Lămpi fluorescente: parametri, construcție, schemă, plusuri și minusuri în comparație cu altele

Lămpile fluorescente moderne (LL) fac față excelent iluminării spațiilor rezidențiale, de lucru și tehnice de mari dimensiuni și permit reducerea consumului total de electricitate cu 50-83%, micșorând astfel facturile la utilități.

În acest articol vom examina caracteristicile de funcționare ale LL, dispozitivul lor, vom analiza principalele avantaje și dezavantaje în comparație cu alte tipuri de aparate de iluminat. În completare, vom prezenta fotografii și scheme tematice, precum și videoclipuri despre principiul de funcționare a becurilor de tip fluorescent și particularitățile utilizării lor.

Principiul de funcționare și structura LL

Un dispozitiv fluorescent reprezintă o sursă de lumină cu descărcare în gaz, unde în vaporii de mercur, o descărcare electrică creează o radiație ultravioletă intensă.

Modulele compacte de tip fluorescent au un soclu standard, datorită căruia devin o înlocuire convenabilă a becurilor incandescente luminoase, dar mai consumatoare de energie.

Cum funcționează un bec fluorescent?

În lumina vizibilă ochiului uman, o transformă un compus special numit luminofor, format din halofosfat de calciu amestecat cu elemente suplimentare.

După conectarea lămpii fluorescente la rețeaua electrică centrală, în interiorul balonului de sticlă trebuie menținută așa-numita descărcare luminoasă.

Aceasta permite asigurarea strălucirii stratului de luminofor în mod constant și chiar în perioada de deconectare de scurtă durată a alimentării electrice centrale.

Anterior, o lampă clasică de tip fluorescent avea aspectul unui tub etanșat la ambele capete, în interiorul căruia se aflau vapori de mercur. Acum, dispozitivele sunt fabricate în forme și configurații mai variate.

Caracteristici de construcție ale dispozitivului

O lampă tradițională de tip fluorescent este un cilindru de sticlă cu diametrul exterior de 12, 16, 26 și 38 mm, prezentat de obicei ca:

• tub drept prelungit;
• modul curbat în formă de U;
• inel;
• figură complexă.

La capetele frontale, picioarele sunt lipite ermetic. Pe partea lor interioară sunt plasați electrozi de wolfram, care amintesc constructiv de corpurile de încălzire bispirale încorporate în becurile «Ilici».

În anumite tipuri de lămpi fluorescente se folosesc tri-spirale mai avansate, care reprezintă o bispirală răsucită. Dispozitivele echipate cu acestea au un nivel ridicat de eficiență și un prag mai scăzut de pierdere de căldură, crescând semnificativ eficiența generală a fluxului luminos.

Pe partea exterioară, elementele electrodului sunt lipite la știfturile metalice ale soclului metalic, pe care se aplică tensiunea de lucru.

Dispozitivele în formă de U și cele drepte sunt de obicei echipate cu socluri G5 și G13, unde codificarea cu litere înseamnă tipul cu știft al elementului soclului, iar cifra arată distanța la care sunt dispuse elementele de lucru unul față de celălalt.

Mediul conductiv de electricitate aflat în interiorul becului de sticlă are o rezistență negativă. Atunci când între cei doi electrozi opuși are loc o creștere a curentului care necesită limitare, aceasta se manifestă și reduce tensiunea de lucru.

În schema circuitului de conectare a unui bec fluorescent obișnuit intră bobinajul sau balastul. Acesta este responsabil pentru crearea unei tensiuni de impuls de nivel înalt, necesară pentru activarea corectă a lămpii.

Figura arată amenajarea internă a lămpii de tip fluorescent și explică clar principiul de bază de funcționare a elementelor sale componente principale.

Pe lângă această piesă, balastul electromagnetic este echipat cu un starter. Acesta reprezintă un element de descărcare luminescentă, în interiorul căruia se află doi electrozi înconjurați de un mediu de gaz inert.

Unul dintre aceștia este format dintr-o placă bimetalică. În modul de repaus, ambii electrozi se află în stare deschisă.

Tipuri comune de astfel de becuri

Clasificarea primară a produselor pe bază de fluorescentă se face în funcție de nivelul presiunii de bază. Dispozitivele de înaltă presiune sunt utilizate pentru instalații de iluminat de mare putere și pentru iluminatul stradal exterior.

