с аргоном — голубым светом. Смешивая инертные газы или нанося люминофоры на поверхность разрядной трубки, получают различные оттенки свечения.

Люминесцентные лампы дневного и белого света выполняют в виде прямой или дугообразной трубки из обычного стекла, не пропускающего короткие ультрафиолетовые лучи. Электроды изготавливают из вольфрамовой проволоки.

Трубку заполняют смесью аргона и паров ртути. Внутри поверхность трубки покрыта люминофором — специальным составом, который светится под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в парах ртути. Аргон способствует надежному горению разряда в трубке.

Достоинства люминесцентных ламп.Основным преимуществом люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются: . более высокий коэффициент полезного действия (15…20%), высокая световая отдача и в несколько раз больший срок службы. Таким образом, при затрате той же мощности достигается значительно большая освещенность по сравнению с лампами накаливания; . правильный выбор ламп по цветности может создать освещение, близкое к естественному; о благоприятные спектры излучения, обеспечивающие высокое качество цветопередачи; . люминесцентные лампы значительно менее чувствительны к повышениям напряжения, поэтому их экономично применять на лестничных клетках и в помещениях, освещаемых ночью, когда в сети напряжение повышено. Лампы накаливания (очень чувствительные к повышениям напряжения) быстро перегорают; . малая себестоимость; . низкая яркость поверхности и ее низкая температура (до 50 °С)

Недостатки люминесцентных ламп

Основным недостатками люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются: « сложность схемы включения; ограниченная единичная мощность (до 150 Вт); зависимость от температуры окружающей среды (при снижении температуры лампы могут гаснуть или не зажигаться); » значительное снижение светового потока к концу срока службы; вредные для зрения пульсации светового потока; » акустические помехи и повышенная шумность работы; в при снижении напряжения сети более чем на 10% от номинального значения лампа не зажигается; » дополнительные потери энергии в пускорегулирующеи аппаратуре, достигающие 25…35% мощности ламп; наличие радиопомех;

лампы содержат вредные для здоровья вещества, поэтому вышедшие из строя газоразрядные лампы требуют тщательной утилизации.

Все статьи

Экономический расчет окупаемости и экономической эффективности энергосберегающих (люминесцентных) ламп.

В России с каждым годом все больше не хватает электроэнергии.

Все труднее получить разрешение на подключение промышленных объектов и частных домовладений. По прогнозам энергетиков, удвоение генерации электроэнергии произойдет не ранее, чем через 15 лет. Поэтому цены на электроэнергию постоянно растут и будут стремиться достигнуть среднеевропейских – 9руб/кВтч.

Однако, есть довольно простой путь как добиться экономии электроэнергии и снизить затраты на ее покупку. Эксперты установили, что если в одной Москве и только в квартирах заменить обычные лампы энергосберегающими, можно получить экономию электроэнергии, равную 30% мощности крупнейшей в России Саяно-Шушенской ГЭС!

Что такое энергосберегающие лампы?

Это обычные неоновые лампы, известные еще с прошлого века. Раньше они применялись на всех заводах и фабриках в подвесных светильниках. Современные лампы отличаются форм фактором и встроенным пускорегулировочным устройством.

Лампы стали более компактные, подходят для любых типов светильников, включаются мгновенно, не моргают и не гудят, как старые. Цвет ламп характеризуется цветовой температурой, измеряемой в градусах Кельвина.

Мягкий белый – для домашних условий 2700 К. Дневной – 4200К. Холодный белый – для складских помещений 6400 К.

Энергосберегающие лампы имеют массу преимуществ по сравнению с обычными лампами ( лампами накаливания). Это:

1. Гарантийный срок 1 год;

2. Низкое тепловыделение ( макс. 50 С), их можно ставить в пластиковые потолки и светильники;

3. Экономия энергии и денег до 80%;

4. Длительный срок службы 6000-12000 часов, что в 6-15 раз больше обычных ламп;

5. Мягкое распределение света;

6. Возможность создать свет различного спектра.

Оценим экономию средств от одной лампы, мощностью 20 Вт.

Она соответствует по количеству света 100 Вт лампе накаливания. Возьмем время работы 6000 ч, тариф на электроэнергию 2,90р/кВтч. Тогда стоимость электроэнергии для энергосберегающей лампы составит:

6000ч х 0.02кВт х 2.9р/кВтч = 348 руб. по данным 2009 г.

Для 100 Вт лампы накаливания:

6000ч х 0.1кВт х 2.9р/кВтч = 1740 руб. по данным 2009 г.

Одна лампа, стоимостью 120 рублей, за срок службы дает чистой прибыли 1740р – 348р -120р=1272 руб. И это без учета роста стоимости электроэнергии за время работы ( примерно 3 года)! А в доме у Вас не менее 10 таких ламп!

Есть у таких ламп и некоторые недостатки:

1.

Необходимость утилизации, т. к. лампы содержат ртуть;

2. Они дороже – обычная лампа 10р, сберегающая 120р.

Однако в эксплуатации энергосберегающие лампы приносят прибыль и хорошее настроение.

Автор убедился в этом на собственном примере, еще два года назад заменив все лампы в квартире на энергосберегающие. Если вы договоритесь с соседями и купите такие лампы оптом, то двадцативатные обойдутся вам в 85-90 руб. Успехов вам и начинайте экономить и зарабатывать с себя.

