Энергосберегающие лампы устройство и принцип действия

Содержание

Энергосберегающие лампы: устройство и принцип действия

Энергосберегающие лампы устройство и принцип действия

Энергосберегающие лампочки (ЭСЛ) прочно вошли в обиход современных потребителей, так как они имеют массу преимуществ перед устаревшими лампами накаливания.

Прежде всего, они позволяют экономить электроэнергию за счет меньшей мощности, при этом светоотдача будет в 4-5 раз больше, чем у «лампочки Ильича».

Осветительные приборы данного типа являются разновидностью линейных люминесцентных ламп, но они более совершенны технически и имеют компактную для установки в светильники форму. Рассмотрим, как они устроены и как работают. 

Устройство энергосберегающей лампы довольно простое. Она состоит из двух основных частей: стеклянной колбы и корпуса. Эти элементы соединены между собой специальными проводами, которые наматываются к четырем штырькам, расположенным попарно на краях платы. В некоторых моделях они могут быть припаяны. В корпусе установлена электронная схема, еще ее называют балластом.

Отличительной особенностью компактных люминесцентных осветительных приборов является то, что они уже имеют электронный пускорегулирующий аппарат, его не придется подключать отдельно.

Корпус, в который умещена вся электроника, может быть выполнен из неплавкой пластмассы или керамики. Он заканчивается цоколем или штырьками, при помощи которых лампочку можно вкрутить в патрон или светильник. Современные ЭСЛ адаптированы к российским пользователям, они имеют такие цоколи:

  • Е27 (стандартный цоколь Эдисона диаметром в 27 мм);
  • Е14 (уменьшенный цоколь «миньон», в основном встречается в люстрах, светильниках, бра);
  • Е40 (большой цоколь диаметром в 40 мм, который чаще всего используется на промышленных производствах).

Чтобы понять принцип работы энергосберегающей лампы, нужно разобраться, как устроена каждая ее составляющая. Рассмотрим более подробно внутреннее строение прибора, особенности его элементов.

Стеклянная колба

Трубка энергосберегающей лампы выполнена из стекла, потому нарушить ее целостность довольно просто. Ее внутренний слой покрыт люминофором, это специальное напыление, которое отвечает за трансформацию ультрафиолетового излучения в видимый для человека свет. Колба может иметь самые различные формы:

  • U-образную;
  • F-образную;
  • спиралевидную и многие другие.

Благодаря закручиванию газоразрядной колбы производителям удалось уменьшить размер лампы, сохранив при этом приемлемые параметры светоотдачи. Она запаяна с обеих сторон, с нее выкачан весь воздух, а внутрь закачан специальный инертный газ (аргон, ксенон, креон и т.д.) и ртуть или ее сплавы.

По краям трубки расположены спирали накаливания, они покрыты слоем оксидов, который необходим для создания термоэлектродной эмиссии.

Устройство корпуса

В самом корпусе расположена электронная схема, которая отвечает за запуск лампы и ее выключение. Пускорегулирующее устройство – это импульсный преобразователь, который из переменного напряжения в 200 Вт делает переменное напряжение в 440 Вт. Высокочастотный преобразователь в этом виде осветительных приборов обеспечивает устранение мерцания, которое возникает при работе электромагнитного дросселя, работающего на частоте 50 Гц.

Сама схема имеет помехозащитный фильтр, он необходим для устранения помех в сети электропитания, когда включаются лампочки, и напряжение становится выше стандартного.

Также важным элементом балласта является предохранитель, именно он защищает всю электронику от перегорания во время скачков напряжения. В некоторых устройствах предохранитель заменяют ограничительным резистором. У резистора есть два выхода, один соединяется с резьбовым контактом цоколя, а второй с самой платой.

Механизм действия

Энергосберегающие лампы, устройство и принцип действия которых мы рассматриваем, не дают мерцания и шума при работе, как их линейные собратья, так как схема электронного запуска уже вмонтирована в устройство. Рассмотрим, как работает осветительный прибор.

Когда преобразованное напряжение поступает на спирали накаливания, они начинают разогреваться. Благодаря наличию оксидного слоя на них, проходит термоэлектродная эмиссия. В колбе образуется большое количество электронов, которые сталкиваются с атомами ртути.

Процесс приводит к тому, что образовывается низкотемпературная амальгама ртути, которая дает ультрафиолетовое излучение. Однако человек не может воспринимать эти лучи, их превращает в видимый свет люминофор, который нанесен на внутреннюю поверхность колбы.

Стоит отметить, что катод и анод в люминесцентной лампе меняются местами. Если бы этого не происходило, то анод постоянно перегревался бы от непрерывного потока электронов, а это очень быстро разрушило бы оксидный слой спирали разогрева.

Как разобрать лампу

Энергосберегающую лампу разбирать очень просто. Все модели имеют похожее крепление. Колба соединяется с корпусом при помощи специальных защелок или приклеивается.

