Lămpi cu inducție: dispozitiv, tipuri, domeniul de aplicare + reguli de alegere

Astăzi, consumatorii aleg din ce în ce mai des dispozitive de iluminat casnice și industriale eficiente energetic. Cu toate acestea, pe lângă economie, calitatea iluminării joacă un rol important. Lămpile cu inducție reprezintă o alternativă demnă la sursele tradiționale de iluminat.

Ele emit o lumină moale, plăcută ochilor, care nu modifică percepția obiectivă a obiectelor. Haideți să analizăm împreună construcția și principiile de funcționare ale lămpilor cu inducție.

Structura și principiul de funcționare

Sursa primară de lumină într-un bec cu inducție este plasma, creată artificial prin ionizarea amestecului de gaz de către un câmp electromagnetic de înaltă frecvență.

Curentul generează un câmp electric alternativ, determinând apariția unei descărcări de gaz în balonul de sticlă. Mercurul excitat generează radiații ultraviolete, care, datorită fosforului, sunt convertite în lumină vizibilă.

Lămpile cu inducție aparțin categoriei surselor de iluminat cu descărcare în gaz, despre care puteți citi mai multe în acest material.

Construcția unei lămpi cu inducție include trei elemente funcționale de bază:

• tub cu descărcare în gaz;
• bobină de inducție cu inel ferită;
• balast electronic.

În interiorul tubului se află picături de amalgam de mercur. Balonul însuși este umplut cu un gaz cu reactivitate chimică scăzută – argon/kripton, iar suprafața sa interioară este acoperită cu un fosfor anorganic.

Bobina de inducție și electromagnetul formează un câmp magnetic de înaltă frecvență, sub influența căruia electronii liberi se accelerează, se ciocnesc și excită atomii de mercur.

Ca rezultat, se produce radiație ultravioletă. Prin fosfor, aceasta este transformată într-o strălucire vizibilă puternică.

Ca și în becurile fluorescente simple, combinația diferiților fosfori în acoperirea balonului lămpii cu inducție produce o strălucire de diferite culori. Cel mai des întâlnite sunt dispozitivele cu temperatură colorimetrică de 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K.

Balastul electronic se conectează la o sursă de tensiune continuă de 12 V/24 V sau la o rețea de tensiune sinusoidală de 120 V/220 V/380 V.

Sistemul de comandă al starterului transformă curentul alternativ de 50 Hz în curent continuu, iar apoi – în curent de înaltă frecvență de la 190 kHz până la 2,65 MHz.

Acest curent de înaltă frecvență creează câmpul magnetic. În plus, starterul generează un impuls puternic de pornire, care aprinde sursa de lumină cu inducție.

Pentru a asigura funcționarea stabilă a dispozitivului de iluminat fără electrozi, sistemul de control poate, de asemenea, să modifice intensitatea curentului electric și frecvența acestuia prin bobina inductorului.

În scopul reducerii dispersiei câmpului electromagnetic de înaltă frecvență, lămpile sunt echipate cu ecrane feritice și/sau miezuri speciale.

Principala diferență a lămpilor cu inducție economisitoare de energie față de alte surse de lumină este absența filamentelor și a termocatozilor de contact. În corpurile de iluminat cu inducție, electromagneții sunt amplasați în exterior, adică nu există un contact direct al electrozilor cu mediul gazos ionizat.

Acest lucru face ca balonul dispozitivului de iluminat să fie mai omogen și aproximativ încărcat uniform în ceea ce privește temperatura.

La funcționarea prelungită a unei astfel de iluminări, nu se observă crăparea balonului de sticlă, iar în timp materialul electrodului nu se depune pe pereți.

Absența electrozilor de încălzire necesari pentru aprinderea becurilor obișnuite permite atingerea unei durate de viață incredibil de lungi a corpurilor de iluminat cu inducție – până la 120000 de ore de funcționare.

Unii producători chiar declară o durată de viață de până la 150000 de ore. Acest indicator depășește de 10 ori durabilitatea becurilor fluorescente simple, a lămpilor cu descărcare HID, a lămpilor cu mercur-tungsten și a dispozitivelor de iluminat cu sodiu.

În plus, durata de viață a surselor de lumină cu inducție este de aproximativ 2-3 ori mai mare decât durata de funcționare a LED-urilor.