Lămpile de joasă presiune sunt utilizate în uz casnic pentru a furniza lumină în încăperi de producție, tehnice și de locuit cu diverse destinații.

Tipul #1 — module de înaltă presiune

Dispozitivele de înaltă presiune produc un flux luminos saturat de bună densitate. Suprafața interioară a elementului de bec are un strat special de fosfor din fluorogermanat sau arseniat de magneziu.

Puterea de lucru a acestor lămpi fluorescente variază în intervalul 50-2000 W.

Modulele cu mercur de înaltă presiune necesită o tensiune nominală de rețea de 220 V pentru funcționarea corectă. Coeficientul lor de pulsație este de obicei între 61 și 74%.

Aprinderea completă a modulului de iluminat are loc în decurs de 3 secunde. Durata de viață a produselor de 80-125 de wați este de aproximativ 6 000 de ore, iar lămpile de la 400 W în sus pot funcționa până la 15 000 de ore, cu respectarea strictă a regulilor de operare stabilite de producător.

Tipul #2 — produse de joasă presiune

Lămpile fluorescente de joasă presiune sunt utilizate pentru a asigura fluxul luminos în încăperi rezidențiale, tehnice și industriale.

Din punct de vedere structural, dispozitivul este un tub din sticlă rezistentă, care conține în interior argon sub presiune de 400 Pa și o cantitate mică de mercur sau amalgam. Pe piață, este oferit în cele mai diverse modificări și este echipat cu două elemente electrod.

Cea mai scăzută temperatură pe care o pot suporta lămpile fluorescente de joasă presiune este de -15 °C. Prin urmare, aceste surse de lumină sunt considerate nepotrivite pentru utilizarea în spații deschise.

Balonul de sticlă poate avea diametre foarte diverse. Nivelul de emisie luminoasă variază în funcție de puterea dispozitivului. Pentru funcționarea sa corectă, este necesar un starter de tip șoc. Durata medie de viață este de 10 000 de ore.

Caracteristici ale LL compacte

Lămpile fluorescente de tip compact sunt produse hibride, care combină unele trăsături distinctive specifice ale lămpilor incandescente și caracteristici ale lămpilor fluorescente.

Datorită tehnologiilor progresive și posibilităților inovatoare extinse, au un diametru mic și dimensiuni reduse, specifice becurilor «Ilici», precum și un nivel ridicat de eficiență energetică, caracteristic gamei de dispozitive fluorescente.

Lămpile fluorescente compacte sunt fabricate cu socluri tradiționale E27, E14, E40 și înlocuiesc foarte activ pe piață lămpile clasice incandescente, datorită asigurării unei lumini de calitate cu un consum de energie semnificativ mai mic.

Lămpile fluorescente compacte (LFC) în majoritatea cazurilor sunt echipate cu un balast electronic și pot fi utilizate în corpuri de iluminat de tip specific. De asemenea, sunt utilizate pentru înlocuirea lămpilor incandescente simple și obișnuite în corpuri de iluminat noi și de colecție.

Cu toate avantajele, modulele compacte au următoarele dezavantaje specifice:

• efect stroboscopic sau pâlpâire – principalele contraindicații aici se referă la persoanele cu epilepsie și la persoanele cu diverse boli oculare;
• efect de zgomot pronunțat – în timpul utilizării prelungite, apare un fond acustic, care poate provoca un anumit disconfort persoanei aflate în încăpere;
• miros – în unele cazuri, produsele emit mirosuri acre, neplăcute, care irită simțul olfactiv.

Ultima poziție se observă mai des la produsele chinezești anonime, iar primele două afectează adesea chiar și aparatele de marcă, fabricate conform tuturor regulilor și cerințelor moderne. Clasamentul celor mai buni producători de LFC l-am prezentat în acest articol.

Spectrul de bază al temperaturilor de culoare

Culoarea luminii este unul dintre cei mai importanți parametri, care depinde direct de compoziția fosforului ce transformă radiația ultravioletă în lumină.

Astăzi, cele mai comune sunt 7 definiții ale nuanțelor fluxului emis de lămpile fluorescente:

• LEB – alb natural cu o nuanță rece vizibilă;
• LDC – natural de zi cu calitate îmbunătățită a redării culorilor;
• LTB – alb cald;
• LD – alb de zi tradițional;
• LB – alb clasic;
• LEC – natural cu cea mai bună redare a nuanțelor;
• LHB – simplu alb rece.