Чтобы отделить сегменты друг от друга, нужно найти тонкий стык на пластиковой части и аккуратно вставить в него тонкую отвертку или лезвие. Далее вы увидите провода, при помощи которых схема соединяется с самой трубкой.

Эти провода нужно обязательно отсоединить, иногда они просто намотаны, в таком случае, нужно будет снять обмотку. Если же провод цельный, нужно его перерезать, но только так, чтобы потом можно было соединить заново.

Разборка проводится для осмотра ламп и выяснения причин их выхода из строя. Делать это нужно предельно осторожно, чтобы не повредить трубку, так как в ней содержится ртуть, опасная для здоровья.

Детали электронной схемы в некоторых случаях можно заменить, как и спирали накала. Однако делать это должен только квалифицированный специалист, который понимает, как работает экономка, и что именно в ней сломано.

В завершение

Принцип действия энергосберегающих компактных ламп схож с принципом работы люминесцентных линейных осветительных приборов. Однако у компактной версии есть определенные преимущества. Прежде всего, в нее уже вмонтирован ЭПРА, электронный балласт оснащен качественными деталями, которые предотвращают появление мерцания и шума во время работы. Также производителям удалось значительно уменьшить размеры осветительного прибора путем загибания его в спираль или дугу.

Экономки имеют высокий КПД и позволяют потреблять меньше электроэнергии, но будьте осторожны с их применением, внутри газоразрядной трубки содержится ртуть, потому эти изделия требуют специальной утилизации.

Читайте далее

Источник: https://hitropop.com/energosberezhenie/svet/ustrojstvo-ehnergosberegayushchih-lamp.html

Энергосберегающие лампочки: принцип работы, плюсы и минусы использования

Несмотря на то, что энергосберегающие лампочки постепенно вытесняются светодиодными, они все еще удерживают лидирующую позицию по числу продаж. По мнению аналитиков такая ситуация будет сохраняться от двух до пяти лет, поэтому имеет смысл рассмотреть конструкцию этих осветительных приборов, принцип работы, а также другие аспекты, связанные с их функционированием.

Что представляют собой энергосберегающие источники света?

По сути это люминесцентные лампы, название энергосберегающие они получили в ходе рекламной компании, в которой основной упор делался именно на эту особенность осветительного прибора. В результате на бытовом уровне данный термин прочно укрепился за компактными люминесцентными источниками, изготовленными под цоколи Е27 и Е14, поскольку ими можно было беспроблемно заменить лампы накаливания.

Заметим, что исходя из характеристик светодиодных источников света, у них больше прав на термин «энергосберегающие», но поскольку в массовой продаже они появились на несколько лет позже, это название за ними не закрепилось. С другой стороны, не возникает путаницы, когда мы просим энергосберегающую лампу, можно не сомневаться, то продавец предложит выбор из люминесцентных источников.

Виды энергосберегающих ламп

В первую очередь, чтобы не возникало путаницы, давайте определимся с термином «энергосберегающие». Так правильно называть источники, потребляющие значительно меньше электроэнергии, чем лампы накаливания с равным по интенсивности световым потоком. При этом энергосберегающие источники света можно использовать вместо ЛН не внося изменения в конструкцию осветительного прибора. То есть эти лампы можно вкрутить в стандартные патроны E27 и Е14.

Под выше изложенное определение подходят два вида ламп:

  • люминесцентные;
  • светодиодные.

Каждый из перечисленных видов в свою очередь делится на обычные лампы с постоянным световым потоком и регулируемым, при помощи специального устройства (диммира). Эти приборы работают только с тем типом ламп, для которых предназначены, то есть нельзя управлять световым потоком ЛЛ при помощи диммира для светодиодных источников, и наоборот.

Помимо этого имеется классификация по спектру светового потока, она более широко известна под термином «температура белого света». Наибольшее распространение получили три варианта:

  • Теплый, имеет мягкий желтоватый оттенок, близок по спектру к ЛН. Маркируется как 2700K, 3000K.
  • Естественный, спектр таких источников наиболее близок к солнечному освещению. Маркировка 4200K.
  • Холодный, источники обладают ярким белым светом (6000K), при более высоких температурах проявляется небольшой синий оттенок (6400K).
Читайте также  Принцип работы жироуловителя под мойку

Первый вариант отлично подходит для спальни и зон отдыха, второй для детских и обычных комнат, включая гостиные, последний, как правило, используют для освещения рабочих помещений и офисов.

Разобравшись с типами, перейдем к принципу работы. Описание светодиодных источников можно найти на нашем сайте, поэтому основное внимание мы уделили ЛЛ.

Конструктивные особенности

Практически все источники света данной категории имеют однотипную конструкцию. Она включает в себя колбу люминесцентной лампы, электронный балласт, необходимый для запуска и работы и корпуса. Если вас интересует, как организовано пускорегулирующий блок, его типовую схему можно найти на нашем сайте.

Обозначения:

  • А – колба осветительного прибора.
  • В – электронное пускорегулирующее устройство.
  • С – корпус с жестко закрепленным цоколем.

