Люмінесцентні лампи є одним з найбільш ефективних і довговічних джерел світла, що застосовуються в сучасному освітленні. Їх принцип роботи заснований на явищі електролюмінесценції, яке дозволяє перетворювати електричну енергію в світлову енергію. Завдяки цьому, люмінесцентні лампи мають високу світловіддачу і можуть істотно знизити енергоспоживання.
Основним елементом люмінесцентної лампи є газорозрядна трубка, заповнена живим Ртуттю і інертним газом, таким як аргон або криптон. На кожному кінці трубки знаходиться електрод-катод і анод. Катод зазвичай виконується у вигляді намотаного спіралі, покритого матеріалом, здатним емітувати електрони при попаданні на його поверхню. Анод зазвичай виконується у вигляді металевого стрижня, розташованого по центру трубки.
При подачі напруги на електроди відбувається газорозряд, в результаті якого електрони, випаровуючись з поверхні катода, рухаються до анода. У процесі руху електрони стикаються з атомами ртуті, збуджуючи їх енергетичні рівні. При поверненні електронів на більш низькі енергетичні рівні виникає ультрафіолетове випромінювання.
Загальна схема роботи
Люмінесцентна лампа складається зі скляної трубки, всередині якої знаходиться рідкісний газ (наприклад, аргон або криптон) і мала кількість ртуті. На кінцях трубки встановлені електроди, які з'єднані з електричним ланцюгом.
При включенні лампи, електричний струм протікає через електроди, і реакція між газом і Ртуттю починається. В результаті реакції виділяється ультрафіолетове (УФ) випромінювання. УФ-випромінювання не мабуть для людського ока, тому для отримання видимого світла всередині трубки є спеціальні покриття, звані люмінесцентним шаром.
При попаданні УФ-випромінювання на люмінесцентний шар, відбувається фосфоресценція-процес, в результаті якого ультрафіолетове випромінювання перетворюється у видиме світло. Таким чином, ми бачимо світло, яке випромінює люмінесцентна лампа.
Принцип роботи люмінесцентної лампи дозволяє використовувати її в різних областях, включаючи освітлення будинків, офісів, вуличне освітлення та інші.
Принцип роботи
Люмінесцентна лампа працює на основі газорозрядної трубки, всередині якої знаходиться суміш інертних газів і невелика кількість металевих випарів.
Коли лампа включається, електроди, розташовані на кінцях трубки, створюють електричне поле, яке іонізує газову суміш і впливає на металеві атоми.
При цьому електрони переходять на більш високі енергетичні рівні і повертаються на нижні рівні, випускаючи енергію у вигляді ультрафіолетового (УФ) світла.
Так як ультрафіолетове світло невидимий для людського ока, внутрішня сторона скляної трубки покрита люмінофором, який перетворює ультрафіолетове випромінювання у видиме світло різних кольорів, таких як білий, жовтий, зелений і т. д.
Це видиме світіння проходить через скляну оболонку лампи і висвітлює навколишню область.
При цьому, люмінесцентна лампа споживає значно менше енергії в порівнянні зі звичайними лампами розжарювання, і володіє тривалим терміном служби.
Пристрій:
Люмінесцентна лампа складається з декількох основних елементів:
- Скляна колба, яка є зовнішнім захисним контейнером для всіх внутрішніх компонентів лампи.
- Електрод, розташовані на обох кінцях колби. Вони служать для створення електричного розряду всередині лампи.
- Фосфорне покриття, яке знаходиться на внутрішній поверхні колби. Фосфори є основним джерелом світла в люмінесцентних лампах і перетворюють ультрафіолетове випромінювання, створюване розрядом, у видиме світло.
- Ртуть, яка знаходиться всередині колби і служить для створення ультрафіолетового випромінювання при пропущенні електричного струму через газову суміш всередині лампи.
- Баласт, який контролює електричний струм, що пропускається через лампу. Баласт являє собою пристрій, який обмежує електричний струм і створює необхідну напругу для роботи лампи.