Читайте также по этой теме: Как устроены компактные люминесцентные лампы

Яков Кузнецов

Лампанакаливания— источник света, преобразующий энергиюпроходящего по спирали лампы электрическоготока в тепловую и световую. По физическойприроде различают два вида излучения:тепловое и люминесцентное.

Тепловымназывают световое излучение, возникающеепри нагревании тел. На использованиитеплового излучения основано свечениеэлектрических ламп накаливания.

Достоинстваи недостатки ламп накаливания

Достоинства:- при включении они зажигаются практическимгновенно;

-имеют незначительные размеры;

-стоимость их невысока.

Основныенедостатки:

-лампы обладают слепящей яркостью,отрицательно отражающейся на зрениичеловека, поэтому требуют применениясоответствующей арматуры, ограничивающейослепление;

-обладают незначительным сроком службы(порядка 1000 часов);

-срок службы ламп существенно снижаетсяпри повышении напряжения питающейэлектросети.

СветовойКПД ламп накаливания, определяемый какотношение мощности лучей видимогоспектра к мощности потребляемой отэлектрической сети, весьма мал и непревышает 4%.

Такимобразом, основной недостаток лампнакаливания — низкая светоотдача. Ведьлишь незначительная часть потребляемойими электрической энергии превращаетсяв энергию видимых излучений, остальнаячасть энергии переходит в тепло,излучаемое лампой.

Принципдействия

Принципдействия ламп накаливания основан напреобразовании электрической энергии,проходящей через нить, в световую.Температура разогретой нити достигает2600…3000 °С. Но нить лампы не плавится,потому что температура плавлениявольфрама (3200…3400 °С) превышает температурунакала нити. Спектр ламп накаливанияотличается от спектра дневного светапреобладанием желтого и красного спектралучей.

Колбыламп накаливания вакуумируются илизаполняются инертным газом, в средекоторого вольфрамовая нить накала неокисляется: азотом; аргоном; криптоном;смесью азота, аргона, ксенона.

Люминесцентнаялампа— газоразрядный источник света, световойпоток которого определяется в основномсвечением люминофоров под воздействиемультрафиолетового излучения разряда;видимое свечение разряда не превышаетнескольких процентов.

Люминесцентныелампы широко применяются для общегоосвещения, при этом их световая отдачав несколько раз больше, чем у лампнакаливания того же назначения. Срокслужбы люминесцентных ламп может до 20раз превышать срок службы ламп накаливанияпри условии обеспечения достаточногокачества электропитания, балласта исоблюдения ограничений по числукоммутаций, в противном случае быстровыходят из строя. Наиболее распространённойразновидностью подобных источниковявляется ртутная люминесцентная лампа.Она представляет собой стекляннуютрубку, заполненную парами ртути, снанесённым на внутреннюю поверхностьслоем люминофора.

Преимуществалюминесцентных ламп:

– широкийдиапазон цветности;-по сравнению с лампами накаливанияобеспечивает такой же световой поток,но потребляют в 4-5 раз меньше энергии;-имеют низкую температуру колбы;-повышенный срок службы;

недостаткилюминесцентных ламп:

-снижает световой поток при повышенныхтемпературах;

-содержание ртути (хотя и в очень малыхколичествах, 40-60 мг). Эта доза безвредна,однако постоянная подверженностьпагубному воздействию может нанестивред здоровью;

-люминесцентные лампы не приспособленык работе при температуре воздуха ниже15-20 °С.

Использованиесветильников

Взависимости от области примененияразличают лампы накаливания общегоназначения, проекционные лампы,прожекторы, лампы для фар автомобиля,индикаторные лампы и др. Размеры колбламп накаливания могут быть самымиразличными. Для обеспечения большейсветовой отдачи изготавливают лампы сдвойной спиралью.

Такие лампы называютбиспиральными. Рабочее напряжение лампнакаливания также может быть разным —от десятых долей вольта до сотен вольт.Осветительные лампы накаливания, которыемы применяем, рассчитаны на напряжение220 В. Срок эксплуатации может быть до1000 ч.

Применениелюминесцентных ламп особенно целесообразнов случаях, когда освещение включенопродолжительное время, посколькувключение для них является наиболеетяжёлым режимом и частые включения-выключениясильно снижают срок службы.

Люминесцентныелампы — наиболее распространённый иэкономичный источник света для созданиярассеянного освещения в помещенияхобщественных зданий: офисах, школах,учебных и проектных институтах, больницах,магазинах, банках, предприятиях, рекламныхщитах. С появлением современных компактныхлюминесцентных ламп, предназначенныхдля установки в обычные патроны E27 илиE14 вместо ламп накаливания, они стализавоёвывать популярность и в быту.

Люминесцентныелампы состоят из следующих основныхдеталей:

1- ртуть;

2- штампованная стеклянная ножка сэлектровводами;

3- трубка для откачки (при изготовлении);

4- выводные штырьки;

5- концевая панелька;

6- катод с эмиттерным покрытием.

Строениелампы накаливания:

Лампочканакаливания состоит из:

1 – тонкая стеклянная колба;2 – пространство колбы;3 – тело накала;4 – держатели, предназначенные для удерживания тела накала;5, 6 – токовые вводы (электроды);7 – ножка;8 – основание цоколя;9 – контактное дно цоколя;10 – изолятор.

Источники:

• www.hep.by
• 380.by
• electrik.info
• studfiles.net