Принцип работы

Чтобы объяснить, как работает данный осветительный прибор, необходимо показать конструкцию его основного элемента – газоразрядной лампы.

Обозначения:

  • А – Контакты катода.
  • В – Цоколь колбы, изготавливается из изоляционного материала.
  • С – Вольфрамовая спираль.
  • D – Герметичная трубка из стекла;
  • Е – Люминофорное покрытие внутренней поверхности трубки.

Алгоритм работы следующий:

  • Подается напряжение на вольфрамовые спирали, они нагревают инертный газ, что способствует образованию паров ртути.
  • На катоды подается импульс высокого напряжения с разным потенциалом, в результате между ними образуется ионизированный поток.
  • Электроны, сталкиваясь с атомами ртути, формируют ультрафиолет.
  • Это излучение воздействует на специальное покрытие стеклянной трубки, что вызывает его свечение в видимом спектре.

Электронное пускорегулирующее устройство, расположенное в корпусе компактного люминесцентного осветительного прибора, управляет вышеописанным процессом.

Плюсы, минусы и некоторые аспекты энергосберегающих источников

Мы специально объединили в одном разделе все особенности люминесцентных осветительных приборов, поскольку некоторые из них, мягко говоря, довольно спорные и требуют пояснений. Начнем с основной черты, которая дала название данной категории.

Насколько экономно энергосбережение?

Несмотря на рекламу, фактическая экономия электроэнергии, по сравнению с ЛН, у энергосберегающих источников не превышает пятикратной. Причем это только у брендовых изделий высокого качества. С другой стороны стоимость таких приборов также в несколько раз выше.

Собственно, покупка оправдает себя при эксплуатации от полугода до года (в зависимости от производителя и мощности). Но необходимо принимать во внимание деструктивные факторы, снижающие время службы этих устройств, к таковым относятся:

  • Скачки напряжения. Учитывая ограниченные размеры электронного баланса, в нем проблематично установить стабилизатор напряжения, обеспечивающий надежную защиту от помех и бросков. В результате существенно снижается ресурс электронного блока, поэтому нередки случаи, когда осветительные приборы выходят из строя через несколько месяцев эксплуатации. Исправить ситуации можно установив стабилизатор напряжения на вводе в квартиру.

Получить подробную информацию об этом оборудовании, его принципе работы и подключении, можно на нашем сайте.

  • Частые включения-выключения. Любой газоразрядный источник освещения критичен к частым переходным процессам. Производители указывают срок службы в районе 9-10 тысяч часов, при условии, что включение и выключение будет производиться раз в сутки. Как вы понимаете, в реальности это происходит чаще, но даже при этих условиях ресурс будет не менее 3-3,5 тысяч часов, что в любом случае больше, чем у обычных ЛН.
  • Прожиг и ремиссия. Следует учитывать, что у ЛЛ для достижения максимальное свечения необходимо от 80 до 250 часов эксплуатации. Этот период принято называть «прожигом». После достижения пика, начинает происходить процесс постепенной ремиссии, отражающийся на снижении уровня светового потока. У осветительных приборов данного типа через год эксплуатации, этот показатель может уменьшиться на 30%. Поэтому заявленные производителями показатели сопоставимой мощности 1х5, мягко говоря, несколько оптимистичны. На практике это значение ниже, у брендовой продукции 1х4 и китайских изделий – 1х3.

О качестве светового потока

На рисунке, приведенном ниже, приводится спектры различных искусственных источников света и солнечного освещения. В качестве энергосберегающего прибора приведена двухполосная ЛЛ. Как видно, ее спектр значительно беднее, по сравнению с другими источниками.

В настоящее время такие лампы практически не производятся. Современные ЛЛ, как правило, выпускаются с трех-пяти полосным люминофором, что положительно отражается на качестве светового потока, приближая его спектр к солнечному освещению. Естественно, что источники с многополосным люминофором стоят несколько дороже, но благодаря современным технологиям эта разница стала несущественной.

Стробоскопический эффект

В компактных ЛЛ используется электронный пускорегулирующий блок, что практически исключает мерцание. Если быть точным, оно присутствует, но происходит на высокой частоте, от 20 кГц и более, глаз человека не воспринимает такую пульсацию. В результате, создается эффект монотонного светового потока. Следует обратить внимание, что при температуре ниже -10 °С у осветительного прибора с ЛЛ могут возникнуть проблемы с запуском, что в некоторых случаях может проявляться в виде стробоскопического эффекта.

Устойчивость к низким температурам и влаге

Типовые ЛЛ беспроблемно работают при температуре окружающего воздуха более -10° С. При снижении нижнего предела начинаются проблемы с запуском, лампа может долго мерцать перед тем, как разгореться или вообще не включиться. Заметим, что выпускаются источники с более низким температурным порогом (-20° С). Ниже этого порога ЛЛ не работают, в отличие от источников с нитью накала. Это, пожалуй, является единственным преимуществом этих устройств.

