Connexion séquentielle de lampes fluorescentes. Comment connecter des lampes fluorescentes. Installation de luminaires fluorescents

Les sources lumineuses les plus économiques aujourd'hui sont considérées comme des lampes fluorescentes. Le rapport de leurs principales caractéristiques (flux lumineux rayonné et consommation électrique) est plusieurs fois plus rentable que celui des lampes à incandescence. On peut en dire autant de la durée de vie de ces sources lumineuses.

Que sont les lampes fluorescentes, leur appareil et leur principe de fonctionnement

Lampe fluorescente- le type d'éclairage le plus courant, que l'on trouve dans les locaux administratifs (jardins d'enfants, écoles, bureaux), ainsi que dans les ménages et les zones industrielles. Son installation et le gaspillage d'électricité qui en résulte seront peu coûteux. Les caractéristiques de conception vous permettent de les utiliser pour l'éclairage externe et interne.

La source lumineuse de ces appareils est Lampe fluorescente. Le principe de son fonctionnement réside dans la capacité des vapeurs métalliques et de certains gaz à émettre de la lumière lorsqu'ils sont exposés à un champ électrique. Les lampes ressemblent à des tubes de verre.

Le dispositif d'une lampe fluorescente peut être représenté comme suit: à l'intérieur se trouve un revêtement - un phosphore, un gaz inerte avec de la vapeur de mercure est présent dans le tube. Sur chaque bord de la structure de la lampe se trouvent des spirales de tungstène avec une couche d'oxyde de baryum, qui agissent comme des cathodes. Ils sont connectés à deux broches qui relient la lampe à une source d'alimentation externe. C'est un modèle typique pour appareils d'éclairage.

Il existe également des modèles de lampes fluorescentes conçues pour les petites lampes. Ils ont un aspect légèrement différent, tandis que le tuyau peut être plié en spirale, en anneau ou en une autre forme.

Les conceptions ci-dessus ont leurs avantages et leurs inconvénients. Les avantages de tels dispositifs d'éclairage comprennent:

la capacité d'augmenter le rendement lumineux : un appareil de 20 W est égal en puissance à une lampe à incandescence de 100 W ;
L'efficacité est supérieure à celle des appareils d'éclairage à lampes à incandescence;
un grand choix de nuances de lumière émise;
durée de vie plus longue par rapport aux lampes à incandescence ;
La lumière émise n'est pas ponctuelle, mais diffuse.

Si nous parlons des défauts de tels dispositifs d'éclairage, ils peuvent alors être considérés:

élimination spéciale requise en raison de la teneur en vapeur de mercure ;
le rayonnement de ces lampes a un spectre irrégulier, ce qui est désagréable pour les yeux ;
Certaines lampes peuvent faire des bruits désagréables pendant leur fonctionnement.

Il est déconseillé d'utiliser un luminaire avec des lampes fluorescentes dans une conception à allumage automatique (lorsque des détecteurs de mouvement sont installés), car un fonctionnement trop fréquent des dispositifs d'éclairage entraîne leur défaillance rapide, réduisant leur durée de vie.

Variétés de lampes fluorescentes

Il est difficile de calculer ce qui sous-tend le développement actif des appareils électriques - le battage médiatique la demande des consommateurs ou des développements techniques. Mais le fait qu'aujourd'hui sur le marché, vous puissiez trouver des options pour les luminaires de différentes conceptions est considéré comme incontestable. Ainsi, des appareils sont apparus qui ressemblent extérieurement aux appareils fluorescents, mais l'ampoule a été remplacée par des éléments LED.

Mais, malgré toutes les innovations, ce type de luminaires n'est pas la dernière place à la fois en demande et dans le nombre de variétés d'appareils.

Classiquement, ils peuvent être divisés en deux grands groupes : plafond et mobilier. Chacun d'eux a assez un grand nombre de sous-espèce.

Plafonniers

Les luminaires fluorescents au plafond sont les luminaires les plus courants. fonction principale qui - l'organisation de l'éclairage général.

Selon l'emplacement, ils sont conditionnellement divisés en sous-groupes suivants:

bureau au plafond;
plafond industriel.

Il existe de nombreux types de plafonniers fluorescents, ils peuvent être divisés en types suivants:

quatre lampes (4x18, 4x36);
à deux lampes (2x23, 2x58).

Luminaires pour zones industrielles

À ces fins, le même type de lampe est utilisé, mais leur caractéristique distinctive est l'absence d'excès décoratifs lors de l'utilisation de tels luminaires pour les zones industrielles. Ils se caractérisent par une forme stricte, mais en même temps ils donnent un bon flux lumineux. Les luminaires fluorescents industriels fournissent une bonne source de lumière pour les grands entrepôts, les commerces de détail et les espaces industriels. De plus, des exigences plus élevées sont mises en avant pour ces lampes par rapport aux structures domestiques ou de bureau.

Ainsi, les sources lumineuses luminescentes industrielles devraient être plus sûres (lampe antidéflagrante), relativement peu coûteuses, faciles à installer, offrir une longue durée de vie dans des circonstances pas toujours favorables. Si les conditions de travail exigent le respect sécurité accrue, alors l'option idéale est les lampes antidéflagrantes avec lampes fluorescentes. Pour la commodité de travailler dans un tel éclairage, des appareils qui ne donnent pas d'éblouissement sont choisis. lampe industrielle devrait émettre une lumière uniforme.

Lampes pour les bureaux et la maison

Les options d'éclairage de bureau et domestique peuvent être classées en fonction du nombre de lampes qu'elles contiennent. Ainsi, il existe des plafonniers à deux lampes (LPO 2x36 et 2x58) ou à quatre lampes appareils d'éclairage. Leur choix dépend de la superficie du territoire à éclairer. Selon l'option d'installation, ils sont divisés en sous-espèces intégrées et aériennes.

