Войти
Линейные люминесцентные лампы, освещающие пешеходный туннель 
Вверху: две компактные люминесцентные лампы без встроенного балласта. Внизу: две люминесцентные лампы. Спичка слева показана для шкалы. 
Компактная люминесцентная лампа с электронным балластом 
Типичная двухконтактная лампа F71T12 мощностью 100 Вт, используемая в соляриях. Символ (Hg) указывает на то, что эта лампа содержит ртуть. В США этот символ теперь требуется на всех ртутьсодержащих люминесцентных лампах. 
Один тип патрона для двухконтактных люминесцентных ламп T12 и T8 
Внутри торца двухштырьковой лампы с предварительным нагревом. В этой лампе нить накала окружена продолговатым металлическим катодным экраном, который помогает уменьшить потемнение концов лампы. A люминесцентная лампа или люминесцентная лампа - это низко- давление пар ртути газоразрядная лампа, в которой используется флуоресценция для получения видимого света. электрический ток в газе возбуждает пар ртути, который производит коротковолновый ультрафиолетовый свет, который затем вызывает люминофор покрытие внутренней части лампы свечением. Люминесцентная лампа преобразует электрическую энергию в полезный свет намного эффективнее, чем лампы накаливания. Типичная световая отдача люминесцентных осветительных систем составляет 50–100 люмен на ватт, что в несколько раз превышает эффективность ламп накаливания с сопоставимой светоотдачей.
Светильники люминесцентных ламп дороже, чем лампы накаливания, потому что для них требуется балласт для регулирования тока через лампу, но более низкая стоимость энергии обычно компенсирует более высокую начальную Стоимость. Компактные люминесцентные лампы теперь доступны в тех же популярных размерах, что и лампы накаливания, и используются в качестве энергосберегающей альтернативы в домах.
Поскольку многие люминесцентные лампы содержат ртуть, они классифицируются как опасные отходы. Агентство по охране окружающей среды США рекомендует отделять люминесцентные лампы от обычных отходов для переработки или безопасной утилизации, а в некоторых юрисдикциях требуется их переработка.
Флуоресценция некоторых горных пород и других веществ наблюдалась за сотни лет до ее появления был понят. К середине XIX века экспериментаторы наблюдали лучистое свечение, исходящее от частично вакуумированных стеклянных сосудов, через которые проходил электрический ток. Одним из первых, кто объяснил это, был ирландский ученый сэр Джордж Стоукс из Кембриджского университета в 1852 году, который назвал это явление «флуоресценцией» в честь флюорита, минерал, многие образцы которого сильно светятся из-за примесей. Объяснение основывалось на природе явления электричества и света, разработанной британскими учеными Майклом Фарадеем в 1840-х годах и Джеймсом Клерком Максвеллом в 1860-х годах.
Немного больше. Это явление использовалось до 1856 года, когда немецкий стеклодув Генрих Гайсслер создал ртутный вакуумный насос, который откачивал стеклянную трубку в такой степени, которая ранее была невозможна. Гейсслер изобрел первую газоразрядную лампу, трубку Гейсслера, состоящую из частично вакуумированной стеклянной трубки с металлическим электродом на обоих концах. Когда между электродами было приложено высокое напряжение, внутренняя часть трубки загоралась тлеющим разрядом . Помещая внутрь разные химические вещества, можно было сделать трубки разных цветов, а сложные трубки Гейслера продавались для развлечения. Однако более важным был его вклад в научные исследования. Одним из первых ученых, которые экспериментировали с трубкой Гейсслера, был Юлиус Плюкер, который в 1858 году систематически описал люминесцентные эффекты, происходящие в трубке Гейсслера. Он также сделал важное наблюдение, что свечение в трубке меняет положение, когда оно находится вблизи электромагнитного поля. Александр Эдмон Беккерель в 1859 году заметил, что некоторые вещества излучают свет, когда их помещают в трубку Гейсслера. Он продолжал наносить тонкие покрытия из люминесцентных материалов на поверхности этих трубок. Произошла флуоресценция, но трубки были очень неэффективны и имели короткий срок службы.
