Lampade fluorescenti: parametri, dispositivo, circuito, pro e contro rispetto ad altri

Le moderne lampade fluorescenti (LL) si adattano perfettamente all'illuminazione di grandi locali residenziali, tecnici e di lavoro e possono ridurre il consumo totale di elettricità del 50-83%, riducendo così le bollette.

In questo articolo, consideriamo le caratteristiche prestazionali di LL, il loro dispositivo, analizzeremo i principali vantaggi e svantaggi rispetto ad altri tipi di dispositivi di illuminazione. Inoltre, forniamo foto e diagrammi tematici, nonché video sul principio di funzionamento delle lampadine fluorescenti e sulle caratteristiche della loro applicazione.

Il principio di funzionamento e il dispositivo LL

Un dispositivo luminescente è una sorgente di luce a carica di gas, in cui una scarica elettrica nel vapore di mercurio crea un'intensa radiazione ultravioletta.

I moduli compatti del tipo luminescente hanno una base standard, grazie alla quale diventano un comodo sostituto per lampade a incandescenza luminose, ma che consumano più energia.

Come funziona una lampadina fluorescente?

Una composizione speciale chiamata fosforo, costituita da alofosfato di calcio mescolato con elementi aggiuntivi, trasforma la sua luce in luce visibile all'occhio umano.

Dopo aver collegato una lampada fluorescente alla rete elettrica centrale, è necessario mantenere la cosiddetta scarica ad incandescenza all'interno del bulbo di vetro.

Permette di assicurare la luminescenza dello strato di fosforo in modo costante e anche durante un arresto a breve termine dell'alimentazione centrale.

In precedenza, una classica lampada fluorescente sembrava un tubo sigillato su entrambi i lati, all'interno del quale sono presenti vapori di mercurio. Ora i dispositivi sono disponibili in diverse forme e configurazioni.

Caratteristiche di progettazione dello strumento

Una lampada fluorescente tradizionale è un cilindro di vetro con un diametro esterno di 12, 16, 26 e 38 mm, generalmente presentato come:

• tubo allungato dritto;
• modulo a forma di U curvo;
• un anello;
• figura complessa.

Le gambe sono saldate ermeticamente ai bordi. Sul loro lato interno ci sono elettrodi di tungsteno, che strutturalmente ricordano corpi a filamento bi-spirale incorporati nelle lampadine dell'Ilyich.

In alcuni tipi di lampade fluorescenti, vengono utilizzati trispirali più progressivi, che sono un bispirale contorto. Gli strumenti che ne sono dotati hanno un livello maggiore di efficienza e una soglia inferiore di perdita di calore, che aumenta significativamente l'efficienza complessiva del flusso luminoso

Dall'esterno, gli elementi dell'elettrodo sono saldati ai perni metallici del metallo plintoa cui viene applicata la tensione operativa.

I dispositivi a U e diretti sono generalmente dotati di prese G5 e G13, in cui la codifica delle lettere indica il tipo di pin dell'elemento base e quella digitale mostra la distanza tra gli elementi di lavoro.

Il mezzo elettricamente conduttivo situato all'interno del bulbo di vetro ha una resistenza negativa. Quando si verifica un aumento della corrente tra due elettrodi opposti che richiede una limitazione, appare e riduce la tensione di funzionamento.

Il circuito include una normale lampadina fluorescente soffocamento o zavorra. È responsabile della creazione della tensione di impulso di alto livello necessaria per la corretta attivazione della lampada.

La figura mostra la disposizione interna di una lampada fluorescente e spiega chiaramente il principio di base del funzionamento dei suoi principali elementi costitutivi

Oltre a questo dettaglio, EMPR è dotato di starter. È un elemento di scarica a bagliore, all'interno del quale sono posizionati due elettrodi, circondato da un mezzo gassoso inerte.

Uno di questi è costituito da una piastra bimetallica. In modalità sospensione, entrambi gli elettrodi sono in stato aperto.

Tipi comuni di lampadine

La classificazione primaria dei prodotti su base luminescente viene effettuata in base al livello di pressione di base. I dispositivi ad alta pressione vengono utilizzati per l'illuminazione di impianti di alta potenza e illuminazione stradale esterna.

