Jaké napětí by mělo být na zářivce?

Působení zářivek je založeno na fotoluminiscenci různých fosforů, excitovaných ultrafialovým zářením z výboje ve rtuťových parách při nízkém tlaku.

Zářivka je skleněná trubice, jejíž stěny jsou zevnitř potaženy vrstvou fosforu požadovaného složení a na obou koncích jsou připájené nožky se spirálovými, oxidem potaženými katodami, které lze zvenku ohřívat , což se dělá, když se lampa rozsvítí.

Lampy jsou plněny argonem pod tlakem několika milimetrů rtuti a obsahují malé množství (kapičku) kovové rtuti. Argon slouží k udržení výboje v prvních okamžicích po zapnutí, kdy je tlak par rtuti ještě nedostatečný.

Zdrojem záření, které budí záři fosforu, je kladný výbojový sloupec ve rtuťových parách, což vyžaduje použití trubicové lampy.

Fluorescenční trubicové lampy jsou tedy skleněné trubice utěsněné na obou koncích, jejichž vnitřní povrch je potažen tenkou vrstvou fosforu. Lampa se evakuuje a naplní se inertním plynem argonem při velmi nízkém tlaku. Do lampy je umístěna kapka rtuti, která se po zahřátí změní na rtuťové páry.

Wolframové elektrody lampy mají tvar malé spirálky potažené speciálním složením (oxidem) obsahujícím soli oxidu uhličitého barya a stroncia. Dvě elektrody z tvrdého niklu jsou umístěny paralelně se spirálou, z nichž každá je připojena k jednomu konci spirály.

Ve fluorescenčních lampách vyzařuje plazma skládající se z ionizovaného kovu a plynných par ve viditelné i ultrafialové části spektra. Pomocí luminoforů se ultrafialové paprsky přeměňují na záření viditelné okem.

Nejdůležitější výhodou fosforů z tohoto pohledu je struktura jejich emisních spekter. Fosfory excitované příslušným zářením (stejně jako bombardování elektrony) vždy emitují světlo ve více či méně širokém rozsahu vlnových délek, tedy produkují spojité záření v celé oblasti spektra.

V případě, kdy jeden fosfor neposkytuje požadovanou spektrální distribuci, lze použít jejich směsi. Změnou počtu složek a jejich relativního obsahu je možné velmi plynule regulovat barvu záře. To umožňuje vyrábět zdroje s libovolným odstínem luminiscence, zejména bílé a denní lampy, které se z hlediska spektrálního složení záření velmi blíží „ideálnímu zdroji světla“.

Povaha záření fosforů umožňuje do určité míry uspokojit požadavek nepřítomnosti záření mimo viditelnou oblast. To určuje vysoký světelný výkon zářivek.

Optimální teplota zářivky leží v rozmezí 38 – 50 °C. Protože teplota stěn závisí na okolní teplotě, je zřejmé, že při změně této teploty se změní i světelný výkon svítidla. Optimální venkovní teplota je 25°C.

Pokles venkovní teploty o 1°C vede ke snížení světelného toku svítidla o 1,5%. Pokud je okolní teplota nižší než 0°C, lampa nesvítí dobře kvůli nízkému tlaku rtuťových par při těchto teplotách.

Jsou-li všechny ostatní věci stejné, závisí světelný výkon zářivek také na jejich délce, protože s rostoucí délkou připadá stále větší část dodávaného výkonu na kladný sloupec, zatímco výkon spotřebovaný na katodě a anodě zůstává nezměněn. . Praktická horní hranice délky je 1,2 – 1,5 m, což odpovídá více než 90 % maximálního světelného výkonu.

Světelný výkon zářivek, v závislosti na větší či menší blízkosti jejich spektrálních charakteristik k charakteristikám „ideálního“ zdroje, se u zářivek různých barev ukazuje jako velmi rozdílný.

Zařízení pro rozsvícení zářivek jsou mnohem složitější než zařízení pro žárovky. To se děje především proto, že spalovací napětí takových lamp je výrazně nižší než síťové napětí, v rozmezí od 70 do 110 V pro sítě s napětím 220 – 250 V.

Potřeba takového výrazného rozdílu je způsobena tím, že pokud síťové napětí nedostatečně překročí provozní napětí, nelze zaručit spolehlivé zapálení, protože potenciál zapálení výboje je výrazně vyšší než potenciál spalování. To však vyžaduje uhašení nadměrného napětí.

Aby se zabránilo ztrátám výkonu, které by negovaly účinnost lampy, je zátěž předřadníku induktivní (tlumivka). Další komplikace vzniká v důsledku skutečnosti, že potenciál zapálení výboje může být nižší než síťové napětí pouze v přítomnosti zahřátých (oxidových) katod.

