Газоразрядные лампы: виды, устройство, как правильно выбрать лучшие

Области, в которых применяется ГРЛ

Благодаря своей конструкции, газоразрядные светильники могут охватить большие области применения. На сегодняшний день их используют в следующих областях:

  • обеспечение городского и сельского уличного потребления света. Они являются отличной подсветкой парковой зоны. К тому же фонари, которые устанавливаются в скверах, с такими лампочками смотрятся достаточно стильно;
  • подача световых потоков для мест общественного пользования, торговых и офисных центров;
  • в области декорирования газоразрядные устройства подачи света также нашли свое широкое применение;
  • подача потоков света для рекламных щитов и вывесок;
  • при помощи специализированного оборудования эти источники света могут обеспечить художественное оформление эстрадных площадок и прочих культурных помещений.

В области автомобильного производства данные осветительные лампочки играют далеко не последнюю роль. Большей популярностью здесь пользуются ГРЛ, которые обеспечивают высокую интенсивность при помощи неонового свечения. В редких случаях такая подсветка устанавливается на домах в частной зоне

Но для того, чтобы недостатки работы таких ламп свести к минимуму, необходимо обратить особое внимание на специфику работы световых источников

Области применения ГРЛ поражают своей обширностью и разнообразностью

Важно отметить, что установка ламп данного типа в домашних условиях не требует вмешательства специалиста, то есть установить ее в прибор для освещения вы сможете своими руками

Данный тип лампового освещения на сегодняшний день считается одним из популярных источников потребления световых потоков. Как и любые другие осветительные лампы, газоразрядные награждены рядом существенных преимуществ, но и не обделены некоторыми недостатками. Идеальной областью для их применения все же является освещение уличного пространства в темное время суток, а также промышленные и автомобильные отрасли. Для потребления энергии в домашних условиях предпочтительнее остановить свой выбор на лампах, которые менее вредны для жизни и здоровья человека.

Особенности лампы ДНатТ 70

Средняя характеристика мощности устройства, как можно заметить из названия, равняется 70 Вт. Параметр светового потока варьируется в области 6000 лм, а рабочее напряжение в устройстве доходит до 90 В. Средняя продолжительность работы модели около 15 000 часов. Цоколь на лампе принадлежит к классу У27. Его диаметр равен 39 мм, а длина – 156 мм. Цена на газоразрядную модель ДНаТ 70 на общем рынке начинается от 300 рублей.

ДнаТ 100 отзывы и особенности.

Показатель мощности прибора составляет 100 Вт. При этом показатели светового потока устройства расположены на отметке в 8500 лпс. Напряжение в лампе варьируется в области 100 В, а параметр силы прибора равен 1.2 А. Среднее время работы лампы 15 000 часов. Цоколь, как в предыдущем устройстве, используется класса Е27(диаметр 39 мм, а длина всего 156 мм).

Цена за ДНаТ равна 320 рублям. В конечном счёте лампа выходит вполне бюджетной и с высоким показателем полезного действия. Также отличительной особенностью этого вида считается хороший показатель передачи цвета. Световой поток от лампы стабилен на протяжении всего процесса работы устройства. К недостаткам относится высокая чувствительность прибора, по этой причине применять лампу при холодных температурах запрещено.

Отзывы Филипс 227.

Большинство потребителей оценили эту лампу лишь с положительной стороны. Мощность потребления энергии у лампы доходит до 100 Вт. При всём этом показатель яркости равен 5000 мл. Колба устройства обладает прозрачным цветом и привлекательна на внешний вид. Цветовая температура устройства составляет 2500 К, а по габаритам модель весьма компактна, что уже идёт в плюс. К минусам можно отнести лишь короткое время эксплуатации прибора. Средний промежуток эксплуатации равен 5000 часов. Цена за лампу Филипс 227 составляет 280 рублей.

Описание лампы Филипс Son 1990 К.