Запросы, которые начались с трубки Гейсслера, продолжались, поскольку создавался еще лучший вакуум. Самой известной была вакуумная трубка, которую использовал для научных исследований Уильям Крукс. Эта трубка была откачана с помощью высокоэффективного ртутного вакуумного насоса, созданного Германом Шпренгелем. Исследования, проведенные Круксом и другими, в конечном итоге привели к открытию электрона в 1897 году Дж. Дж. Томсон и Рентгеновские лучи в 1895 г. Вильгельмом Рентгеном. Но трубка Крукса, как ее стали называть, давала мало света, потому что вакуум в ней был слишком хорошим и, следовательно, не хватало следовых количеств газа, необходимых для электрически стимулированной люминесценции.
Одна из первых ртутных ламп, изобретенная Питером Купером Хьюиттом, 1903. Она была похожа на люминесцентную лампу без люминесцентного покрытия на трубке и была произведена зеленоватый свет. Круглое устройство под лампой - это балласт.Томас Эдисон, кратко изучавший люминесцентное освещение из-за его коммерческого потенциала. Он изобрел люминесцентную лампу в 1896 году, в которой в качестве флуоресцентного вещества использовалось покрытие из вольфрамата кальция, возбуждаемого рентгеновскими лучами, но, хотя в 1907 году на нее был получен патент, на нее не было положено в производство. Как и в случае с некоторыми другими попытками использовать трубки Гейсслера для освещения, у него был короткий срок службы, и, учитывая успех лампы накаливания, у Эдисона не было особых причин для поиска альтернативных средств электрического освещения. Никола Тесла проводил аналогичные эксперименты в 1890-х годах, изобретая высокочастотные люминесцентные лампы, которые давали яркий зеленоватый свет, но, как и в случае с устройствами Эдисона, коммерческого успеха добиться не удалось.
Один из бывших сотрудников Эдисона создал газоразрядную лампу, добившуюся определенного коммерческого успеха. В 1895 году Дэниел Макфарлан Мур продемонстрировал лампы длиной от 2 до 3 метров (от 6,6 до 9,8 футов), в которых использовался углекислый газ или азот для излучения белого или розового света, соответственно. Они были значительно более сложными, чем лампа накаливания, и требовали как источника питания высокого напряжения, так и системы регулирования давления для заполняющего газа.
Питер Купер Хьюитт Мур изобрел электромагнитный клапан, который поддерживал постоянное давление газа внутри трубка, чтобы продлить срок службы. Хотя лампа Мура была сложной, дорогой и требовала очень высокого напряжения, она была значительно более эффективной, чем лампы накаливания, и обеспечивала более близкое приближение к естественному дневному свету, чем современные лампы накаливания. С 1904 года система освещения Мура была установлена в ряде магазинов и офисов. Его успех способствовал мотивации General Electric к совершенствованию лампы накаливания, особенно ее нити. Усилия GE увенчались изобретением нити накала на основе вольфрама. Увеличенный срок службы и повышенная эффективность ламп накаливания свели на нет одно из ключевых преимуществ лампы Мура, но GE приобрела соответствующие патенты в 1912 году. Эти патенты и изобретательские усилия, которые поддерживали их, должны были иметь значительную ценность, когда фирма занялась люминесцентным освещением. более двух десятилетий спустя.
Примерно в то же время, когда Мур разрабатывал свою систему освещения, Питер Купер Хьюитт изобрел ртутную лампу, запатентованную в 1901 году (US 682692 ). Лампа Хьюитта загоралась, когда электрический ток пропускался через пары ртути под низким давлением. В отличие от ламп Мура, лампы Хьюитта производились стандартных размеров и работали при низких напряжениях. Лампа на парах ртути превосходила лампы накаливания того времени с точки зрения энергоэффективности, но сине-зеленый свет, который она производил, ограничивал ее применение. Однако он использовался для фотографии и некоторых промышленных процессов.
Ртутные лампы продолжали развиваться медленными темпами, особенно в Европе, и к началу 1930-х годов они получили ограниченное применение для крупномасштабного освещения. В некоторых из них использовались флуоресцентные покрытия, но они использовались в основном для коррекции цвета, а не для увеличения светоотдачи. Лампы на парах ртути также предвосхитили люминесцентные лампы с их включением балласта для поддержания постоянного тока.