Le lampade a bassa pressione vengono utilizzate nella vita di tutti i giorni per fornire luce ai locali industriali, tecnici e residenziali per vari scopi.

Visualizza # 1 - moduli ad alta pressione

I dispositivi ad alta pressione producono un flusso di luce saturo di buona densità. La superficie interna dell'elemento a pallone presenta uno speciale rivestimento al fosforo di fluorogermanato o arsenato di magnesio.

La potenza di lavoro di tali lampade fluorescenti varia da 50 a 2000 watt.

I moduli al mercurio ad alta pressione richiedono una tensione di rete nominale di 220 watt per un corretto funzionamento. Il loro rapporto di ondulazione è di solito dal 61 al 74%

Un'accensione completa del modulo di illuminazione avviene entro 3 secondi. La vita utile dei prodotti da 80-125 watt è di circa 6.000 ore e le lampade da 400 watt o più possono durare fino a 15.000 ore con il rigoroso rispetto delle regole operative stabilite dal produttore.

Visualizza # 2 - prodotti a bassa pressione

La bassa pressione LL viene utilizzata per fornire un flusso leggero di locali residenziali, tecnici e industriali.

Strutturalmente, il dispositivo è un tubo di vetro resistente contenente argon all'interno a una pressione di 400 Pa e in una piccola quantità di mercurio o amalgama. È disponibile sul mercato in un'ampia varietà di modifiche ed è dotato di due elementi elettrodi.

La temperatura più bassa tollerata dalla bassa pressione LL è di -15 ° C. Pertanto, per l'uso in aree aperte, queste fonti di luce sono considerate irrilevanti

Il bulbo di vetro può avere una varietà di diametri. Il livello di emissione luminosa varia a seconda della potenza del dispositivo stesso.Per il suo corretto funzionamento, è necessario un motorino di avviamento. La vita media è di 10.000 ore.

Caratteristiche di LL compatto

I LL di tipo compatto sono ibridi che combinano alcune caratteristiche distintive specifiche delle lampade a incandescenza e caratteristiche luminescenti.

Grazie alle tecnologie avanzate e all'espansione delle capacità innovative, hanno un diametro ridotto e dimensioni ridotte, tipiche delle lampadine Ilyich, nonché un elevato livello di efficienza energetica, tipico della linea di dispositivi LL.

I LL di tipo compatto sono prodotti con i tradizionali cappucci E27, E14, E40 e spingono molto attivamente le lampade a incandescenza classiche fuori dal mercato fornendo luce di alta qualità con un consumo energetico significativamente inferiore

Nella maggior parte dei casi i CFL sono dotati di induttanza elettronica e possono essere utilizzati in apparecchi di illuminazione specifici. Sono anche usati per sostituire lampade a incandescenza semplici e familiari in lampade nuove e rare.

Con tutti i vantaggi, i moduli compatti presentano svantaggi specifici quali:

• effetto strobo o sfarfallio: le principali controindicazioni qui si riferiscono agli epilettici e alle persone con varie malattie degli occhi;
• effetto sonoro pronunciato - durante un uso prolungato, appare uno sfondo acustico che può causare un certo disagio a una persona nella stanza;
• l'odore - in alcuni casi, i prodotti emettono odori caustici e spiacevoli che irritano il senso dell'olfatto.

Quest'ultima posizione è più spesso osservata nei mestieri senza nome di origine cinese, e le prime due spesso soffrono persino di elettrodomestici di marca realizzati in conformità con tutte le regole e le esigenze moderne. Abbiamo classificato i migliori produttori di CFL in questo articolo.

Spettro di base della temperatura di colore

Il colore del bagliore è uno dei parametri più importanti, che dipende direttamente dalla composizione del fosforo che converte la radiazione ultravioletta in luce.

Oggi, le più comuni sono 7 definizioni delle tonalità del flusso prodotte dalle lampade fluorescenti:

• Loeb - bianco naturale con una notevole tinta fredda;
• MDC - luce del giorno naturale con migliore qualità di resa cromatica;
• LTB - bianco caldo;
• LD - bianco tradizionale di luce del giorno;
• LB - bianco classico;
• Lec - naturale con sfumature della massima qualità;
• LHB - semplice bianco freddo.