Что касается влаги, то ее «боится» любой электрический прибор, и ЛЛ в данном случае не является исключением. Самое слабое звено – цоколь, для него нет эффективной защиты. Но это можно сказать о любом источнике освещения.

Инерционность

Иногда можно услышать мнение, что ЛЛ присуща некая инерционность при старте, то есть источник разгорается в течение нескольких секунд. Такая особенность присуща устройствам, с реализованным процессом теплого старта, что позволяет увеличить ресурс на 20-25%.

В большинстве недорогой продукции китайских изготовителей, такая функция не реализована. В результате ЛЛ включается практически мгновенно (холодный старт). Это сомнительное удовольствие отрицательно отражается на сроке службы.

То есть, в данном случае инерционность является положительным качеством.

Нельзя управлять уровнем освещения

Это действительно, но отчасти. Управлять энергосберегающим прибором для изменения уровня освещения при помощи обычного диммера действительно невозможно. Изменение уровня напряжения может только вывести источник света из строя. Чтобы реализовать такую возможность необходимо специальное оборудование, но помимо этого в электронном балласте источника должна быть предусмотрена такая возможность. То есть, необходимы ЛЛ, в пускорегулирующих блоках которых имеются дополнительные выводы (управляющие электроды).

Заметим, что подобное решение стоит значительно дороже, чем для ЛН. Лампа с управляющими электродами стоит порядка $10 – $16, а контроллер от $35 и выше.

Необходимость утилизации

Поскольку ЛЛ содержит ртуть, выбрасывать лампу, отработавшую ресурс недопустимо, ее необходимо сдавать в специальные пункты утилизации, что доставляет некоторые неудобства.

О гарантии

Некоторые производители действительно дают гарантию на свою продукцию, но не спешите радоваться, она довольно условна, и во многом зависит от политики непосредственного продавца. Он всегда может потребовать провести экспертизу, или наличие справки от электрокомпании, что в процессе эксплуатационного периода не происходило бросков напряжения. Но в большинстве случаев, такая гарантия действительно осуществляется, при наличии чека и оригинальной упаковки.

Что делать, если лампочка разбилась?

Несмотря на то, что в ЛЛ сравнительно небольшое количество ртути, как правило, не более 6 мг, этого вполне достаточно, чтобы содержания паров этого превысило допустимую норму в 200-250 раз, что само по себе уже представляет опасность. В таких ситуациях требуется незамедлительно провести демеркуризацию помещения, сделать это можно самостоятельно. Специалисты рекомендуют действовать по следующему алгоритму:

  1. Вывести людей из помещения, после чего открыть все окна.
  2. Одеть на лицо марлевую повязку (за неимением таковой можно воспользоваться носовым платком), а на руки резиновые перчатки.
  3. Аккуратно подобрать осколки ЛЛ и люминофор, после чего поместить их в любую герметично закрываемую не металлическую емкость (в крайнем случае, можно воспользоваться плотным полиэтиленовым пакетом). Остатки люминофора нельзя собирать пылесосом, по следующим причинам:
  • тепло от устройства ускорит процесс парообразования ртути;
  • пылесосом нельзя будет в дальнейшем безопасно пользоваться, его необходимо будет утилизировать.
  1. Убрав остатки ЛЛ необходимо произвести в помещении влажную уборку, добавив в воду любое из веществ, способствующих демеркуризации, к таковым относится хлорка, пищевая сода, перманганат калия (марганцовка), а также раствор йода.
  2. По завершении влажной уборки необходимо оставить проветриваться помещение как можно дольше.

Влажную уборку и проветривание помещения рекомендуется повторять несколько дней. Остатки ЛЛ подлежат утилизации, выбрасывать их вместе с обычным мусором категорически запрещается.

Как выбрать энергосберегающие лампочки?

  1. При выборе в первую очередь необходимо определиться с типом, предпочтительнее, безусловно, светодиодные источники, но они стоят в несколько раз дороже люминесцентных.
  2. Далее необходимо, убедиться, что цоколь лампы подходит к осветительному прибору. Здесь ошибиться довольно проблематично, есть всего два варианта, стандартный цоколь (Е27) и миньон (Е14).

    Если произошла ошибка и были куплены миньоны, то вставить такие лампы в стандартный патрон можно при помощи специального переходника. Встречаются и обратные переходники, но в таком варианте может возникнуть проблема ввиду недостаточного места в плафоне.

  3. Далее необходимо определиться с температурой белого света, предпочтительность для того или иного помещения указывалась в разделе о типах энергосберегающих источников.

  4. Определившись с температурой, выбираем необходимую мощность. Здесь сложно дать рекомендацию, все зависит от площади помещения и особенностей его интерьера. Сравнительная мощность для ЛН, большинством производителей указывается на коробке, но не следует ей особо доверять. Как показывает практика, можно смело снижать этот показатель на 10-20%.
  5. Что касается производителя, то здесь как обычно.

