Marcatura e parametri delle lampade fluorescenti domestiche
L'azione delle lampade fluorescenti si basa sulla fotoluminescenza di vari fosfori eccitati dalla radiazione ultravioletta da una scarica in vapori di mercurio a bassa pressione.
Una lampada fluorescente è un tubo di vetro, le cui pareti sono rivestite dall'interno con uno strato di fosforo della composizione richiesta, e le gambe con catodi rivestiti di ossido a spirale sono saldate su entrambe le estremità, che possono essere con un filamento dall'esterno , che viene eseguito quando la lampada è accesa.
Le lampade sono riempite di argon alla pressione di pochi millimetri di mercurio e contengono una piccola quantità (goccia) di mercurio metallico. L'argon serve a mantenere la scarica nei primi istanti dopo l'accensione, quando la pressione del vapore di mercurio è ancora insufficiente.
La sorgente di radiazione che eccita la luminescenza del fosforo è una colonna positiva di scarica in vapori di mercurio, che rende necessaria la forma tubolare della lampada.
Quindi, le lampade a tubo fluorescente sono un tubo di vetro sigillato ad entrambe le estremità, la cui superficie interna è ricoperta da un sottile strato di fosforo. La lampada viene evacuata e riempita con gas inerte argon a bassissima pressione.Una goccia di mercurio viene posta nella lampada, che si trasforma in vapore di mercurio quando viene riscaldata.
Gli elettrodi di tungsteno della lampada hanno la forma di una piccola spirale, ricoperta da uno speciale composto (ossido) contenente sali carbonatici di bario e stronzio. Paralleli alla bobina ci sono due elettrodi di nichel solido, ciascuno collegato a una delle estremità della bobina.
Nelle lampade fluorescenti, un plasma costituito da metallo ionizzato e vapori di gas emette sia nella parte visibile che in quella ultravioletta dello spettro. Con l'aiuto dei fosfori, i raggi ultravioletti vengono convertiti in radiazioni visibili all'occhio.
Il vantaggio più importante dei fosfori da questo punto di vista è la struttura dei loro spettri di emissione. I fosfori eccitati dalla corrispondente radiazione (oltre che dal bombardamento di elettroni) emettono sempre luce in una gamma più o meno ampia di lunghezze d'onda, cioè danno un'emissione continua in tutta la parte dello spettro.
Nel caso in cui un singolo fosforo non fornisca la distribuzione spettrale desiderata, possono essere utilizzate le loro miscele. Modificando il numero di componenti e il relativo contenuto, è possibile regolare il colore del bagliore in modo molto fluido. Ciò consente di produrre sorgenti con tutte le sfumature di luminescenza, in particolare lampade bianche ea luce diurna, molto vicine alla «sorgente luminosa ideale» per quanto riguarda la composizione spettrale della radiazione.
La natura dell'emissione dei fosfori consente, in una certa misura, di soddisfare l'esigenza di assenza di radiazione al di fuori della regione visibile. Ciò porta ad un'elevata efficienza luminosa delle lampade fluorescenti.
La temperatura ottimale della lampada fluorescente è compresa tra 38 e 50 ° C.Poiché la temperatura della parete dipende dalla temperatura dell'ambiente, è ovvio che variazioni di quest'ultima cambieranno la resa luminosa della lampada. La temperatura esterna ottimale è di 25 °C.
Una diminuzione della temperatura esterna di 1°C comporta una diminuzione del flusso luminoso della lampada dell'1,5%. Se la temperatura ambiente è inferiore a 0°C, la lampada si accende debolmente a causa della bassa tensione di vapore del mercurio a queste temperature.
A parità di altre condizioni, l'efficienza luminosa delle lampade fluorescenti dipende anche dalla sua lunghezza, poiché all'aumentare della lunghezza, una parte crescente della potenza in ingresso ricade sulla colonna positiva, mentre la potenza consumata nel catodo e nell'anodo diminuisce invariata. Il limite pratico superiore per la lunghezza è di 1,2 — 1,5 m, che corrisponde a più del 90% dell'emissione luminosa massima.
L'efficienza luminosa delle lampade fluorescenti, a seconda della maggiore o minore vicinanza delle loro caratteristiche spettrali alle caratteristiche della sorgente "ideale", risulta molto diversa per lampade di diverso colore.
Significativamente più difficile di lampade ad incandescenza, sono presenti dispositivi per l'accensione di lampade fluorescenti. Ciò accade principalmente perché la tensione di combustione di tali lampade è molto inferiore alla tensione nella rete, compresa tra 70 e 110 V per reti con una tensione di 220 - 250 V.
La necessità di una differenza così significativa è dovuta al fatto che in caso di insufficiente eccesso della tensione di rete rispetto a quella operativa, non è possibile garantire un'accensione affidabile, poiché il potenziale di accensione durante la scarica è molto superiore al potenziale di combustione. Tuttavia, ciò richiede l'estinzione della tensione in eccesso.
