Accensione sequenziale di lampade fluorescenti. Come collegare le lampade fluorescenti. Installazione di apparecchi di illuminazione fluorescente

Le sorgenti luminose più economiche oggi sono considerate lampade fluorescenti. Il rapporto tra le loro caratteristiche principali (flusso luminoso emesso e consumo di elettricità) è molte volte più favorevole di quello delle lampade a incandescenza. Lo stesso si può dire della durata di tali sorgenti luminose.

Cosa sono le lampade fluorescenti, il loro design e il principio di funzionamento

Lampada fluorescente- il tipo di illuminazione più comune, che si trova nei locali amministrativi (asili nido, scuole, uffici), nonché nelle abitazioni e nelle aree industriali. La sua installazione e i successivi costi energetici saranno economici. Le caratteristiche del design consentono loro di essere utilizzati sia per l'illuminazione esterna che interna.

La sorgente luminosa in tali dispositivi lo è lampada fluorescente. Il principio del suo funzionamento è la capacità dei vapori metallici e di alcuni gas di emettere luce quando esposti ad essi campo elettrico. Le lampade sembrano tubi di vetro.

La struttura di una lampada fluorescente può essere immaginata come segue: al suo interno c'è un rivestimento - fosforo; nel tubo c'è un gas inerte con vapori di mercurio; Su ciascun bordo della struttura della lampada sono presenti spirali di tungsteno con uno strato di ossido di bario, che fungono da catodi. Sono collegati a due pin che collegano la lampada a una fonte di alimentazione esterna. Questo è uno schema tipico apparecchi di illuminazione.

Esistono anche modelli di lampade fluorescenti progettati per lampade di piccole dimensioni. Loro hanno aspetto leggermente diverso, in cui il tubo può essere piegato a spirale, ad anello o altra forma.

I disegni di cui sopra hanno i loro lati positivi e negativi. I vantaggi di tali dispositivi di illuminazione includono:

capacità di aumentare l'emissione luminosa: un dispositivo da 20 W equivale in potenza a una lampada a incandescenza da 100 W;
L'efficienza è superiore a quella degli apparecchi di illuminazione con lampade ad incandescenza;
ampia scelta di sfumature di luce emessa;
maggiore durata rispetto alle lampade a incandescenza;
La luce emessa non è puntiforme, ma diffusa.

Se parliamo degli svantaggi di tali dispositivi di illuminazione, includono:

richiede uno smaltimento speciale a causa del contenuto di vapori di mercurio;
la radiazione di tali lampade ha uno spettro irregolare, sgradevole per gli occhi;
Alcune lampade possono produrre rumori sgradevoli durante il funzionamento.

Non è consigliabile utilizzare una lampada con lampade fluorescenti in una struttura con accensione automatica (quando si installano sensori di movimento), poiché l'attivazione troppo frequente dei dispositivi di illuminazione porta al loro rapido guasto, riducendone la durata.

Tipi di lampade fluorescenti

È difficile calcolare ciò che è alla base dello sviluppo attivo dei dispositivi elettrici: la fretta domanda dei consumatori o sviluppi ingegneristici. Ma è un fatto indiscutibile che oggi sul mercato è possibile trovare opzioni per apparecchi di illuminazione di vari design. Sono così comparsi dispositivi dall'aspetto simile a quelli fluorescenti, ma la lampadina è stata sostituita con elementi LED.

Ma, nonostante tutte le innovazioni, questo tipo di lampade non è l'ultima in termini di domanda e numero di tipologie di dispositivi.

Convenzionalmente possono essere divisi in due grandi gruppi: soffitto e mobili. Ognuno di loro ne ha abbastanza gran numero sottospecie

Apparecchi di illuminazione fluorescente a soffitto

Gli apparecchi di illuminazione fluorescente a soffitto sono gli apparecchi più comuni. Funzione principale di cui - l'organizzazione dell'illuminazione generale.

A seconda della loro ubicazione, sono convenzionalmente suddivisi nei seguenti sottogruppi:

ufficio soffitto;
soffitto industriale.

Esistono molti tipi di lampade da soffitto fluorescenti, possono essere suddivisi nelle seguenti tipologie:

quadrilampada (4x18, 4x36);
bilampada (2x23, 2x58).

Apparecchi per aree industriali

Per questi scopi vengono utilizzate lampade dello stesso tipo, ma la loro caratteristica distintiva è l'assenza di fronzoli decorativi quando si utilizzano tali apparecchi di illuminazione per aree industriali. Sono caratterizzati da una forma rigorosa, ma allo stesso tempo donano un buon flusso luminoso. I dispositivi fluorescenti industriali forniscono una buona fonte di luce per grandi magazzini, negozi e locali industriali. Inoltre, per tali lampade vengono richiesti requisiti più elevati rispetto alle strutture domestiche o d'ufficio.

Pertanto, le sorgenti luminose industriali fluorescenti devono essere più sicure (lampade antideflagranti), relativamente economiche, facili da installare e garantire una lunga durata in circostanze non sempre favorevoli. Se le condizioni di lavoro richiedono conformità maggiore sicurezza, quindi l'opzione ideale sono le lampade antideflagranti con lampade fluorescenti. Per la comodità di lavorare con tale illuminazione, scegli dispositivi che non producano abbagliamento. Lampada industriale dovrebbe emettere una luce uniforme.

Lampade per uffici e case

Le opzioni di illuminazione per ufficio e casa possono essere classificate in base al numero di lampade in esse contenute. Quindi, ci sono soffitti a due lampade (LPO 2x36 e 2x58) o a quattro lampade dispositivi di illuminazione. La loro scelta dipende dalla zona del territorio che necessita di essere illuminata. A seconda dell'opzione di installazione, sono suddivisi in sottotipi integrati e sopraelevati.