Купер-Хьюитт не был первым, кто использовал пары ртути для освещения, поскольку ранее усилия были предприняты Уэй, Рапиев, Аронс, Бастиан и Солсбери. Особое значение имела ртутная лампа, изобретенная Кюхом и Речински в Германии. В лампе использовалась колба меньшего диаметра и больший ток, работающий при более высоком давлении. Вследствие тока лампа работала при более высокой температуре, что потребовало использования кварцевой лампы. Хотя ее светоотдача по сравнению с потреблением электроэнергии была лучше, чем у других источников света, излучаемый ею свет был аналогичен свету лампы Купера-Хьюитта в том, что в ней отсутствовала красная часть спектра, что делало ее непригодной для обычного освещения. Из-за трудностей при герметизации электродов к кварцу лампа имела очень короткий срок службы.
Следующий шаг в области газового освещения позволил использовать люминесцентные качества неон, инертный газ, который был открыт в 1898 году путем изоляции от атмосферы. При использовании в лампах Гейслера неон светился ярко-красным светом. К 1910 году Жорж Клод, француз, разработавший технологию и успешный бизнес по сжижению воздуха, получил достаточно неона в качестве побочного продукта для поддержки индустрии неонового освещения. В то время как неоновое освещение использовалось примерно в 1930 году во Франции для общего освещения, оно было не более энергоэффективным, чем обычные лампы накаливания. Освещение с неоновой трубкой, которое также включает использование паров аргона и ртути в качестве альтернативных газов, стало использоваться в основном для привлекательных вывесок и рекламы. Однако неоновое освещение имело отношение к развитию люминесцентного освещения, поскольку усовершенствованный электрод Клода (запатентованный в 1915 году) преодолел «разбрызгивание», основной источник деградации электрода. Распыление происходит, когда ионизированные частицы ударяются об электрод и отрывают кусочки металла. Хотя изобретение Клода требовало электродов с большой площадью поверхности, оно показало, что основное препятствие для газового освещения можно преодолеть.
Развитие неонового света также имело значение для последнего ключевого элемента люминесцентной лампы - ее флуоресцентного покрытия. В 1926 году Жак Рислер получил французский патент на применение флуоресцентных покрытий на неоновых лампах. Эти лампы, которые можно считать первыми коммерчески успешными люминесцентными лампами, использовались в основном для рекламы, а не для общего освещения. Однако это было не первое использование флуоресцентных покрытий; Беккерель ранее использовал эту идею, а Эдисон использовал вольфрамат кальция для своей неудачной лампы. Были предприняты другие попытки, но все они сопровождались низкой эффективностью и различными техническими проблемами. Особое значение имело изобретение в 1927 году Фридрихом Мейером, Хансом-Иоахимом Шпаннером и Эдмундом Гермером, которые были сотрудниками немецкой фирмы в Берлине. Немецкий патент был выдан, но в серийное производство лампа так и не пошла.
Все основные особенности люминесцентного освещения были реализованы в конце 1920-х годов. Десятилетия изобретений и разработок обеспечили ключевые компоненты люминесцентных ламп: экономичные стеклянные трубки, инертные газы для заполнения трубок, электрические балласты, долговечные электроды, пары ртути как источник люминесценции, эффективные средства создания надежного электрического разряда., а также флуоресцентные покрытия, которые можно возбуждать ультрафиолетовым светом. В этот момент интенсивные разработки были важнее фундаментальных исследований.
В 1934 году Артур Комптон, известный физик и консультант GE, сообщил отделу ламп GE об успешных экспериментах с флуоресцентным освещением в General Electric Co., Ltd. в Великобритании (не имеет отношения к General Electric в США). Вдохновленная этим отчетом и со всеми доступными ключевыми элементами, группа под руководством Джорджа Инмана построила прототип люминесцентной лампы в 1934 году в Нела Парк компании General Electric (Огайо).) инженерная лаборатория. Это было нетривиальное упражнение; как отметил Артур А. Брайт, «пришлось провести множество экспериментов с размерами и формой ламп, конструкцией катода, давлением газов аргона и паров ртути, цветами флуоресцентных порошков, методами их прикрепления к внутренней части лампы. трубки и других деталей лампы и ее вспомогательных устройств до того, как новое устройство было готово для публики ».