    Брендовая продукция, если она не является контрафактом, более надежна и служит дольше, чем лампы изготовленные китайцами в третью смену.

Вместо итогов.

Не спешите выбрасывать вышедший из строя энергосберегающий источник освещения, в большинстве случаев его можно вернуть к жизни. Описание этого процесса опубликовано на нашем сайте.

Источник: https://www.asutpp.ru/energosberegayushhie-lampochki-plyusy-i-minusy.html

Электрическая лампа: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки

Сегодня сложно представить жизнь людей без электрической лампы. Этот довольно простой прибор используется для освещения различных помещений и улиц. Существует большое количество видов лампочек, отличающихся мощностью свечения и принципом работы. В последнее время все чаще пользователи обращают внимание на энергосберегающие устройства, но и обычная лампа накаливания не спешит сдавать позиции.

Принцип работы лампы накаливания довольно прост, как и конструкция этого устройства. Электроток проходит через тугоплавкий проводник и разогревает его до высокой температуры. Следует заметить, что температура нагрева зависит от подведенного к устройству напряжения. В соответствии с законом Планка, разогретый проводник способен генерировать электромагнитные волны.

Чем выше температура, тем короче длина волны испускаемого излучения. Волны видимого спектра появляются при нагреве проводника до нескольких тысяч градусов по шкале Кельвина. Если спираль электрической лампочки нагреть до 5000 К, то она будет светиться нейтральным светом (аналогично тому, что излучает Солнце). По мере снижения температуры цвет свечения начнет меняться сначала на желтый, а затем на красный.

В лампах преобладающая часть энергии трансформируется в тепловую и лишь незначительное ее количество преобразуется в световой поток. Также следует помнить, что органы зрения человека способны воспринимать только определенный диапазон световых волн. Чтобы увеличить освещенность помещения, приходится повышать температуру спирали. Однако это возможно лишь до определенного показателя, который ограничен свойствами материала проводника.

Таким образом, максимальная температура лампочки составляет 3410 градусов по шкале Цельсия. Дальнейший нагрев вольфрама приведет к деформации и расплавлению материала. Однако даже такая температура может быть достигнута только при определенных условиях окружающей среды. Если вольфрам контактирует с кислородом, то он превращается в оксид. Когда из колбы выкачивается воздух, появится возможность создать лампу мощностью максимум в 25 Вт. Более мощные устройства содержат в колбе инертные газы.

Особенности конструкции

Хотя лампы и отличаются конструкцией, они имеют три общих элемента — выводы, проводник и стеклянную колбу. У некоторых устройств специального назначения может отсутствовать цоколь, так как используются держатели другого типа. Также иногда в лампочки встраивается ферроникелевый предохранитель. Чаще всего он монтируется в ножке, поэтому после выхода из строя проводника колба не разрушается.

Когда нить накала обрывается, появляется электродуга, которая расплавляет остатки материала. Вещество в расплавленном состоянии падает на стеклянную емкость и может нарушить ее целостность. Предохранитель способен предотвратить процесс плавления спирали. Однако такая технология не получила широкого распространения по причине малой эффективности.

Если говорить о том, из чего состоит лампочка, то необходимо отметить основные элементы конструкции. К ним относятся:

  • колба, изготовленная из стекла;
  • излучающий проводник;
  • электроды;
  • цоколь;
  • газовая среда;
  • держатели излучающего проводника.

Колба и газовая среда

Благодаря стеклянной емкости нить накаливания защищена от процесса окисления, возникающего при взаимодействии материала излучающего проводника с кислородом. Первые электрические лампы накаливания производились с вакуумной колбой.

Сейчас по такой технологии выпускаются только устройства малой мощности. Для производства более мощных устройств чаще всего используется азотно-аргонная смесь или один аргон. Также в колбах некоторых ламп может содержаться ксенон либо криптон.

Показатель теплового излучения материала нити накаливания зависит от молярной массы газа.

Отдельной группой являются галогенные лампочки, в стеклянную емкость которых закачан газ группы галогенов. При нагреве материал излучающего проводника испаряется и вступает в реакцию с этими газами. Получившееся во время химического процесса вещество быстро расщепляется под воздействием высокой температуры и возвращается на нить накала. В результате не только повышается КПД устройства, но и увеличивается срок его эксплуатации.

Излучающий проводник

Форма нити накала может быть любой и зависит от специфики устройства. Чаще всего в обычной лампочке проводник имеет круглое сечение, но можно встретить и ленточное. Следует заметить, что в первых лампах использовался даже уголь, способный нагреться до температуры 3559 градусов по шкале Цельсия. Однако в современных приборах основным материалом нити накаливания является вольфрам.

Также этот элемент может быть изготовлен из сплава осмия с вольфрамом. Выбор вида спирали не является случайным, так как от этого зависят ее габариты. В современных лампах могут использоваться биспирали и даже триспирали. Они получаются благодаря повторному закручиванию. Это позволяет увеличить КПД устройства благодаря снижению показателя тепловыделения.