Усередині скляної колби знаходиться вакуум або інертний газ, наприклад, аргон або криптон. При подачі електричного струму на електроди, ртуть починає випаровуватися і створює газову суміш всередині колби. Електричний розряд, який утворюється між електродами, викликає іонізацію газової суміші і виникає ультрафіолетове випромінювання. Фосфорне покриття на внутрішній поверхні колби перетворює ультрафіолетове випромінювання у видиме світло різних кольорів.
Баласт регулює електричний струм, що пропускається через лампу, щоб створити стабільне і рівномірне освітлення, а також захистити лампу від перегріву і пошкодження. Баласт може бути вбудованим або зовнішнім, залежно від типу та розміру люмінесцентної лампи.
Всі ці компоненти працюють разом для створення яскравого, ефективного і довговічного джерела світла-люмінесцентної лампи.
Переваги та недоліки
Перевага:
1. Енергоефективність: Люмінесцентні лампи споживають набагато менше енергії, ніж звичайні галогенні або інкандесцентні лампи. Це дозволяє скоротити електроенергію і економити гроші на рахунках за електрику.
2. Тривалий термін служби: Люмінесцентні лампи мають більш тривалий термін служби в порівнянні зі звичайними лампами, що означає, що їх не потрібно міняти так часто. Це також зменшує витрати на обслуговування та заміну ламп.
3. Яскравість і якість світла: Люмінесцентні лампи забезпечують яскраве і рівномірне світло, яке ближче до натурального освітлення. Зазвичай вони мають високий індекс кольоропередачі, що означає, що вони можуть точно передавати кольори предметів.
4. Різноманітність стилів і розмірів: Люмінесцентні лампи доступні в різних стилях і розмірах, включаючи компактні лампи, лінійні трубки і спеціальні форми. Це дозволяє вибрати підходящий варіант для будь-якого приміщення або додатки.
Недостатки:
1. Початкові витрати: Люмінесцентні лампи можуть бути більш дорогими в покупці в порівнянні з іншими типами ламп. Однак, за рахунок економії електроенергії і довгого терміну служби, вони можуть окупитися в довгостроковій перспективі.
2. Вплив на здоров'я: Деякі люди можуть відчувати неприємні відчуття від світла люмінесцентної лампи, такі як мерехтіння або головний біль. Також, люмінесцентні лампи можуть містити невелику кількість ртуті, що робить необхідними спеціальні заходи щодо поводження з ними.
3. Запуск і час розігріву: Люмінесцентні лампи потребують певного часу для запуску та досягнення повної яскравості. Це може бути проблемою в ситуаціях, коли потрібне негайне освітлення, наприклад, при включенні світла в туалеті або коридорі.
4. Обмежена диммируемость: Деякі люмінесцентні лампи можуть бути недимованими або мати обмежену здатність затемнення. Це може обмежувати можливості регулювання яскравості світла в деяких приміщеннях.
Застосування
Люмінесцентні лампи широко застосовуються в різних сферах, завдяки своїм перевагам. Вони використовуються в освітленні приміщень, офісів, вуличних установках, а також в промисловості і медицині.
Особливо популярні люмінесцентні лампи в освітленні офісних і комерційних будівель, так як вони забезпечують яскраве і рівномірне освітлення при низькому енергоспоживанні. Завдяки своїй тривалій терміну служби, вони також допомагають скоротити витрати на обслуговування і заміну ламп.
У сфері промисловості люмінесцентні лампи використовуються для освітлення виробничих приміщень, складів і офісів. Вони забезпечують яскраве і якісне освітлення, що підвищує безпеку і ефективність роботи.
У медицині люмінесцентні лампи застосовуються для освітлення операційних і лікувальних приміщень. Їх яскраве та рівномірне світло допомагає лікарям проводити процедури та операції з високою точністю та безпекою.
Також люмінесцентні лампи широко використовуються у вуличному освітленні, так як вони ефективно висвітлюють великі площі. Вони дозволяють скоротити споживання енергії і забезпечують хорошу видимість на вулиці в темний час доби.
Таким чином, люмінесцентні лампи знайшли своє застосування в різних областях і продовжують бути популярними завдяки своїм перевагам в енергозбереженні та якості освітлення.