Помимо инженеров и техников, а также оборудования для научно-исследовательских работ над люминесцентными лампами, General Electric контролировала то, что она считается ключевыми патентами в области люминесцентного освещения, включая патенты, первоначально выданные Hewitt, Moore и Küch. Более важным был патент на электрод , который не разрушался при давлениях газа, которые в конечном итоге использовались в люминесцентных лампах. Альберт У. Халл из исследовательской лаборатории GE в Скенектади подал заявку на патент на это изобретение в 1927 году, которое было выдано в 1931 году. General Electric использовала свой контроль над патентами, чтобы предотвратить конкуренцию со своими лампами накаливания, и, вероятно, задержала внедрение люминесцентного освещения на 20 лет. лет. В конце концов, военное производство потребовало круглосуточных фабрик с экономичным освещением и люминесцентными лампами.
Хотя патент Халла дал GE основание для требования юридических прав на люминесцентную лампу, через несколько месяцев после запуска лампы в производство фирма узнала о поданной патентной заявке в США. в 1927 году для вышеупомянутой «лампы на парах металла», изобретенной в Германии Мейером, Шпаннером и Гермером. В заявке на патент указывалось, что лампа была создана как превосходное средство получения ультрафиолетового света, но в заявке также содержалось несколько утверждений, относящихся к флуоресцентному освещению. Попытки получить патент в США натолкнулись на многочисленные задержки, но если бы он был выдан, патент мог бы вызвать серьезные трудности для GE. Сначала GE стремилась заблокировать выдачу патента, требуя, чтобы приоритет был отдан одному из их сотрудников, Лерою Дж. Баттольфу, который, согласно их заявлению, изобрел люминесцентную лампу в 1919 году и чья патентная заявка все еще находилась на рассмотрении. GE также подала заявку на патент в 1936 году на имя Инмана, чтобы охватить «улучшения», внесенные его группой. В 1939 году GE решила, что претензии Мейера, Спаннера и Гермера имеют определенные основания и что в любом случае длительная процедура вмешательства не в их интересах. Поэтому они отказались от иска Buttolph и заплатили 180 000 долларов за приобретение Meyer et al. заявка, которая на тот момент принадлежала фирме, известной как Electrons, Inc. Патент был должным образом присужден в декабре 1939 года. Этот патент, наряду с патентом Халла, поставил GE на то, что казалось твердым юридическим основанием, хотя и столкнулось с годами судебных исков от Sylvania Electric Products, Inc., заявившей о нарушении принадлежащих ей патентов.
Несмотря на то, что проблема с патентами не была полностью решена в течение многих лет, сильные стороны General Electric в области производства и маркетинга позволили компании занять ведущее положение на развивающемся рынке люминесцентных ламп. Продажа «люминесцентных люмилиновых ламп» началась в 1938 году, когда на рынок были выпущены лампы четырех разных размеров. Они использовались в светильниках, производимых тремя ведущими корпорациями: Lightolier, Artcraft Fluorescent Lighting Corporation и Globe Lighting. Люминесцентный балласт Slimline был представлен публике в 1946 году компаниями Westinghouse и General Electric, а светильники для витрин и витрин были представлены Artcraft Fluorescent Lighting Corporation в 1946 году. В течение следующего года GE и Westinghouse рекламировала новые светильники на выставках на Всемирной выставке в Нью-Йорке и Международной выставке Golden Gate в Сан-Франциско. Системы люминесцентного освещения быстро распространились во время Второй мировой войны, поскольку военное производство увеличило спрос на освещение. К 1951 году в Соединенных Штатах люминесцентные лампы производили больше света, чем лампы накаливания.
В первые годы ортосиликат цинка с переменным содержанием бериллия использовался в качестве зеленоватый люминофор. Небольшие добавки вольфрамата магния улучшили синюю часть спектра, получив приемлемый белый цвет. После того, как было обнаружено, что бериллий токсичен, преобладали люминофоры на основе галофосфата.