Цоколь лампы

Этот элемент стандартизован и имеет определенную форму и габариты. В результате можно легко заменить лампочку после ее выхода из строя. Сегодня чаще всего используются устройства с цоколем Е14, Е27, а также Е40. Расшифровка этой маркировки крайне проста — цифры после литеры Е указывают на наружный диаметр элемента.

Так как сейчас существует большое количество видов ламп, то некоторые из них отличаются конструкцией цоколя. Например, есть приборы, которые удерживаются в патроне благодаря силе трения. Также следует заметить, что цоколь в устройстве лампы накаливания выполняет следующие функции:

  • соединяет несколько элементов;
  • представляет собой один из контактов;
  • позволяет надежно крепить прибор в патроне.

Преимущества и недостатки

Все технические устройства имеют не только преимущества, но и недостатки. Лампочки накаливания не стали исключением.

Положительные качества

Одним из главных плюсов этих устройств является простота конструкции, что делает стоимость изделия невысокой. Сейчас без труда можно приобрести прибор желаемой мощности и габаритов. Не менее важным преимуществом классических электролампочек является спектр свечения их излучающего элемента. Так как он максимально близок к солнечному свету, то не может негативно влиять на органы зрения.

Разогретая нить накала обладает тепловой инерцией, поэтому испускаемый ею свет практически лишен пульсации. Это выгодно отличает обычные лампочки накаливания от изделий другого типа (например, люминесцентных ламп). При производстве этих устройств не используются вредные вещества, благодаря чему для их утилизации не требуются специальные технологии.

Негативные свойства

Одним из основных недостатков устройств можно считать зависимость от показателя питающего напряжения. Если он увеличивается и превышает допустимые пределы, то спираль быстро изнашивается. Когда напряжение падает, то уменьшается и световой поток, излучаемый устройством.

Кроме этого, следует помнить, что излучающий элемент предназначен для работы на протяжении продолжительного временного отрезка. Показатель сопротивления холодной спирали значительно ниже в сравнении с рабочим режимом.

Из-за этого в момент включения возникает сильный скачок силы тока, что приводит к испарению материала нити накала. Таким образом, срок службы устройства зависит от количества включений.

Однако с этим недостатком можно бороться, используя специальные устройства плавного пуска — диммеры. Также с их помощью можно регулировать и показатель светового потока в довольно широком диапазоне.

Наиболее серьезным недостатком ламп накаливания является низкий КПД. Основная часть электроэнергии преобразуется в тепло, которое рассеивается в окружающей среде. Сейчас все чаще используются светодиодные лампы, позволяющие экономить на электричестве.

Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/lampy/princip-raboty-i-ustroystvo-elektricheskoy-lampy-nakalivaniya.html

Как устроена современная энергосберегающая лампа

Компактные люминесцентные лампы — разновидность привычных нам люминесцентных ламп. Большинство энергосберегающих ламп, представленных в наших магазинах, созданы с целью заменить устаревшие лампы накаливания не меняя при этом сам светильник. Лампы такого типа стремительно вошли в нашу жизнь на стыке XIX и XXI веков и видимо уже в скором времени мы будем называть их просто «лампой», а не «энергосберегающей лампой».

Несмотря на свою простоту, для многих работа лампы все еще является загадкой. Попробуем разобраться в устройстве современной компактной флюоресцентной лампы и принципе ее работы.

Устройство энергосберегающих ламп (КЛЛ)

Энергосберегающая лампа Elektrostandard «Компактный винт (FS) укороченный» 24 Вт E27 2700K.
Цоколь.Обеспечивает электрический контакт лампы с сетью питания. В России распространены несколько типов цоколей: Е14, Е27, GU10, G5.3, G4.
Корпус лампы.В корпусе размещается пускорегулирующее устройство (ПРА), предохранитель и соединительные провода. На поверхности корпуса наносится маркировка, в которой указаны напряжение питания, мощность, цветовая температура.
Предохранитель.Применяется для защиты компонентов электронной платы от возгорания в случае скачков напряжения в сети питания.
Электронная плата.На небольшой плате спрятанной внутри корпуса лампы смонтирован ПРА (пускорегулирующий аппарат). Он обеспечивает запуск и немерцающее свечение лампы. ПРА современных ламп оснащен помехозащитным фильтром, который предотвращает появление помех в сети электропитания.
Корпус лампы.Корпус лампы изготавливается из негорючего пластика. В верхней части корпуса крепится колба люминесцентной лампы.
Колба (трубка).Колба энергосберегающей лампы представляет из себя трубку запаянную с двух сторон. В противоположных концах колбы находятся электроды. Трубка заполнена парами ртути и аргона. Внутренняя поверхность колбы покрыта слоем люминофора. При подаче напряжения на электроды, через них начинает течь ток прогрева, который разогревает электроды и начинается процесс термоэлектродной эмиссии. В момент достижения электродами определенной температуры, они начинают испускать поток электронов. Электроны, сталкиваясь с атомами ртути, вызывают ультрафиолетовое излучение. В свою очередь, ультрафиолетовое излучение попадая на люминофор преобразовывается в видимый свет. В зависимости от типа люминофора, лампа может иметь разную световую температуру: от 2700 до 6500K.