Per evitare perdite di potenza che annullerebbero l'efficienza della lampada, il carico del ballast viene reso induttivo (choke). Un'altra complicazione nasce dal fatto che il potenziale di accensione a scarica può essere ridotto dalla tensione di rete solo in presenza di catodi riscaldati (ossido).
Tuttavia il loro costante riscaldamento provocherebbe anche inutili perdite di energia, ancor meno giustificate dal fatto che in fase di lavoro i catodi vengono riscaldati dalla scarica stessa. In considerazione di ciò, è necessaria la creazione di uno speciale dispositivo di avviamento.
Schema per accendere una lampada fluorescente con uno starter e un motorino di avviamento:
Le lampade fluorescenti sono suddivise in uso generale e illuminazione speciale.
Le lampade fluorescenti per uso generico comprendono lampade da 15 a 80 W con caratteristiche cromatiche e spettrali che simulano la luce naturale con diverse tonalità.
Diversi parametri vengono utilizzati per classificare le lampade fluorescenti per usi speciali. Per potenza, sono divisi in bassa potenza (fino a 15 W) e potenti (oltre 80 W), per tipo di scarica - in arco, scarica a bagliore e sezione incandescente, per radiazione - in lampade con luce naturale, lampade a colori , lampade con speciali spettri di radiazione, lampade con radiazione ultravioletta, secondo la forma del bulbo - tubolare e riccio, secondo la distribuzione della luce - con emissione luminosa non diretta e con luce diretta, ad esempio, reflex, a fessura, a pannello, eccetera.
Scala della potenza nominale delle lampade fluorescenti (W): 15, 20, 30, 40, 65, 80.
Le caratteristiche del design della lampada sono indicate da lettere dopo le lettere che indicano il colore della lampada (P - riflesso, U - a forma di U, K - anulare, B - avvio rapido, A - amalgama).
Attualmente vengono prodotte le cosiddette lampade fluorescenti a risparmio energetico, che hanno un design dell'elettrodo più efficiente e un fosforo migliorato. Ciò ha permesso di produrre lampade con potenza ridotta (18 W invece di 20 W, 36 W invece di 40 W, 58 W invece di 65 W), diametro del bulbo 1,6 volte più piccolo e maggiore efficienza luminosa.
Per lampade con resa cromatica migliorata, dopo le lettere che designano il colore, c'è la lettera C, e per colori particolarmente pregiati, le lettere CC.
Marcatura di lampade fluorescenti domestiche
Un esempio di decodifica di una lampada LB65: L — fluorescente; B — bianco; 65 - potenza, W
Le lampade fluorescenti a luce bianca del tipo LB forniscono il maggior flusso luminoso di tutti i tipi di lampade elencati della stessa potenza. Riproducono approssimativamente il colore della luce solare e vengono utilizzati in ambienti in cui è richiesto un notevole stress visivo da parte dei lavoratori.
Le lampade fluorescenti con luce bianca calda, tipo LTB, hanno una pronunciata sfumatura rosa e vengono utilizzate quando è necessario enfatizzare i toni del rosa e del rosso, ad esempio quando si raffigura il colore di un volto umano.
La cromaticità delle lampade fluorescenti di tipo LD è vicina alla cromaticità delle lampade fluorescenti con correzione cromatica di tipo LDT.
Le lampade fluorescenti a luce bianca fredda del tipo LHB in termini di croma occupano un posto intermedio tra le lampade a luce bianca e le lampade diurne con correzione del colore, e in alcuni casi vengono utilizzate alla pari di queste ultime.
Il flusso luminoso di ciascuna lampada dopo il 70% del tempo medio di combustione deve essere almeno il 70% del flusso luminoso nominale. La luminosità media della superficie delle lampade fluorescenti varia da 6 a 11 cd/m2.
Le lampade fluorescenti, quando collegate a una rete in corrente alternata, emettono un flusso luminoso variabile nel tempo. Il coefficiente di pulsazione del flusso luminoso è del 23% (per lampade del tipo LDT - 43%). All'aumentare della tensione nominale, aumentano il flusso luminoso e la potenza assorbita dalla lampada.
Parametri delle lampade fluorescenti generiche
Potenza W, W
Corrente I, A
Tensione U, V
Dimensioni delle lampade fluorescenti, mm
lunghezza con perni presa, non di più
diametro
30 0,35 104± 10,4
908,8
27–3
40 0,43 103± 10,3
1213,5
40–4
65 0,67 110± 10,0
1514,2
40–4
80 0,87 102± 10,2
1514,2
40–
Potenza W, W Durata delle lampade fluorescenti t, h Flusso luminoso delle lampade fluorescenti Ф, lm
Valore medio dopo 100 ore di accensione per lampade colorate
media aritmetica minima LB LTB LHB LD LDC 30
6000
15000
2180-140 2020-100 1940-100 1800-180 1500-80 40
4800
12000
3200-160 3100-155 3000-150 2500-125 2200-110 65
5200
13000
4800-240 4850-340 4400-220 4000-200 3150-160 80
4800
12000
5400-270 5200-250 5040-240 4300-215 3800-190