Apparecchi di illuminazione da incasso

I modelli da incasso vengono utilizzati per illuminare l'ufficio o uso domestico. Il design di tali dispositivi consente l'installazione in strutture sospese, rack e controsoffitti. Gli apparecchi di illuminazione da incasso vengono posizionati in cornici durante l'installazione dei soffitti.

Le più popolari e collaudate di tutti i tipi di tali strutture integrate sono le lampade da soffitto fluorescenti Armstrong. Sono prodotti da dozzine di produttori e differiscono nei parametri. La selezione di tali dispositivi di illuminazione viene effettuata selezionando i parametri in base alla dimensione della sezione. Pertanto, se il blocco del soffitto è Armstrong 600x600, viene selezionata la lampada fluorescente con le stesse dimensioni. Di conseguenza, lo sfondo del soffitto è liscio.

I modelli fluorescenti 2x36 (per 2 lampadine) sono spesso utilizzati come uno dei tipi di illuminazione più economici per ambienti in cui è richiesta la protezione dell'apparecchio illuminante. La lampada fluorescente da incasso 2x36 si trova nelle palestre, nelle scuole e negli asili.

Apparecchi di illuminazione a superficie

Le lampade fluorescenti a plafone (4x18) sono montate su una superficie dura. Può trattarsi della parete della stanza o del soffitto (lastra in cemento armato intonacato o cartongesso). Questo tipo di struttura aerea non viene utilizzata controsoffitti. La loro selezione è piuttosto ampia. Molto apprezzate sono anche le sorgenti luminose fluorescenti 2x36. L'installazione avviene mediante viti autofilettanti o tasselli. Il luogo ideale per le lampade che hanno un tipo di installazione a superficie è considerato moderno interno della cucina, scuole e uffici.

Un tipo di struttura di illuminazione aerea è il modello 4x18 LPO-71 sopra menzionato. È costituito da una solida base in acciaio. Il corpo della lampada è verniciato a polvere di colore bianco o metallizzato. Su questa base sono installate 4 lampadine fluorescenti da 18 W ciascuna, quindi è del tipo 4x18.

Il modello 4x18 è dotato anche di una griglia sovrapposta fissata al corpo tramite molle nascoste.

Caratteristiche dei dispositivi di illuminazione fluorescente antideflagranti

L'illuminazione fluorescente antideflagrante viene utilizzata nelle aree pericolose. Il corpo di tali dispositivi è realizzato in lega di alluminio ultraresistente, che resiste alla corrosione, alle variazioni di temperatura e all'umidità. Inoltre, tutte le parti degli apparecchi antideflagranti con lampade fluorescenti sono collegate saldamente con un sigillante, che garantisce l'isolamento dei contatti dalla polvere e da altri possibili contaminanti.

Installazione di apparecchi di illuminazione fluorescente

L'installazione delle lampade fluorescenti viene eseguita in base al loro design. I dispositivi per l'installazione delle lampade sono fissati alle strutture del soffitto, alle pareti (versione a parete), alle colonne mediante tasselli e parti incassate. Allo stesso tempo, durante l'installazione degli elementi di fissaggio, viene installata anche una presa a soffitto, che serve a collegare i fili dell'apparecchio di illuminazione alla rete di alimentazione e chiude la fessura per la loro uscita.

Importante è anche lo schema di collegamento della lampada. Inizialmente c'erano solo modelli con acceleratori e motorini di avviamento. Sono due dispositivi con prese separate. I condensatori svolgono diverse funzioni. Il primo, collegato in parallelo, serve a stabilizzare la tensione. Il secondo, situato nello starter, svolge la funzione di incrementare il tempo dell'impulso di avviamento. Questo schema di collegamento è anche chiamato reattore elettromagnetico.

Su ogni apparecchio di illuminazione fluorescente con retro viene disegnato un diagramma. Contiene informazioni complete su quante lampade sono collegate, la loro potenza e quantità, specifiche tecniche dispositivi.

Si noti che il dispositivo di illuminazione utilizzato per le lampade fluorescenti può essere facilmente convertito in LED. Ma prima della sostituzione è necessario rimuovere il reattore dal circuito. La tensione deve arrivare direttamente ai pin del LED. Questa è tutta la differenza.

Prima di collegare il dispositivo di illuminazione a fluorescenza assicurarsi che le estremità della rete elettrica siano isolate.

Il modo migliore per posizionare le lampade fluorescenti è appenderle alle scatole di illuminazione principali (KL-1 o KL-2). Tutto è incluso nelle scatole dettagli necessari per un'installazione di alta qualità su travi, soffitti, pareti, ecc.

Possibili guasti

Diamo un'occhiata al principale possibili malfunzionamenti lampade fluorescenti e modi per eliminarle:

Come controllare una lampada fluorescente

La funzionalità dei dispositivi di illuminazione fluorescente è verificata dall'integrità e dal funzionamento degli elementi principali che forniscono l'alimentazione elettrica:

acceleratore (durante il normale funzionamento non dovrebbe emettere suoni estranei);
avviatore (il suo funzionamento è controllato tramite collegamento seriale a una lampada a incandescenza e una presa);
capacità del condensatore.

Tutte le misure diagnostiche vengono eseguite nello stato passivo della lampada, cioè quando completamente scollegata dalla fonte di alimentazione. Si consiglia di utilizzare un multimetro o un ohmmetro per il controllo. Rimuovere lo starter dalla presa e collegare i contatti. Collegare le due sonde del dispositivo ai fili di uscita scollegati della lampada. Il dispositivo mostrerà il valore della resistenza totale della lampada.

Video

Per collegare i dispositivi di illuminazione fluorescente, viene utilizzato un circuito fondamentalmente diverso da quello utilizzato per le lampade a incandescenza standard. Per accendere una tale sorgente luminosa, nel circuito è installato uno speciale dispositivo di avviamento, la cui qualità influisce direttamente sulla durata della lampada. Per comprendere appieno le caratteristiche, gli schemi di collegamento e le lampade fluorescenti, è necessario comprendere le caratteristiche del loro design e il principio di funzionamento di tale dispositivo.