Основным механизмом преобразования электрической энергии в свет является излучение фотон, когда электрон в атоме ртути падает из возбужденного состояния на более низкий энергетический уровень. Электроны, протекающие в дуге, сталкиваются с атомами ртути. Если падающий электрон имеет достаточно кинетическую энергию, он передает энергию внешнему электрону, заставляя этот электрон временно подпрыгивать на более высокий энергетический уровень, который не стабильным. Атом будет излучать ультрафиолетовый фотон, когда электрона переходит на более низкий, более стабильный энергетический уровень. Большинство фотонов, испускаемых атомами ртути, имеют длину волны в ультрафиолетовой (УФ) в области обычно с длиной волн 253,7 и 185 нанометров (нм). Они не видны человеческому глазу, поэтому ультрафиолетовая энергия преобразует видимый свет за счет флуоресценции внутреннего люминофорного покрытия. Разница в энергии между поглощенным ультрафиолетовым фотоном и испускаемым фотоном видимого света идет на покрытие люминофора.
Электрический ток течет через трубку в дуговом разряде низкого давления. Электроны сталкиваются и ионизируют атомы благородного газа внутри колбы, окружающую среду накала, с образованием плазмы в процессе ударной ионизации. В результате лавинной ионизации проводимость ионизированного газа быстро возрастает, позволяя более высоким токам проходить через лампу.
Заполняющий газ определяет электрические характеристики лампы, но сам не излучает свет. Наполняющий газ эффективно увеличивает расстояние, на которое электроны проходят через трубку, что дает электрону больше шансов на взаимодействие с атомом ртути. Кроме того, атомы аргона, возбужденные до метастабильного под действием электрона, могут вызвать состояние атому ртути и ионизировать его, что описывается как эффект Пеннинга. Это снижает пробивное и рабочее напряжение лампы по сравнению с другими возможными наполняющими газами, такими как криптон.
Крупный план катодов бактерицидной лампы (по существу аналогичная конструкция, в которой отсутствует люминесцентный люминофор, который позволяет видеть электроды ) Трубка люминесцентной лампы заполнена смесью аргона, ксенона, неон, или криптон и пары ртути. Давление внутри лампы составляет около 0,3% от атмосферного давления. Парциальное давление одних только паров ртути составляет около 0,8 Па (8 миллионных долей атмосферного давления) в 40-ваттной лампе T12. На внутренней поверхности лампы нанесено флуоресцентное покрытие, состоящее из различных смесей металлических и редкоземельных солей люминофора. Электроды лампы обычно изготовлены из спирального вольфрама и покрыты смесью оксидов бария, стронция и кальция для улучшения термоэлектронной эмиссии.
A в бактерицидной лампе используется ртутная лампа низкого давления. Паровой тлеющий разряд идентичен таковому в люминесцентной лампе, но оболочка из плавленого кварца без покрытия позволяет пропускать ультрафиолетовое излучение. Трубки люминесцентных ламп часто прямые и имеют длину примерно от 100 миллиметров (3,9 дюйма) для миниатюрных ламп до 2,43 метра (8,0 футов) для мощных ламп. У некоторых ламп трубка изогнута в круг, что используется для настольных ламп или в других местах, где требуется более компактный источник света. П-образные лампы большего размера используются для использования того же количества света в более компактных помещениях и использовании в особых архитектурных целях. Компактные люминесцентные лампы имеют несколько трубок малого диаметра, соединенных в пучок из двух, четырех или шести, или трубку небольшого диаметра, свернутую в спираль, чтобы обеспечить большое количество светового потока в небольшом объеме.