Pentru încăperi locuite, unde omul petrece mult timp, sunt potrivite nuanțele din gama caldă sau lămpile naturale de zi cu un nivel ridicat de redare a culorilor.

Tonurile albe și de zi sunt de obicei prezente în încăperile de birou, de lucru, industriale, cabinete și săli de curs. Ele contribuie la concentrarea atenției, sporesc activitatea cerebrală și îmbunătățesc capacitatea generală de învățare și productivitatea muncii.

Cele mai reci nuanțe sunt utilizate în instituțiile medicale, laboratoare, spitale și încăperile tehnice. Ele conferă obiectelor o claritate suplimentară și sporesc acuitatea vizuală.

Lămpile fluorescente pentru vitrinele de carne ale magazinelor alimentare se disting printr-un spectru de emisie roz special selectat. Acesta subliniază nuanțele naturale ale produselor, făcându-le mai atractive în ochii cumpărătorilor.

Componentele de culoare adăugate în fosfor permit obținerea de nuanțe roz, albastre, verzi și alte nuanțe neobișnuite de lampă.

Astfel de dispozitive sunt utilizate în scopuri de design, publicitate și comerciale. Cu ajutorul lor se creează o strălucire originală, necesară într-un caz particular.

Mai multe informații despre temperatura de culoare a luminii, particularitățile percepției culorii de către om și nuanțele alegerii am scris în următorul articol.

Puncte tari și slabe ale dispozitivelor

Ca orice dispozitive tehnice destinate iluminatului încăperilor casnice și de lucru, lămpile fluorescente au punctele lor slabe și tari.

Pe baza acestor informații se poate determina unde este mai rezonabil să fie utilizate și în ce cazuri ar trebui să se acorde preferință altor tipuri de surse de lumină.

Aspecte pozitive ale lămpilor

Principalul avantaj al produselor fluorescente este considerat a fi randamentul luminos sporit și un nivel bun de eficiență. Ele asigură încăperii o iluminare care nu irită ochiul și demonstrează o rezistență normală chiar și în condiții de exploatare intensă.

Modulul depășește de aproximativ 5 ori puterea de bază a unui bec obișnuit „Ilici”. Iar un fluorescent de 20 de wați produce un flux luminos egal cu cel furnizat de un bec cu incandescență de 100 de wați.

Diverse temperaturi ale nuanțelor de lumină, apropiate ca gamă de lumina solară naturală, permit alegerea unui dispozitiv de iluminat potrivit pentru diverse scopuri și pentru încăperi de orice destinație.

Fluxul de lumină emis de modul nu este direcționat, ci difuz. O strălucire calmă, plăcută ochiului, provine nu numai de la filamentul de wolfram aflat în interior, ci și de la întreaga suprafață exterioară a becului.

Aceasta permite utilizarea surselor fluorescente atât pentru crearea unei iluminări generale de fundal, cât și pentru organizarea luminii zonale.

Pentru utilizarea în locurile unde iluminatul se aprinde automat, conform semnalelor senzorilor de mișcare, fluorescentele nu sunt potrivite. Ele sunt limitate în ceea ce privește numărul admis de aprinderi într-o anumită perioadă de timp și, la o activare prea frecventă, se pot defecta.

Durata de viață a produselor fluorescente variază în funcție de model și ajunge până la 20 000 de ore sau până la 5 ani.

Cu toate acestea, cumpărătorul trebuie să știe că acest bec își atinge durata de viață doar atunci când sunt respectate următoarele condiții:

• existența unui volum suficient de alimentare electrică de calitate, fără fluctuații și variații;
• balast de calitate;
• un anumit număr de activări, de obicei nu mai mult de 2000 în primii 2 ani de utilizare, ceea ce înseamnă doar 5 aprinderi pe zi.

Încălcarea acestor condiții de bază va înrăutăți semnificativ eficiența dispozitivului de iluminat și va scurta considerabil durata sa de viață.

Modulele pot fi utilizate pentru iluminarea serelor. Ele asigură o lumină naturală, cât mai apropiată de lumina solară, nu consumă multă energie electrică și manifestă o bună rezistență la fluctuațiile de tensiune, caracteristice rețelelor de alimentare din afara orașelor.