Una lampada per illuminazione fluorescente è un dispositivo costituito da un bulbo di vetro contenente gas speciali. La miscela all'interno della lampada è selezionata in modo tale che avvenga la ionizzazione quantità minima consumo energetico a differenza di una lampada a incandescenza standard, che consente di risparmiare elettricità.

Per mantenere la luce continua di un dispositivo di illuminazione fluorescente, è necessaria la presenza costante di una scarica luminescente. Ciò si ottiene applicando un certo livello di tensione agli elettrodi della lampada fluorescente. L'unico problema in questo caso è la necessità di un'alimentazione a tensione costante superando notevolmente i valori nominali.

Questo problema è stato risolto installando gli elettrodi su entrambi i lati del pallone. A loro viene applicata la tensione, grazie alla quale la scarica viene mantenuta continuamente. Allo stesso tempo ciascun elettrodo è costituito da due contatti, collegato a una fonte di corrente, grazie alla quale lo spazio circostante si riscalda. Pertanto la lampada inizia a bruciare con ritardo a causa del riscaldamento degli elettrodi.

Sotto l'influenza delle scariche degli elettrodi il gas inizia a brillare di luce ultravioletta, che non viene percepito dall'occhio umano. Pertanto, per sviluppare la luce, la parte interna della lampadina viene aperta con uno strato di fosforo, grazie al quale le gamme di frequenza cambiano in visibile umano spettro.

Una lampada fluorescente, a differenza di una sorgente luminosa standard con filamento a incandescenza, non può essere collegata direttamente alla rete AC. Affinché si verifichi un arco, gli elettrodi devono essere riscaldati, a seguito del quale appare una tensione impulsiva. Fornire condizioni necessarie Per illuminare una sorgente luminosa fluorescente, vengono utilizzati reattori speciali. Oggi, i reattori elettromagnetici ed elettronici sono ampiamente utilizzati.

Questo schema di collegamento per una lampada fluorescente prevede l'uso di uno speciale induttanza e avviatore. In questo caso lo starter non è altro che una fonte di luce al neon bassa potenza. Per collegare l'induttore, i contatti dello starter e la filettatura dell'elettrodo, utilizzare un metodo sequenziale.

È possibile sostituire lo starter con il pulsante di un campanello elettrico standard. In questo caso, per accendere una lampada fluorescente dovrai tenere premuto il pulsante e rilasciarlo solo dopo che la lampada inizia ad emettere luce. L'ordine di funzionamento del circuito di collegamento della sorgente luminosa utilizzando un reattore elettromagnetico avviene secondo il seguente principio:

dopo il collegamento alla rete AC, l'induttore accumula una carica elettromagnetica;
l'energia elettrica viene fornita attraverso il gruppo contatti del dispositivo di avviamento;
la corrente inizia a fluire verso i fili riscaldanti degli elettrodi di tungsteno;
lo starter e gli elettrodi si riscaldano;
si apre il gruppo contatti avviatore;
l'energia accumulata nell'acceleratore viene rilasciata;
la tensione cambia sugli elettrodi;
la lampada fluorescente inizia a brillare.

Per aumentare l'efficienza di un dispositivo di illuminazione fluorescente e ridurre le interferenze che possono verificarsi quando la lampada si accende, nel circuito sono forniti dei condensatori. Un contenitore è montato direttamente nello starter per smorzare le scintille e migliorare gli impulsi del neon. Allo stesso tempo, un tale schema di connessione presenta una serie di vantaggi innegabili:

massima affidabilità, comprovata dal tempo;
facilità di montaggio;
prezzo basso.

Vorrei anche notare gli svantaggi, di cui ce ne sono parecchi:

grandi dimensioni e peso della lampada;
avvio lungo della lampada;
bassa efficienza del dispositivo quando funziona a basse temperature;
un livello abbastanza elevato di consumo di elettricità;
rumore caratteristico delle valvole a farfalla durante il funzionamento;
effetto tremolante, che ha un effetto dannoso sulla visione umana.

Per implementare lo schema considerato, dovrai utilizzare lo starter. Per collegare un apparecchio di illuminazione alla rete utilizzare un alimentatore elettromagnetico Serie S10. Questo è un elemento moderno che ha un design non infiammabile e lo rende il più sicuro possibile. In questo caso, i compiti principali dell'avviatore sono le seguenti funzioni:

assicurarsi che la lampada fluorescente sia accesa;
rottura delle lacune di gas dopo un riscaldamento prolungato degli elettrodi.

Se consideriamo l'induttore, il suo scopo nel circuito è determinato dal raggiungimento dei seguenti obiettivi:

limitazione dei parametri attuali nel processo di chiusura degli elettrodi;
generare un grado di tensione sufficiente in grado di sfondare i gas;
mantenimento della stabilità della combustione allo scarico.

Questo schema prevede il collegamento di una sorgente luminosa fluorescente con una potenza fino a 40 W. Allo stesso tempo, gli indicatori di potenza dell'acceleratore deve essere simile ai parametri della lampada UN. A sua volta, la potenza di avviamento può variare da 4 a 65 W. Per collegare la sorgente luminosa alla rete CA secondo lo schema, è necessario eseguire alcune manipolazioni.

In corso collegamento in parallelo starter ai contatti posti all'uscita della lampada fluorescente.
Alla coppia di contatti liberi è collegata un'induttanza.
In parallelo ai contatti che alimentano la lampada è collegato un condensatore atto alla compensazione. potenza reattiva e riducendo le interferenze nella rete CA.