Светоизлучающие люминофоры наносятся в виде покрытия, напоминающего краску, на внутреннюю часть трубки. Органическим растворителям дают испариться, затем трубку нагревают почти до температуры плавления стекла, чтобы удалить оставшиеся органические соединения и сплавить покрытие с трубкой лампы. Необходим тщательный контроль размера подвешенных люминофоров; большие частицы плохого освещения приводят к слабому покрытию, мелкие частицы вызывают кому обслуживанию и эффективности. Большинство люминофоров лучше всего работают с частицами около 10 микрометров. Покрытие должно быть достаточно толстым, чтобы улавливать весь ультрафиолетовый свет, производимый ртутной дугой, но не настолько толстым, чтобы люминофорное покрытие поглощало слишком много видимого света. Первые люминофоры были синтетическими версиями природных флуоресцентных минералов с небольшими количествами металлов, добавленных в качестве активаторов. Позже были обнаружены другие соединения, позволяющие изготавливать лампы разных цветов.
Различные балласты для люминесцентных и газоразрядных ламп Люминесцентные лампы - это устройство с отрицательным дифференциальным сопротивлением, поэтому по мере прохождения через них большего тока электрическое сопротивление люминесцентной лампы, позволяя протекать еще большему току. При подключении напрямую к источнику питания постоянного напряжения люминесцентная лампа быстро самоуничтожается из-за неконтролируемого протекания тока. Чтобы предотвратить это, люминесцентные лампы должны использовать балласт для регулирования тока, протекающего через лампу.
Напряжение на клеммах рабочей лампы меняется в зависимости от тока дуги диаметра трубки, температуры и заполняющего газа. 48-дюймовая (1219 мм) лампа T12 для обслуживания общего освещения работает при 430 мА при падении напряжения 100 В. Лампы с высокой выходной мощностью работают при 800 мА, некоторые типы - до 1,5 А. Уровень мощности варьируется от 33 до 82 Вт на метр длины трубки (от 10 до 25 Вт / фут) для ламп T12.
Простейший балласт для переменного (переменного тока) - это последовательно соединенный индуктор, состоящий из обмотки на многослойном магнитопроводе. Индуктивность эта обмотки ограничивает прохождение переменного тока. Этот тип до сих пор используется, например, в настольных лампах с питанием от 120 вольт, использующих относительно короткие лампы. ПРА рассчитаны на размер лампы и частоту сети. Если напряжения недостаточно для запуска длинных люминесцентных ламп, балласт часто представляет повышающий автотрансформатор со степень индуктивностью рассеяния (для ограничения протекания тока). Любая форма индуктивного балласта может также заниматься в себя конденсатор для коррекции коэффициента мощности.
230 В балласт на 18–20 Вт Люминесцентные лампы могут работать непосредственно от источника постоянного тока (DC) с напряжением, достаточным для зажигания дуги. Балласт должен быть резистивным и потреблять примерно столько же энергии, сколько и лампа. При работе от тока пусковой выключатель лампы питания для полярности каждый раз при ее запуске; в противном случае ртуть скапливается на одном конце трубки. По этим причинам люминесцентные лампы (почти постоянно от постоянного тока) не работают. Вместо этого инвертор преобразует постоянный ток в переменный и функцию ограничения тока, как описано ниже для электронных балластов.
Тепловое изображение спиральной люминесцентной лампы. На характеристики люминесцентных ламп критически влияет температура стенки, колбы и ее влияние на парциальное давление паров ртути внутри фонарь. Необходимо тщательно продумать конструкцию, чтобы обеспечить поддержку в этом месте оптимальной температуры, около 40 ° C (104 ° F).
Использование амальгамы с каким-либо другим металлом снижает давление паров и расширяет другой диапазон температур вверх; тем не менее, температуру «холодного пятна» на стенке необходимо контролировать, предотвратить конденсацию. Люминесцентные лампы высокой мощности такие особенности, как деформированная трубка или внутренние радиаторы для температуры холодного пятна и распределения ртути. Сильно нагруженные маленькие лампы, такие как компактные люминесцентные лампы, в том числе в себя зоны теплоотвода в трубке, чтобы поддерживать давление в паров ртути на оптимальном уровне.
A Диаграмма Сэнки потери энергии в флюоресцентная лампа. В современных конструкциях самая большая потеря - это квантовая эффективность преобразования высокоэнергетических УФ-фотонов в низкоэнергетические фотоны видимого света. Лишь небольшая часть электрической энергии, поступающая в лампу, преобразуется в полезную легкий. Балласт рассеивает тепло; электронные балласты могут иметь КПД около 90%. На электродах возникает фиксированное падение напряжения, которое также выделяется тепло. Часть энергии в столбе паров ртути также рассеивается, но около 85% превращается в видимый и ультрафиолетовый свет.