Per i locali residenziali in cui una persona trascorre molto tempo, sono adatte tonalità di colori caldi o luce naturale con un maggiore livello di riproduzione del colore.

I toni del bianco e del giorno, di regola, sono presenti in ufficio, lavoro, locali industriali, uffici e aule. Contribuiscono alla concentrazione, aumentano l'attività cerebrale e migliorano l'apprendimento e la produttività complessivi.

Le tonalità più fredde sono utilizzate in istituzioni mediche, laboratori, ospedali e locali tecnici. Offrono agli oggetti maggiore chiarezza e migliorano l'acuità visiva.

I luminescenti per vetrine di carne nei negozi di alimenti si distinguono per uno spettro appositamente selezionato di radiazione rosa. Sottolinea le tonalità naturali del prodotto, rendendolo più attraente agli occhi dei clienti.

I componenti di colore aggiunti al fosforo consentono di ottenere tonalità di lampada rosa, blu, verde e altre insolite.

Tali dispositivi sono utilizzati a scopi di progettazione, pubblicità e commerciali. Con il loro aiuto, creano un bagliore originale, necessario in un singolo caso particolare.

Abbiamo scritto ulteriori informazioni sulla temperatura del colore della luce, sulle caratteristiche della percezione umana del colore e sulle sfumature della scelta. nel prossimo articolo.

Punti di forza e di debolezza dei dispositivi

Come qualsiasi apparecchio tecnico progettato per l'illuminazione di ambienti domestici e lavorativi, le lampade fluorescenti hanno i loro punti di forza e di debolezza.

Sulla base di queste informazioni, è possibile determinare dove è più ragionevole utilizzarle e in quali casi vale la pena dare la preferenza alle fonti luminose di un piano diverso.

Aspetti positivi delle lampade

Il vantaggio principale dei prodotti luminescenti è considerato un aumento dell'emissione luminosa e un buon livello di efficienza. Forniscono alla stanza un'illuminazione che non irrita gli occhi e dimostrano la normale resistenza anche in condizioni di uso intensivo.

Il modulo è circa 5 volte superiore alla potenza di base di una lampadina Ilyich convenzionale. E un luminescente da 20 watt fornisce un flusso luminoso pari a quello fornito da una lampada a incandescenza da 100 watt

Una varietà di temperature di tonalità chiare, simili in scala alla luce solare naturale, consentono di scegliere un dispositivo di illuminazione adatto per vari scopi e per ambienti di qualsiasi scopo.

Il flusso luminoso emesso dal modulo non è sparso, ma sparso. Una radiosità calma e piacevole per gli occhi proviene non solo dal filamento di tungsteno situato all'interno, ma anche da tutta la superficie esterna del bulbo.

Ciò consente l'uso di sorgenti luminescenti sia per la creazione di un'illuminazione generale di sfondo sia per l'organizzazione della luce di zona.

Per l'uso in luoghi in cui l'illuminazione si accende automaticamente, in base ai segnali dei sensori di movimento, i luminescenti non sono adatti. Sono limitati dal numero consentito di inclusioni per un certo periodo di tempo e, se attivati ​​troppo spesso, possono fallire

La durata dei prodotti fluorescenti varia a seconda del modello e raggiunge fino a 20.000 ore o fino a 5 anni.

Tuttavia, l'acquirente deve essere consapevole del fatto che questa lampada produce questa risorsa solo nelle seguenti condizioni, come ad esempio:

• la presenza di una quantità sufficiente di energia di alta qualità senza salti e cadute;
• qualità zavorra;
• un certo numero di attivazioni, di solito non più di 2000 per i primi 2 anni di utilizzo, che è solo 5 inclusioni al giorno.

La violazione di queste condizioni di base comprometterà significativamente l'efficienza del dispositivo di illuminazione e ne ridurrà significativamente la durata.

I moduli possono essere utilizzati per illuminare le serre. Forniscono luce naturale il più vicino possibile alla luce solare, non consumano molta energia e presentano una buona resistenza alle sovratensioni tipiche delle reti di alimentazione suburbane

Il livello di consumo di energia del luminescente è quasi 5 volte inferiore a quello dei prodotti tradizionali, quindi possono essere attribuiti a risparmio energetico sorgenti luminose.

Con il loro aiuto, sarà possibile illuminare efficacemente una grande stanza, senza spendere molti soldi in bollette.

La temperatura di lavoro sulla superficie del pallone non supera i 50 gradi. Ciò consente di far funzionare la lampada in ambienti in cui sono richiesti requisiti più elevati in materia di sicurezza antincendio.

I principali svantaggi dei moduli

Il primo grande svantaggio dei prodotti è l'eccessiva sensibilità alle temperature estreme. Reagiscono fortemente al movimento della colonna di mercurio e possono smettere di funzionare quando la temperatura scende sotto -20 ° C.

Il calore superiore a +50 ° C, lungi dall'essere il migliore, influisce sul funzionamento e limita gravemente il campo di utilizzo di queste sorgenti luminose.

Anche la resistenza all'umidità non è un vantaggio e non consente l'uso diffuso di prodotti in bagni e strutture sanitarie.

Nel tempo, il fosforo nelle lampadine si degrada e lo spettro delle radiazioni cambia. Allo stesso tempo, il livello di emissione luminosa del dispositivo diminuisce e l'efficienza diminuisce notevolmente

A volte, anche il flusso di luce stesso è considerato un inconveniente, con uno spettro lineare e irregolare che distorce le tonalità naturali degli oggetti nella stanza.

Non tutti lo percepiscono visivamente, ma per coloro che raccolgono questo meno troppo chiaramente, vengono vendute lampade con un fosforo vicino a un colore spettrale solido e più naturale.È vero, la loro emissione di luce è significativamente inferiore.

Ci sono situazioni in cui lo sfarfallio della luminescenza con il doppio della frequenza della rete di alimentazione. Questo problema è risolto da alcuni miglioramenti del dispositivo, in particolare dall'uso di Reattori elettronici con un livello adeguato della capacità del condensatore di livellamento della corrente rettificata all'ingresso dell'inverter.

Ma il fatto che i produttori stiano cercando di risparmiare denaro e di non dotare i dispositivi di condensatori della capacità richiesta è alquanto deludente.

I moduli LL domestici si sentono meglio quando la temperatura ambiente è nell'intervallo da +5 a +35 ˚С. Quando il termometro mostra prestazioni inferiori, l'avvio del dispositivo è significativamente più difficile e il tempo di funzionamento è significativamente ridotto

La necessità di un dispositivo di avviamento aggiuntivo riduce anche leggermente la popolarità delle lampade. Hanno sicuramente bisogno di un induttore eccessivamente rumoroso e piuttosto voluminoso con un dispositivo di avviamento a bassa affidabilità o un reattore elettronico più avanzato, che ha la funzione di regolazione della potenza, ma allo stesso tempo costa molti soldi.

Un altro punto debole della luminescenza è l'elevata sensibilità all'inclusione. Durante l'attivazione diretta della lampada sugli elettrodi, una composizione speciale si brucia e si sbriciola, il che garantisce la stabilità della scarica e protegge il filamento interno di tungsteno dal surriscaldamento.

L'inclusione costante riduce significativamente la durata del dispositivo. Inoltre, appare uno sfarfallio evidente all'occhio e i bordi della lampadina si scuriscono e perdono la loro estetica.

Rischio chimico per la salute

Uno dei principali svantaggi delle sorgenti luminose fluorescenti è il rischio chimico. La lampadina contiene mercurio altamente tossico e la sua quantità varia da 1 a 70 mg.

I vapori di questa sostanza possono essere dannosi per la salute delle persone che sono costantemente in ambienti illuminati da dispositivi di tipo LL.

L'integrità della lampada esaurita non deve essere violata, altrimenti il ​​mercurio tossico entrerà nell'ambiente esterno. È prevista una sanzione per lo smaltimento non autorizzato, quindi è meglio trasferire il prodotto in un centro che elabora elementi pericolosi per la natura e l'uomo

Quando un modulo fallisce, non dovrebbe mai essere rotto o inviato a una normale urna elettorale. È necessario smaltire secondo le normative e regole chiaramente descritte nella legge applicabile.

Ad esempio, portali in discarica dove i materiali tossici vengono prelevati dal pubblico per la loro corretta distruzione o riciclaggio.

Confronto con altre fonti di luce

I prodotti di tipo LL sono significativamente diversi sia dalle lampade a incandescenza obsolete che da quelle a LED progressivi.

Rispetto al primo, consumano 5 volte meno elettricità, fornendo allo stesso livello di saturazione del flusso luminoso. Ma i dispositivi LED hanno una potenza leggermente inferiore in combinazione con il consumo di energia.

La tabella mostra chiaramente in numeri quanto è più redditizio utilizzare fonti più moderne di illuminazione di alta qualità invece delle tradizionali lampadine Edison

È vero, la lampada a incandescenza brucia alla stessa intensità per l'intero periodo di funzionamento, mentre la luminescenza perde parte della sua saturazione a causa della combustione dello strato interno che riflette la luce ultravioletta.

I prodotti LED durante il funzionamento ottengono un po 'di opacità a causa del degrado dei diodi funzionanti. E in alcuni modelli è possibile regolare la luminosità dell'illuminazione con un dimmer.

Nelle lampade a incandescenza o luminescenti tale funzione non è prevista. Ma questa comoda modalità nei dispositivi LED non è gratuita e dovrai pagare un importo aggiuntivo per questo.

In termini di fragilità strutturale, le lampade a incandescenza e luminescenti sono simili, poiché hanno una lampadina di vetro. I moduli di ghiaccio in questo senso sono più resistenti agli urti e ai danni meccanici.E l'assenza di eventuali elementi dannosi e tossici all'interno li rende molto più attraenti per il funzionamento a casa.

I costi più elevati per l'intero periodo operativo comportano l'uso di lampade a incandescenza. I luminescenti utilizzano energia entro limiti ragionevoli e i LED consentono di ridurre i costi ai livelli più bassi possibili

Per quanto riguarda il lato finanziario, inizialmente una lampadina a incandescenza costa meno di altre. Tuttavia, data la sua vita lavorativa di solo 1.000 ore, questo difficilmente può essere considerato un vantaggio pronunciato.

Il prezzo base del luminescente è tuttavia più elevato e servono molto più a lungo. Come affermano i produttori affidabili, durano per 10.000-15.000 ore se il numero di attivazioni giornaliere non supera 5-6 volte.

I moduli LED possono offrire prestazioni ancora migliori, ma dovrai pagare molto di più per questo piacere, e questo non è consigliabile in tutti i casi. Sebbene la tendenza a sostituire alcune fonti di luce con altre, si osserva ovunque. Sulla necessità di sostituire le lampadine fluorescenti con quelle a LED e la procedura per fare questo lavoro abbiamo scritto qui.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Qual è il principio di luminescenza? Una spiegazione dettagliata di tutte le sfumature del funzionamento di dispositivi di illuminazione economici ed efficienti dal punto di vista energetico:

Quali sono le principali differenze tra gli elementi fluorescenti rispetto alle lampade a incandescenza semplici e tradizionali. Confronto di potenza, flusso luminoso e consumo di energia di due moderni prodotti di illuminazione:

Cosa sono le lampade fluorescenti compatte a risparmio energetico? Come funzionano, quanti watt consumano e per quali scopi vengono utilizzati:

Il dispositivo di tipo luminescente è un analogo pratico di una classica lampada a incandescenza. Con il suo aiuto, è possibile fornire un flusso luminoso di alta qualità a una stanza di qualsiasi dimensione, riducendo al contempo il consumo di energia. Durerà a lungo e non causerà problemi significativi ai proprietari.

Quindi, quando le lampade completeranno la loro vita, dovranno essere smaltite e, in cambio, acquistare moduli nuovi e più avanzati.

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