Il principio di funzionamento del circuito di reattore elettronico 2x36 si basa sull'aumento delle caratteristiche di frequenza. A causa di questo cambiamento di frequenza, la luminosità del dispositivo luminescente diventa uniforme senza sfarfallio. Grazie ai moderni microcircuiti il dispositivo di avviamento consuma un'energia minima e ha dimensioni compatte, riscaldando uniformemente gli elettrodi.

L'uso di un alimentatore elettronico nel circuito di collegamento di una lampada fluorescente consente al dispositivo di adattarsi automaticamente ai parametri della lampada. Grazie a questo il reattore elettronico è molto più pratico ed efficiente, poiché presenta i seguenti vantaggi:

alta efficienza;
riscaldamento uniforme e graduale degli elettrodi;
avvio regolare della lampada;
nessun effetto sfarfallio;
utilizzo della lampada anche a temperature sotto lo zero;
adattamento automatico del reattore ai parametri della lampada;
alta affidabilità;
dimensioni e peso minimi del dispositivo;
la massima durata possibile di una lampada fluorescente.

Se consideriamo gli svantaggi del reattore elettronico, ce ne sono pochissimi: circuito complesso e maggiori requisiti di precisione di esecuzione lavori di installazione, nonché i requisiti per la qualità dei componenti utilizzati.

Nella maggior parte dei casi, i produttori di reattori elettronici forniscono anche tutti i cavi e i connettori necessari schema elettrico collegando il dispositivo. Allo stesso tempo, questo dispositivo elettronico Per avviare una lampada fluorescente, svolge tre funzioni principali:

fornisce un riscaldamento uniforme degli elettrodi, che aumenta la durata della lampada;
crea un potente impulso necessario per accendere la lampada;
stabilizza i parametri della tensione operativa fornita al dispositivo di illuminazione.

I moderni schemi di collegamento per sorgenti luminose fluorescenti non prevedono l'uso aggiuntivo di uno starter. Ciò consente di proteggere l'alimentatore elettronico se la luce viene accesa senza lampada.

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata allo schema per il collegamento di due sorgenti luminose a un alimentatore. Allo stesso tempo usato connessione seriale apparecchi di illuminazione, per il quale avrai bisogno dei seguenti componenti:

induttanza di induzione;
2 antipasti;
apparecchi di illuminazione.

La connessione stessa richiede una certa sequenza.

Su ogni lampada è installato uno starter circuito parallelo connessioni.
I contatti non utilizzati sono collegati alla rete CA tramite un'induttanza in un metodo di connessione seriale.
In parallelo, i condensatori sono collegati ai gruppi di contatti delle lampade.

Dopo aver familiarizzato con i vari schemi di collegamento delle lampade fluorescenti, Chiunque può installare i propri apparecchi di illuminazione nel tuo appartamento o sostituiscili se questi ultimi falliscono.

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I primi campioni di lampade fluorescenti tipo moderno furono presentati dalla società americana General Electric alla Fiera Mondiale di New York nel 1938.

Nel corso dei 70 anni della loro esistenza, sono diventati saldamente parte della nostra vita, e ora è difficile immaginare un grande negozio o ufficio che non disponga di una sola lampada con lampade fluorescenti.

Una lampada fluorescente è una tipica sorgente luminosa a scarica a bassa pressione in cui la scarica avviene in una miscela di vapori di mercurio e un gas inerte, molto spesso argon. La struttura della lampada è mostrata in Fig. 1.

La lampadina è sempre un cilindro 1 di vetro con un diametro esterno di 38, 26, 16 o 12 mm. Il cilindro può essere dritto o curvato ad anello, a U o con una forma più complessa. Le gambe di vetro 2 sono sigillate ermeticamente nelle estremità del cilindro, sul quale all'interno sono montati gli elettrodi 3. La struttura degli elettrodi è simile a un corpo di filamento a spirale ed è anch'esso realizzato in filo di tungsteno. In alcuni tipi di lampade, gli elettrodi sono realizzati sotto forma di trispirale, cioè una spirale da una bispirale. Esternamente gli elettrodi sono saldati ai pin 4 della base 5. Nelle lampade diritte e ad U si utilizzano solo due tipi di basi: G5 e G13 (i numeri 5 e 13 indicano la distanza tra i pin in mm).

Figura 1. Struttura della lampada: 1 cilindro di vetro, 2 gambe di vetro, 3 elettrodi, 4 pin, 5 base, 6 stelo, 7 gas inerte.

Come nelle lampade a incandescenza, l'aria viene accuratamente pompata dai bulbi delle lampade fluorescenti attraverso l'asta 6, saldata in una delle gambe. Dopo il pompaggio, il volume del pallone viene riempito con gas inerte 7 e vi viene introdotto il mercurio sotto forma di una piccola goccia 8 (la massa di mercurio in una lampada è solitamente di circa 30 mg) o sotto forma di un -chiamato amalgama, cioè una lega di mercurio con bismuto, indio e altri metalli.

Sugli elettrodi delle lampade a doppia o tripla spirale viene sempre applicato uno strato di sostanza attivante: di solito si tratta di una miscela di ossidi di bario, stronzio, calcio, a volte con una piccola aggiunta di torio.

Se alla lampada viene applicata una tensione maggiore della tensione di accensione, tra gli elettrodi si verifica una scarica elettrica, la cui corrente è necessariamente limitata da alcuni elementi esterni. Sebbene il pallone sia riempito con un gas inerte, contiene sempre vapori di mercurio, la cui quantità è determinata dalla temperatura del punto più freddo del pallone. Gli atomi di mercurio vengono eccitati e ionizzati nella scarica molto più facilmente degli atomi di gas inerte, quindi sia la corrente che attraversa la lampada che il suo bagliore sono determinati dal mercurio.

Nelle scariche di mercurio a bassa pressione, la percentuale di radiazione visibile non supera il 2% della potenza di scarica e l'efficienza luminosa di una scarica di mercurio è solo di 5-7 lm/W.