Данная газоразрядная лампа натриевого типа. Цоколь у неё происходит от класса E 27, а мощность потребления энергии составляет 70 Вт. Параметр потока ветов находится в области 60000 мл. Колба прозрачна. Цветовая температура устройства -1900 К. Длина модели начинается от 156 мм, а диаметр – от 32мм. Производитель сообщает, что время службы прибора составляет целых 28 000 часов, а стоимость газоразрядной лампы (по рыночному показателю) равна 400 рублей.

Характеристики лампы Филипс 422.

Данная газоразрядная модель на основе ртути обладает эллипсоидной формой. Патрон в устройстве класса У40. Параметр потребления электроэнергии доходит до 250 Вт. При всём этом показатель яркости варьируется в районе 12 000 лм. Колбы в этом устройстве матового оттенка. Цветовая температура равна 4000 К. Длина модели равна 228 мм, а диаметр – 91 мм. Эксплуатация Филипс 422 равна 6 000 часам. Питание устройства происходит посредством сети с напряжением в 220 В. Рыночная стоимость модели равняется 270 рублям.

В конечном счёте Филипс 422 – это модель, обладающая качественной световой отдачей, но при этом с небольшой производительностью, поэтому применять эту лампу на улице либо в парках крайне не советуют. Особенно лампа не способна перенести низких температур.

Также эта разновидность характеризуется низкой цветопередачей из-за своего слабого спектра лучей. Процесс работы у этой модели совершается лишь за счёт переменного тока. Чтобы включить лампу Филипс 422, в обязательном порядке жильцу будет нужен балластный дрюссель. Пульсации потока света у этой модели завышены, что не может обрадовать потребителя. В конце следует отметить, что яркость лампы Филипс 422 в конце своей службы существенно понижается.

Область применения ГРЛ.

ГРЛ – общепринятая аббревиатура, означает газоразрядные лампы.

Все они имеют общие физические принципы, их применение очень разнообразно. Это могут быть всем привычные осветительные лампы дневного освещения, неоновые рекламные вывески, ультрафиолетовые бактерицидные облучатели (иногда их еще называют кварцевыми), облучатели, применяемые в соляриях для загара, и даже мощные корабельные и авиационные прожекторы. Это все ГРЛ. В зависимости от мощности и предназначения используется разная пускорегулирующая аппаратура. Даже спустя более 50 лет с момента появления, они не утратили своих позиций.

Автомобильный ксенон – это тоже ГРЛ.

Их можно даже встретить в мониторах, телевизорах, дисплеях ноутбуков. Они обеспечивают подсветку жидкокристаллических экранов. Хотя надо признать, сейчас все реже.

По энергопотреблению они занимают промежуточное место между тепловыми источниками света и осветительными светодиодами. Характеризуются длительным сроком службы.

Специфика применения: плюсы и минусы ламп

Осветители типа ДРЛ преимущественно устанавливаются на столбах для освещения улиц, проезжих дорог, парковых зон, придомовых территорий и нежилых сооружений. Это обусловлено техническими и эксплуатационными особенностями ламп.

Главный плюс ртутно-дуговых приборов – высокая мощность, обеспечивающая качественное освещение просторных площадей и крупных объектов.


Стоит отметить, что паспортные данные ДРЛ по световому потоку актуальны для новых ламп. Спустя квартал яркость ухудшается на 15%, через год – на 30%

К числу дополнительных достоинств можно отнести:

  1. Долговечность. Средний срок работы, заявляемый производителями, – 12 тысяч часов. При этом, чем мощнее лампа, тем она дольше прослужит.
  2. Работа при низких температурах. Этот решающий параметр при выборе осветительного прибора для улицы. Газоразрядные лампы морозостойки и сохраняют свои рабочие характеристики при минусовых температурах.
  3. Хорошая яркость и угол освещения. Светоотдача ДРЛ-приборов зависимо от их мощности колеблется в пределах 45-60 Лм/В. Благодаря работе кварцевой горелки и люминофорному покрытию колбы достигается равномерное распределение света с широким углом рассеивания.
  4. Компактность. Лампы относительно небольшие, длина изделия на 125 Вт около 18 см, прибора на 145 Вт – 41 см. Диаметр – 76 и 167 мм соответственно.

Одна из особенностей использования осветителей ДРЛ – необходимость подключения к сети через дроссель. Роль посредника – ограничение тока, питающего лампочку. Если подсоединить осветительный прибор в обход дросселя, то из-за большого электротока он сгорит.


Схематично подключение представлено последовательным соединением ртутной люминофорной лампы через дроссель к сети питания. Во многие современные осветители ДРЛ уже встроен пускорегулирующий механизм – такие модели дороже обычных ламп

Ряд недостатков ограничивает применение ДРЛ-светильников в быту.

Значимые минусы:

  1. Длительность розжига. Выход на полную освещенность – до 15 минут. Для разогрева ртути требуется время, что в условиях дома очень неудобно.
  2. Чувствительность к качеству электроснабжения. При понижении напряжения на 20% и более от номинального значения, включить ртутную лампу не получится, а светящийся прибор потухнет. При снижении показателя на 10-15% – ухудшается яркость света на 25-30%.
  3. Шум при работе. ДРЛ-светильник издает жужжащий звук, не заметный на улице, но ощутимый в помещении.
  4. Пульсация. Несмотря на применение стабилизатора, лампочки мерцают – выполнять длительную работу при таком освещении нежелательно.
  5. Низкая цветопередача. Параметр характеризует реальность восприятия окружающих цветов. Рекомендованный индекс цветопередачи для жилых помещений – не менее 80, оптимально – 90-97. У ламп ДРЛ значение показателя не достигает 50-ти. При таком освещении невозможно четко различать оттенки и цвета.
  6. Небезопасность применения. В процессе работы выделяется озон, поэтому при эксплуатации лампы внутри помещения требуется организация качественной вентсистемы.

Кроме того, наличие в колбе ртути само по себе представляет потенциальную опасность. Такие лампочки после использования нельзя просто выбросить. Чтобы не загрязнять окружающую среду, они утилизируются соответствующим образом.


Еще одно ограничение применения газоразрядных ламп в быту – необходимость их установки на значительной высоте. Модели мощностью 125 Вт – подвес в 4 м, 250 Вт – 6 м, 400 Вт и мощнее – 8 м

Существенный минус ДРЛ осветителей – невозможность повторного включения до полного остывания лампы. При работе прибора давление газа внутри стеклянной колбы сильно повышается (до 100 кПа). Пока лампа не остынет, пробить искровой промежуток напряжением запуска невозможно. Повторное включение происходит примерно через четверть часа.

Что нужно знать об индикаторных видах ламп

Индикаторная газовая лампа – это прибор с анодом и холодным катодом в виде цилиндра, стержня или диска, изготовленного из железа, алюминия, молибдена, никеля. При включении создается тлеющий заряд, излучающий оранжевый или красный цвет. Декоративные индикаторы оснащены балластовым редуктором и подключаются к бытовой сети 220 вольт. Для оснащения сигнальных источников света колба изнутри покрывается составом, превращающим красное излучение в зеленое. Для подсветки неоновые малогабаритные лампочки монтируются вместе со светодиодными.

Индикаторные лампы широко применяются в знаках. У них один анод и до 12-и катодов в форме букв или цифр. Такой знак хорошо виден на относительно большом расстоянии.

Подобное освещение используется:

  • в подсветке афиш, витрин, мостов, зданий;
  • в иллюминации во время праздников;
  • для подсветки вывесок и интерьеров ресторанов и ночных клубов;
  • в ландшафтном дизайне.

В быту яркий пример индикаторных лампочек – елочные гирлянды и небольшие светильники. Это осветительное оборудование компактное, экономичное, служит долго.

Устройство и характеристики газоразрядных ламп

Все основные части лампы заключены в стеклянную колбу. Здесь происходит разряд электрических частиц. Внутри могут быть пары натрия или ртути, а также любой из инертных газов.

В качестве газовой заправки используются такие варианты, как аргон, ксенон, неон, криптон. Более популярны изделия, наполненные парами ртути.

Основными узлами газоразрядной лампы являются: конденсатор (1), стабилизатор тока (2), переключающий транзистор (3), устройство шумоподавления (4), транзистор (5)

Конденсатор отвечает за то, чтобы он не мигал. Транзистор имеет положительный температурный коэффициент, что обеспечивает мгновенный запуск ГРЛ без мерцания. Работа внутренней структуры начинается после генерации электрического поля в газоразрядной трубке.

При этом в газе появляются свободные электроны. При столкновении с атомами металла они ионизируют его. При переходе некоторых из них появляется избыточная энергия, генерирующая источники люминесценции – фотоны. Электрод, являющийся источником свечения, расположен в центре ГНЛ. Вся система соединяется цоколем / цоколем.

Лампа может излучать разные оттенки света, которые видит человек, от ультрафиолетового до инфракрасного. Чтобы это стало возможным, внутреннюю часть баллона покрывают люминесцентным раствором.

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

К данному типу световых источников относятся приборы, работающие при давлении газа в колбе от 0,15 до 104 Па. Примером приборов низкого давления могут служить традиционно применяемые люминесцентные лампы дневного света, а также так называемые энергосберегающие газоразрядные лампочки.

Лампа дневного света представляет собой герметичную цилиндрическую стеклянную колбу, в торцах которой расположены цоколи с контактными штырьками для подключения.

Штырьки соединены с электродами, выполненными в виде вольфрамовых спиралей. Для обеспечения условий, благоприятных для термоэлектронной эмиссии, поверхность электродов покрыта оксидами щелочноземельных металлов.

Внутреннее пространство колбы люминесцентной лампы заполнено инертным газом — аргоном и парами ртути, обеспечивающими хорошее её зажигание.

При запуске, в парах ртути начинает протекать электрический ток, вызывая излучение электромагнитных волн частицами ртути. Свойства ртути таковы, что выделяемое ей излучение лежит в ультрафиолетовой области спектра, то есть невидимо.

Для преобразования ртутного излучения в видимый свет используется специальный химический состав, наносимый на внутреннюю поверхность колбы. Состав называется люминофором и представляет собой соли кальция, бериллия, кадмия и других металлов.

Люминофор поглощает выделяемые парами ртути ультрафиолетовые волны, выделяя при этом излучение видимого светового спектра.

В результате этого двойного энергетического преобразования световой коэффициент полезного действия люминесцентной лампочки составляет 12%, что впрочем, существенно превосходит соответствующую характеристику лампочек накаливания.

К недостаткам осветительных люминесцентных приборов можно отнести следующие характеристики:

  • необходимость использования для их питания специальной пускорегулирующей аппаратуры;
  • линейчатая характеристика спектра излучения с отсутствием отдельных световых диапазонов;
  • высокочастотное мерцание, вызывающее стробоскопический эффект;
  • потенциальная опасность паров ртути и необходимость соблюдения определённого порядка утилизации вышедших из строя приборов.

БАКТЕРИЦИДНЫЕ ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ

Этот вид газоразрядных источников излучения низкого давления не относится к приборам освещения. Выделяемое парами ртути ультрафиолетовое излучение используется этими устройствами в медицинских целях.

Бактерицидные свойства ультрафиолетовых газоразрядных ламп используются для обеззараживания помещений в медицинских учреждениях.

Разумеется, люминофор в этом случае не применяется. Правда, спектр излучения ртути приходится фильтровать, для чего в этих устройствах используются колбы из специального увиолевого стекла. Характеристики увиолевого стекла таковы, что оно пропускает преимущественно длинноволновое ультрафиолетовое излучение.

Это необходимо для защиты людей и растений от вредного воздействия жёсткого коротковолнового ультрафиолета и препятствию концентрации озона в воздухе.

ИНДИКАТОРНЫЕ ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ

Данный вид газоразрядных лампочек применяется в электронных приборах для числовой или символьной индикации. Наиболее распространённый тип таких индикаторов представляет собой газоразрядное устройство, имеющее один анод и десять тонких сетчатых катодов.

Каждый катод соответствует одной из цифр от 0 до 9. Катоды расположены слоями, один над другим. Управляются они раздельно, при подключении одного из катодов загорается соответствующая цифра.

Громоздкость этих приборов и необходимость их питания относительно высоким напряжением привела к их полному вытеснению индикаторами светодиодного типа.

Устройство и принцип работы

В сравнении с другими типами ламп, газоразрядные устройства имеют целый ряд отличий. Что сказывается и на их конструктивных особенностях, и на принципе действия. Чтобы разобраться с основами получения светового излучения в газоразрядных лампах, для начала рассмотрим их конструктивные особенности.


Рис. 1. Устройство газоразрядной лампы

  • Цоколя – предназначен для подключения газоразрядного устройства к электрической сети. Может выполняться в различных типах и размерах, под параметры конкретного светильника.
  • Колбы – изготавливается из жаропрочного стекла, предназначена для создания вакуума вокруг горелки. Выполняется герметичной для предотвращения нарушения разреженной среды по отношению к окружающему пространству.
  • Кронштейна крепления – представляет собой несущую конструкцию, выступающую и в роли опоры для газовой горелки, и в качестве одного из проводников электрического тока.
  • Горелки – как правило, трубка из оксида металла, внутри которой и происходит электрический разряд. Наполняется смесью инертных газов и паров металла, в зависимости от модели, наполняемые компоненты могут существенно отличаться.
  • Электродов – предназначены для начала искрообразования и продолжения горения тлеющего разряда.

Принцип действия газоразрядных ламп заключается в получении светового потока от ионизации смести газа и паров металла. Рассмотрим принцип их работы на следующем примере (см. рисунок 2):


Рис. 2. Принцип действия газоразрядной лампы

При подаче напряжения на светильник с газоразрядной лампой осуществляется его преобразование через пускорегулирующий аппарат (ПРА). Затем повышенное напряжение порядка 2 – 5кВ поступает на электроды лампы. Этого достаточно для пробоя газового промежутка, поэтому, сначала возникает искра, а затем загорается тлеющий разряд внутри трубки.

Температура горения разряда достигает 1300 ºС, за счет чего смесь разогревается до такого состояния, когда все свободные частицы обладают достаточной энергией для выхода за пределы атома. Физически этот процесс сопровождается планомерным повышением интенсивности светового потока по мере разогрева газоразрядной среды. При этом можно наблюдать некоторые колебания цветового спектра свечения по мере изменения диапазона излучаемой волны.

Заметьте, несмотря на то, что в конструкции самой газоразрядной лампы ПРА отсутствует, без него запустить устройство не получится. В состав пускорегулирующего аппарата входит:

  • дроссель-трансформатор, предотвращающий резкое нарастание тока при протекании переходного процесса;
  • импульсное зажигающее устройство — кратковременно увеличивает напряжение на электродах лампы до величины пробоя искрового промежутка;
  • конденсатор – применяется для сглаживания кривой напряжения, но устанавливается не во все модели ПРА.

В зависимости от типа газоразрядной лампы, будет отличаться и устройство ПРА, технические особенности его компонентов. Поэтому для каждого конкретного вида осветительного оборудования устанавливаются свои модули.

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.


Строение лампы

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

Электронные балласты

Эти балласты бывают как низкочастотными, так и высокочастотными. Низкочастотные питают лампу с частой сети, например гибридные балласты (hybrid), которые представлют собой бесстартерный балласт (rapid start), в котором добавлена электронная схема, отключающая вторичную цепь подогрева электродов после зажигания лампы, что дает некоторое повышении эффективности балласта.

Высокочастотные электронные балласты подают напряжение на лампу с частотой около 20000Гц и выше (не надо их путать с высокочастотными индукционными лампами, которые работают на мегагерцовом диапазоне). Такие балласты представляют собой выпрямитель и транзиторный (или тиристорный) прерыватель. Балласт имеет много преимуществ по сравнению с магнитным:

Повышается эффективность лампы. Коэффициент балласта увеличвается на 20-30%, т.е. лампа производит больше света
Уменьшены потери в балласте в несколько раз — отсутвует огромный кусок железа

Соответсвенно, ументшается расход энергии и уменьшается температура, что важно для работы лампы.
Балласт становится компактным, что важно при размещении его в тесном месте.
Балласт не производит шум в звуковом диапазоне.
Уменьшаются пульсации лампы
Многие балласты допускают возможность изменения светового потока лампы (dimming)

Рисунок показывает увеличение эффективности лампы при увеличении чустоты тока, относительно к частоте сети 60Hz

Электронный балласт имеет и свои недостатки:

  • Относительно высокую стоимость по сравнению с магнитными.
  • Некоторые балласты старых конструкций имели небольшую утечку тока на земляной провод, что приводило к срабатыванию системы защиты (GFCI).
  • Эти балласты (особенно дешевые) могут иметь повышенный коэффициент искажения гармоник. Они могут оказывать влияние на работающий рядом радиоприемник (хотя и маловероятно — в радиусе не более полуметра)

Однако, при покупке новой системы ламп, особенно HO, VHO ламп, имеет смысл подумать об использовании электронного балласта

к началу страницы назад к оглавлению

Виды газоразрядных ламп.

По давлению различают: 

  • ГРЛ низкого давления 
  • ГРЛ высокого давления

Газоразрядные лампы низкого давления.

Люминесцентные лампы (ЛЛ) – предназначены для освещения. Представляют собой трубку, покрытую изнутри люминофорным слоем. На электроды подается импульс высокого напряжения (обычно от шестисот вольт и выше). Электроды разогреваются, между ними возникает тлеющий разряд. Под воздействием разряда начинает излучать свет люминофор. То, что мы видим – это свечение люминофора, а не сам тлеющий разряд. Они работают при низком давлении.

Подробнее о люминесцентных лампах — тут

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) принципиально ничем не отличаются от ЛЛ. Различие только в размерах, форме колбы. Плата с электроникой для запуска, как правило, встроена в сам цоколь. Все направлено на миниатюризацию.

Подробнее об устройстве КЛЛ —  тут

Лампы подсветки дисплеев также не имеют принципиальных отличий. Питаются от инвертора.

Индукционные лампы. Этот тип осветителя не имеет никаких электродов в свое колбе. Колба традиционно заполнена инертным газом (аргон) и парами ртути, а стенки покрыты слоем люминофора. Ионизация газа происходит под действие высокочастотного (от 25 кГц) переменного магнитного поля. Сам генератор и колба с газом могут составлять одно целое устройство, но есть и варианты разнесённого изготовления.

Газоразрядные лампы высокого давления.

Существуют и приборы высокого давления. Давление внутри колбы превышает атмосферное.

Дуговые ртутные лампы (сокращенно ДРЛ) ранее применялись для наружного уличного освещения. В настоящее время применяются все реже. На смену им приходят металлогалогеновые и натриевые источники света. Причина – низкая эффективность.

Внешний вид лампы ДРЛ

Дуговые ртутные лампы с йодидами (ДРИ) содержат горелку в виде трубки из плавленого кварцевого стекла. В ней находятся электроды. Сама горелка наполнена аргоном – инертным газом с примесями ртути и йодидов редкоземельных металлов. Может содержать цезий. Сама горелка размещена внутри колбы из жаропрочного стекла. Из колбы выкачан воздух, практически горелка находится в вакууме. Более современные оснащаются горелкой из керамики – она не темнеет. Применяются для освещения больших площадей. Типичные мощности от 250 до 3500 Вт.

Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ) имеют вдвое большую светоотдачу в сравнении с ДРЛ при тех же потребляемых мощностях. Эта разновидность предназначена для уличного освещения. Горелка содержит инертный газ – ксенон и пары ртути и натрия. Эту лампу можно сразу узнать по свечению – свет имеет оранжево-желтый или золотистый оттенок. Отличаются довольно большим временем перехода в выключенное состояние (около 10 минут).

Дуговые ксеноновые трубчатые источники света характеризуются белым ярким светом, спектрально близким к дневному. Мощность лам может достигать 18 кВт. Современные варианты выполнены из кварцевого стекла. Давление может достигать 25 Атм. Электроды изготавливаются из вольфрама, легированного торием. Иногда применяется сапфировое стекло. Такое решение обеспечивает преобладание ультрафиолета в спектре.

Световой поток создается плазмой около отрицательного электрода. Если в состав паров входит ртуть, то свечение возникает возле анода и катода. К этому типу относят и вспышки. Типичный пример – ИФК-120. Их можно опознать по дополнительному третьему электроду. Благодаря своему спектру они отлично подходят для фотодела.

Металлогалогенные газоразрядные лампы (МГЛ) характеризуются компактностью, мощностью и эффективностью. Зачастую применяются в осветительных приборах. Конструктивно представляют собой горелку, помещенную в вакуумную колбу. Горелка изготовлена из керамики, либо кварцевого стекла и заполнена парами ртути и галогенидами металлов. Это необходимо для корректировки спектра. Свет излучается плазмой между электродами в горелке. Мощность может достигать 3.5 кВт. В зависимости от примесей в парах ртути возможен разный цвет светового потока. Обладают хорошей светоотдачей. Сроком эксплуатации может достигать 12 тысяч часов. При этом имеет хорошую цветопередачу. Долго выходит на рабочий режим – около 10 минут.

Характеристики

Для сравнения с другими видами осветительного оборудования, необходимо детально изучить рабочие параметры газоразрядных ламп:

  • Время готовности – согласно п.34 ГОСТ 24127-80 это временной интервал, протекающий с начала подачи напряжения до момента выхода лампы на рабочие характеристики.
  • Потребляемая мощность – отображает величину нагрузки, потребляемую из сети;
  • Срок службы – характеризует продолжительность активной работы лампы, может колебаться от 2000 до 20 000 часов;
  • Светоотдача – определяет величину светового потока, получаемого с одного ватта потребленной электроэнергии, может колебаться в пределах от 40 до 220 Лм/Вт;
  • Температура цветового свечения – определяет спектр цвета, излучаемого газоразрядной лампой, в зависимости от модели находится в пределах от 2200 до 20 000 К;


Рис. 6. Температура цветопередачи

Индекс цветопередачи – указывает на интенсивность восприятия цветов той поверхности, на которую попадает свет;


Рис. 7. Пример влияния индекса цветопередачи

Напряжение зажигания – в соответствии с п.35 ГОСТ 24127-80 это такая наименьшая разность потенциалов на электродах, которой будет достаточно для начала образования разряда.

Газоразрядные лампы и виды катодов

Многие слышали термин газоразрядные люминесцентные лампы с холодным катодом CCFL и приборы для освещения с горячим катодом. Но в чем разница, какая их маркировка и какие выбрать?

С горячим катодом

В горячие катоды генерирует электроны сам электрод с термоэлектронной эмиссией. Именно поэтому они еще называются термоэлектронными катодами. Катод обычно представляет собой электрическую нить из вольфрама или тантала. Но теперь они еще покрываются слоем эмиссионного материала, что может производить больше меньше тепла и света, тем самым увеличивая эффективность и световой поток газоразрядной лампы. В некоторых случаях, когда жужжание переменного тока является проблемой, нагреватель электрически изолирован от катода. Этот метод широко используют газоразрядные металлогалогенные лампы (hpi-t plus, deluxе, hid-8) и светильники низкого давления.


Фото: металлогалогеновые лампы с горячим катодом

Источники света с горячими катодами производят значительно большее количество электронов, чем холодные катоды с той же площадью поверхности. Их используют индикаторные устройства, микроскопы, и даже такие лампы применяют для модернизации электронных пушек.


Фото: металлогалогеновые лампы вытянутой формы с горячим катодом

С холодным катодом

С холодным катодом не производится термоэлектронная эмиссия. Высоковольтные лампы в данном случае, работают на электродах, генерирующих сильное электрическое поле (допустим, марки make), которое ионизирует газ. Поверхность внутри трубки способна производить вторичные электроны, и при этом свести их «падение» к минимуму. Некоторые трубы содержат специальное заземление, которое улучшает эмиссию электронов.

Другой метод работы холодных световых приборов основан на генерации свободных электронов без термоэлектронной эмиссии, за счет полевой электронной эмиссии. Полевая эмиссия происходит в электрических полях, которые создают очень высокое напряжение. Этот метод используется в некоторых рентгеновских трубках, микроскопах, работающих за счет электрических полей, а также его применяют газоразрядные натриевые лампы (lhp, днат 400 5, днат 70, днат 250-5, днат-70, hb4).

Термин «холодный катод» не означает, что он остается в температуре окружающей среды все время. Рабочая температура катода может увеличиваться в некоторых случаях. Например, при использовании переменного тока, из-за чего электроды поменялись местами – стали катод стал анодом. Некоторые электроны также могут вызвать локализацию тепла. Например, люминесцентные лампы: после запуска, вольфрамовая проволока холодная, лампа работает с холодным катодом и явление, описанное выше, используется для нагрева нити. Когда она достигла нужного уровня света, светильник работает нормально, как с горячим катодом. Подобное явление могут демонстрировать некоторые газоразрядные ксеноновые лампочки дрл (d2s, h4 категории d).

Ксеноновая лампа

Холодный катод устройства требует высокого напряжения, но при этом высоковольтный источник питания не требуется. Это часто явление называется CCL инвертором. Работа инвертора заключается в создании высокого напряжения для организации начального пространственного заряда и первой электрической дуги тока в трубке. Когда это происходит, внутреннее сопротивление трубки уменьшается и увеличивает ток. Преобразователь реагирует на такие перепады, и если температура превышает норму – отключается. Чаще всего такие системы устанавливают для уличного освещения.

Ксеноновая лампа с холодным катодом

Лампы холодного излучения часто встречаются в электронных устройствах. CCFLs (с холодным катодом люминесцентные лампы) используются как диодные лампочки для компьютеров, модемов, мультиметров, газоразрядных индикаторов ин-14, ин 18 и нв 3, и прочего. Кроме того, они широко применяются в качестве ЖК-подсветки. Еще одним примером широкого использования является трубы Nixie.

Основные выводы

Разрядные изделия покупают при необходимости снизить затраты электроэнергии. При правильном выборе монтировать их можно как в помещениях, так на открытом воздухе. Для помещений лучше купить:

  • металлогалогенные изделия;
  • натриевые лампочки, поставляемые из Европы, с белым свечением;
  • ртутные изделия с долей красного спектра от 15%.

Для монтажа и замены желательно привлечь специалиста.

Достоинства и недостатки любого осветительного прибора полностью зависят от правильности выбора. Газоразрядные лампы лучше использовать для освещения больших помещений. Это позволяет снизить затраты электроэнергии за счет высокой эффективности и длительного срока эксплуатации.

Оцените статью