Jejich neustálé zahřívání by však také způsobovalo zbytečné energetické ztráty, o to méně oprávněné, že při provozu jsou katody zahřívány samotným výbojem. S ohledem na to je potřeba vytvořit speciální startovací zařízení.

Schéma zapojení zářivky s tlumivkou a startérem:

Zářivky se dělí na osvětlení pro všeobecné a speciální účely.

Mezi univerzální zářivky patří svítidla o výkonu od 15 do 80 W s barevnými a spektrálními charakteristikami imitujícími přirozené světlo různých odstínů.

Pro klasifikaci speciálních zářivek se používají různé parametry. Podle výkonu se dělí na nízkopříkonové (do 15 W) a vysokovýkonové (nad 80 W), podle typu výboje – na obloukový, doutnavý výboj a doutnavou část, podle záření – na lampy přirozeného světla, barevné lampy, výbojky se speciálními emisními spektry, výbojky ultrafialové záření, podle tvaru baňky – trubicové a tvarové, podle rozložení světla – s nesměrovým vyzařováním světla as směrové, například reflexní, štěrbinové, panelové atd.

Stupnice jmenovitých výkonů zářivek (W): 15, 20, 30, 40, 65, 80.

Designové vlastnosti svítilny jsou označeny písmeny následujícími za písmeny označujícími barvu svítilny (P – reflektor, U – tvar U, K – kroužek, B – rychlý start, A – amalgám).

V současné době se vyrábí tzv. energeticky úsporné zářivky, které mají účinnější konstrukci elektrod a vylepšený fosfor. To umožnilo vyrábět žárovky se sníženým výkonem (18 W místo 20 W, 36 W místo 40 W, 58 W místo 65 W), průměr žárovky zmenšený 1,6krát a zvýšenou světelnou účinnost.

U svítidel se zlepšenou kvalitou podání barev následuje za písmeny označujícími barvu písmeno C a pro zvlášť kvalitní podání barev se používají písmena CC.

Značení domácích zářivek

Příklad dekódování výbojky LB65: L – zářivka; B – bílá; 65 – výkon, W

Zářivky s bílým světlem typu LB poskytují nejvyšší světelný tok ze všech uvedených typů svítidel stejného výkonu. Přibližně reprodukují barvu slunečního světla a používají se v místnostech, kde je vyžadována značná zraková zátěž pracovníků.

Teple bílé zářivky typu LTB mají výrazný růžový odstín a používají se při potřebě zvýraznění růžových a červených tónů, např. při podání barvy lidského obličeje.

Barva zářivek typu LD se blíží barvě zářivek s korigovanou barvou typu LDC.

Studené bílé zářivky typu LCB zaujímají barevně přechodnou pozici mezi bílým světlem a denními zářivkami s korigovanou barvou a v některých případech se používají na stejné úrovni jako denní světlo.

Světelný tok každé lampy po 70 % průměrné doby hoření musí být alespoň 70 % jmenovitého světelného toku. Průměrný povrchový jas zářivek se pohybuje od 6 do 11 cd/m2.

Zářivky, pokud jsou připojeny k síti střídavého proudu, vyzařují světelný tok, který se v čase mění. Koeficient pulzace světelného toku je 23 % (u žárovek typu LDC je to 43 %). S rostoucím jmenovitým napětím se zvyšuje světelný tok a výkon spotřebovaný žárovkou.

Parametry univerzálních zářivek

Rozměry zářivek, mm

Zářivka, zdroj světla s nízkotlakým výbojem, ve kterém se ultrafialové záření z elektrického výboje přeměňuje pomocí fosforů na záření o delší vlnové délce (viditelné). Nejběžnější jsou rtuťové zářivky. Skleněná baňka obsahuje určité (dávkované) množství rtuti, která se při zapálení výboje odpaří, a také inertní plyn (například argon nebo směs argonu s neonem či kryptonem); Na vnitřní povrch baňky se nanese tenká vrstva fosforu. Inertní plyn smíchaný se rtutí usnadňuje zapálení výboje a snižuje rozprašování elektrod. Při připojení zářivky ke zdroji střídavého proudu dochází mezi elektrodami svítidla k elektrickému výboji, který vybudí intenzivní rezonanční záření atomů rtuti (o vlnové délce 184,9 a 253,7 nm), což způsobí záře fosforu. Tlak par rtuti v zářivce obvykle nepřesahuje jednotky Pa.