Ma più della metà della potenza rilasciata nella scarica viene convertita in radiazione ultravioletta invisibile con lunghezze d'onda di 254 e 185 nm. È noto dalla fisica: quanto più corta è la lunghezza d'onda della radiazione, tanto maggiore è l'energia di questa radiazione. Con l'aiuto di speciali sostanze chiamate fosfori è possibile trasformare una radiazione in un'altra e, secondo la legge di conservazione dell'energia, la “nuova” radiazione non può che essere “meno energetica” di quella primaria. Pertanto, la radiazione ultravioletta può essere convertita in radiazione visibile utilizzando i fosfori, ma la radiazione visibile non può essere convertita in radiazione ultravioletta.

L'intera parte cilindrica del pallone è rivestita all'interno con uno strato sottile proprio di tale fosforo 9, che converte la radiazione ultravioletta degli atomi di mercurio in radiazione visibile. La maggior parte delle moderne lampade fluorescenti utilizzano l'alofosfato di calcio come fosforo con l'aggiunta di antimonio e manganese (come dicono gli esperti, "attivato con antimonio e manganese"). Quando un tale fosforo viene irradiato con radiazioni ultraviolette, inizia a brillare di luce bianca di diverse tonalità. Lo spettro di emissione del fosforo è continuo con due massimi, circa 480 e 580 nm (Fig. 2).

Figura 2. Spettro di emissione del fosforo. Il primo massimo è determinato dalla presenza di antimonio, il secondo dal manganese. Modificando il rapporto di queste sostanze (attivatori), puoi ottenere luce bianca

diverse tonalità di colore, dal caldo al giorno. Poiché i fosfori convertono più della metà della potenza di scarica in luce visibile, è la loro luminosità che determina i parametri di illuminazione delle lampade.

Gli elettrodi nelle lampade fluorescenti svolgono le funzioni di sorgenti e ricevitori di elettroni e ioni, grazie ai quali corrente elettrica attraverso l'intercapedine di scarico. Affinché gli elettroni inizino a spostarsi dagli elettrodi nello spazio di scarica (come si dice, per l'inizio dell'emissione termica degli elettroni), gli elettrodi devono essere riscaldati ad una temperatura di 1100 - 1200 gradi Celsius. A questa temperatura, il tungsteno brilla con un colore ciliegia molto debole e l'evaporazione è minima. Ma per aumentare il numero di elettroni emessi, sugli elettrodi viene applicato uno strato di una sostanza attivante, che è molto meno resistente al calore del tungsteno, e durante il funzionamento questo strato viene gradualmente spruzzato dagli elettrodi e depositato sulle pareti del pallone . Tipicamente, è il processo di spruzzatura del rivestimento attivante degli elettrodi che determina la durata delle lampade.

Per ottenere la massima efficienza di scarica, cioè la massima resa delle radiazioni ultraviolette del mercurio, è necessario mantenere una certa temperatura del pallone. Il diametro del pallone viene selezionato proprio in base a questo requisito. Tutte le lampade forniscono all'incirca la stessa densità di corrente: la quantità di corrente divisa per l'area della sezione trasversale della lampadina. Pertanto, lampade di diversa potenza in lampadine dello stesso diametro, di regola, funzionano allo stesso modo correnti nominali. La caduta di tensione sulla lampada è direttamente proporzionale alla sua lunghezza. E poiché la potenza è uguale al prodotto di corrente e tensione, quindi a parità di diametro delle lampadine, la potenza delle lampade è direttamente proporzionale alla lunghezza. Le lampade più diffuse con una potenza di 36 (40) W hanno una lunghezza di 1210 mm, mentre le lampade con una potenza di 18 (20) W hanno una lunghezza di 604 mm.

La grande lunghezza delle lampade ci ha costretto costantemente a cercare modi per ridurla. Semplice riduzione della durata e del raggiungimento capacità richieste aumentando la corrente di scarica è irrazionale, poiché ciò aumenta la temperatura del bulbo, che porta ad un aumento della pressione del vapore di mercurio e ad una diminuzione dell'efficienza luminosa delle lampade. Pertanto, i creatori di lampade hanno cercato di ridurne le dimensioni modificandone la forma: un lungo bulbo cilindrico è stato piegato a metà (lampade a forma di U) o in un anello (lampade ad anello). In URSS, già negli anni '50, venivano realizzate lampade a forma di U con una potenza di 30 W in un pallone con un diametro di 26 mm e una potenza di 8 W in un pallone con un diametro di 14 mm.

Tuttavia, è stato possibile risolvere radicalmente il problema della riduzione delle dimensioni delle lampade solo negli anni '80, quando si è iniziato a utilizzare i fosfori che consentivano grandi dimensioni carichi elettrici, che ha permesso di ridurre significativamente il diametro dei palloni. I bulbi iniziarono ad essere realizzati con tubi di vetro con un diametro esterno di 12 mm e furono piegati ripetutamente, riducendo così la lunghezza totale delle lampade. Il cosiddetto compatto lampade fluorescenti. Secondo il principio di funzionamento e struttura interna Le lampade compatte non sono diverse dalle lampade lineari convenzionali.

A metà degli anni '90 apparve sul mercato mondiale una nuova generazione di lampade fluorescenti, denominata nella letteratura pubblicitaria e tecnica "serie T5" (T16 in Germania). Queste lampade hanno un diametro esterno del bulbo ridotto a 16 mm (o 5/8 pollici, da cui il nome T5). Secondo il principio di funzionamento, inoltre, non differiscono dalle lampade lineari convenzionali. Nel design delle lampade è stata apportata una modifica molto importante: il fosforo all'interno è ricoperto da una sottile pellicola protettiva, trasparente sia ai raggi ultravioletti che a quelli visibili. Il film protegge il fosforo dall'ingresso di particelle di mercurio, attivando il rivestimento e il tungsteno degli elettrodi, eliminando così l'avvelenamento del fosforo e garantendo un'elevata stabilità flusso luminoso durante la vita di servizio. Sono state modificate anche la composizione del gas di riempimento e la struttura degli elettrodi, il che ha reso impossibile il funzionamento di tali lampade nei vecchi circuiti di commutazione. Oltretutto. Per la prima volta dal 1938, le lunghezze delle lampade furono modificate in modo che le dimensioni delle lampade con esse corrispondessero alle dimensioni dei moduli standard dei controsoffitti ormai molto di moda.