Luminaires encastrés

Les modèles encastrables sont utilisés pour éclairer des bureaux ou des locaux domestiques. La conception de tels dispositifs permet une installation dans des structures de plafond suspendu, rack et tendu. Les luminaires encastrés sont placés dans des cadres lors du montage des plafonds.

Les plafonniers fluorescents Armstrong sont les plus populaires et les mieux établis de tous les types de telles structures intégrées. Ils sont produits par des dizaines de fabricants et diffèrent par leurs paramètres. La sélection de tels dispositifs d'éclairage est effectuée en sélectionnant des paramètres en fonction de la taille de la section. Ainsi, si le bloc de plafond Armstrong est de 600x600, la lampe luminescente est sélectionnée avec les mêmes dimensions. En conséquence, le fond du plafond est uniforme.

Les modèles luminescents 2x36 (pour 2 ampoules) sont souvent utilisés comme l'un des types d'éclairage les moins chers pour les pièces où la protection du dispositif d'éclairage est requise. Le luminaire encastré luminescent 2x36 se trouve dans les salles de sport, les écoles, les jardins d'enfants.

Luminaires suspendus

Les lampes luminescentes aériennes (4x18) sont montées sur une surface solide. Il peut s'agir à la fois d'un mur de pièce et d'un plafond (dalle en béton armé enduit ou cloison sèche). Une telle conception aérienne n'est pas utilisée sur plafonds tendus. Leur choix est assez large. Les sources lumineuses luminescentes 2x36 sont également très populaires. L'installation s'effectue à l'aide de vis ou de chevilles. L'endroit idéal pour les luminaires qui ont un type d'installation en saillie est moderne intérieur de la cuisine, écoles et bureaux.

L'un des types de structure d'éclairage aérien est le modèle 4x18 LPO-71 mentionné ci-dessus. Il se compose d'une base en acier solide. Le corps du luminaire est enduit de poudre en blanc ou métallique. Sur cette base, 4 ampoules fluorescentes de 18 W sont installées, il a donc un type 4x18.

Le modèle 4x18 a également un matériau en treillis superposé qui est attaché au corps avec des ressorts cachés.

Caractéristiques des luminaires fluorescents antidéflagrants

Un dispositif d'éclairage fluorescent antidéflagrant est utilisé dans les pièces présentant un danger accru. Le boîtier de ces appareils est en alliage d'aluminium très résistant, qui résiste à la corrosion, aux températures extrêmes et à la pénétration d'humidité. De plus, toutes les pièces des luminaires antidéflagrants avec lampes fluorescentes ont une connexion étanche avec un scellant, ce qui garantit que les contacts sont isolés de la poussière et d'autres contaminants possibles.

Installation de luminaires fluorescents

L'installation des lampes fluorescentes est faite en fonction de leur conception. Les dispositifs d'installation des luminaires sont fixés aux structures de plafond, aux murs (version murale), aux colonnes à l'aide de chevilles et de pièces encastrées. Dans le même temps, lors du montage des fixations, une prise de plafond est également installée, qui sert à connecter les fils du dispositif d'éclairage au réseau d'alimentation et ferme la fente de leur sortie.

Le schéma de câblage de la lampe est également important. Au départ, il n'y avait que des modèles avec starters et démarreurs. Ce sont deux appareils avec des prises séparées. Les condensateurs remplissent différentes fonctions. Le premier, connecté en parallèle, sert à stabiliser la tension. Le second, situé dans le démarreur, remplit la fonction d'augmenter le temps de l'impulsion de démarrage. Ce schéma de connexion est également appelé ballast électromagnétique.

Un schéma est dessiné au verso de chaque luminaire fluorescent. Il contient des informations complètes sur le nombre de lampes connectées, leur puissance et leur nombre, Caractéristiques dispositifs.

Notez que le dispositif d'éclairage qui était utilisé pour les lampes fluorescentes peut être facilement converti en LED. Mais avant de le remplacer, le ballast doit être retiré du circuit. La tension doit aller directement aux broches LED. C'est toute la différence.

Avant de brancher un luminaire fluorescent, assurez-vous que les extrémités du secteur sont isolées.

La meilleure façon de placer les lampes fluorescentes est de les accrocher aux boîtiers d'éclairage principaux (KL-1 ou KL-2). Les boîtes sont fournies avec toutes les pièces nécessaires pour une installation de haute qualité sur poutres, plafonds, murs, etc.

Pannes possibles

Considérez le principal défauts possibles lampes fluorescentes et moyens de les éliminer :

Comment tester une lampe fluorescente

L'état de fonctionnement des appareils d'éclairage fluorescent est vérifié par l'intégrité et le fonctionnement des principaux éléments qui fournissent l'alimentation en courant :

accélérateur (en fonctionnement normal, il ne doit pas émettre de sons parasites);
démarreur (son fonctionnement est vérifié en le connectant en série à une lampe à incandescence et à une prise);
capacité du condensateur.

Toutes les mesures de diagnostic sont effectuées à l'état passif de la lampe, c'est-à-dire lorsqu'elle est complètement déconnectée de la source d'alimentation. Il est recommandé d'utiliser un multimètre ou un ohmmètre pour les tests. Retirez le démarreur de la cartouche, connectez les contacts. Connectez les deux sondes de l'appareil aux fils déconnectés de sortie de la lampe. L'appareil affichera la valeur de la résistance totale de la lampe.

Vidéo

Pour connecter des appareils d'éclairage fluorescent, un schéma fondamentalement différent est utilisé que celui utilisé pour les lampes à incandescence standard. Pour allumer une telle source de lumière, un dispositif de démarrage spécial est installé dans le circuit, dont la qualité affecte directement la durée de vie de la lampe. Pour bien comprendre les caractéristiques, les schémas de connexion, les lampes fluorescentes, vous devez comprendre les caractéristiques de leur appareil et le principe de fonctionnement d'un tel appareil.