Светодиодные лампы. Устройство и принцип работы

Малый размер светодиодов, позволяет конструировать самые разнообразные форме лампы. На сегодняшний день лампы на основе светодиодов готовы заменить лампы любых типов. Светодиодные лампы применяются как в бытовых светильниках, так и в промышленном освещении.

Распространенная форма исполнения светодиода.

Светодиодные лампы достаточно просты по своей конструкции, но работа основного элемента – светодиода (LED — Light-emitting diode) – сложный физический процесс.

Светодиод – полупроводниковый прибор с p-n переходом или контактом металл-полупроводник. При прохождении прямого тока через p-n переход происходит инжекция неосновных носителей заряда (электронов или дырок) в базовую область диодной структуры.

Процесс самопроизвольной рекомбинации инжектированных неосновных носителей заряда, происходящих как в базовой области, так и в самом p-n переходе, сопровождается переходом их с высокого энергетического уровня на более низкий. В результате этого процесса избыточная энергия выделяется в виде излучения кванта света.

Высвобождение электроном энергии происходит во многих типах радиоэлектронных приборов, но видеть свет мы можем только в том случае, если прибор собран из определённых материалов. Спектральные характеристики излучаемого света зависят в большей степени от химического состава использованных в нём полупроводников.

Светодиодная лампа в разобранном виде.
Крепление рассеивателя.Рассеиватели светодиодных ламп имеют различную конструкцию. На рисунке представлена одна из распространенных конструкций рассеивателя.
Рассеивающий элемент.Светодиод дает достаточно узконаправленный луч света. Рассеиватель предназначен для увеличения угла рассеивания света.
Корпус лампы.Корпус изготавливается из металла. На корпусе мощных ламп имеются ребра охлаждения, которые не позволяют перегреваться светодиодам внутри лампы.
Плата со светодиодами.В зависимости от типа лампы, на плате может быть установлено от одного до десятков светодиодов.
Электронная плата.Миниатюрная печатная плата содержит стабилизатор напряжения и диодный мост. Обеспечивает выпрямление, сглаживание и стабилизацию напряжения необходимого для питания светодиодов.
Цоколь.Современные светодиодные лампы выпускаются в различных корпусах и со всеми популярными видами цоколей: Е14, Е27, GU10, G5.3, G4.

Типы цоколей энергосберегающих ламп

Компактные люминесцентные и светодиодные лампы Elektrostandard производятся со всеми распространенными в России типами цоколей:

E14 E27 GU10 G5.3 G4

Цветовая температура ламп Elektrostandard

В светодизайне часто требуется использовать лампы различной световой температуры. В классических интерьерах требуются теплый желтый свет, похожий на свет от лампы накаливания или свечи, а в современном hi-tech дизайне чаще используется холодный свет. Лампы компании Elektrostandard представлены в трех распространенных цветовых температурах:

2700K – желтый свет, соответствует лампе накаливания;

4200K – такие лампы дают теплый (светло-желтый) свет;

6500K – свечение таких ламп более холодное, соответствует дневному свету.

Источник: http://InfoLamp.ru/technology.html

Ремонт энергосберегающих ламп своими руками

Здравствуйте! Сейчас в быту энергосберегающие лампы стали приобретать все большую популярность среди простых ламп накаливания. Все это конечно вызвано в первую очередь экономическими причинами.

Никто не хочет платить за электроэнергию лишние деньги. А энергосберегающая лампа позволяет получить гораздо больший световой поток за ту же единицу потребленной электрической энергии, что и лампа накаливания, но при меньшей потребляемой мощности.

Устройство энергосберегающей лампы

Энергосберегающая лампа состоит из двух основных частей: газоразрядной колбы и пускорегулирующего устройства.Газоразрядная колба выполняется различной формы(U-образной, спиральной). Изнутри колба покрыта люминофором, в концы колбы впаяны две спирали.

Пускорегулирующее устройство выполнено на полупроводниковых элементах и представляет собой импульсный преобразователь напряжения переменного напряжения 220 вольт в переменное напряжение порядка 400 вольт.

Схема энергосберегающей лампы приведена на рисунке ниже

Принцип работы энергосберегающей лампы

Как выше говорилось энергосберегающая эконом лампа имеет колбу с впаянными с двух концов спиралей. Они покрываются специальным оксидным слоем. Этот слой нужен для создания термоэлектродной эмиссии.

При подаче питающего напряжения на спирали они за счет протекающего через них тока начинают разогреваться. При нагреве спиралей до определенной температуры они начинают испускать электроны. Этот процесс называют термоэлектродной эмиссией.

Колба эконом лампы заполнена парами ртути. Электроны сталкиваясь с атомами ртути приводят к образованию невидимого ультрафиолетового излучения.

