Принцип работы энергосберегающих ламп. Как устроена современная энергосберегающая лампа

Facebook

По принципу работы энергосберегающия лампа (ЭСЛ) аналогична светильнику с обычной люминисцентной лампой. Как и светильник сберегающая лампа состоит из пускорегулирующего устройства и люминисцентной лампы (колбы). Основное отличие ЭСЛ от обычной люминисцентной лампы в том, что ЭСЛ имеет встроенное электронное пускорегулирующее устройство.

Колба по форме может быть различной формы (U-образной, спиральной и т.п.). Стенки колбы покрыты изнутри люминофором, а на концах трубки запаяны две спирали. Раскаляясь, спирали обеспечивают эмиссию электронов на их поверхности. Под действием высокого напряжения, приложенного между спиралями, в колбе возникает тлеющий разряд в парах ртути. При этом атомы ртути излучают ультрафиолетовое излучение. Под действием УФ люминофор на стенках колбы излучает видимый свет (люминисценция). Цвет свечения лампы зависит от химического состава люминофора.

Рисунок 1 - Энергосберегающая лампа Uniel (32 Вт).

В большинстве случаев для вскрытия корпуса необходимо аккуратно подковырнуть отверткой или ножом место стыковки двух частей корпуса, при этом стараясь не повредить плату и колбу. После вскрытия следует отмотать оголенные медные провода колбы от штырьков на плате. После чего можно измерить сопротивление спиралей, которое должно быть примерно 8-10 Ом в холодном состоянии. Если одна из спиралей оборвана, следует заменить колбу. Если другой колбы нет, то можно закоротить между собой штырьки на плате, к которым присоединялась данная спираль. Если нарушена герметичность колбы, то ремонту она не подлежит. Если спирали целы, то причина неисправности скорее всего в плате пускорегулирующего устройства. Плату можно взять от другой лампы, а можно попытаться отремонтировать.

Схема 32-Ваттной лампы Uniel ESL-S12-32 срисована с платы и представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема энергосберегающей лампы Uniel

Схема работает по принципу автогенератора. Положительная обратная связь организована трансформатором (на плате он не обозначен) на ферритовом кольце с тремя "цветными" обмотками. Генератор работает на резонансной частоте контура, образованного конденсаторами С4, C5, и индуктивностями резонансного дросселя и трансформатора обратной связи. Ток в этом контуре поддерживает накал спиралей, а напряжение, снимаемое с конденсатора C5 поддерживает тлеющий разряд в лампе.
По такому принципу работает большинство ЭСЛ и схемы их плат похожи между собой. В зависимости от мощности лампы, варьируются номиналы элементов и размеры плат. В лампах меньшей мощности могут отсутствовать некоторые защитные цепочки. На рисунке 3 изображена плата электронного пускорегулирующего устройства ЭСЛ.

Рисунок 3 - Плата энергосберегающей лампы Uniel

На практике наиболее частыми неисправностями являются пробои транзисторов К1/К2. При этом перегорает предохранитель, обрываются резисторы R5/R6, и иногда обрываются резисторы в цепях баз R3/R4. Часто встречаются вздутые электролиты C2, при этом лампа может работать, но с мерцанием и светиться немного тусклее. Если при запуске слышен писк или звон и лампа не горит, дело может быть в обрыве одной из управляющих обмоток трансформатора ОС, либо одного из резисторов в базах. При пробоях ключей возможно, что будет пробит динистор DB3, генерации при этом не будет.

Ремонт платы обычно заключается в следующем:

при пробое одного или двух транзисторов, заменить оба на аналогичные;
при обрывах резисторов R5/R6, заменить на аналогичные, либо заменить перемычками;
в случае обрывов резисторов R3/R4 в базах, заменить на резисторы тех же номиналов;
предохранитель заменить на аналогичный;
если вздут электролит C2, заменить на аналогичный, рассчитанный на напряжение 400В;
если пробит динистор DB3, следует заменить его на соответствующий.