Une lampe d'éclairage fluorescente est un appareil constitué d'une ampoule en verre qui contient des gaz spéciaux. Le mélange à l'intérieur de la lampe est choisi de manière à ce que l'ionisation se produise à quantité minimum coûts énergétiques par rapport à une lampe à incandescence standard, ce qui permet d'économiser de l'électricité.

Pour maintenir une lueur continue d'un dispositif d'éclairage luminescent, la présence constante d'une décharge luminescente est nécessaire dans celui-ci. Ceci est réalisé en appliquant un certain niveau de tension aux électrodes de la lampe fluorescente. Le seul problème dans ce cas est la nécessité d'une alimentation constante en tension nettement supérieur aux valeurs nominales.

Ce problème a été résolu en installant des électrodes des deux côtés du ballon. Une tension leur est appliquée, grâce à laquelle une décharge continue est maintenue. Où chaque électrode se compose de deux contacts connecté à une source de courant, grâce à laquelle l'espace environnant se réchauffe. Par conséquent, la lampe commence à brûler avec un retard dû au chauffage des électrodes.

Sous l'influence des décharges d'électrodes le gaz commence à briller avec la lumière ultraviolette qui n'est pas visible à l'œil humain. Par conséquent, pour la manifestation de la lumière, l'intérieur de l'ampoule est ouvert avec une couche de phosphore, grâce à laquelle les plages de fréquences changent en visible pour l'homme spectre.

Une lampe fluorescente ne peut pas, contrairement à une source lumineuse à incandescence standard, être connectée directement au secteur courant alternatif. Pour l'apparition d'un arc, un chauffage des électrodes est nécessaire, à la suite de quoi une tension pulsée apparaît. Pour fournir les conditions nécessaires à la lueur d'une source lumineuse luminescente, des ballasts spéciaux sont utilisés. Aujourd'hui, les ballasts électromagnétiques et électroniques sont largement utilisés.

Un tel schéma de connexion pour une lampe fluorescente implique l'utilisation d'un starter et d'un démarreur spéciaux. Dans ce cas, le démarreur n'est rien de plus qu'une source de lumière au néon. batterie faible. Pour connecter l'accélérateur, les contacts du démarreur et le filetage de l'électrode, une méthode en série est utilisée.

Vous pouvez remplacer le démarreur par un bouton de sonnette électrique standard. En même temps, pour allumer une lampe fluorescente besoin de maintenir le bouton enfoncé et ne lâchez prise que lorsque la lampe commence à émettre de la lumière. L'ordre de fonctionnement du circuit de connexion de la source lumineuse à l'aide d'un ballast électromagnétique s'effectue selon le principe suivant :

après connexion au réseau alternatif, la manette des gaz accumule une charge électromagnétique;
à travers le groupe de contact du dispositif de démarrage, l'énergie électrique est fournie ;
le courant commence à circuler vers les filaments chauffants des électrodes en tungstène ;
le démarreur et les électrodes sont chauffés ;
le groupe de contact du démarreur s'ouvre ;
l'énergie accumulée dans la manette des gaz est libérée;
changements de tension sur les électrodes;
la lampe fluorescente commence à briller.

Pour augmenter l'efficacité d'un appareil d'éclairage fluorescent et réduire les interférences qui peuvent se produire lorsque la lampe s'allume, des condensateurs sont fournis dans le circuit. Un récipient est monté directement dans le démarreur pour éteindre les étincelles et améliorer les impulsions du néon. Dans le même temps, un tel schéma de connexion présente un certain nombre d'avantages indéniables:

fiabilité maximale, prouvée par le temps;
facilité de montage;
bas prix.

Je voudrais également noter les inconvénients, qui sont assez nombreux:

grandes dimensions et poids de la lampe;
allumage long de la lampe ;
faible efficacité de l'appareil lorsqu'il travaille à basse température;
un niveau de consommation électrique suffisamment élevé ;
bruit caractéristique des selfs pendant le fonctionnement;
effet de scintillement qui affecte négativement la vision humaine.

Pour donner vie au schéma envisagé, vous devrez utiliser le démarreur. Pour connecter un luminaire au réseau utiliser un ballast électromagnétique Série S10. Il s'agit d'un élément moderne qui a une conception ininflammable et le rend aussi sûr que possible. Dans ce cas, les tâches principales du démarreur sont les fonctions suivantes :

assurer l'inclusion d'une lampe fluorescente;
rupture des lacunes de gaz après un chauffage prolongé des électrodes.

Si nous considérons l'accélérateur, son objectif dans le circuit est dû à la réalisation des objectifs suivants:

limiter les paramètres de courant lors du processus de fermeture des électrodes ;
développement d'un degré suffisant de tension capable de pénétrer dans les gaz;
maintenir la stabilité de la combustion de la décharge.

Un tel schéma prévoit la connexion d'une source de lumière fluorescente d'une puissance allant jusqu'à 40 watts. Dans le même temps, les indicateurs de puissance de la manette des gaz devrait être similaire aux paramètres de la lampe un. À son tour, la puissance du démarreur peut varier de 4 à 65 watts. Pour connecter la source lumineuse au réseau alternatif conformément au schéma, il est nécessaire d'effectuer certaines manipulations.

Réalisé connexion parallèle démarreur aux contacts situés à la sortie de la lampe fluorescente.
Un starter est connecté à une paire libre de contacts.
Un condensateur est connecté en parallèle aux contacts alimentant la lampe, destiné à compenser puissance réactive et réduire les interférences dans le secteur AC.

Le principe de fonctionnement du circuit de ballast électronique 2x36 repose sur une augmentation des caractéristiques de fréquence. En raison de ce changement de fréquence, la lueur du dispositif luminescent devient uniforme sans scintillement. Grâce aux microcircuits modernes le démarreur consomme un minimum d'énergie et a des dimensions compactes, tout en chauffant uniformément les électrodes.