Nivelul consumului de energie al fluorescentelor este de aproape 5 ori mai mic decât cel al produselor tradiționale, de aceea ele pot fi considerate surse de lumină economice.

Cu ajutorul lor se va reuși iluminarea eficientă a unei încăperi mari, fără a cheltui mari sume de bani pentru facturile la utilități.

Temperatura de lucru pe suprafața becului nu depășește 50 de grade. Acest lucru permite utilizarea lămpii în încăperi în care se impun cerințe sporite de securitate la incendiu.

Dezavantajele principale ale modulelor

Primul mare dezavantaj al produselor este sensibilitatea excesivă la variațiile de temperatură. Acestea reacționează puternic la mișcarea coloanei de mercur și pot înceta să funcționeze la temperaturi sub -20 °C.

Căldura care depășește +50 °C nu are deloc un efect benefic asupra funcționării și limitează serios spectrul de utilizare a acestor surse de lumină.

Sensibilitatea la umiditate nu este nici ea un avantaj și nu permite utilizarea pe scară largă a produselor în băi și încăperi sanitare.

În timp, fosforul din becurile lămpilor degradează și spectrul de emisie se modifică. În paralel, nivelul de emisie luminoasă al dispozitivului scade, iar randamentul se reduce considerabil.

Uneori, printre dezavantaje se numără și fluxul luminos în sine, care are un spectru linear, neuniform, distorsionând nuanțele naturale ale obiectelor din cameră.

Nu toți simt acest lucru vizual, dar pentru cei care percep acest dezavantaj prea clar, se vând lămpi cu fosfor apropiat de o culoare spectrală continuă, mai naturală. Adevărul este că emisia lor luminoasă este semnificativ mai mică.

Există situații în care lămpile fluorescente pâlpâie cu frecvența dublată a rețelei de alimentare. Această problemă poate fi rezolvată prin unele îmbunătățiri ale dispozitivului, în special prin utilizarea EPRA cu un nivel adecvat de capacitate a condensatorului de netezire a curentului redresat la intrarea invertorului.

Dar faptul că producătorii încearcă să economisească și nu echipează dispozitivele cu condensatoare de capacitatea necesară, este oarecum supărător.

Modulele fluorescente de uz casnic se simt cel mai bine atunci când temperatura aerului ambiant se menține în intervalul de la +5 la +35 °C. Când termometrul arată valori mai mici, pornirea dispozitivului este semnificativ îngreunată, iar durata de exploatare se reduce considerabil.

Necesitatea unui dispozitiv de pornire suplimentar reduce și ea oarecum popularitatea lămpilor. Acestea au nevoie obligatoriu fie de un balast excesiv de zgomotos și destul de voluminos, cu un starter de fiabilitate scăzută, fie de un EPRA mai avansat, cu funcție de ajustare a puterii, dar care costă o sumă considerabilă.

Un alt punct vulnerabil al lămpilor fluorescente este sensibilitatea ridicată la pornire. În timpul activării directe a lămpii, pe electrozi se arde și se desprinde un compus special care asigură stabilitatea descărcării și protejează filamentul intern de tungsten împotriva supraîncălzirii.

Pornirea constantă reduce semnificativ durata de viață a dispozitivului. În plus, apare un pâlpâit vizibil, iritant, iar marginile becului lămpii se întunecă și își pierd aspectul estetic.

Amenințare chimică pentru sănătate

Unul dintre principalele dezavantaje ale surselor de lumină fluorescentă este pericolul chimic. În bulbul lămpii se află mercur extrem de toxic, iar cantitatea acestuia variază între 1 și 70 mg.

Vaporii acestei substanțe pot dăuna sănătății persoanelor care se află în permanență în încăperile iluminate cu dispozitive de tip LL.

Integritatea becului uzat nu poate fi încălcată, altfel mercurul toxic va ajunge în mediul înconjurător. Pentru eliminarea neautorizată este prevăzută o amendă, așa că este mai bine să predați produsul unui centru specializat în prelucrarea elementelor periculoase pentru natură și om.

Când modulul se defectează, nu trebuie în niciun caz spart sau aruncat într-un coș obișnuit. Este necesar să îl eliminați conform normelor și regulilor clare descrise în legislația în vigoare.

De exemplu, să îl duceți la gropile de gunoi unde se primesc de la populație materiale toxice pentru distrugerea sau prelucrarea corectă a acestora.