Не смотря на то, что рассмотрена одна лампа, методика ремонта применима к большинству энергосберегающих ламп (если, конечно, они не светодиодные), так как принцип работы у них одинаковый.
На момент написания статьи, все лампы (около 8 шт.) рассмотренного типа после ремонта работают более года без замечаний.

В условиях постоянно растущей цены на электричество мы стремимся экономить и одновременно с этим пользоваться нормальным освещением, не режущим глаз, достаточно ярким и не вызывающим раздражения. Именно поэтому энергоэффективные устройства самое оптимальное решение для тех, кто хочет экономно использовать качественный свет. Из данного материала вы узнаете какие лампысамые энергосберегающие, какие разновидности на данный момент существуют, чем лучше тот или иной вид и действительно ли их стоимость полностью окупается.

Энергосберегающие лампы: какие лучше

Чтобы понять,какие лампысамые энергосберегающие,сравним их с уже привычными нам всем, обычными лампочками накаливания или, как их еще называли - «лампочками Ильича». Приобретая один такой прибор, вы уже буквально через месяц поймёте насколько это выгодно, приятно для глаз и экономней. По сравнению с обычной лампой накаливания они:

Потребляют меньше энергии, но дают ту же светоотдачу. То есть, КПД у данного устройства намного выше. В отличие от лампочки накаливания, выдающей КПД не более 18–20 %,такое изделие достигает предельной производительности не менее чем в 70–80 %. Говоря более простым языком, из каждых ста ватт обычная лампа,работая во всю мощь и нагревая спираль, выдаёт всего восемнадцать-двадцать процентов света.
Служат дольше и имеют больший гарантийный срок. В любом магазине,где продаютсяэнергосберегающие лампочки, вам предоставят гарантию на определенный срок службы. У некоторых разновидностей он может составлять около двадцати лет. Учитывая то, насколько часто сгорают обычные лампы, это очень выгодно, ведь сгоревший энергосберегающий прибор вы можете всегда поменять по гарантии.
Довольно безопасны. У всех энергосберегающих ламп (кроме галогенного типа) нет прямого соединения контактов, тогда как у лампочки Ильича все контакты соединяются спиралью. Поэтому в таком случае короткое замыкание практически невозможно.
Не несут такой нагрузки на общую квартирную сеть как обычные. Это тоже один из показателей безопасности, благодаря не перегруженности сети остальные бытовые приборыне пострадают.

Чтобы понять какие изделия лучше, стоит рассмотреть стандартную таблицу сравнения энергосберегающих ламп. В ней лампочки сравниваются по показателям нагрева, мощности, антивандальности, светового потока, сроку службы и экономической выгоде. Сравнение энергосберегающих ламп с обычными говорит однозначно в пользу первых. И если при покупке вы переплачиваете, то при использовании однозначно экономите.

Если рассматривать все данные устройства касательно влияния их на зрение человека, энергосберегающие лампы, накаливания, дневного света, то все они с определенной периодичностью мерцают во время своей работы. Это связано с тем, каким образом через них проходит электронный импульс. Невооруженным глазом это не заметно, но при детальном изучении ученые обнаружили что:

Холодный спектр влияет на зрение сильнее, чем обычный и из-за этого разрушается сетчатка.
Яркость и более частое мерцание в лампах дневного цвета влияют на мозг и стабильность нервных узлов. Люди, работающие в офисе с таким освещением, в 30 раз чаще обращаются за помощью к психоаналитикам.
Оптимальной яркостью по последним данным офтальмологов считается показатель 2700–3100 К. Это хорошо, как для гостиной, так и для детской комнаты. Поэтому, выбирая лампочку, учитывайте это.
Если лампа находится напротив зеркала, она влияет на зрение на порядок выше. Возле зеркальных поверхностей и стеклянных дверей лучше всего устанавливать энергосберегающие лампочки. Уделяя внимание своей внешности, приводя себя в порядок перед выходом в магазин или на прогулку ваши глаза и мозг не будут так уставать.

Сравнивая экономные лампочки между собой, стоит уделить особое внимание нагреву. LED устройство у вас практически не нагреется, люминесцентная станет тёплой, а об галогеновую можно даже обжечь пальцы. По гарантийному сроку службы они также очень отличаются между собой и если галогеновая проработает 2000 часов, то светодиодная готова предоставить свою заводскую гарантию не менее чем на 50 тысяч часов.

Если говорить подробнее что же это такое и какими они бывают, то давайте перейдем к следующему пункту нашего материала.

Какие бывают энергосберегающие лампы?

По определению энергоэффективная лампа - это специальное устройство для равномерного светораспределения, работающее от электросети. В сравнении со своими аналогами, такое изделие имеет повышенный уровень отдачи света и существенно сберегает электричество.

Такие экономные приборы бывают линейными (ЛЛ) и компактными (КЛЛ). Все они содержат ртуть и светодиодные вещества. Общей чертой линейных и компактных люминесцентных ламп может считаться ощутимая экономия потребления электрической энергии. И при этом, они наполняют пространство гораздо большим светом, нежели привычные лампы накаливания. Последние постепенно выходят из обихода, поскольку многие страны мира в последнее время задают курс на эксплуатацию энергоэффективных устройств из-за их общей безопасности и экономичности.

Какие лампы относятся к энергосберегающим?

К энергосберегающимлюминсцентным относятся компактные и линейные лампы, отличающиеся друг от друга по техническим показателям и функциям. Рассмотрим их подробнее, чтоб понять какие энергосберегающие лампы лучше для дома:

КЛЛ (компактные люминисцентные лампы) характеризуется дугообразной формой, что позволяет располагать её в маленьких светильниках. Они почти всегда используются в домашних условиях, являясь оптимальной заменой обычных ламп накаливания. Нередко они входят в комплектацию нестандартных осветительных приборов. В составе такой лампочки находятся инертные газы (известные многим аргон и неон), а также ртутные пары. Внешний корпус отделан люминофором. Благодаря сталкиванию электронов со ртутными компонентами, выделяется незаметное внешне УФ-излучение, превращающееся в рассеянный свет (этому способствует люминофорное покрытие). Компактные лампы состоят из трёх деталей: цоколя для подсоединения к электросети, регулирующего устройства электронного типа для зажигания и поддержания горения лампочки. Он выполняет переход с электросети 220 Вт до того, которое требуется для стабильной работы лампы без мигания. Третьим компонентом прибора являются колбы, представляющие собой внешнюю оболочку лампы. По причине различия указанных элементов, обусловливается и разновидность КЛЛ: к примеру, по цвету излучения, особенностями цоколя (бывают категории 2D, часто устанавливаемых в душевых кабинах, E27 - для обычного патрона, Е14 - для уменьшенного патрона, Е40 - для большого патрона).
Линейные люминесцентные лампы (ЛЛЛ) бывают кольцевыми, прямыми, или специфической U-вариации. Прямолинейные устройства имеют форму длинных стеклянных труб, на концах которой располагаются ножки из стекла, где, в свою очередь, закреплены электроды. На внутренней поверхности лампы находится покрытие люминофора, а сама полость трубки заполнена инертными газами и ртутью. Безопасность людей от губящего испарения ртути гарантирует герметичное запаивание лампы. Линейные лампы различаются по показателям диаметра и длины трубки, ширине цокольного элемента. Как правило, чем больше габариты ЛЛ, тем больший получается расход электричества. Зачастую такие ЛЛ применяются на производственных заводах и предприятиях, в офисах и местах общественного значения.Самую большую популярность среди потребителей получили компактные люминесцентные лампы, а линейная их альтернатива неспешно уходит с производства.

Подтвержденные плюсы энергоэффективных ламп

Подводя итоги всему вышесказанному, хочется сделать акценты на том, что применение энергосберегающих световых устройств в быту или на производстве имеет немало достоинств, среди которых особенно заметны следующие:

По данным изготовителей световых устройств, использование энергосберегающих ламп позволяет уменьшить до 80% затрат на электричество. Световой поток данных приборов гораздо выше, чем у привычных ламп накаливания.
Энергоэффективные лампы обладают длительным сроком служения. Это более чем в 10 раз дольше, чем работают обыкновенные лампочки. Столь длительное время работы также является большим плюсом для размещения экономных ламп в тех местах, где частые смены лампочек весьма затруднительны (на высоких потолках, между лестничными пролетами и прочих).
Вырабатывают меньше тепла, в сравнении с обыкновенными лампами. Благодаря этому, целесообразно ставить небольшие КЛЛ с большим показателем мощности, особенно в сложных конструкциях: бра, люстрах и закрученных формах светильников. Экономные лампы не расплавят провода и пластиковые элементы патрона, что иногда случается при использовании обыкновенных ламп.
Свет энергосберегающих ламп намного полезнее для зрения, поскольку распределяется равномерно. Равномерное сияние получается благодаря конструкции лампы: площадь их корпуса больше, чем у спирали обычных лампочек.
Возможен выбор разной цветовой температуры. Лампы 2700К дают белый цвет, 6400К - холодную белизну, 4200К - дневной свет. Указанные данные измеряются по шкале Кельвина.

Выбирая энергосберегающую лампочку, необходимо не только посмотреть на все показатели и цену, но и уделить внимание фирме изготовителю, тому как надежно сделан цоколь и какого качества стекло в изделии. Только если вас устраивает вся совокупность факторов, изделие стоит покупать. В обратном случае, вам вполне возможно будет некомфортно при подобном освещении, лампа может быстро выйти из строя, стать причиной короткого замыкания во всей квартире или оказаться не настолько экономичной, как вам бы хотелось.

Больше о выборе энергосберегающих ламп, смотрите в видео:

В этой статье: история создания компактной люминесцентной лампы; ее устройство и принцип работы; спектр энергосберегающей лампы зависит от состава люминофора; плюсы и минусы энергосберегающих люминесцентных ламп; как выбрать энергосберегающую лампу.

Запрет на продажу и производство в России привычных нам ламп накаливания породил ряд устойчивых слухов вокруг энергосберегающих ламп. Для рядового потребителя, какими мы с вами и являемся, главной задачей осветительных приборов было и остается само качество освещения . И, разумеется, не хочется нести лишние расходы на приобретение этих «новомодных» ламп, ведь стоят они гораздо дороже «лампочек Ильича». Рассмотрим характеристики энергосберегающих ламп в этой статье.

История создания

Официально первая люминесцентная или, как ее еще называют, флуоресцентная лампа была создана в начале прошлого века инженером-изобретателем из США Питером Купером Хьюиттом, получившим на нее патент 17 сентября 1901 года. Хотя некоторые исследователи оспаривают его первенство в изобретении, называя «отцом» люминесцентной лампы малоизвестного немецкого физика Мартина Аронса, экспериментировавшего с ртутными лампами в конце XIX века.

Изобретенная и запатентованная Хьюиттом люминесцентная лампа содержала ртуть, пары которой нагревались проведенным через нее электротоком. Лампа Хьюитта была шарообразной формы и слегка изогнута, она давала больше света, чем лампы Лодыгина-Эдисона, но свет этот был голубовато-зеленым, неприятным для глаза. По этой причине первые ртутные лампы использовали только фотографы и они не получили широкого распространения.

Питер Купер Хьюитт. 1861-1921

Люминесцентная лампа в ее практически современном виде была создана группой немецких изобретателей во главе с Эдмундом Гермером, запатентовавшими свое изобретение 10 декабря 1926 года. Именно Гермеру пришла идея нанести флуоресцирующее покрытие на стеклянную поверхность лампы изнутри, которое преобразовывало ультрафиолетовое свечение ртутной лампы в белый свет, не режущий глаз. Альберт Халл, инженер компании «General Electric», разработал люминесцентную лампу с аналогичным покрытием к началу 1927 года, но компания была вынуждена приобрести патент Эдмунда Гермера, как оформившего его раньше.

С момента приобретения патента Гермера инженеры «General Electric» активно принялись за совершенствование люминесцентных ламп, стараясь довести их до серийного производства. Для сокращения размеров колбы были созданы лампы круглой и U-образной формы, продемонстрированные на стенде «GE» на всемирной нью-йоркской выставке 1939 года, лампы с компактной спиралевидной колбой разработаны инженером «General Electric» Эдвардом Хаммером в 1976 году. Впрочем, спиралевидные люминесцентные лампы в 80-х так и не были запущены в производство, поскольку руководители компании сочли расходы на строительство новых заводов чрезмерными. В 1995-м медлительностью «General Electric» воспользовались китайские производители, наладив выпуск энергосберегающих ламп со спиралевидными колбами.

Эдвард Хаммер со своим изобретением — лампой с компактной спиралевидной колбой

Ввинчивающаяся лампа с магнитным балластом (SL) была создана компанией «Philips» в 1980 году — она стала первой люминесцентной лампой такого рода, способной конкурировать с лампами накаливания. Энергосберегающую лампу с электронным балластом (CFL) в 1985 году впервые продемонстрировал немецкий концерн «Osram».

Основные конструкционные элементы люминесцентной лампы — колба, электронный балласт и цоколь. Цоколь с резьбой для вкручивания в патрон лампы и с контактами для ее питания практически не отличается от цоколя обычной лампы накаливания.

Изогнутая колба люминесцентной лампы покрыта слоями люминофора, наполнена инертным газом и, в небольшом количестве, парами ртути — их ионизация и вызывает свечение лампы при подключении питания. Содержание ртути в люминесцентных лампах составляет от 1-го до 70 мг. Внутри колбы расположены вольфрамовые электроды, покрытые смесью окислов бария, кальция, цинка и стронция. Люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянной колбы в компактных люминесцентных лампах, содержит щелочноземельные металлы, и поэтому на 40% дороже люминофоров, применяемых в продолговатых люминесцентных лампах для потолочных светильников. Щелочноземельные металлы в составе люминофора компактных ламп обеспечивают работу при высокой интенсивности облучения, благодаря им стало возможным уменьшение диаметра ламповой колбы. Причудливо изогнутая форма колбы в люминесцентных лампах позволяет уменьшить ее длину за счет разделения на несколько коротких, сообщающихся друг с другом секций.

Сами по себе лампы, покрытые люминофором и содержащие пары ртути, при подключении питания работать не будут — требуется пускатель-балласт, встроенный в лампу между цоколем и колбой. Потребляя высокочастотный ток порядка 50 кГц, электронный балласт (CFL) устраняет эффект мерцания энергосберегающих ламп, одновременно повышая выработку света. Высокочастотный ток электронный балласт повышает для себя сам — содержит в своей схеме инвертор. Также в задачи балласта входят подогрев электродов и поддержание мощности люминесцентной лампы на номинальном уровне, вне зависимости от перепадов напряжения в сети. От того, насколько качественно выполнен электронный балласт, зависит срок службы энергосберегающей лампы.

Как работает люминесцентная лампа? Подача питания вызывает разряд между электродами, ток проходит через смесь инертного газа и паров ртути, быстрые электроны наталкиваются на медлительные атомы ртути — лампа зажигается. Однако 98% светового излучения, производимого энергосберегающей лампой — ультрафиолет, невидимый для человеческого зрения. А видимый свет, идущий от нее, обеспечивают слои люминофора, светящиеся под воздействием ультрафиолетового облучения. Цветность освещения, вырабатываемого люминесцентными лампами, зависит от химического состава люминофора, нанесенного на стеклянную колбу с внутренней стороны.

Зависимость видимого спектра люминесцентной лампы от люминофора

Свет, генерируемый дешевыми энергосберегающими лампами, чаще всего неприятен для зрения — в его спектре преобладают синий и желтый цвета, в результате цвет предметов в освещаемом помещении неестественен. Причины кроятся в типе люминофора, содержащем недорогой галофосфат кальция. Такие лампы, обладая высокой светоотдачей, предназначены для освещения нежилых помещений (складов и т.п.) — внешне вырабатывают белый свет, но его отражение от предметов выявляет неполный спектр (отсутствие красного и зеленого цветов).

Энергосберегающие лампы для домашнего освещения имеют более высокую цену, т.к. люминофор в них создает 3-5 цветных полос (к примеру красную, зеленую и голубую) из видимого для человеческого глаза спектра и имитирует эффект естественного света, но уменьшает при этом светоотдачу.

Сразу стоит оговориться, что приведенные ниже положительные характеристики зависят от производителя данной лампы — его желание сэкономить на сырье и комплектующих серьезно снижает качество и срок работы люминесцентных ламп.

Плюсы энергосберегающих ламп:

значительно меньшее, по сравнению с лампами накаливания, потребление электроэнергии при большей светоотдаче. Если лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет светоотдачу 100-150 люмен, то светоотдача люминесцентной лампы мощностью 20 Вт составит 1 100-2 000 люмен — разница очевидна. Низкое потребление электропитания энергосберегающих ламп, помимо прочего, существенно понижает нагрузку на электропроводку;
значительный срок службы, в 8-10 раз превышающий срок службы ламп накаливания. При работе в среднем 2,5-3 часа в сутки люминесцентная лампа будет освещать помещение 8 000-11 000 часов и прослужит несколько лет (зависит от модели и производителя), примерно в 6-8 раз дольше, чем обычная «лампа Ильича»;
в течение всего срока работы интенсивность освещения компактными люминесцентными лампами не изменяется;
наибольшая температура работающей энергосберегающей лампы не превысит 60 оС. 95% энергии в лампах накаливания идет на нагрев, т.е. при мощности в 100 Вт лампа накаливания нагреется до 95 оС;
производятся лампы нескольких световых оттенков освещенности, основные — теплый дневной свет (аналогичен цвету освещения от ламп накаливания), дневной свет и холодный дневной свет;
в производимом световом потоке полностью отсутствует мерцание (стробоскопический эффект), стабильность освещения обеспечивается электронным балластом лампы;
заводская гарантия от производителя на каждую энергосберегающую лампу. На «лампы Ильича» гарантий никогда не было.

Минусы энергосберегающих ламп:

высокая цена. Если лампы накаливания стоят 10-25 руб., то люминесцентные лампы обойдутся в 80-400 руб. Китайские и отечественные энергосберегающие лампы стоят дешевле, европейские — дороже;
выступ на цоколе, где находится балласт лампы, иногда мешает ее установить. Не смотрится лампа с электронным балластом и при установке ее в люстру, т.к. слишком заметен цоколь;
на разогрев до полной яркости светоизлучения этим лампам требуется от 30 секунд до двух минут;
срок исправной работы компактных люминесцентных ламп зависит от частоты включения и выключения питания — чем чаще это происходит, тем быстрее лампа выйдет из строя. Межу отключением и повторным включением необходимо выдерживать паузу не менее 5 минут;
такие лампы нельзя использовать людям, имеющим кожные болезни и заболевание эпилепсией, т.к. интенсивность освещения энергосберегающих ламп выше обычных и может привести к негативным последствиям;
нельзя разбивать стеклянную колбу лампы, т.к. пары ртути попадут в помещения и их придется в любое время года проветривать в течение несколько часов, причем жильцам на весь срок проветривания потребуется покинуть помещения дома (квартиры) — это важно. Если же разбито несколько ламп сразу — потребуется вызывать специалистов МЧС для проведения демеркуризации. Не разбивайте люминесцентные лампы;
совершенно не ясно, как утилизировать вышедшие из строя люминесцентные лампы — выбрасывать в утиль их запрещается, а каких-то специализированных пунктов приема в большинстве населенных пунктов не имеется.

Как выбрать энергосберегающую лампу

Прежде всего, убедитесь в целостности предлагаемой продавцом лампы, надежном соединении колбы с цоколем — непрочным соединением обычно грешат лампы небольших китайских производителей, собираемые вручную.

Мощность новой лампы определяется по мощности ранее используемых в данном помещении ламп накаливания с уменьшением в 4-5 раз. Т.е. если использовались «лампы Ильича» в 100 Вт — понадобится люминесцентная лампа в 20-25 Вт (лучше брать с небольшим запасом мощности).

Интенсивность освещения данной лампы определяется в температуре по шкале Кельвина, указанной на ее упаковке: от 2 700 до 4 000 оК — теплый свет (аналог света от ламп накаливания), такие лампы подходят для освещения спальни и кухни; от 4 000 до 5 000 оК — теплый белый свет, подходит для гостиных и залов; от 6 000 до 6 500 оК — холодный белый свет, применяется для помещений кабинетов и в офисах. Лампы последнего типа для освещения домов приобретать не стоит — свет слишком насыщен, трудно переносится.

Размер лампы. Цоколь люминесцентных ламп, как отмечалось выше, имеет большую длину, чем цоколь ламп накаливания — для домашнего освещения оптимальным будет цоколь стандарта E27 (длина — 105 мм, диаметр — 60 мм), размеры которого схожи с патронами под «лампы Ильича».

Гарантийный и эксплуатационный срок службы. Они указывается производителями на упаковке: оптимальный эксплуатационный срок в диапазоне 6 000-12 000 часов; гарантийный — от года и выше. Учтите, что далеко не для всех марок люминесцентных ламп заявленные сроки будут действительными — китайские производители могут указать высокие сроки, но фактически лампы выйдут из строя гораздо раньше.

Производители и марки. На российском рынке представлены энергосберегающие лампы европейских марок — немецких «Osram» и «Wolta», нидерландской «Philips», датской «Comtech», польской «Ikea», американской «General Electric»; российских — «Ecola», «Космос», «Аладин», «Лисма», «Uniel»; китайских — «Camelion», «Navigator» и др. Разумеется, продукция крупнейших европейских производителей отличается высоким качеством и эксплуатационными характеристиками, но стоит отметить, что компактные люминесцентные лампы отечественного производства также имеют неплохое качество при меньшей стоимости.

В заключении

Как видно из этой статьи, люминесцентные лампы действительно экономят электроэнергию и исправно служат при условии, если соблюдаются требования к их эксплуатации. Высокая стоимость и некоторое содержание паров ртути, конечно, остаются проблемой для потребителей, но производители пытаются решить их — к примеру, в современных моделях энергосберегающих ламп ртуть связана амальгамой кальция и не испарится, как утверждают производители, при повреждении лампы.

Другим способом сэкономить электроэнергию и гарантированно исключить проникновение паров ртути в жилые помещения будет использование светодиодных ламп, но эта тема для отдельной статьи.

Абдюжанов Рустам, рмнт.ру

Говоря на тему осветительных приборов для бытового использования, нельзя не отметить то, что на сегодняшний день самыми востребованными остаются компактные люминесцентные лампы, или, как их еще называют, энергосберегающие. В свое время подобные приборы произвели практически прорыв в своей области, что и понятно. Ведь по сравнению с их предшественниками – обычными люминесцентными лампами – они не требуют никакого дополнительного оборудования.

Для того чтобы заменить в квартире лампы накаливания (ЛН) на КЛЛ (компактная люминесцентная лампа), не потребуется никаких усилий, нужно всего лишь вывернуть ЛН и вкрутить на ее место энергосберегающую.

Конечно, стоимость компактных люминесцентных ламп несколько выше, но и экономия на электроэнергии получится значительной. Ведь мощность КЛЛ в 5 раз ниже, чем у ламп накаливания без какой-либо потери силы светового потока.

Но как устроена энергосберегающая лампа? В этом вопросе сейчас и попробуем разобраться.

Из чего состоит КЛЛ?

Современные энергосберегающие лампы состоят из трех основных частей:

колба – стеклянная трубка;
корпус, в котором находится электронный пускорегулирующий аппарат;
цоколь.

Но основные детали энергосберегающей лампы – это лишь то, что видно снаружи.

Внутри колбы, запаянной с обеих сторон, находятся электроды, на которые непосредственно и подается электроэнергия. Сама колба изнутри покрыта специальным веществом, называемым люминофор. Полость внутри стеклянной трубки заполнена инертным газом, смешанным с парами ртути.

Что касается электронного пускорегулирующего аппарата, тут все гораздо мудренее. ЭПРА представляет собой сложное устройство, выполняющее, по сути, ту же роль, что в старых люминесцентных лампах выполняли дроссель и стартер, т. е. управляет розжигом и поддержанием свечения в колбе.

Цоколи энергосберегающей лампы могут быть различными. Самый распространенный, конечно же, Е27. Он идентичен цоколю обычной лампы накаливания. Вообще, маркировка «Е» обозначает, что он резьбовой, а следующая за ним цифра – это его диаметр в миллиметрах. Также у компактных энергосберегающих ламп могут быть цоколи Е14 (14 мм) и Е40 (40 мм).

Еще одна маркировка – G – обозначает, что цоколь двухштырьковый, а цифра, которая следует за буквенным обозначением, означает размер между штырями.

Принцип работы энергосберегающей лампы

Как наверняка уже стало понятно, устройство и принцип действия КЛЛ и обычной люминесцентной лампы практически идентичны. Исключение лишь в том, что у энергосберегающего осветительного прибора пускорегулирующий аппарат уже встроен и называется балластом или ЭПРА.

Если говорить о конкретике, то принцип действия КЛЛ таков: электрический ток, поступая на электроды, создает пробой, в результате чего воспламеняется смесь паров ртути и инертного газа (аргон или ксенон). В результате возникает ультрафиолетовое свечение, которое человек увидеть не может. При помощи люминофора это свечение трансформируется в видимый свет. Вредное ультрафиолетовое излучение блокируется тем же люминофором и не наносит ущерба человеку.

Действительно, суть работы ЛДС и КЛЛ одинаковы. Что же касается электронного балласта, то разница видна даже несведущему в электротехнике человеку.

Работающей компактной люминесцентной лампы совершенно не слышно, исчезло гудение, издаваемое дросселем старых люминесцентных светильников. Да и зажигается она намного быстрее, имея задержку на каких-то полсекунды.

Ну, если то, из чего состоит и как работает энергосберегающая лампа более или менее понятно, то ее достоинства и недостатки следует рассмотреть подробнее.

Преимущества и недостатки

Конечно, не имей компактная люминесцентная лампа преимуществ, никто не стал бы переходить на подобное освещение, но все же попробуем в них разобраться. Из плюсов, конечно же, первое, что замечают – это ее компактность и малое энергопотребление не только в сравнении с «лампочкой Ильича», но и даже с обычной люминесцентной трубкой. Также отмечается тихая работа и быстрый запуск, о которых уже говорилось. И самое главное – это, конечно же, долгий срок службы. Вот, пожалуй, и все.

Из минусов – оставшиеся от предшественника «болячки». Энергосберегающая лампа плохо запускается и теряет в световом потоке на холоде, а после минус 30 вообще перестает работать.

Наличие ртути в трубке тоже радовать не может, а утилизация – процесс недешевый.

И вот что важно. Подобные осветительные приборы очень плохо переносят кратковременный цикл «включение-выключение». Дело в том, что после подачи питания на энергосберегающую лампу необходимо, чтобы она горела как минимум 3–4 минуты. Так же дело обстоит и с выключением. В противном случае резко сокращается ее срок службы и в итоге никакой экономии не получится, т. к. КЛЛ может выйти из строя, не отработав и половины заявленного производителем времени.

Ну а в основном, конечно, такая лампа вполне имеет право на существование, ведь главную задачу она выполняет – экономия электроэнергии налицо. К тому же она удобна в эксплуатации, не требует никакого дополнительного оборудования при установке, а значит, подобные осветительные приборы еще долго будут светить в домах и квартирах.

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:

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.