Varietăți de lămpi cu inducție

Pentru prima dată, o lampă fără electrozi de contact a fost demonstrată de Nikola Tesla în îndepărtatul an 1893, la Expoziția Mondială din Chicago. Dispozitivul de iluminat prezentat publicului era alimentat de câmpul magnetic al bobinei Tesla. Iar primul prototip fiabil al unei surse de lumină cu inducție a fost creat de John Melvin Anderson în 1967.

Clasificarea becurilor fără electrozi

În 1994, compania General Electric a prezentat lampa compactă economisitoare de energie GENURA, cu un generator de înaltă frecvență încorporat în soclu.

Producția în serie a lămpilor fluorescente cu inducție a început în anii 1990.

Astăzi, liderii în producția de dispozitive de iluminat eficiente energetic fără electrozi sunt corporațiile PHILIPS Lighting, GE Lighting și OSRAM Licht AGO. În tabel sunt indicați parametrii și costul diferitelor modele de lămpi ale acestor producători.

În funcție de tipul de construcție, sursele de lumină cu inducție pot fi:

• cu balast încorporat – generatorul electric și lampa sunt combinate într-un singur bloc;
• cu un starter electronic separat – generatorul extern și lampa sunt dispozitive separate.

În funcție de modul de amplasare a bobinei, aceste lămpi se împart, de asemenea, în dispozitive cu inductor extern (de joasă frecvență) și intern (de înaltă frecvență).

În primul caz, bobina cu miez feromagnetic este înfășurată în jurul balonului. Frecvența de funcționare a becurilor cu inducție externă se situează în intervalul 190-250 kHz.

Ele au condiții mai bune pentru un schimb intens de căldură cu mediul înconjurător, deoarece bobina din exteriorul balonului etanș disipă ușor căldura generată de dispozitiv. Durata de viață a aparatelor de joasă frecvență este de până la 120000 de ore.

În al doilea caz, bobina de inducție cu miezul bobinat este amplasată în interiorul balonului de sticlă. Căldura generată ajunge în cavitatea dispozitivului de iluminat, motiv pentru care becurile cu inducție internă se încălzesc mai puternic.

Frecvența lor de funcționare se află în intervalul 2-3 MHz. Durata de viață a acestor surse de lumină nu depășește 75000 de ore.

Din punct de vedere exterior, dispozitivele cu inductor intern seamănă cu becurile cu vid. În schimb, modelele cu inductor extern au formă de inel sau dreptunghi.

Atât becurile de înaltă frecvență, cât și cele de joasă frecvență au o marjă mare de siguranță și se caracterizează printr-o durată de viață îndelungată.

Variante de execuție și marcaj

În prezent, companiile specializate în iluminat au pus la punct producția în serie a becurilor cu inducție de diferite forme. Caracteristicile constructive și variantele de execuție se regăsesc în marcarea acestora.

Primele două caractere alfabetice din cod determină tipul dispozitivului (IL – lampă cu inducție), al treilea indică forma. După desemnarea literelor se anunță de obicei puterea.

ILK – becuri cu inducție de formă rotundă. Au performanțe ridicate de flux luminos și o gamă largă de temperaturi spectrofotometrice. Sunt potrivite pentru montarea în corpuri de iluminat rotunde și ovale.

Astfel de surse de lumină sunt utilizate activ pentru iluminarea depozitelor, a halelor spațioase de producție și reparații, a complexelor comerciale, a bazelor sportive.

ILȘ – becuri în formă de sferă. Sunt realizate în forma tradițională a dispozitivelor obișnuite de iluminat cu vid de mare putere. Creează o lumină moale și se aprind aproape instantaneu.

Sunt potrivite pentru înlocuirea becurilor cu incandescență cu surse de lumină eficiente energetic, fără a fi necesară schimbarea corpului de iluminat în sine.

Becurile ILȘ se montează în proiectoare pentru iluminarea hotelurilor și restaurantelor, supermarketurilor, precum și în corpuri de iluminat stradale și industriale.

ILU – becuri de formă U. Sunt dispozitive cu generator separat. Emit o lumină albă puternică și nu pâlpâie în timpul funcționării.

Ele sunt utilizate pentru iluminarea stadioanelor, tunelurilor, metroului și autostrăzilor, a panourilor publicitare, a firmelor luminoase și a altor obiecte.

ILB, ILBC – becuri cu balon de formă inelară. La acestea, generatorul, bobina și tubul sunt combinate într-un singur bloc. Generează o lumină moale care nu orbește, se aprind rapid și ușor la temperaturi de până la -35 °C.

Astfel de construcții sunt utilizate pentru iluminarea hotelurilor și a spațiilor comerciale, a zonelor de parc și a piețelor, a teritoriilor private de grădină.

Separat, merită menționat despre fitolămpile cu inducție pentru plante. Acestea se deosebesc prin forma becului de sticlă și culoarea radiației.

Diferite modele de fitolămpi cu inducție sunt potrivite pentru iluminarea plantațiilor verzi într-o anumită perioadă de creștere și dezvoltare. Seriile acestor produse sunt notate TIL. Următoarele două litere indică modelul specific al lămpii.

Fitolămpile cu inducție GP și VG sunt destinate iluminării plantelor în stadiul de creștere vegetativă. În ele predomină spectrul albastru de radiație.

Dispozitivele FL sunt utilizate în faza inițială de formare a fructelor, precum și pentru accelerarea formării florilor. Ele emit lumină roșie.

Becurile model KL sunt universale. Astfel de surse de lumină oferă posibilitatea de a controla creșterea plantațiilor. Ele generează o lumină roșie saturată, necesară pentru dezvoltarea deplină a fructelor plantelor și înflorirea abundentă.

Exemple de marcare:

• ILK-40 – bec rotund cu inducție de 40 W;
• TILPVG-120 – fitolampă dreptunghiulară cu inducție de 120 W, model VG pentru etapa inițială de creștere vegetativă a plantelor.

Radiația becului cu inducție corespunde în proporție de 97% spectrului solar și, prin urmare, este excelentă pentru iluminatul artificial al complexelor de sere.

Avantajele utilizării lămpilor cu inducție

Lămpile fără electrozi generează o lumină moale, confortabilă pentru percepția ochiului. Nuanțele culorilor nu sunt distorsionate.

Luminozitatea acestor lămpi poate fi modificată între 30-100% cu ajutorul unui dimmer simplu pentru dispozitive cu filament.

Conținutul de mercur în stare solidă în corpurile de iluminat cu inducție moderne este de câteva ori mai mic decât în lămpile obișnuite fluorescente umplute cu gaz.

Chiar și după 75000 de ore de funcționare, dispozitivele cu inducție mențin nivelul puterii luminoase la 80-85% din cea inițială.

Lămpile obișnuite LL de lumină de zi pierd până la 55% din luminozitate aproape de sfârșitul duratei de viață. Pe becurile lor se formează în timp cercuri întunecate opace.

Avantajele utilizării lămpilor cu inducție fără electrozi:

• Randament 90%;
• durata de funcționare până la 150 000 de ore;
• flux luminos mai mare de 90-160 lm/W;
• condiții optime pentru percepția vizuală a obiectelor;
• domeniul de temperatură de funcționare între -35 °C și +50 °C;
• indice de redare a culorii Ra>80;
• indicatori ridicați de eficiență energetică;
• încălzire minimă a becului;
• număr nelimitat de cicluri de pornire/oprire;
• absența pulsațiilor;
• posibilitatea de a regla intensitatea luminii;
• perioada de garanție este de 5 ani.

Producătorii declară că sursele de lumină cu inducție au caracteristici tehnice mai bune decât LED-urile și costă de câteva ori mai puțin. Consumul de energie al acestor tipuri de becuri este aproximativ același.

Aplicarea lămpilor fără electrozi

Dispozitivele de iluminat modernizate, care nu conțin termocatozi și filament, sunt utilizate atât pentru iluminatul interior, cât și pentru cel exterior.

Domeniul de utilizare al lămpilor cu inducție

Lămpile fără electrozi au protecție încorporată împotriva scurtcircuitelor și a supratensiunilor.

Aparatele de iluminat cu inducție se caracterizează prin rezistență la sarcini de vibrație și șocuri accidentale, funcționând stabil chiar și la temperaturi scăzute ale aerului

Datorită randamentului luminos ridicat la un consum redus de energie electrică, acestea sunt utilizate în diverse domenii:

• pentru organizarea iluminatului stradal de calitate;
• în centre comerciale și hoteliere;
• în centre de birouri și încăperi menajere;
• pentru iluminatul halelor spațioase și depozitelor din incinte industriale;
• pentru iluminatul serelor și al grădinilor botanice;
• pentru iluminatul autostrăzilor și al tunelurilor;
• pentru organizarea iluminatului antiexploziv la benzinării.

Datorită stabilității parametrilor, lămpile cu mercur fără electrozi sunt utilizate ca surse punctiforme de precizie de radiație UV în spectrometrie.

În plus, principiul excitației inductive a gazului este utilizat în procesul de transfer al energiei de la surse externe în mediul activ al laserelor.

Cu toate acestea, din cauza prezenței radiației electromagnetice de înaltă frecvență, aparatele de iluminat cu inducție nu se instalează în gări și aeroporturi.

De asemenea, aceste becuri pot provoca interferențe atunci când funcționează simultan cu echipamente de laborator și medicale ultrasensibile. Prin urmare, nu se recomandă utilizarea lor în încăperile cu astfel de echipamente speciale.

Iluminatul stradal și rutier

Cel mai eficient iluminat rutier poate fi asigurat de aparatele de iluminat stradal cu lămpi cu inducție eficiente energetic. Acest tip de iluminat garantează o vizibilitate confortabilă atât pentru șoferi, cât și pentru pietoni.

Aparatele de iluminat rutier au o prindere în consolă robustă și se montează pe stâlpi, precum și pe suporți standard. Acestea sunt utilizate pentru iluminatul parcurilor și al piețelor, al străzilor și al piețelor publice, al șoselelor și al parcărilor, al cheiurilor și al curților.

Pornirea instantanee a lămpilor cu inducție minimizează pierderile de energie electrică și permite utilizarea cât mai eficientă a sistemului de iluminat. Aceasta oferă posibilitatea organizării iluminatului cu ajutorul senzorilor de mișcare

Ca exemplu – pornirea instantanee a iluminatului pe autostrăzi în locurile unde au loc deplasări de mașini și pietoni.

În plus, senzorul sensibil de mișcare poate fi combinat cu un întrerupător crepuscular programabil.

Dispozitivul se configurează pentru valori specifice de iluminare. La un nivel insuficient de lumină, senzorul va da comanda de aprindere a lămpilor.

Posibilitatea de reglare a intensității luminoase (dimming) permite aplicarea cu succes a sistemelor inteligente pentru gestionarea eficientă a iluminatului stradal.

Prin gestionarea luminozității lămpilor cu inducție cu ajutorul unui regulator de putere și a unui cronometru astronomic, se poate obține o economie reală de energie electrică, precum și o reducere semnificativă a costurilor de întreținere.

Implementarea sistemelor inteligente permite monitorizarea stării iluminatului, măsurarea și analizarea datelor privind consumul de energie al corpurilor de iluminat.

Surse de lumină industriale sigure

Utilizarea dispozitivelor bazate pe tehnologia cu inducție reprezintă o soluție economic avantajoasă pentru modernizarea sistemelor de iluminat ale întreprinderilor industriale.

Corpurile de iluminat cu inducție se remarcă prin calitatea înaltă a asamblării și nu necesită întreținere regulată. Acestea reduc considerabil consumul de energie electrică și contribuie la creșterea rentabilității producției.

Dispozitivele de iluminat industrial au gradul de protecție IP54, ceea ce permite exploatarea chiar și în condiții de murdărie și umiditate ridicată. Acestea pot fi instalate în încăperi neîncălzite și prost ventilate.

Sticla călită, combinată cu izolația din silicon, protejează în mod fiabil carcasa împotriva pătrunderii impurităților străine și a apei.

Există, de asemenea, modele industriale antiexplozive de IL. Acestea nu numai că asigură un iluminat de calitate, dar și previn apariția situațiilor periculoase de incendiu. Astfel de dispozitive sporesc nivelul de securitate în producție.

Pe carcasa corpurilor de iluminat cu inducție antiexplozive se aplică un strat polimeric antistatic.

Datorită acestui compus, dispozitivele de iluminat se caracterizează prin rezistență la șocuri și la temperaturi negative.

Stratul special antistatic nu se deteriorează nici în mediu alcalin sau acid și își poate păstra proprietățile timp de 30 de ani.

Iluminarea în sere și grădini de iarnă

Spectrul lămpii cu inducție corespunde în proporție de 75% radiației fotosintetice active, necesare pentru creșterea activă și înflorirea îndelungată a plantelor.

Tocmai de aceea, becurile de tip fără electrozi sunt utilizate ca surse suplimentare în grădini de iarnă și sere, pentru iluminatul cutiilor de creștere standard și compacte, precum și pentru iluminarea directă, laterală și între rânduri a plantelor.

Temperatura de lucru a corpurilor de iluminat cu inducție nu depășește 60 de grade Celsius, ceea ce permite amplasarea acestora aproape de plantații

Utilizarea unor astfel de lămpi în cutiile de creștere permite reducerea considerabilă a costurilor de răcire a rezervoarelor.

Aplicarea IL permite, de asemenea, proiectarea prealabilă și instalarea separată a iluminatului pentru fiecare zonă a serei.

Pentru a corecta și direcționa maximum de lumină în sectorul dorit, se utilizează suprafețe optice – ecrane. Acestea focalizează radiația pe un anumit sector.

Iar cu ajutorul reflectoarelor speciale, distribuie uniform lumina artificială pe toată înălțimea plantațiilor.

Reguli pentru alegerea lămpilor cu inducție

Atunci când alegeți dispozitive de iluminat cu inducție, este important să țineți cont de caracteristicile lor constructive, de parametrii de exploatare, precum și de gradul de siguranță.

Numai respectând această abordare, o lampă cu inducție poate fi considerată o achiziție avantajoasă.

Astăzi, în magazinele de specialitate, puteți găsi cu ușurință lămpi cu inducție fără electrozi, cu puteri cuprinse între 15 W și 500 W. Există însă și lămpi mai puternice, destinate diverselor nevoi industriale.

Lămpile cu balon oval sunt fabricate pentru corpuri de iluminat cu socluri standard E14, E27 și E40.

De asemenea, există tipuri speciale de dispozitive de iluminat cu inducție, dreptunghiulare și inelare, care pot funcționa atât în rețea de curent alternativ, cât și de curent continuu.

Este de remarcat că becurile cu inducție în formă de sferă vor fi mai mari ca dimensiuni decât dispozitivele obișnuite cu filament incandescent, deoarece generatorul de înaltă frecvență este ascuns în soclu. Acest lucru este important de avut în vedere la achiziție.

Toate corpurile de iluminat cu inducție și lămpile fără electrozi sunt supuse certificării obligatorii.

Prin urmare, putem vorbi cu încredere despre siguranța lor. Amalgamul se află într-un balon etanș, iar dacă se respectă regulile de bază de exploatare, scurgerile acestuia sunt excluse.

Totuși, trebuie să înțelegeți că, la fel ca și lămpile fluorescente standard, lămpile cu inducție necesită o eliminare corespunzătoare, din cauza prezenței compușilor de mercur și a componentelor electronice.

Amalgamul solid – un aliaj de mercur cu alte metale – poate fi refolosit. Sticla din lampă se predă, de asemenea, la reciclare, dar separat de fosfor.

Corpurile de iluminat cu tehnologie de inducție nu se numără printre tipurile de iluminat ecologice și, la acest criteriu, sunt cu mult inferioare LED-urilor.

Este necesar să adăugăm că becul de tip cu inducție nu atinge imediat fluxul său luminos stabil. La pornire, emite aproximativ 80% din radiația maximă.

Pentru ca acest indicator să atingă maximul, lampa fără electrozi are nevoie de 2-3 minute. În acest timp, amalgamul se încălzește suficient și se evaporă cantitatea necesară de mercur.

Concluzii și material video util pe această temă

Corpurile de iluminat cu inducție reprezintă o nouă generație de lămpi cu descărcare în gaz. Principiul de funcționare al acestui tip de iluminat:

Ce face lămpile cu inducție, particularitățile corpurilor de iluminat de acest tip și domeniul de aplicare:

Avantajele utilizării surselor moderne de lumină cu inducție în întreprinderile industriale:

Instalarea corectă a lămpilor de tip cu inducție, cu respectarea tuturor standardelor și normelor, permite utilizarea eficientă a tehnologiei de economisire a energiei. Astăzi, astfel de surse de lumină reprezintă o alternativă rezonabilă la abordările tradiționale de organizare a iluminatului.

Aveți experiență în utilizarea lămpilor cu inducție? Sau, după studierea materialului, v-au apărut întrebări? Le puteți adresa în secțiunea de comentarii de sub articol. Tot acolo puteți împărtăși experiența dumneavoastră sau oferi un sfat valoros vizitatorilor site-ului nostru.