Comparație cu alte surse de lumină

Produsele de tip LL diferă semnificativ atât de becurile cu incandescență învechite, cât și de cele LED progresive.

În comparație cu primele, consumă de 5 ori mai puțină energie electrică, asigurând în același timp același nivel de intensitate a fluxului luminos. În schimb, față de dispozitivele LED, pierd puțin la putere în combinație cu consumul de energie.

Tabelul arată clar în cifre cât de avantajos este să folosiți în locul becurilor tradiționale Edison surse mai moderne de iluminat de calitate

Adevărul este că becul cu incandescență arde cu aceeași intensitate pe toată perioada de funcționare, în timp ce fluorescentele pierd o parte din intensitate din cauza arderii stratului interior care reflectă ultravioletele.

Produsele LED în timpul utilizării capătă o oarecare întunecare datorită degradării diodelor de lucru. Iar în unele modele există posibilitatea reglării luminozității cu ajutorul unui dimmer.

La becurile cu incandescență sau fluorescente o astfel de funcție nu este prevăzută. Dar acest mod confortabil la dispozitivele LED nu este gratuit și va trebui să plătiți o sumă suplimentară pentru el.

În ceea ce privește fragilitatea construcției, becurile cu incandescență și fluorescentele sunt similare, deoarece au un bulb de sticlă. Modulele LED în acest sens sunt mai rezistente la șocuri și daune mecanice. Iar absența în interior a unor elemente dăunătoare și toxice le face mult mai atrăgătoare pentru utilizarea în condiții casnice.

Cele mai mari cheltuieli pe întreaga perioadă de exploatare sunt determinate de utilizarea becurilor cu incandescență. Lămpile fluorescente consumă energie în limite rezonabile, iar cele cu LED-uri permit reducerea costurilor la cele mai minime niveluri.

În ceea ce privește aspectul financiar, inițial becul cu incandescență costă mai puțin decât celelalte. Totuși, având în vedere durata sa de viață utilă de doar 1 000 de ore, acest lucru nu poate fi considerat un avantaj evident.

Prețul de bază al lămpilor fluorescente este mai mare, dar ele funcționează semnificativ mai mult. Producătorii serioși afirmă că acestea ajung până la 10 000-15 000 de ore, cu condiția ca numărul de activări zilnice să nu depășească 5-6 ori.

Modulele cu LED-uri se pot lăuda cu performanțe și mai bune, dar va trebui să plătiți mult mai mult pentru această plăcere, iar acest lucru nu este întotdeauna justificat. Cu toate acestea, tendința de înlocuire a unor surse de lumină cu altele se observă peste tot. Despre necesitatea înlocuirii becurilor fluorescente cu cele cu LED-uri și despre modul de realizare a acestei operațiuni am scris aici.

Concluzii și material video util pe această temă

După ce principiu funcționează lămpile fluorescente. Explicație detaliată a tuturor nuanțelor de funcționare a aparatelor de iluminat economice și eficiente energetic:

Care sunt principalele diferențe dintre elementele fluorescente și becurile simple și tradiționale cu incandescență. Comparație a puterii, fluxului luminos și consumului de energie a două produse moderne de iluminat:

Ce reprezintă becurile compacte economice de tip fluorescent. Cum funcționează, câți wați consumă și în ce scopuri sunt utilizate:

Aparatul de tip fluorescent este un analog practic al becului clasic cu incandescență. Cu ajutorul său, se poate asigura un flux luminos de calitate într-o încăpere de orice dimensiune, reducând în același timp consumul de energie. Va funcționa mult timp și nu va cauza proprietarilor probleme semnificative.

Apoi, când lămpile își vor fi încheiat durata de viață, va fi necesar să fie eliminate, iar în locul lor să se cumpere module noi, mai moderne.

Dar ce tip de becuri preferați dumneavoastră și ce părere aveți despre becurile fluorescente? Împărtășiți celorlalți utilizatori opinia dumneavoastră, spuneți care sunt, în opinia dumneavoastră, principalele avantaje ale LL și ce anume, personal pentru dumneavoastră, reprezintă un dezavantaj semnificativ al acestor aparate.

Dacă posedați cunoștințe teoretice solide pe tema articolului de mai sus și doriți să completați materialul nostru cu nuanțe utile, vă rugăm să scrieți comentariile dumneavoastră în blocul de mai jos.