L'utilisation d'un ballast électronique dans un schéma de connexion de lampe fluorescente permet à l'appareil de s'adapter automatiquement aux paramètres de la lampe. Ainsi le ballast électronique est beaucoup plus pratique et efficace car il présente les avantages suivants :

rentabilité élevée;
chauffage uniforme et progressif des électrodes;
démarrage en douceur de la lampe ;
pas d'effet de scintillement ;
utilisation de la lampe même à des températures négatives;
ajustement automatique du ballast aux paramètres de la lampe;
grande fiabilité;
dimensions et poids minimaux de l'appareil ;
la plus longue durée de vie des lampes fluorescentes.

Si l'on considère les inconvénients du ballast électronique, il y en a très peu: schéma complexe et des exigences accrues en matière de précision d'exécution travaux d'installation, ainsi que les exigences de qualité des composants utilisés.

Dans la plupart des cas, les fabricants de ballast électronique le complètent avec tous les fils et connecteurs nécessaires, ainsi que schéma connexion de l'appareil. Dans ce cas, un tel dispositif électronique d'amorçage d'une lampe fluorescente remplit trois fonctions principales :

fournit un chauffage en douceur des électrodes, ce qui augmente la durée de vie de la lampe;
crée une puissante impulsion nécessaire pour allumer la lampe;
stabilise les paramètres de la tension de fonctionnement fournie au dispositif d'éclairage.

Les schémas modernes de connexion des sources lumineuses fluorescentes ne prévoient pas l'utilisation supplémentaire d'un démarreur. Cela permet de protéger le ballast électronique en cas d'allumage de la lumière en l'absence de lampe.

Une attention particulière doit être accordée au schéma de connexion de deux sources lumineuses à un ballast. Où utilisé connexion série appareils d'éclairage pour lequel vous aurez besoin des composants suivants :

starter à induction ;
2 entrées ;
éclairage.

La connexion elle-même prévoit une certaine séquence.

Chaque lampe a un démarreur circuit parallèle Connexions.
Les contacts inutilisés sont connectés au réseau AC via une self dans une méthode de connexion en série.
En parallèle, des condensateurs sont connectés aux groupes de contact des lampes.

Après avoir pris connaissance de divers schémas de connexion de lampes fluorescentes, chacun peut installer ses propres luminaires dans votre appartement ou les remplacer en cas de panne de ce dernier.

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Les premiers échantillons de lampes fluorescentes type moderne ont été présentés par la firme américaine General Electric à l'Exposition universelle de New York en 1938.

Au cours des 70 années de leur existence, ils sont fermement entrés dans nos vies, et maintenant il est déjà difficile d'imaginer un grand magasin ou un bureau dans lequel il n'y aurait pas une seule lampe avec des lampes fluorescentes.

Une lampe fluorescente est une source lumineuse à décharge à basse pression typique dans laquelle la décharge se produit dans un mélange de vapeur de mercure et d'un gaz inerte, le plus souvent de l'argon. Le dispositif de lampe est illustré à la fig. une.

L'ampoule de la lampe est toujours le cylindre 1 en verre d'un diamètre extérieur de 38, 26, 16 ou 12 mm. Le cylindre peut être droit ou courbe sous la forme d'un anneau, de la lettre U, ou d'une forme plus complexe. Les jambes de verre 2 sont soudées hermétiquement dans les extrémités du cylindre, sur lesquelles sont montées à l'intérieur des électrodes 3. Les électrodes sont de conception similaire à un corps de filament bispiral et sont également constituées de fil de tungstène. Dans certains types de lampes, les électrodes sont réalisées sous la forme d'une tri-spirale, c'est-à-dire une spirale d'une bi-spirale. De l'extérieur, les électrodes sont soudées aux broches 4 du culot 5. Dans les lampes droites et en forme de U, seuls deux types de culots sont utilisés : G5 et G13 (les chiffres 5 et 13 indiquent la distance entre les broches en mm).

Figure 1. Dispositif de lampe : 1 cylindre en verre, 2 jambes en verre, 3 électrodes, 4 broches, 5 bases, 6 shtengel, 7 gaz inerte.

Comme dans les lampes à incandescence, l'air est soigneusement évacué des flacons des lampes fluorescentes par la tige 6 soudée dans l'une des pattes. Après pompage, le volume du ballon est rempli de gaz inerte 7 et du mercure y est introduit sous la forme d'une petite goutte 8 (la masse de mercure dans une lampe est généralement d'environ 30 mg) ou sous la forme d'un so -appelé amalgame, c'est-à-dire un alliage de mercure avec du bismuth, de l'indium et d'autres métaux.

Une couche d'agent d'activation est toujours appliquée sur les électrodes de la lampe bispirale ou trispirale - il s'agit généralement d'un mélange d'oxydes de baryum, de strontium, de calcium, parfois avec une petite addition de thorium.

Si une tension supérieure à la tension d'allumage est appliquée à la lampe, alors une décharge électrique se produit dans celle-ci entre les électrodes, dont le courant est nécessairement limité par certains éléments externes. Bien que le ballon soit rempli d'un gaz inerte, de la vapeur de mercure y est toujours présente, dont la quantité est déterminée par la température du point le plus froid du ballon. Les atomes de mercure sont excités et ionisés dans une décharge beaucoup plus facilement que les atomes de gaz inerte; par conséquent, le courant à travers la lampe et sa lueur sont déterminés avec précision par le mercure.

Dans les décharges de mercure à basse pression, la fraction de rayonnement visible ne dépasse pas 2 % de la puissance de décharge et le rendement lumineux d'une décharge de mercure n'est que de 5 à 7 lm/W. Mais plus de la moitié de la puissance libérée dans la décharge est convertie en rayonnement ultraviolet invisible avec des longueurs d'onde de 254 et 185 nm. De la physique, on sait que plus la longueur d'onde du rayonnement est courte, plus ce rayonnement a d'énergie. À l'aide de substances spéciales appelées luminophores, un rayonnement peut être converti en un autre et, selon la loi de conservation de l'énergie, le "nouveau" rayonnement ne peut être que "moins énergétique" que le premier. Par conséquent, le rayonnement ultraviolet peut être transformé en visible à l'aide de luminophores, mais le visible en ultraviolet ne le peut pas.

Toute la partie cylindrique du ballon est recouverte à l'intérieur d'une fine couche d'un tel luminophore 9, qui convertit le rayonnement ultraviolet des atomes de mercure en visible. Dans la plupart des lampes fluorescentes modernes, l'halophosphate de calcium additionné d'antimoine et de manganèse (comme le disent les experts, "activé par l'antimoine et le manganèse") est utilisé comme luminophore. Lorsqu'un tel luminophore est irradié avec un rayonnement ultraviolet, il commence à briller avec une lumière blanche de différentes nuances. Le spectre d'émission du luminophore est continu avec deux maxima, environ 480 et 580 nm (Fig. 2).

Figure 2. Spectre d'émission de phosphore.

Le premier maximum est déterminé par la présence d'antimoine, le second - par le manganèse. En modifiant le rapport de ces substances (activateurs), vous pouvez obtenir lumière blanche différentes nuances de couleurs, du chaud au jour. Étant donné que les luminophores convertissent plus de la moitié de la puissance de décharge en lumière visible, c'est leur lueur qui détermine les paramètres d'éclairage des lampes.

Dans les années 70 du siècle dernier, les lampes ont commencé à être fabriquées non pas avec un luminophore, mais avec trois, ayant des maxima d'émission dans les régions bleue, verte et rouge du spectre (450, 540 et 610 nm). Ces luminophores ont été créés à l'origine pour les kinéscopes de télévision couleur, où ils étaient utilisés pour obtenir une reproduction des couleurs tout à fait acceptable. La combinaison de trois luminophores a permis d'obtenir un rendu des couleurs nettement meilleur dans les lampes avec une augmentation simultanée du rendement lumineux que lors de l'utilisation d'halophosphate de calcium. Cependant, les nouveaux luminophores sont beaucoup plus chers que les anciens, car ils utilisent des composés d'éléments de terres rares : europium, cérium et terbium. Par conséquent, les luminophores à base d'halophosphate de calcium sont encore utilisés dans la plupart des lampes fluorescentes.

Les électrodes des lampes fluorescentes remplissent les fonctions de sources et de récepteurs d'électrons et d'ions, grâce auxquelles électricitéà travers l'écart. Pour que les électrons commencent à se déplacer des électrodes vers l'espace de décharge (comme on dit, pour démarrer l'émission thermique d'électrons), les électrodes doivent être chauffées à une température de 1100 à 1200 degrés Celsius. A cette température, le tungstène brille d'une très faible couleur cerise, son évaporation est très faible. Mais pour augmenter le nombre d'électrons émis, une couche d'une substance activante est appliquée sur les électrodes, qui est beaucoup moins résistante à la chaleur que le tungstène, et pendant le fonctionnement, cette couche est progressivement pulvérisée à partir des électrodes et se dépose sur les parois du ballon . C'est généralement le processus de pulvérisation du revêtement d'activation des électrodes qui détermine la durée de vie des lampes.

Pour obtenir le rendement le plus élevé de la décharge, c'est-à-dire pour le rendement le plus élevé du rayonnement ultraviolet du mercure, il est nécessaire de maintenir une certaine température du ballon. Le diamètre du flacon est choisi précisément à partir de cette exigence. Toutes les lampes fournissent approximativement la même densité de courant - la quantité de courant divisée par la section transversale de l'ampoule. Par conséquent, des lampes de puissance différente dans des flacons de même diamètre fonctionnent généralement à égale courants nominaux. La chute de tension aux bornes de la lampe est directement proportionnelle à sa longueur. Et puisque la puissance est égale au produit du courant et de la tension, alors avec le même diamètre des flacons, la puissance des lampes est directement proportionnelle à la longueur. Pour les lampes les plus massives d'une puissance de 36 (40) W, la longueur est de 1210 mm, pour les lampes d'une puissance de 18 (20) W - 604 mm.

La grande longueur des lampes nous obligeait constamment à chercher des moyens de la réduire. Réduction simple de la longueur et de la réalisation capacités requises en augmentant le courant de décharge est irrationnel, puisque cela augmente la température de l'ampoule, ce qui entraîne une augmentation de la pression de vapeur de mercure et une diminution du rendement lumineux des lampes. Par conséquent, les créateurs des lampes ont essayé de réduire leurs dimensions en changeant la forme : une longue ampoule cylindrique était pliée en deux (lampes en forme de U) ou en anneau (lampes annulaires). Déjà dans les années 1950, des lampes en forme de U étaient fabriquées en URSS avec une puissance de 30 W dans une ampoule de 26 mm de diamètre et une puissance de 8 W dans une ampoule de 14 mm de diamètre.

Cependant, il n'a été possible de résoudre radicalement le problème de la réduction des dimensions des lampes que dans les années 80, lorsqu'ils ont commencé à utiliser des luminophores permettant de grandes charges électriques, ce qui a permis de réduire significativement le diamètre des flacons. Les flacons ont commencé à être fabriqués à partir de tubes de verre d'un diamètre extérieur de 12 mm et pliés plusieurs fois, réduisant ainsi la longueur totale des lampes. Soi-disant compact lampes fluorescentes. Selon le principe de fonctionnement et périphérique interne les lampes compactes ne diffèrent pas des lampes linéaires conventionnelles.

Au milieu des années 90, une nouvelle génération de lampes fluorescentes est apparue sur le marché mondial, dans la publicité et la littérature technique appelée la "série T5" (en Allemagne - T16). Le diamètre extérieur de ces ampoules a été réduit à 16 mm (ou 5/8 de pouce, d'où le nom T5). Selon le principe de fonctionnement, elles ne diffèrent pas non plus des lampes linéaires conventionnelles. Une modification très importante a été apportée à la conception des lampes : le luminophore est recouvert à l'intérieur d'un mince film protecteur, transparent aux rayons ultraviolets et visibles. Le film protège le luminophore contre l'obtention de particules de mercure, d'un revêtement d'activation et de tungstène des électrodes, ce qui élimine "l'empoisonnement" du luminophore et assure une grande stabilité flux lumineux pendant la durée de vie. La composition du gaz de remplissage et la conception des électrodes ont également été modifiées, ce qui a rendu impossible le fonctionnement de telles lampes dans les anciens circuits de commutation. Outre. pour la première fois depuis 1938, les longueurs des lampes ont été modifiées afin que les dimensions des luminaires qui les accompagnent correspondent aux dimensions des modules standards des plafonds suspendus désormais très en vogue.

Les lampes fluorescentes, en particulier la dernière génération, dans des flacons de 16 mm de diamètre, sont nettement supérieures aux lampes à incandescence en termes d'efficacité lumineuse et de durée de vie. Les valeurs atteintes aujourd'hui pour ces paramètres sont de 104 lm/W et 40 000 heures.

Cependant, les lampes fluorescentes présentent également de nombreux inconvénients qu'il faut connaître et prendre en compte lors du choix des sources lumineuses :

Les grandes dimensions des lampes ne permettent souvent pas de redistribuer le flux lumineux selon les besoins.
Contrairement aux lampes à incandescence, elle dépend fortement de la température ambiante.
Les lampes contiennent du mercure, un métal hautement toxique, ce qui les rend dangereuses pour l'environnement.
Le flux lumineux des lampes n'est pas établi immédiatement après l'allumage, mais après un certain temps, en fonction de la conception de la lampe, de la température ambiante et des lampes elles-mêmes. Pour certains types de lampes, dans lesquelles le mercure est introduit sous forme d'amalgame, ce temps peut aller jusqu'à 10-15 minutes.
La profondeur de la pulsation du flux lumineux est beaucoup plus élevée que celle des lampes à incandescence, en particulier des lampes à luminophores de terres rares. Cela rend difficile l'utilisation de lampes dans de nombreux locaux industriels et, en outre, nuit au bien-être des personnes travaillant dans un tel éclairage.

Comme mentionné ci-dessus, les lampes fluorescentes, comme tous les appareils à décharge, nécessitent l'utilisation d'appareils supplémentaires à inclure dans le réseau.

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Haute efficacité : efficacité - 20-25 % (pour les lampes à incandescence environ 7 %) et rendement lumineux 10 fois supérieur.
Longue durée de vie - 15 000 à 20 000 heures (pour les lampes à incandescence - 1 000 heures, fortement dépendantes de la tension).

Ils ont LL et quelques inconvénients :

En règle générale, toutes les lampes à décharge pour un fonctionnement normal doivent être incluses dans le réseau avec un ballast. Le ballast, également appelé ballast (ballast), est un appareil électrique qui fournit des modes d'allumage et un fonctionnement normal de LL.
La dépendance du fonctionnement stable et de l'allumage de la lampe à la température environnement (plage admissible 55 o C, 20 o C est considéré comme optimal). Bien que cette gamme ne cesse de s'étoffer avec l'avènement des lampes de nouvelle génération et l'utilisation de ballasts électroniques (ballasts électroniques).

Arrêtons-nous plus en détail sur les avantages et les inconvénients de LL. On sait que le rayonnement optique (ultraviolet, visible, infrarouge) a sur une personne (son système endocrinien, végétatif, système nerveux et l'organisme dans son ensemble) des effets physiologiques et psychologiques importants, pour la plupart bénéfiques.

La lumière du jour est la plus utile. Elle affecte de nombreux processus vitaux, le métabolisme dans le corps, le développement physique et la santé. Mais activité vigoureuse l'homme continue même quand le soleil disparaît derrière les horizons. Pour changer lumière du jour vient l'éclairage artificiel. De longues années pour l'éclairage artificiel des logements, seules des lampes à incandescence ont été utilisées (et sont utilisées) - une source de lumière chaude dont le spectre diffère de la lumière du jour par la prédominance du rayonnement jaune et rouge et l'absence totale de rayonnement ultraviolet.

De plus, les lampes à incandescence, comme déjà mentionné, sont inefficaces, leur efficacité est de 6 à 8% et leur durée de vie est très courte - pas plus de 1000 heures.Un niveau technique élevé d'éclairage avec ces lampes est impossible.

C'est pourquoi l'apparence de LL s'est avérée assez naturelle - une source lumineuse à décharge avec une efficacité lumineuse 5 à 10 fois supérieure à celle des lampes à incandescence et une durée de vie 8 à 15 fois plus longue. Après avoir surmonté diverses difficultés techniques, les scientifiques et les ingénieurs ont créé des LL spéciaux pour le logement - compacts, copiant presque complètement l'apparence et les dimensions habituelles des lampes à incandescence et combinant ses avantages (reproduction confortable des couleurs, facilité d'entretien) avec l'économie des LL standard.

En raison de leurs caractéristiques physiques, les LL présentent un autre avantage très important par rapport aux lampes à incandescence : la capacité de créer une lumière de composition spectrale variée - chaude, naturelle, blanche, lumière du jour, qui peut considérablement enrichir la palette de couleurs de l'environnement domestique. Ce n'est pas un hasard s'il existe des recommandations spéciales pour choisir le type de LL (couleur de la lumière) pour diverses applications. La présence de rayonnement ultraviolet contrôlé dans les éclairages spéciaux et les lampes à rayonnement permet de résoudre le problème de la prévention de la «famine de lumière» pour les citadins qui passent jusqu'à 80% de leur temps à l'intérieur.

Ainsi, les lampes fabriquées par OSRAM LL de type BIOLUX, dont le spectre de rayonnement est proche du soleil et saturé en proche ultraviolet strictement dosé, sont utilisées avec succès aussi bien pour l'éclairage que pour l'irradiation des locaux résidentiels, administratifs et scolaires, notamment lorsque la lumière naturelle est présente. insuffisant.

Il existe également des LL de gélose spéciale de type CLEO (PHILIPS) conçues pour les bains de soleil en intérieur et à d'autres fins cosmétiques. Lors de l'utilisation de ces lampes, rappelez-vous que pour assurer la sécurité, vous devez suivre strictement les instructions du fabricant de l'équipement d'irradiation. Et maintenant, attardons-nous sur les défauts de l'éclairage fluorescent, auxquels beaucoup considèrent son "mal pour la santé" notoire.

La nature de la décharge gazeuse est telle que, comme mentionné ci-dessus, tout LL a une petite fraction du proche ultraviolet dans le spectre. On sait qu'en cas de surdosage de lumière solaire même naturelle, des phénomènes désagréables peuvent se produire, en particulier un rayonnement ultraviolet excessif peut entraîner des maladies de la peau et des lésions oculaires. Cependant, en comparant l'impact sur une personne au cours de la vie du rayonnement luminescent solaire naturel et artificiel, il devient clair à quel point l'hypothèse sur les dangers du rayonnement LL est déraisonnable.

Il a été prouvé que le travail au cours de l'année (240 jours ouvrables) sous éclairage artificiel LL lumière blanche froide avec très haut niveau un éclairement de 1000 lux (5 fois le niveau d'éclairement optimal d'une habitation) correspond à être dehors à Davos (Suisse) pendant 12 jours, 1 heure par jour (à midi). Il convient de noter que les conditions réelles dans les locaux d'habitation sont dix fois plus indulgentes que dans l'exemple ci-dessus.

Par conséquent, il n'est pas nécessaire de parler des dangers de l'éclairage fluorescent conventionnel. Des médecins, des hygiénistes et des éclairagistes, qui ont participé à une discussion scientifique détaillée qui s'est tenue à Munich sur le thème "L'effet de l'éclairage LL sur la santé humaine", sont arrivés à des conclusions similaires. Tous les participants à la discussion ont été unanimes: le strict respect des règles d'un dispositif d'éclairage compétent, qui incluent la limitation de l'éblouissement direct et réfléchi, la limitation de la pulsation du flux lumineux, la garantie d'une répartition favorable de la luminosité et une transmission correcte de la lumière, éliminera complètement le plaintes existantes concernant l'éclairage fluorescent.

Dans la liste ci-dessus, une place importante est occupée par la question de la limitation de la pulsation du flux lumineux. Le fait est que les LL tubulaires linéaires traditionnels connectés au réseau à l'aide d'un ballast électromagnétique (le plus souvent utilisé dans les lampes) créent une lumière qui n'est pas constante dans le temps, mais "micropulsée", c'est-à-dire. avec une fréquence de courant alternatif de 50 Hz disponible dans le réseau, la pulsation du flux lumineux de la lampe se produit 100 fois par seconde.

Et bien que cette fréquence soit supérieure à la fréquence critique pour l'œil et que, par conséquent, la luminosité scintillante des objets éclairés ne soit pas capturée par l'œil, la pulsation de l'éclairage lors d'une exposition prolongée peut nuire à une personne, provoquant une fatigue accrue, une diminution des performances, en particulier lors d'un travail visuel intense : lecture, travail à l'ordinateur, travaux d'aiguille, etc.

C'est pourquoi il est recommandé d'utiliser des lampes à ballasts électromagnétiques basse fréquence apparues depuis longtemps dans les lieux dits « hors travail » (buanderies, caves, garages, etc.). Dans les luminaires à ballast électronique haute fréquence, cette caractéristique du fonctionnement LL est complètement éliminée, mais même ces luminaires à LL linéaire sont assez encombrants et ne conviennent pas toujours à l'éclairage local (de travail). Par conséquent, pour l'éclairage traditionnel des logements avec lustres, appliques, lampadaires, lampes de table, il est conseillé d'utiliser les lampes fluorescentes compactes mentionnées ci-dessus.

Et, enfin, la dernière petite remarque liée au fonctionnement des lampes avec LL. Une goutte de mercure est introduite dans la lampe pour son fonctionnement - 30-40 mg et compacte 2-3 mg Si cela vous fait peur, rappelez-vous que le thermomètre de chaque famille contient 2 g de ce métal liquide. Bien sûr, si la lampe se brise, vous devez faire la même chose que nous faisons lorsque nous cassons un thermomètre - collecter et éliminer soigneusement le mercure. LL dans le logement n'est pas seulement une source lumineuse plus économique qu'une lampe à incandescence.

Un éclairage LL compétent présente de nombreux avantages par rapport aux éclairages traditionnels : efficacité, abondance et couleur de la lumière, répartition uniforme du flux lumineux, en particulier dans les cas où de longs objets sont éclairés avec des lampes linéaires, luminosité de la lampe plus faible et génération de chaleur nettement inférieure.

À ce jour, les marques mondiales d'éclairage représentent les produits de la plus haute qualité et une large gamme sur notre marché :

Entreprise allemande OSRAM.
Dutch PHILIPS et un certain nombre d'autres qui offrent la plus large sélection de LL de haute qualité pour tous les goûts et toutes les couleurs.

Lampes fluorescentes - le principe de fonctionnement

Les lampes fluorescentes sont le type de lampes le plus courant pour l'éclairage des immeubles de bureaux. Récemment, ils sont également utilisés pour l'éclairage des bâtiments résidentiels. Lorsque les luminaires à lampes fluorescentes sont souvent considérés comme le principal type de luminaires utilisés. La source lumineuse de ces lampes appartient à une large classe de lampes à décharge qui utilisent la propriété de certains gaz et vapeurs métalliques pour briller dans champ électrique. Une lampe fluorescente est un long tube de verre mince recouvert à l'intérieur d'un luminophore. Le tube est rempli d'un gaz inerte auquel on ajoute de la vapeur de mercure. Le long des bords du tube se trouvent des cathodes, qui sont des spirales de tungstène (filaments) recouvertes d'une couche d'oxyde de baryum. Les spirales sont reliées à des broches qui sortent et servent à connecter la lampe.

Les lampes fluorescentes pour luminaires de petite taille peuvent être réalisées sous la forme d'un anneau, d'une spirale ou avoir une autre forme qui vous permet de réduire la taille de la lampe.

Il y a un grand nombre divers régimes allumer des lampes fluorescentes. Considérons le principe de fonctionnement de la lampe sur un exemple le circuit le plus simple avec démarreur et starter illustrés à la Fig. 1. L'accélérateur et le démarreur sont des ballasts électromagnétiques (PRA).

Fig.1 Allumage d'une lampe fluorescente à l'aide d'un ballast électromagnétique

Lorsqu'une tension est appliquée à l'entrée du circuit, la quasi-totalité de la tension est appliquée au démarreur, qui est une ampoule au néon, dans laquelle les électrodes sont constituées de plaques bimétalliques. Une décharge luminescente se produit entre les plaques d'une ampoule au néon, chauffant les plaques. Sous l'action de la température, les plaques se plient et se referment. Les plaques bimétalliques sont fabriquées en connectant deux plaques de métaux différents ayant des coefficients de dilatation thermique linéaire différents, à la suite de quoi le chauffage conduit à la flexion de ces plaques connectées. Une fois les plaques fermées, les deux filaments de la lampe fluorescente sont chauffés par le courant qui les traverse. Et les plaques de la lampe de démarrage au néon se refroidissent et s'ouvrent. Un processus transitoire se produit dans l'inducteur, provoqué par une forte diminution du courant qui le traverse: entre les incandescences d'une lampe fluorescente, une impulsion de tension apparaît, dépassant considérablement la tension du réseau d'alimentation. Une décharge gazeuse se produit dans la lampe, accompagnée d'une lueur, qui n'est déjà supportée que par le champ électrique entre les cathodes. Le starter limite le courant traversant la lampe. Le condensateur C1 est nécessaire pour améliorer le facteur de puissance du luminaire. Le condensateur C2 sert à supprimer les interférences haute fréquence.

Une large gamme de démarreurs différents est produite, en fonction de la puissance des lampes. Dans les luminaires, deux lampes fluorescentes sont souvent allumées en série. Les démarreurs pour ce type de commutation ont une tension de commutation différente de ceux utilisés pour une seule lampe.

La décharge dans la lampe s'accompagne d'un rayonnement ultraviolet dont la longueur d'onde se situe au-delà des limites de la lumière visible à l'œil (environ 254 nm). Ce rayonnement excite dans le luminophore une lueur avec des longueurs d'onde de lumière visible. Le rayonnement ultraviolet est presque complètement bloqué par les parois du tube de verre.

Les luminaires équipés de ballasts électromagnétiques présentent un certain nombre d'inconvénients : les selfs qui font partie du ballast deviennent très chaudes et bourdonnent ; faible facteur de puissance - atteignant jusqu'à 0,5 ; les lampes ne s'allument pas bien à une tension secteur réduite, même de 10 % ; la lueur des lampes s'accompagne d'un scintillement avec la fréquence du réseau, ce qui entraîne une fatigue oculaire ; l'apparition d'un effet stroboscopique est possible - une illusion visuelle de l'immobilité d'un objet en rotation.

Les ballasts électromagnétiques sont progressivement remplacés par des ballasts électroniques (ballasts électroniques), dans lesquels toutes les fonctions d'amorçage de la lampe et de régulation de son mode de fonctionnement sont assurées par circuit électrique. Dans un appareillage électronique, une tension de fréquence 50 Hz est convertie en une tension de fréquence de plusieurs dizaines de kHz. Pour limiter le courant dans la lampe, il y a aussi un starter ici, mais sur fréquence accrue la perte de puissance y est négligeable. Les ballasts électroniques permettent de réduire le scintillement des lampes et d'éliminer l'effet stroboscopique, d'augmenter le facteur de puissance à 0,9 - 0,95, d'allumer les lampes en douceur et d'augmenter considérablement leur durée. Des ballasts électroniques spéciaux vous permettent de faire varier l'intensité des lampes fluorescentes en modifiant leur flux lumineux sur une large plage. Pour de tels ballasts électroniques, au lieu d'un interrupteur, un gradateur spécial est installé, conçu pour fonctionner avec ce type de ballast électronique. Les économies d'énergie lors du passage des ballasts électromagnétiques aux ballasts électroniques sont de 20 à 30%, et lors de l'utilisation de lampes à intensité variable, c'est beaucoup plus. Par conséquent, lors de la conception de l'éclairage, les luminaires sont le plus souvent sélectionnés avec équipement électronique. Et les lampes fluorescentes compactes (souvent appelées lampes à économie d'énergie) pour les petits luminaires contiennent des circuits d'alimentation électronique à l'intérieur du boîtier de la lampe.

Le scintillement des lampes et l'effet stroboscopique des lampes à ballast électromagnétique peuvent être considérablement réduits lors de l'éclairage de grandes pièces, dans lesquelles un nombre important de lampes sont réparties uniformément sur les trois phases du réseau. Dans le même temps, la diminution du flux lumineux dans les luminaires d'une phase est compensée par une augmentation du flux lumineux dans les autres phases. Lors du choix des luminaires lors de la conception de l'éclairage, il faut tenir compte du fait que les luminaires avec ballast électronique présentent un avantage incomparable si un petit nombre de luminaires doit être installé dans une pièce. Lorsqu'il n'est pas possible de les répartir uniformément sur les trois phases du réseau électrique.

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