Воздействую на люминофор ультрафиолетовое излучение вызывает его яркое свечение уже видимого спектра для глаза человека и мы видим яркое свечение колбы энергосберегающей лампы.

Как говорилось выше для питания лампы используется переменное напряжение. Почему не постоянное? Это делается для того, чтобы увеличить срок службы лампы. При питании лампы постоянным напряжением происходит следующее. В колбе электроны будут двигаться от одной спирали до другой, так как один электрод будет являться катодом, а другой анодом. Анод постоянно будет бомбардироваться потоком электронов и будет сильно нагреваться. При этом оксидный слой, нанесенный на спираль будет неминуемо разрушен.

Оксидный слой на спирали значительно уменьшает сопротивление электрода, а при его разрушении сопротивление его будет в несколько раз больше. Это в свою очередь приведет к уменьшению количества испускаемых электронов и уменьшение светового потока лампы. также это приведет и выходу из строя электронного балласта.

Поэтому использование переменного напряжения значительно увеличивает срок службы электродов лампы.
Энергосберегающая лампа при разрушении электродов начинает запускаться с мерцанием электродов, световой поток увеличивается и через некоторое время она сгорает. Вот такой финал любой энергосберегающей лампы.

Ремонт энергосберегающей лампы

Ремонт энергосберегающей лампы выполняется при наличии запасных частей или сгоревших доноров, из которых мы можем извлечь исправные элементы.

От вас требуется только внимательное прочтение данного материала и применение полученной информации на практике. Еще вы сможете применить внутренности энергосберегающей лампы в еще некоторых самоделках.

Неисправности энергосберегающих ламп делятся на две категории:1. Сгорает электронный балласт

2. Перегорают спирали накала(чаще всего одна)

Перед началом ремонта нужно выяснить причину неисправности лампы. Для этого нам нужно разобрать корпус эконом лампочки. На фото ниже показаны места, где нужно подковырнуть отверткой.

Лампа будет после выглядеть так.

Отсоедините четыре провода на плате, идущих от колбы, как показано на фото.

Откусите два питающих провода, которые идут на цоколь лампы.

При помощи цифровых клещей прозвоним спирали колбы энергосберегающей лампы.

Если хотя бы одна спираль накала перегорела, то колбу можно выбросить. Ничего сделать с нее уже не получится. Схема запуска лампы должна быть исправна.

Если спирали на колбе целые, то оnкладываем колбу в сторону в ожидании лампы донора с неисправной колбой.

Электрическую схему внимательно осмотрите, обратите внимание на состояние элементов. Нет ли где сгоревших или подгоревших деталей. Часто из строя выходит выходной транзистор преобразователя, диодный мост, электролитический конденсатор. Приобретите в магазине радиодеталей новые детали взамен сгоревших. Если маркировка не просматривается, разберите при наличии рабочую лампу и запишите их маркировку.

Основные причины быстрого выхода из строя энергосберегающих ламп

Прежде всего это в первую очередь некачественная сборка лампы, применение производителем лампы некачественных радиодеталей, а также отсутствие некоторых деталей на печатной плате.

Второй фактор- это систематический перегрев компонентов лампы в результате плохого охлаждения.

Срок службы энергосберегающей лампы

Срок службы зависит от качества лампы, от частоты включения и отключения. Некоторые производители заявляют срок службы до 7000 часов. На практике это время гораздо ниже. В основном в течении полугода лампы среднего качества перегорают.

Как увеличить срок службы энергосберегающей лампы

Чтобы увеличить срок службы энергосберегающей лампы, предлагается произвести некоторую доработку лампы. Она заключается в установке последовательно со спиралью накала колбы NTC-термистора и проделывании вентиляционных отверстий в пластмассовом корпусе цоколя лампы.

Термистор обеспечивает ограничение пускового тока лампы и позволяет избежать перегорания нити накала.

Отверстия в цоколе улучшают температурный режим работы электронной схемы за счет поступающего воздуха.

Модернизация энергосберегающей лампы

Для вскрытия лампы отпаяйте провод на цоколе, как показано на фото ниже

Отогните край цоколя в месте прижатия провода

Разделите корпус лампы на две части. Внутри будет находится плата электронного балласта.

Нам понадобится NTC-термистор сопротивлением от 20 до 40 Ом.

Это сопротивление холодного терморезистора. При нагреве его сопротивление сильно уменьшается и он не влияет на работу лампы.

Термистор включается в разрыв нитей накала.

При работе он нагревается, поэтому не устанавливайте его вблизи балласта.

Перед сборкой корпуса проделайте в нем по кругу вентиляционные отверстия.

Они улучшат температурный режим работы элементов балласта и колбы лампы.Но не стоит эксплуатировать данную лампу в местах повышенной влажности. На этом у меня все. Удачного вам ремонта!

Источник: http://andrejgrechuha.ru/remont-energosberegayushhix-lamp-svoimi-rukami/

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий