Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы, срок службы и правила безопасности

Сегодня в уличных светильниках и на промышленных предприятиях часто используют лампы ДРВ или ДРЛ. Оба относятся к газоразрядным лампам, то есть светят при прохождении разряда через газ. Оба светильника имеют плюсы и минусы, а также различаются между собой. Чем отличаются лампы ДРЛ от ДРВ?Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Достоинства и недостатки

Ртутные газоразрядные лампы — это электрический источник света, один из разновидностей газоразрядных моделей. Их работа основывается на прохождении электрического разряда через газообразную среду.

ДРЛ и ДРВ лампы — это газоразрядные лампы

Важно! Для обозначения источников света подобного типа применяется термин «разрядная лампа» или РЛ.

Ртутные лампы делятся на:

  1. ДРВ (расшифровка — дуговые ртутно-вольфрамовые);
  2. ДРЛ (или дуговые ртутные люминофорные).

К достоинствам ламп прямого включения ДРВ относятся:

  • Удобство подключения, использования и замены: они могут работать от сети переменного тока в 220 В и не нуждаются в пускорегулирующей аппаратуре;
  • При разогревании увеличивается сопротивление и стабилизирует напряжение сети — даже при низком напряжении свет будет стабильным;
  • Они могут работать от разных источников питания;

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Светильники дают качественный свет

  • Источниками света являются и вольфрамовая нить, и люминесцентное излучение, то есть смешиваются холодный и теплый белые цвета. Это позволяет получить более ровный свет;
  • Невысокая цена.

Недостатками являются:

  • Невысокая световая отдача. Например, эффективность ламп Philips не превышает 30 лм/Вт, хотя лампочки других видов этой же фирмы имеют отдачу до 50 лм/Вт;
  • Небольшой выбор моделей: в магазинах встречается всего 5 моделей разной мощности;
  • Короткий срок службы — не более 3-4000 часов, а чаще и меньше. Замена же довольно дорогая, это увеличивает конечную стоимость светильников.

Технические характеристики ламп ДРВ и ДРЛ

На рынке представлены модели различной мощности: 160 Вт, 250, 500, изредка можно найти 700 и 1000 Вт.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Продаются лампочки разных мощностей

Ниже представлены техническое описание на лампы ДРВ 250 (их используют для искусственного освещения теплиц):

  • Длина лампы составляет 22,5 см, диаметр — 9,1 см;
  • Срок эксплуатации — 3000 часов (в среднем);
  • Световой поток — 4700 лм;
  • Уровень световой отдачи — 18,8 лм/Вт;
  • Напряжение равняется 220 Вт;
  • Номинальный уровень мощности — 250 Вт;
  • Вставлен цоколь типа Е40.

Другие модели будут иметь иные характеристики.

Принцип работы

Принцип работы газоразрядных светильников немного сложнее, чем у лампочек накаливания.

  1. При подаче тока напряжение передается на токоведущие части цоколя;
  2. Затем по цепи энергия проходит на электроды, расположенные в горелке, между ними появляется тлеющий разряд. Начинают накапливаться ионы и свободные электроны на поверхности;
  3. По мере накопления ионов и электронов начинает нагреваться внутреннее пространство горелки, ртуть испаряется. Разряд происходит из тлеющего состояния в дуговое, которое создает излучение голубого или фиолетового цвета;
  4. Это свечение провоцирует свечение люминофора, который создает красноватый свет. При смешивании всех цветов получается белый.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Рассмотреть лампу внутри можно, только разбив стеклянную колбу

Чем больше паров ртути испаряется, тем сильнее увеличивается яркость разряда. В среднем на разгорание ДРЛ требуется 4-5 минут, ДРВ же загораются практически сразу.

Дрв и длр лампа — что лучше выбрать

ДЛР расшифровывается как «Дуговая ртутная люминесцентная лампа». Активным светящим элементом в ней является электрическая дуга, возникающая между 2 электродами и работающая в парах ртути.

Лампа ДРВ — это ртутная вольфрамовая лампочка, которая работает без дросселя. Выглядит как комбинация горелки ДРЛ и вольфрамовой нити накаливания, последняя выполняет функцию индукционного пускорегулирующего аппарата.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Справа — лампа ДРЛ, слева — ДРВ, мощность обеих одинаковая

Несмотря на схожесть ДРЛ и ДРВ, разница между ними все же имеется:

  • Для розжига ДРЛ требуется пускорегулирующий аппарат, для ДРВ он не нужен (это бездроссельная лампочка);
  • Световой поток у ДРВ ниже на 40-50%, чем у ДРЛ, но он включается сразу, а не разогревается несколько минут;
  • Срок службы ДРЛ больше, чем у ДРВ, поскольку вольфрамовая нить разрушается довольно быстро;
  • Многие пользователи отмечают также, что лампочки ДРВ более энергозатратны.

Конструкция

Конструкция светильника ДРВ схожа с конструкцией ртутных горелок. Светильники ДРВ и ДРЛ состоят из следующих частей:

  1. Цоколь стандартной конструкции. Имеет 2 точки для приема электроэнергии — в центре и сбоку. Сам цоколь вкручивается в патрон и легко меняется при перегорании;
  2. Кварцевая горелка в виде трубки. Это основной элемент светильники. По обе стороны располагаются 2 электрона — основной и вспомогательный, сама колба заполнена аргоном и парами ртути;
  3. Стеклянная колба. Она «надевается» сверху и заполняется азотом, изнутри окрашена люминофором белого цвета, из-за чего лампочка непрозрачная.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

По схеме легко понять принцип работы

Сфера применения

Лампочки ДРВ применяют для освещения больших пространств: улиц, открытых пространств (например, стоянок), промышленных объектов (открытых и закрытых).

ДРЛ применяются для освещения:

  1. Улиц и дорог;
  2. Скверов, дворов, площадей;
  3. Складов, цехов и других больших промышленных помещений;
  4. Автомобильных стоянок и заправочных станций.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Светильники регулярно используют для освещения больших пространств

ДРВ используют в следующих местах:

  1. Бульварах, скверах, парках и других городских кварталах;
  2. На объектах строительства;
  3. Складах и промышленных объектах;
  4. ДРВ 25 используют в теплицах, поскольку они дают более красный цвет.

Правила безопасности

При использовании лампы необходимо соблюдать некоторые правила безопасности:

  • Перед установкой лампочки нужно аккуратно распаковать ее и убедиться в отсутствии механических повреждений;
  • Вкручивать или эксплуатировать неисправную лампу запрещается, также нельзя использовать открытый светильник в открытом месте, где он не защищен от ветра или осадков;

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Лампочка должна быть целой

  • После монтажа необходимо провести испытание, включив лампу на 10-15 минут. После этого ее можно использовать. Важно помнить, что ДРВ лампы разгораются несколько минут;

Важно! Если напряжение сети выше 220 В, светильники быстрее выйдут из строя, срок их службы закончится раньше.

  • Любой монтаж лампы необходимо проводить только при выключенном электричестве;
  • При загрязнении лампочку нужно протереть сухой мягкой тряпкой. Использовать растворители или агрессивные чистящие средства нельзя;
  • Лампа может располагаться в любом положении — как горизонтально, так и вертикально;
  • Хранить лампочки нужно в упаковке, не ронять и не разбивать, их нельзя давать детям в руки или позволять играть;
  • Утилизировать светильники необходимо, сдав их в пункт приема ртутных лампочек.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Из-за Ртутных паров утилизация должна проводиться в специальных пунктах

Если лампочка все же разбилась, необходимо:

  1. Проветрить помещение не менее 30 минут, предварительно выйдя из него;
  2. Надеть одноразовые перчатки и смести все крупные части в пакет при помощи бумаги или картона;
  3. При помощи мокрой губки или скотча собрать мелкие кусочки. Ртуть необходимо собирать, двигаясь от краев к центру;
  4. В самом конце провести уборку с использованием хлора.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Необходимо очистить место разлива ртути хлором

Лампочки ДРВ и ДРЛ часто применяются для освещения улиц, складов, цехов и строек. Они просты в монтаже и использовании, легко устанавливаются и меняются, дают хороший по качеству свет. Однако обе лампы относятся к 1 классу опасности из-за содержания ртути и должны использоваться осторожно.

Источник: https://rusenergetics.ru/lampochki/drv

Газоразрядные лампы — виды, устройство, принцип работы и применение

Встретить газоразрядные лампы высокого давления и низкого в разных интерпретациях можно совершенно неожиданно и сразу в нескольких сферах жизни современного человека. Они освещают улицу в виде автомобильных фар и фонарей, создают комфорт и уют, являясь частью домашнего освещения, и это далеко не все.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Конструктивные особенности изделий

Под газоразрядными лампами следует понимать альтернативный традиционным источникам света компактный прибор, главная особенность которого — излучение света в диапазоне, который человек способен охватить взглядом. Чтобы понять принцип работы устройства, нужно разобраться с его конструктивными особенностями.

Основа изделия — это стеклянная колба. В нее под определенным давлением закачивают пары металла, но чаще газ. Дополнительные элементы — электроды по краям стеклянной колбы.

Понимая особенности строения изделия, можно представить себе принцип его работы. Построен он на действии электрического разряда, который пропускает через себя стеклянная колба с электродами. Ядро колбы — главный электрод. Под ним работает токоограничительный резистор. В то время как электрический разряд проходит через колбу, она начинает излучать свет.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусыКроме перечисленных выше электродов и колбы, лампа имеет цоколь. Именно он позволяет расширить сферу использования изделия. Его можно вкручивать в осветительные приборы разного назначения.

Обратите внимание! Чаще всего такие устройства применяют в создании именно уличного освещения. Ими оснащают фонари, а также фары в автомобилях, как уже было отмечено выше.

Разновидности изделий

Выделяют разные виды газоразрядных ламп в зависимости от типа свечения, величины давления.

Если сравнивать потоки светового излучения, создаваемые изделиями, то газоразрядные лампы можно разделить на:

  • люминесцентные;
  • газосветные;
  • электродосветные.
  • Первые отличаются светом, поступающим наружу за счет слоя люминофора, которым покрыта лампа, активирующегося при газовом разряде.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

  • Газосветные светят за счет света самого газового разряда, а электродосветные освещают с помощью свечения электродов под воздействием газового разряда.
  • По величине давления изделия можно разделить на лампы высокого и низкого давления.

Первые могут дополнительно разделяться на дуговые ртутные лампы (ДРЛ), а также на дуговые ксеноновые трубчатые (ДКсТ), дуговые ртутные с йодидами (ДРИ) и дуговые натриевые трубчатые (ДНат). Главное их отличие — функционирование без пускорегулирующего устройства. Именно такие лампы чаще всего освещают улицы, дома, автомобили и стенды наружной рекламы.

Стоит обратить внимание на тот факт, что лампы высокого давления газоразрядного типа используются чаще всех остальных. Натриевые и ртутные модели просто незаменимы в создании ярких баннеров рекламы, освещающих улицы в ночное время. Жилые и офисные помещения с помощью таких ламп освещают нечасто.

Читайте также:  Плюсы и минусы жизни в Австралии: климатические особенности и нюансы трудоустройства

А вот что такое газоразрядные лампы с низким давлением? Они классифицируются на ЛЛ и КЛЛ. Эти лампочки с успехом выполняют функции ранее используемых ламп накаливания. Именно их удобнее и практичнее всего использовать для создания не только уличного, но и домашнего освещения.

Среди ламп низкого давления наиболее популярными считаются люминесцентные. Такие лампы для уличного освещения подходят как нельзя лучше. Вкручивая их в фонари, можно добиться высокой эффективности работы за счет мощного преобразования электроэнергии в световую.

Как построена работа лампочки

Рассмотрим принцип работы газоразрядных ламп подробнее, основываясь на их конструктивных особенностях.

Начнем с того, что лампа газоразрядная генерирует свет за счет создаваемого в теле стеклянной колбы электрического разряда. Газ, закачиваемый в колбу под давлением, лежит в основе освещения. Для создания уличного освещения чаще всего применяют инертные газы:

  • аргон;
  • неон;
  • ксенон и другие.

Практикуется использование и смесей газов в разных пропорциях. Часто в состав включают натрий или ртуть. На основании их включения натриевая газоразрядная лампа или ртутная и носят свои названия.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Обратите внимание! Ртутные изделия в наши дни более актуальны, чем натриевые. Они используются для создания уличного и домашнего освещения.

Оба варианта лампочек могут считаться металлогалогенными источниками света. Сразу после генерации электрического поля при подаче питания газ и свободные электроны в колбе ионизируются.

Это приводит к контакту вращающихся на верхних уровнях атомов электронов с остальными электронами атомов металла, что в свою очередь вызывает их переход к внешним орбиталям и конечному появлению энергии — свечению.

Стоит помнить о том, что свечение, получаемое таким образом, может быть самым разным, начиная от ультрафиолетового и заканчивая инфракрасным. Для экспериментов со свечением используют цветную люминесцентную краску для обработки внутренней части колбы. Цветные стенки колбы помогают ультрафиолетовому излучению приобрести видимый цветной свет.

Плюсы и минусы изделий

Рассмотрим достоинства и недостатки газоразрядных ламп с анализом их основных характеристик.

К основным преимуществам изделий можно отнести следующие моменты:

  1. Лампочки отличаются высоким уровнем светоотдачи даже при условии использования плафонов из толстого стекла.
  2. Лампы достаточно практичны, особенно, если сравнивать их с обычными лампочками накаливания. В среднем изделие прослужит от 10 тысяч часов, поэтому является особенно незаменимым в создании качественного и долговечного уличного освещения.
  3. Изделия демонстрируют повышенный уровень устойчивости, особенно ртутная газоразрядная лампа в условиях сложного климата. Их можно использовать для уличного освещения до первых заморозков в комплекте с обычными плафонами и в зимнее время при условии контакта со специальными фарами и фонарями.
  4. Стоимость изделий доступна и приемлема.
  5. Лампочки с таким устройством не нуждаются в дорогих комплектующих и могут работать без дополнительной осветительной затратной аппаратуры.
  6. Схема подключения изделий проста и понятна, поэтому с монтажом справится каждый своими руками.

Достоинства рассмотрели, теперь назовем минусы. Их немного, но о них также нужно знать:

  1. Газоразрядные лампы низкого давления и высокого давления не отличаются идеальной цветопередачей. Все дело в спектре лучей, весьма ограниченном в этих изделиях. Под светом таких лампочек достаточно непросто рассмотреть цвета предметов, поэтому в уличном и автомобильном освещении они наиболее приемлемы.
  2. Работают изделия исключительно при условии наличия переменного тока.
  3. Для активации лампочек потребуется балластный дроссель.
  4. Чтобы изделие заработало, кроме тока ему потребуется увеличенное время для разогрева.
  5. Лампочки сложно назвать полностью безопасными из-за возможного содержания в них паров ртути.
  6. Световой поток, излучаемый лампочками, имеет неприятную особенность — повышенный уровень пульсации.

Что касается установки, то она не представляет каких-либо сложностей, как уже было отмечено. Процесс аналогичен монтажу стандартных лампочек накаливания.

Область применения

За счет конструктивных особенностей и уникального принципа работы, а отчасти и благодаря доступности таких комплектующих, как конденсаторы для газоразрядных ламп, изделия сегодня более чем востребованы, причем в самых разных сферах жизнедеятельности человека.

Чаще всего свет от изделий можно увидеть:

  • на улицах городов и сел исходящим от фонарей;
  • в магазинах и производственных зданиях, торговых центрах и офисах, вокзалах и аэропортах;
  • на пешеходных дорогах и в подсветке парков, скверов, фонтанов;
  • на рекламных щитах;
  • на фасадах зданий кинотеатров, концерт-холлов в комплекте с дополнительным оборудованием, способным увеличивать эффект от свечения.

Совершенно отдельным пунктом стоит отметить использование такого рода лампы для авто в фарах. Чаще всего здесь применяются неоновые лампы с высоким уровнем интенсивности света. Некоторые современные марки ТС уже оснащены фарами, заполненными ксеноном и металлогалоидными солями.

Обратите внимание на маркировку ламп для автомобильных фар. Так, например, D1R и D1S — это первое поколение газоразрядных лам, связанных с модулем зажигания.

Лампы второго поколения имеют маркировку D2R и D2S, где R — это изделие для рефлекторной оптической схемы, S — прожекторной.

Нельзя не упомянуть и о роли лампочек такого типа в современной фотосъемке. Постановка света для создания качественной фотографии позволяет ощутить главные преимущества источника.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Импульсные газоразрядные лампы для освещения позволяют фотографировать с постоянным контролем светового потока. Они более яркие, экономичные, имеют компактные размеры. Из минусов использования изделий в этой сфере стоит отметить неспособность визуального контроля светотени, образуемой от источника света такого рода на фотографическом объекте в процессе.

Что нужно знать об индикаторных видах ламп

В качестве альтернативы малогабаритным лампам накаливания использование газоразрядных индикаторных ламп (лампы ин) выглядит более чем оправдано. Такие лампы работают за счет свечения закачанного между электродами газа, помещенного в стеклянную колбу. Какого цвета газ использовали для наполнения колбы, такого цвета получится конечное свечение.

Самые популярные линейные газоразрядные индикаторы — на основе неона. Конструкции можно встретить в елочных гирляндах, не редкость и светильник с наполнением такого рода —лампочкой газоразрядного типа миниатюрных размеров.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Газоразрядные индикаторы отличаются практичностью и экономичностью работы, особенно по сравнению с обычными лампочками. Они имеют невысокий уровень внутреннего сопротивления. Одиночные варианты чаще всего используют для подсвечивания надписей на стекле или пластике, также индикаторы подходят для подсветки символических пиктограмм.

Важно! Газоразрядные индикаторные лампы могут воспроизводить как битовую информацию, так и десятичные цифры.

В заключение отметим, что невозможно искусственно увеличить значение использования газоразрядных ламп в жизни современного человека. Изделия действительно востребованы и в некотором роде даже незаменимы. Сколько еще применений сможет им найти человек в ближайшем будущем? Время покажет.

Источник: https://220.guru/osveshhenie/istochniki-sveta/gazorazryadnye-lampy.html

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Освещение – неотъемлемый атрибут современности. Людям ХХІ века уже тяжело себе представить мир без освещения улиц, домов, офисов. Осветительные приборы присутствуют во всех сферах жизнедеятельности человека. Из всего разнообразия источников света многие люди отдают предпочтение газоразрядным лампам. В статье расскажем о принципах их работы, плюсах и минусах.

Газоразрядная лампа считается световым источником, источающим энергию, которую улавливает человеческий глаз. Основой конструкции является стеклянная колба, в нее закачивают газ или испарения металлов. Изделие оснащено электродами, расположенными по краям колбы.

Устройство лампочки

Электрический разряд активирует всю систему, проходя сквозь колбу.

Активация происходит с помощью электрода, размещенного в центре конструкции и токоограничительного резистора под ним.

Электрический разряд, проходя через колбу, способствует формированию свечения. Лампа также оснащена цоколем, он подходит для разных светильников, обеспечивает домашнее/уличное освещение.

Работоспособность лампы обеспечивает ионизация газа, находящегося внутри изделия. Конструкцию делают с инертными газами:

  1. С неоном.
  2. Криптоном.
  3. Аргоном.
  4. Ксеноном.
  5. Другими газовыми примесями.

Встречаются осветительные приборы с дополнительными газами в составе. Такие модели могут быть натриевыми или ртутными.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Разновидности лампочек

Газоразрядные лампы имеют отдельные разновидности.

По происхождению светового луча лампы бывают:

  1. Люминесцентными. Люминофор, покрывающий изделие, возбуждает газовый заряд, формирует световой луч.
  2. Газосветными. Свет активирует газовый разряд.
  3. Электродосветными. Газовый разряд активирует электроды, в результате формируется свечение.

По параметрам давления газоразрядные лампы бывают:

  1. С высоким давлением.
  2. С низким давлением.

Срок эксплуатации газоразрядного изделия – от 3 тыс. до 20 тыс. часов. Их помещают в закрытые светильники с предохранительным экраном.

Они подходят для магазина, витрин, офисов, общественных мест, декоративного наружного освещения. Из газоразрядных конструкций делают профессиональное световое оборудование, используемое в кино, театре.

Лампы с газовым разрядом устанавливают в автомобильные фары и фонари для аквалангистов.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Плюсы

Газоразрядные лампы обладают рядом достоинств. Их применяют из-за:

  • Значительной светоотдачи, даже при установке в непрозрачные плафоны.
  • Схожести с естественным спектром излучения.
  • Разнообразия световых оттенков.
  • Рассеянного света.
  • Длительного эксплуатационного срока (при хорошем электропитании, балласте, наличии ограничителя для включения/выключения).
  • Высокой устойчивости к внешним факторам (поэтому чаще всего используются в уличном освещении).
  • Экономичности (предотвращают затраты на дорогостоящие детали к осветительному оборудованию).
Читайте также:  Стоит ли становиться веб-дизайнером: плюсы и минусы профессии, чем занимается и сколько зарабатывает

Наибольший световой КПД имеют ртутные конструкции, у них долгий срок эксплуатации, они компактны, ими легко регулировать световой поток.

Отличительное строение газоразрядных лампочек расширяет область их применения. Ими освещают города/села, подсвечивают скверы, парки, наружную рекламу, рекламные щиты. Такие установки подходят для подсветки магазина, производственной территории, торговой площадки, общественного помещения. Газоразрядные осветительные приборы подходят для подсветки здания, пешеходной дорожки.

Газоразрядные лампочки широко применяются в автомобильном производстве. Для освещения транспортного средства используют конструкцию с высоким уровнем яркости (неоновую). Для заполнения фар применяется газообразная смесь с металлогаллоидными солями и ксеноном.

Газоразрядные лампы, их плюсы и минусы

Минусы

Из недостатков газоразрядных установок выделяют:

  • Недешевую цену.
  • Крупные габариты.
  • Работает на определенном напряжении.
  • Деградацию люминофора – она меняет спектр, уменьшает светоотдачу, понижает коэффициент полезного действия.
  • Риск химического заражения (люминесцентные лампы заряжены ртутью от 9 мг до 1 г).
  • Высокую восприимчивость к нестабильному напряжению.
  • Присутствие ядовитых ингредиентов, что усложняет утилизацию продукта.
  • Отсутствие возможности регулировки ламп с разным напряжением.
  • Систематическое мигание, жужжание во время работы.
  • Необходимость в дополнительном приспособлении для запуска изделия – пускорегулировочной установки.
  • Скачкообразный световой диапазон, вызывающий раздражение зрения, искажающий цветовую палитру предметов при освещении.

Ртуть, содержащаяся в газоразрядных лампах и обеспечивающая формирование свечения, является токсичным элементом. При нарушении герметичности лампы важно не подвергнуться воздействию ртутных паров.

Для этого проводят санитарную обработку и стерилизацию помещения. При неправильной утилизации ртутного изделия загрязняется окружающая среда – из-за массового скопления ламп на свалке земля и вода заражаются ртутью.

Газоразрядные лампочки чаще используются для наружного и автомобильного освещения. Они подходят для больших площадей, улучшают освещение, снижают энергопотребление на 50-80%.

Такие изделия освещают рабочие места, световую рекламу, подсвечивают фасады. Применение люминесцентных лампочек подходит для общественных мест вроде школы, офиса, больницы, банка.

Источник: https://plusiminusi.ru/gazorazryadnye-lampy-ix-plyusy-i-minusy/

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Вы хотите приобрести газоразрядные лампы, чтобы создать в помещении особую атмосферу? Или ищите лампочки для стимуляции роста растений в теплице? Оснащение экономичными источниками света не только сделает более выигрышным интерьер и поможет в растениеводстве, но и позволит экономить электроэнергию. Ведь верно?

Мы поможем вам разобраться с ассортиментом осветительных приборов газоразрядного типа. В статье рассмотрены их особенности, характеристики и сфера применения лампочек высокого и низкого давления. Подобраны иллюстрации и видеоролики, которые помогут найти оптимальный вариант энергосберегающих ламп.

Устройство и характеристики разрядных ламп

Все основные детали лампы заключены в стеклянную колбу. Здесь происходит разряд электрических частиц. Внутри могут находиться как пары натрия или ртути, так и какой-либо из инертных газов.

В качестве газового наполнения применяют такие варианты, как аргон, ксенон, неон, криптон. Более популярны изделия, наполненные парообразной ртутью.

Основные узлы газоразрядной лампы это: конденсатор (1), стабилизатор тока (2), транзисторы переключающие (3), устройство подавления помех (4), транзистор (5)

Конденсатор отвечает за работу без мигания.

Транзистор владеет положительным температурным коэффициентом, который обеспечивает мгновенный запуск ГРЛ без мерцания.

Работа внутренней конструкции начинается после того, как в газоразрядной трубке пройдет генерация электрического поля.

В процессе в газе появляются свободные электроны. Соударяясь с атомами металла, они его ионизируют. При переходе отдельных из них, появляется избыточная энергия, порождающая источники свечения — фотоны. Электрод, являющийся источником свечения, находится в центре ГРЛ. Всю систему объединяет цоколь.

Лампа может излучать разные световые оттенки, которые может видеть человек — от ультрафиолетовых до инфракрасных. Чтобы это стало возможным, внутреннюю часть колбы покрывают люминесцентным раствором.

Сферы применения ГРЛ

Газоразрядные лампы востребованы в самых разных областях. Наиболее часто их можно встретить на городских улицах, в производственных цехах, магазинах, офисах, вокзалах, больших торговых центрах. Применяют их и для подсвечивания щитов с рекламой, фасадов зданий.

ГРЛ используют и в фарах автомобилей. Наиболее часто это лампы, отличающиеся высокой светоотдачей — неоновые модели. Некоторые автомобильные фары наполняют металлогалоидными солями, ксеноном.

Первые газоразрядные осветительные приборы для транспортных средств имели обозначение D1R, D1S. Следующие — D2R и D2S, где S указывает на прожекторную оптическую схему, а R — рефлекторную. Применяют лампочки ГР и при фотосъемках.

На фото импульсные ГРЛ, применяемые при фотосъемках: ИФК120 (а), ИКС10 (б), ИФК2000 (в), ИФК500 (г), ИСШ15 (д), ИФП4000 (г)

В процессе фотографирования эти лампы позволяют держать под контролем световой поток. Они компактные, яркие и экономичные. Отрицательным моментом является неумение визуально управлять светотенями, которые образует сам источник света.

В сельскохозяйственной сфере ГРЛ используют для облучения животных, растений, для стерилизации и обеззараживания продуктов. Для этой цели лампы должны иметь длину волн соответствующего диапазона.

Концентрация мощности излучения в этом случае также имеет большое значение. По этой причине наиболее подходящими являются изделия мощные.

Виды газоразрядных ламп

Делят ГРЛ на виды по типу свечения, такому параметру, как давление, применительно к цели использования. Все они образуют конкретный световой поток. Исходя из этого признака, они подразделяются на:

  • люминесцентные приборы;
  • газосветные разновидности;
  • индукционные варианты.

В первых из них источником света являются атомы, молекулы или их комбинации, возбуждаемые разрядом в газовой среде.

Во вторых – люминофоры, газовый разряд активизирует покрывающий колбу фотолюминесцентный слой, в итоге осветительный прибор начинает источать свет. Лампы третьего вида функционируют за счет свечения электродов, раскаленные от газового разряда.

Ксеноновые лампы, предназначенные для автомобильных фар, по светоотдаче и яркости превышают галогенные аналоги более чем в два раза

В зависимости от наполнения дугоразрядные приборы делят на ртутные, натриевые, ксеноновые, металлогалогенные лампы и другие. Исходя из давления внутри колбы происходит их дальнейшее разделение.

Начиная от значения давления от 3х104 и до 106 Па их относят к лампам высокого давления. В категории низкого приборы попадают при величине параметра от 0,15 до 104 Па. Больше чем 106 Па — сверхвысокого.

Вид #1 — лампы высокого давления

Отличаются РЛВД тем, что содержимое колбы подвержено высокому давлению. Для них характерно наличие значительного светового потока в сочетании с небольшими энергозатратами. Обычно это ртутные образцы, поэтому их наиболее часто применяют для уличного освещения.

Такие разрядные лампы обладают солидной светоотдачей и эффективной работой в условиях плохой погоды, но низкие температуры они переносят плохо.

Есть несколько базовых категорий ламп высокого давления: ДРТ и ДРЛ (ртутные дуговые), ДРИ — такие же, как и ДРЛ, но с йодидами и ряд модификаций, созданных на их основе. В этот же ряд входят также дуговые натриевые (ДНаТ) и ДКсТ — дуговые ксеноновые.

Первая разработка — модель ДРТ. В маркировке Д обозначает дуговая, символ Р — ртутная, на то, что эта модель трубчатая, указывает буква Т в маркировке. Визуально это прямая трубка, изготовленная из кварцевого стекла. С двух ее сторон — вольфрамовые электроды. Используют ее в облучательных установках. Внутри — немного ртути и аргона.

По краям лампы ДРТ есть хомутики с держателями. Объединяет их металлическая полоска, предназначенная для более легкого зажигания лампы

Подсоединение лампы в сеть выполняют последовательно с дросселем с использованием резонансной схемы.

Световой поток лампы ДРТ состоит на 18% из ультрафиолетового излучения и на 15% — из инфракрасного. Такой же процент составляет видимый свет. Остальное — потери (52%). Основное применение — как надежный источник ультрафиолетового излучения.

Для освещения мест, где качество цветоотдачи не очень важно, применяют осветительные устройства ДРЛ (дуговые ртутные). Здесь практически нет ультрафиолетового излучения. Инфракрасное составляет 14%, видимое — 17%. На тепловые потери приходится 69%.

Особенности конструкции ламп ДРЛ позволяют зажигать их от 220 В без применения высоковольтного импульсного поджигающего устройства. Из-за того, что в схеме есть дроссель и конденсатор, колебания светового потока уменьшаются, коэффициент мощности возрастает.

Когда лампа подключена последовательно с дросселем, происходит тлеющий разряд между дополнительными электродами и основными соседними. Разрядный промежуток ионизируется в результате появляется разряд между главными вольфрамовыми электродами. Работа поджигающих электродов прекращается.

В состав лампы ДРЛ входит: колба (1), электроды главные (2), вспомогательные электроды (3), резисторы (4), горелка (кварцевая трубка) (5), цоколь (6)

Читайте также:  Гильзованный двигатель, его плюсы и минусы, что нужно знать

Горелки ДРЛ в основном имеют четыре электрода — два рабочих, два поджигающих. Внутренность их наполнена инертными газами с добавкой в их смесь определенного количества ртути.

Металлогалогенные лампы ДРИ также относятся к разряду приборов высокого давления. Их цветовой КПД и качество цветопередачи выше, чем у предыдущих. На вид спектра излучения влияет состав добавок. Форма колбы, отсутствие дополнительных электродов и люминофорного покрытия — главные отличия ламп ДРИ от ДРЛ.

Схема, по которой включают ДРЛ в сеть, содержит ИЗУ — импульсное зажигающее устройство. В трубках ламп присутствуют составляющие, входящие в галогенную группу. Они повышают качество спектра видимого излучения.

Инертный газ в колбе МГЛ служит буфером.

По этой причине электрический ток проходит через горелку даже тогда, когда она имеет небольшую температуру

По мере прогревания как ртуть, так и добавки испаряются, изменяя тем самым сопротивление лампы, световой поток, излучающий спектр. На основе приборов этого типа созданы ДРИЗ и ДРИШ. Первую из ламп используют в запыленных влажных помещениях, а также в сухих. Второй — освещают цветные телевизионные съемки.

Наиболее эффективными являются лампы ДНаТ— натриевые . Связано это с длиной излучаемых волн — 589 – 589,5 нм. Приборы натриевые высокого давления функционируют при величине этого параметра около 10 кПа.

Для разрядных трубок таких ламп применяется специальный материал — светопропускающая керамика. Силикатное стекло для этой цели непригодно, т.к. пары натрия очень опасны для него. Рабочие пары натрия, вводимого в колбу, обладают давлением от 4 до 14 кПа. Для них характерны небольшие потенциалы ионизации и возбуждения.

Электрические характеристики натриевых ламп зависимы от напряжения сети, продолжительности эксплуатации.

Для продолжительного горения необходима пускорегулирующая аппаратура

Чтобы возместить потери натрия, неизбежно возникающие в процессе горения, необходим некоторый его избыток.

Это порождает пропорциональную зависимость показателей давления ртути, натрия и температуры холодной точки. В последней происходит конденсация излишка амальгамы.

Когда лампа горит, на ее торцах оседают продукты испарения, что приводит к потемнению концов колбы. Процесс сопровождается изменением в сторону роста температуры катода, повышением давления натрия и ртути. В результате увеличивается потенциал и напряжение лампы. При монтаже ламп натриевых балласты от ДРЛ и ДРИ непригодны.

Вид #2 — лампы низкого давления

Во внутренней полости таких приборов находится газ под давлением более низким, чем внешнее. Разделяют их на ЛЛ и КЛЛ и применяют не только для освещения торговых точек, но и для домашнего обустройства. Люминесцентные лампы в этом ряду — наиболее популярны.

Преобразование энергии электричества в световую происходит в два этапа. Ток между электродами провоцирует излучение в ртутных парах. Основным составляющим лучистой энергии, появляющейся при этом, является коротковолновое УФ излучение. Видимый свет составляет близко 2%. Далее излучение дуги в люминофоре трансформируется в световое.

Маркировка люминесцентных ламп содержит как буквы, так и цифры. Первый символ — это характеристика спектра излучения и конструктивные признаки, второй — мощность в ваттах.

Расшифровка букв:

  • ЛД — люминесцентная дневного света;
  • ЛБ — белого света;
  • ЛХБ — так же белого, но холодного;
  • ЛТБС — теплого белого.

У некоторых приборов освещения спектральный состав излучения улучшен с целью получения более совершенной светопередачи. В их маркировке присутствует символ «Ц». Люминесцентные лампы снабжают помещения равномерным, мягким светом.

Преимущество ЛЛ ламп заключается в том, что они для создания одинакового с ЛН светового потока требуют мощности в несколько раз меньшей.

Больший у них и срок эксплуатации, а спектр излучения намного благоприятнее

Поверхность излучения ЛЛ довольно большая, поэтому сложно управлять пространственным рассредоточением света.

В нестандартных условиях, в частности, при большой запыленности, применяют лампы рефлекторные. В этом случае внутреннюю площадь колбы не полностью закрывает диффузный отражающий слой, а только на две третьих ее.

Люминофором покрывают 100% внутренней поверхности. Часть колбы, не имеющая рефлекторного покрытия, пропускает световой поток намного больший, чем такая же по объему трубка обычной лампы — около 75%. Распознать такие лампы можно по маркировке — в нее включена буква «Р».

В отдельных случаях основной характеристикой ЛЛ выступает цветовая температура Тц. Приравнивают ее к температуре черного тела, выдающего ту же цветность. По очертаниям ЛЛ бывают линейными, U-образными, в форме символа W, кольцевыми. В обозначение таких ламп входит соответствующая буква.

Наиболее популярны приборы, имеющие мощность 15 – 80 Вт. При светоотдаче 45 – 80 лм/Вт горение ЛЛ длится минимум 10 000 часов. На качество работы ЛЛ очень влияет окружающая среда. Рабочей для них считается наружная температура от 18 до 25⁰.

При отклонениях уменьшается как световой поток, так и эффективность светоотдачи, и напряжение зажигания. При низкой температуре шанс на зажигание приближается к нулю.

Пускорегулирующий аппарат КЛЛ намного компактней, чем у люминесцентной лампы. С помощью ЭПРА свечение стало более ровным, а гудение исчезло

К лампам низкого давления принадлежат и люминесцентные компактные — КЛЛ.

Устройство их аналогично обычным ЛЛ:

  1. Проходит высокое напряжение между электродами.
  2. Воспламеняются пары ртути.
  3. Возникает ультрафиолетовое свечение.

Люминофор внутри трубки делает ультрафиолетовые лучи невидимыми для человеческого зрения. Доступным становится только видимое свечение. Компактное исполнение прибора стало возможным после изменения состава люминофора. КЛЛ, как и обычные ЛН, имеют разную мощность, но показатели первых значительно ниже.

Данные о мощности КЛЛ заложены в маркировку светового прибора.

Там же есть сведения о виде цоколя, цветовой температуре, виде ЭПРА (встроенный или внешний), индексе цветопередачи

Измерение цветовой температуры происходит в кельвинах.

Значение 2700 – 3300 К указывает на цвет теплый желтого оттенка. 4200 – 5400 — белый обычный, 6000 – 6500 — белый холодный с синевой, 25000 — сиреневый. Регулировку цветности осуществляют путем изменения составляющих люминофора.

Индекс цветопередачи дает характеристику такому параметру, как идентичность естественности цвета со стандартом, приближенным по максимуму к солнечному. Абсолютно черный — 0 Rа, наибольшая величина — 100 Rа. Осветительные приборы КЛЛ входят в диапазон от 60 до 98 Rа.

Лампы натриевые, относящиеся к группе низкого давления, обладают высокой температурой максимально холодной точки — 470 К. Более низкая не сможет способствовать сохранению требуемого уровня концентрации паров натрия.

К своему пику резонансное излучение натрия подходит при температуре 540 – 560 К. Эта величина соизмерима с давлением испарений натрия 0,5 – 1,2 Па. Светоотдача ламп этой категории самая высокая по сравнению с другими осветительными приборами общего применения.

Положительные и отрицательные стороны ГРЛ

Встречаются ГРЛ как в профессиональной аппаратуре, так и в приборах, предназначенных для научных исследований.

Как главные преимущества осветительных приборов этого вида обычно называют такие их характеристики:

  • Уровень светоотдачи высокий. Этот показатель не очень снижает даже толстое стекло.
  • Практичность, выражающаяся в долговечности, что позволяет применять их для уличного освещения.
  • Устойчивость в сложных климатических условиях. До первого понижения температуры их используют с применением обычных плафонов, а зимой — со специальными фонарями и фарами.
  • Доступная стоимость.

Минусов у этих ламп не очень много. Неприятной особенностью является довольно высокий уровень пульсирования светового потока. Вторым веским недостатком является сложность включения. Для устойчивого горения и нормальной работы им просто необходим балласт, ограничивающий напряжение для необходимых приборам пределов.

Третий минус заключается в зависимости параметров горения от достигаемой температуры, которая опосредованно влияет на давление рабочего пара в колбе.

Поэтому большинство газоразрядных приборов набирает стандартные характеристики горения спустя некоторый временной период после включения. Излучающий спектр у них ограничен, поэтому цветопередача как у ламп высокого напряжения, так и низкого неидеальна.

В таблице представлены основные сведения о самых популярных лампах ДРЛ (дуговых ртутных люминесцентных) и осветительном приборе натриевом.

ДРЛ с четырьмя электродами имеет большую светоотдачу, чем с двумя

Работа приборов возможна только в условиях переменного тока. Активируют их при помощи балластного дросселя.

Для разогрева необходимо какое-то время. Из-за содержания ртутных паров, они не совсем безопасны.

Несмотря на появление все более совершенных осветительных приборов, газоразрядные лампы не теряют своей актуальности. В некоторых сферах они просто незаменимы. Со временем ГРЛ обязательно найдут новые области применения.

Источник: https://sovet-ingenera.com/elektrika/svetylnik/gazorazryadnye-lampy.html

Ссылка на основную публикацию