Zářivky jsou nejběžnější výbojkové světelné zdroje používané k osvětlení. Hlavní přednosti zářivky: vysoká světelná účinnost a dlouhá životnost (až 15–20 tisíc hodin, což je několikanásobně více než u žárovek), jednoduchost designu, emisní spektrum šetrné k očím, vysoce kvalitní barvy vykreslování, nízký jas a povrchová teplota lampy; nevýhody – relativní objemnost, potřeba předřadníku, citlivost na okolní teplotu (rozsah provozních teplot 5–50 °C). Výkon zářivek 4–2000W.

Podle charakteru výboje se zářivky dělí na obloukové výbojky (se samožhavícími nebo vyhřívanými katodami), doutnavé výbojky se studenými katodami a bezelektrodové výbojky. Nejpoužívanější jsou zářivkové obloukové výbojky, zapalované ze síťového napětí; jsou ekonomické a snadno se používají. Většina výbojek využívá záření z jednotného kladného výbojového sloupce s válcovou symetrií. Baňka má tvar rovné nebo zakřivené trubky, jejíž délka osové linie výrazně přesahuje průměr. Některé typy malých (kompaktních) zářivek používaných pro signalizaci nebo osvětlení přístrojových stupnic využívají záření z blízkých elektrodových oblastí doutnavého nebo obloukového výboje; tvar žárovky je podobný žárovce. Bezelektrodové výbojky využívají záření z vysokofrekvenčního vírového výboje vytvořeného ve směsi par rtuti a inertního plynu v kulovém nebo válcovém válci pomocí induktoru připojeného k vysokofrekvenčnímu generátoru.

V zářivce se zpravidla používají elektromagnetické předřadníky (předřadníky). Nejekonomičtější a nejslibnější jsou elektronické předřadníky, které umožňují zvýšit světelnou účinnost a prodloužit životnost žárovek, eliminovat pulzování světelného toku a akustický hluk ze žárovek a poskytují možnost regulovat světelný tok.

Zářivky se dělí na svítidla pro všeobecné a speciální účely. Univerzální lampy – trubicové přímé (lineární), tvarové (například ve tvaru U, prstencové) a kompaktní – se používají k osvětlení prostor veřejných a obytných budov, průmyslových podniků atd. Existují zářivky následujících typů: denní světlo (LD, barevná teplota záření T_ц do 7500 K), studené bílé světlo (LHB, T_ц do 5100 K), bílé světlo (LB, do 3800 K) a teplé bílé světlo (LTB, asi 2800 K). Standardní zářivky (pro hromadné použití) se vyrábějí s výkonem 15–80 W, jejich světelná účinnost je od 40 do 80 lm/W. Speciální výbojky mají speciální výkonové vlastnosti dané jejich konstrukcí, emisním spektrem a oblastí použití. Patří sem: svítidla se směrovým rozložením světla – tzv. reflektorová, určená pro osvětlení průmyslových prostor, výloh apod.; barevné – pro dekorativní osvětlení a světelnou reklamu; malé hlásiče doutnavého výboje – pro automatizační a radioelektronické systémy; osvětlení-ozařování – pro současné osvětlení a ultrafialové záření, poskytující kromě bílého světla i záření v UV zónách (320–400 nm a 280–320 nm); pro nevýbušné a nevýbušné lampy atd.

První vzorky domácích zářivek vznikly koncem 1930. let 38. století. skupina inženýrů vedená S.I.Vavilovem. První výbojky (s válcovou baňkou o průměru 4 mm) byly vyráběny s halogenfosfátovými fosfory o výkonu 150–70 W a světelné účinnosti až 75–5 lm/W; průměrná doba spalování byla v 8. letech 1980. století. výroba energeticky úsporných žárovek o průměru 26 mm je zvládnuta. Nástup nových třísložkových luminoforů umožnil zvýšit světelnou účinnost na 95 lm/W při současném zlepšení kvality podání barev a snížení poklesu světelného toku na konci životnosti na 15 % původního . V polovině 1990. let 16. století. vznikla nová generace zářivek – přímé trubicové svítidla o průměru 104 mm (maximální světelná účinnost až 16 lm/W, průměrná doba svícení min. 5 tis. hodin při poklesu světelného toku o 7 %), as i ultratenké výbojky (25 mm) určené k zapuštění do nábytku, vitrín apod. Výbojky nové generace mohou pracovat pouze s elektronickými předřadníky; Úspora energie při jejich používání dosahuje XNUMX %.

Redakce technologií a zařízení

Publikováno 27. července 2023 v 21:32 (GMT+3). Poslední aktualizace 25. října 2023 v 18:34 (GMT+3). Kontaktujte redakci