Le lampade fluorescenti, in particolare l'ultima generazione, in lampadine con un diametro di 16 mm, superano significativamente le lampade a incandescenza in termini di efficienza luminosa e durata. I valori di questi parametri raggiunti oggi sono 104 lm/W e 40.000 ore.

Tuttavia, le lampade fluorescenti presentano anche numerosi svantaggi che è necessario conoscere e tenere in considerazione nella scelta delle sorgenti luminose:

Le grandi dimensioni delle lampade spesso non consentono di ridistribuire il flusso luminoso come richiesto.
A differenza delle lampade a incandescenza, dipende fortemente dalla temperatura ambiente.
Le lampade contengono mercurio, un metallo molto velenoso, che le rende pericolose per l'ambiente.
Il flusso luminoso delle lampade non viene stabilito immediatamente dopo l'accensione, ma dopo un po' di tempo, a seconda della struttura della lampada, della temperatura ambiente e delle lampade stesse. Per alcuni tipi di lampade in cui il mercurio viene introdotto sotto forma di amalgama, questo tempo può raggiungere i 10-15 minuti.
La profondità di pulsazione del flusso luminoso è molto più elevata di quella delle lampade a incandescenza, soprattutto nelle lampade con fosfori di terre rare. Ciò rende difficile l'uso delle lampade in molti stabilimenti industriali e, inoltre, ha un impatto negativo sul benessere delle persone che lavorano con tale illuminazione.

Come accennato in precedenza, le lampade fluorescenti, come tutti i dispositivi a scarica di gas, richiedono l'utilizzo di dispositivi aggiuntivi per essere collegati alla rete.

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Alta efficienza: efficienza - 20-25% (le lampade a incandescenza ne hanno circa il 7%) e l'emissione luminosa è 10 volte maggiore.
Lunga durata - 15.000-20.000 ore (per lampade a incandescenza - 1000 ore, fortemente dipendente dalla tensione) alimentatore.

I LL presentano anche alcuni svantaggi:

Di norma, tutte le lampade a scarica necessitano del collegamento alla rete insieme ad un alimentatore per il normale funzionamento. Il ballast, noto anche come ballast, è un dispositivo elettrico che fornisce le modalità di accensione e il normale funzionamento dell'LL.
Dipendenza del funzionamento stabile e dell'accensione della lampada dalla temperatura ambiente (intervallo consentito 55 o C, 20 o C è considerato ottimale). Sebbene questa gamma sia in continua espansione con l'avvento delle lampade di nuova generazione e l'utilizzo di alimentatori elettronici (EPG).

Soffermiamoci più in dettaglio sui vantaggi e sugli svantaggi di LL. È noto che la radiazione ottica (ultravioletta, visibile, infrarossa) colpisce una persona (il suo sistema endocrino, vegetativo, sistema nervoso e l'intero organismo nel suo insieme) notevoli effetti fisiologici e psicologici, per lo più benefici.

La luce del giorno è la più utile. Colpisce molti processi vitali, il metabolismo del corpo, lo sviluppo fisico e la salute. Ma lavoro attivo la visione umana continua anche quando il sole scompare sotto l'orizzonte. Da sostituire luce del giorno arriva l'illuminazione artificiale. Per molti anni Per l'illuminazione artificiale delle abitazioni sono state (e sono) utilizzate solo lampade a incandescenza: una fonte di luce calda, il cui spettro differisce da quello diurno per la predominanza della radiazione gialla e rossa e la completa assenza di radiazione ultravioletta.

Inoltre, le lampade a incandescenza, come già accennato, sono inefficaci, la loro efficienza è del 6-8% e la loro durata è molto breve: non più di 1000 ore. Un elevato livello tecnico di illuminazione con queste lampade è impossibile.

Ecco perché l'apparizione di LL, una sorgente luminosa a scarica con un'efficienza luminosa 5-10 volte maggiore rispetto alle lampade a incandescenza e una durata 8-15 volte più lunga, si è rivelata abbastanza logica. Dopo aver superato varie difficoltà tecniche, scienziati e ingegneri hanno creato apparecchi speciali per l'edilizia abitativa: compatti, che copiano quasi completamente l'aspetto e le dimensioni abituali delle lampade a incandescenza e allo stesso tempo combinano i suoi vantaggi (resa cromatica confortevole, facilità di manutenzione) con l'efficienza di apparecchi di illuminazione standard.

A causa delle loro caratteristiche fisiche, le LL presentano un altro vantaggio molto importante rispetto alle lampade a incandescenza: la capacità di creare luce di diversa composizione spettrale: calda, naturale, bianca, luce diurna, che può arricchire significativamente la tavolozza dei colori dell'ambiente domestico. Non è un caso che esistano apposite raccomandazioni per la scelta del tipo di LL (colore della luce) per le varie applicazioni. La presenza di radiazioni ultraviolette controllate in speciali LL di illuminazione e irradiazione consente di risolvere il problema di prevenire la "fame di luce" per i residenti urbani che trascorrono fino all'80% del loro tempo in ambienti chiusi.

Pertanto, le lampade prodotte da OSRAM LL tipo BIOLUX, il cui spettro di emissione è vicino a quello solare ed è saturo di radiazioni quasi ultraviolette strettamente dosate, vengono utilizzate con successo contemporaneamente per l'illuminazione e l'irradiazione di locali residenziali, amministrativi e scolastici, soprattutto quando la luce naturale è insufficiente.

Vengono prodotti anche speciali agar LL del tipo CLEO (PHILIPS), destinati a fare bagni di “sole” in ambienti chiusi e per altri scopi cosmetici. Quando si utilizzano queste lampade, ricordare che le istruzioni del produttore dell'apparecchiatura di irradiazione devono essere seguite rigorosamente per garantire la sicurezza. Soffermiamoci ora sugli svantaggi dell'illuminazione fluorescente, che molti considerano il suo famigerato "danno alla salute".

La natura della scarica di gas è tale che, come accennato in precedenza, qualsiasi LL ha una piccola frazione di vicino ultravioletto nello spettro. È noto che in caso di sovradosaggio anche naturale luce solare Possono verificarsi fenomeni spiacevoli, in particolare un'eccessiva radiazione ultravioletta può causare malattie della pelle e danni agli occhi. Tuttavia, dopo aver confrontato l’esposizione di una persona nel corso della vita alle radiazioni luminescenti naturali, solari e artificiali, diventa chiaro quanto sia infondata l’ipotesi che le radiazioni LL siano dannose.

È stato dimostrato che funziona per un anno (240 giorni lavorativi) con illuminazione artificiale LL luce bianca fredda con molto alto livello un'illuminazione di 1000 lux (pari a 5 volte il livello ottimale di illuminazione di un'abitazione) corrisponde a stare all'aperto a Davos (Svizzera) per 12 giorni, 1 ora al giorno (a mezzogiorno). Va notato che le condizioni reali nei locali residenziali sono decine di volte più favorevoli rispetto all'esempio fornito.

Pertanto, non è necessario parlare dei pericoli dell'illuminazione fluorescente convenzionale. A conclusioni simili sono giunti medici, igienisti e ingegneri dell'illuminazione che hanno partecipato ad un ampio dibattito scientifico tenutosi a Monaco sul tema "L'influenza dell'illuminazione LL sulla salute umana". Tutti i partecipanti alla discussione sono stati unanimi: il rigoroso rispetto delle regole di una corretta progettazione illuminotecnica, che includono la limitazione dell'abbagliamento diretto e riflesso, la limitazione delle pulsazioni luminose, la garanzia di una distribuzione favorevole della luminosità e una corretta trasmissione della luce, elimineranno completamente le lamentele esistenti sull'illuminazione fluorescente.

Nell'elenco sopra, un posto importante è occupato dalla questione della limitazione della pulsazione del flusso luminoso. Il fatto è che i tradizionali LL tubolari lineari collegati alla rete tramite un alimentatore elettromagnetico (più spesso utilizzato nelle lampade) creano una luce che non è costante nel tempo, ma “micropulsante”, cioè. Con una frequenza AC disponibile nella rete di 50 Hz, il flusso luminoso della lampada pulsa 100 volte al secondo.

E sebbene questa frequenza sia superiore a quella critica per l'occhio e, quindi, la luminosità tremolante degli oggetti illuminati non venga catturata dall'occhio, l'illuminazione pulsante con un'esposizione prolungata può influenzare negativamente una persona, causando maggiore affaticamento, riduzione delle prestazioni, specialmente quando si eseguono prestazioni intense lavoro visivo: lettura, lavoro al computer, artigianato, ecc.

Ecco perché gli apparecchi con reattori elettromagnetici a bassa frequenza, apparsi molto tempo fa, sono consigliati per l'uso nelle cosiddette aree "non lavorative" (ripostigli, scantinati, garage, ecc.). Negli apparecchi con reattori elettronici ad alta frequenza, questa caratteristica del funzionamento LL è completamente eliminata, ma anche tali apparecchi con LL lineari sono piuttosto ingombranti e non sono sempre convenienti per l'illuminazione locale (di lavoro). Pertanto, per l'illuminazione domestica tradizionale con lampadari, lampade da parete, da terra e da tavolo, è consigliabile l'utilizzo delle suddette lampade fluorescenti compatte.

Ed infine un'ultima piccola nota relativa al funzionamento delle lampade con LL. Per il suo funzionamento viene introdotta nella lampada una goccia di mercurio: 30-40 mg, e compatta 2-3 mg. Se questo ti spaventa, ricorda che il termometro che si trova in ogni famiglia ne contiene 2 g metallo liquido. Naturalmente, se la lampada si rompe, dovresti fare lo stesso che facciamo quando rompiamo un termometro: raccogliere e rimuovere con attenzione il mercurio. LL nell'alloggiamento non è solo una fonte di luce più economica di una lampada a incandescenza.

Una corretta illuminazione LL presenta molti vantaggi rispetto all'illuminazione tradizionale: efficienza, abbondanza e colore della luce, distribuzione uniforme del flusso luminoso, soprattutto nei casi di illuminazione di oggetti estesi con lampade lineari, minore luminosità delle lampade e generazione di calore significativamente inferiore.

Oggi, i prodotti di altissima qualità e una vasta gamma di prodotti sul nostro mercato sono rappresentati da marchi di illuminazione globali:

Azienda tedesca OSRAM.
PHILIPS olandese e numerosi altri, che offrono la più ampia selezione di LL di alta qualità per ogni gusto e colore.

Lampade fluorescenti - principio di funzionamento

Le lampade fluorescenti sono il tipo più comune di lampade per l'illuminazione degli edifici amministrativi. Recentemente hanno trovato applicazione anche per l'illuminazione di edifici residenziali. Gli apparecchi con lampade fluorescenti sono spesso considerati come il principale tipo di apparecchi utilizzati. La sorgente luminosa di tali lampade è , che appartiene a un'ampia classe di lampade a scarica di gas che sfruttano la proprietà di alcuni gas e vapori metallici di brillare campo elettrico. Una lampada fluorescente è un tubo di vetro lungo e sottile rivestito internamente da fosforo. Il tubo è riempito con un gas inerte a cui è stato aggiunto vapore di mercurio. Lungo i bordi del tubo si trovano i catodi, che sono spirali (filamenti) di tungsteno rivestite da uno strato di ossido di bario. Le spirali sono collegate a perni che si estendono verso l'esterno e servono per collegare la lampada.

Le lampade fluorescenti per lampade di piccole dimensioni possono essere realizzate sotto forma di anello, spirale o avere un'altra forma che consenta di ridurre le dimensioni della lampada.

C'è un gran numero vari schemi accendere lampade fluorescenti. Diamo un'occhiata al principio di funzionamento di una lampada usando un esempio lo schema più semplice con motorino di avviamento e acceleratore mostrato in Fig. 1. L'acceleratore e il motorino di avviamento sono reattori elettromagnetici (reattori).

Fig.1 Avvio di una lampada fluorescente mediante alimentatore elettromagnetico

Quando viene applicata tensione all'ingresso del circuito, quasi tutta la tensione viene applicata allo starter, che è una lampadina al neon i cui elettrodi sono costituiti da piastre bimetalliche. Una scarica luminosa si verifica tra le piastre di una lampadina al neon, riscaldando le piastre. Sotto l'influenza della temperatura, le piastre si piegano e si chiudono insieme. Le piastre bimetalliche sono realizzate collegando due piastre di metalli diversi che hanno diversi coefficienti di dilatazione termica lineare, in conseguenza del quale il riscaldamento porta alla flessione di tali piastre collegate. Dopo la chiusura delle piastre, entrambi i filamenti della lampada fluorescente vengono riscaldati dalla corrente che li attraversa. E le piastre delle lampade al neon di avviamento si raffreddano e si aprono. Nell'induttore si verifica un processo transitorio, causato da una forte diminuzione della corrente che lo attraversa: tra i filamenti della lampada fluorescente appare un impulso di tensione, che supera significativamente la tensione della rete di alimentazione. Nella lampada si verifica una scarica di gas, accompagnata da un bagliore, che è già supportato solo dal campo elettrico tra i catodi. L'induttore limita la corrente attraverso la lampada. Il condensatore C1 è necessario per aumentare il fattore di potenza della lampada. Il condensatore C2 serve a sopprimere le interferenze ad alta frequenza.

Viene prodotta un'ampia gamma di avviatori diversi a seconda della potenza delle lampade. Nelle lampade, spesso vengono accese due lampade fluorescenti in serie. Gli avviatori per tale commutazione hanno una tensione di commutazione diversa rispetto a quelli utilizzati per una lampada.

La scarica nella lampada è accompagnata da radiazioni ultraviolette, la cui lunghezza d'onda si trova oltre la gamma della luce visibile all'occhio (circa 254 nm). Questa radiazione eccita un bagliore nel fosforo con lunghezze d'onda della luce visibile. La radiazione ultravioletta viene quasi completamente bloccata dalle pareti del tubo di vetro.

Le lampade con reattori elettromagnetici presentano una serie di svantaggi: le induttanze incluse nei reattori diventano molto calde e ronzano; basso fattore di potenza - fino a 0,5; le lampade non si accendono facilmente quando la tensione di rete è ridotta, anche del 10%; il bagliore delle lampade è accompagnato da uno sfarfallio alla frequenza di rete, che porta all'affaticamento degli occhi; può verificarsi un effetto stroboscopico: un'illusione visiva dell'immobilità di un oggetto rotante.

I reattori elettromagnetici vengono gradualmente sostituiti da reattori elettronici (EPG), in cui tutte le funzioni di avvio della lampada e regolazione della sua modalità operativa sono eseguite da circuito elettronico. In un reattore elettronico, una tensione con una frequenza di 50 Hz viene convertita in una tensione con una frequenza di diverse decine di kHz. Per limitare la corrente nella lampada, qui c'è anche un'induttanza, ma a maggiore frequenza le perdite di potenza in esso sono trascurabili. I reattori elettronici consentono di ridurre lo sfarfallio delle lampade ed eliminare l'effetto stroboscopico, aumentare il fattore di potenza a 0,9 - 0,95, accendere dolcemente le lampade e aumentare significativamente il loro tempo di funzionamento. Speciali reattori elettronici consentono di attenuare le lampade fluorescenti, modificandone il flusso luminoso su un ampio intervallo. Per tali reattori elettronici, invece di un interruttore, è installato uno speciale dimmer, progettato per funzionare con questo tipo di reattori elettronici. Il risparmio energetico quando si passa dai reattori elettromagnetici a quelli elettronici è del 20-30% e quando si utilizzano lampade dimmerabili è molto di più. Pertanto, quando si progetta l'illuminazione, le lampade vengono spesso selezionate con alimentatore elettronico. E le lampade fluorescenti compatte (spesso chiamate a risparmio energetico) per piccoli apparecchi contengono circuiti di controllo elettronico all'interno dell'alloggiamento della lampada.

Lo sfarfallio delle lampade e l'effetto stroboscopico nelle lampade con reattori elettromagnetici possono essere significativamente ridotti quando si illuminano ambienti di grandi dimensioni in cui un numero significativo di lampade è distribuito uniformemente su tre fasi della rete elettrica. In questo caso, la diminuzione del flusso luminoso negli apparecchi di una fase è compensata da un aumento del flusso luminoso nelle altre fasi. Quando si scelgono le lampade durante la progettazione dell'illuminazione, è necessario tenere conto del fatto che le lampade con reattori elettronici presentano un vantaggio incomparabile se si prevede di installarle piccola quantità lampade. Quando non è possibile distribuirli uniformemente su tutte e tre le fasi della rete elettrica.

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