Не все УФ-излучение, падающее на люминофорное покрытие, преобразует видимый свет; некоторая энергия теряется. Самая большая разовая потеря в современных лампах работает с более низкой энергией каждого фотона видимого света по с энергией УФ-фотонов, которые их генерируют (явление, называемое стоксовым сдвигом ). Падающие фотоны имеют энергию 5,5 электронвольт, но производят фотоны видимого света с энергией около 2,5 электронвольт, поэтому используется только 45% УФ-энергии; остальное рассеивается в виде тепла.
Люминесцентные лампы с холодным катодом от знака аварийного выхода. Работая при более высоком напряжении, чем другие люминесцентные лампы, лампа генерирует тлеющий разряд с низким током , а не дугу, как в неоновом свете. Без прямого подключения к сетевому напряжению ток ограничивается одним трансформатором, что исключает необходимость в балласте. В большинстве люминесцентных ламп используются электроды, которые излучают электроны в лампу за счет тепла. Однако лампы с холодным катодом имеют катоды, которые испускают электроны только из-за большого напряжения между электродами. Катоды будут нагреваться протекающим через них током, но они недостаточно горячие для правительства термоэлектронной эмиссии. Лампы с холодным катодом не имеют термоэмиссионного покрытия, которое могло бы изнашиваться, они могли иметь гораздо больший срок службы, чем лампы с горячим катодом. Это делает их желательными для приложений с длительным сроком службы (таких как подсветка в жидкокристаллических дисплеях ). Распыление электрода все еще может происходить, но электроды могут иметь форму (например, во внутренний цилиндр) для захвата большей части распыленного материала, чтобы он не терялся с электрода.
Лампы с холодным катодом обычно менее эффективны, чем лампы с термоэлектронной эмиссией, потому что катодное падение напряжения намного выше. Мощность, рассеиваемая из-за катодного падения напряжения, не влияет на светоотдачу. Однако это менее важно для более длинных трубок. Повышенное рассеивание мощности на концах трубок также обычно означает, что лампы с холодным катодом работать при более низкой нагрузке, чем их эквиваленты с термоэлектронной эмиссией. Поскольку в любом случае требуется высокое напряжение на лампе, эти лампы можно легко сделать даже в случае последовательных цепочек. Они лучше подходят для изгиба в специальной форме для надписей и вывесок, а также могут быть мгновенно включены или выключены.
Газ, используемый в люминесцентной лампе, должен быть ионизирован до того, как дуга сможет «загореться». Для небольших ламп для зажигания дуги не требуется большого напряжения, но для больших ламп требуется большое напряжение (в диапазоне от тысячи вольт). Было использовано много разных пусковых схем. Выбор схемы основан на стоимости, напряжении переменного тока, длине трубки, мгновенном или не мгновенном пуске, диапазонах температур и наличии деталей.
Схема предварительной проверки люминесцентной лампы с помощью автоматического пускового выключателя. A: Люминесцентная лампа, B: Питание (+220 В), C: Стартер, D: Переключатель (биметаллический датчик), E: Конденсатор, F: Нити, G: Балласт 
Воспроизвести носитель Запуск предварительной системы фонарь. Автоматический выключатель стартера мигает оранжевым каждый раз, когда он запустил лампу. В этом методе используется комбинация нити накала - катода на каждом конце лампы в сочетании с механическим или (биметаллическим) выключателем (см. Принципиальную схему справа), который сначала соединяет нити последовательностью с балластом для их предварительной предварительной; при зажигании дуги нити отключаются. В некоторых странах эта система описывается как предварительный нагрев, а в других - как система автоматического запуска. Эти системы являются стандартным оборудованием в странах с напряжением 200–240 В (и для ламп на 100–120 В мощностью до 30 Вт).
«Стартер» люминесцентных ламп с предварительным нагревом (автоматический пусковой переключатель) До 1960-х годов четыре Использовались штыревые термостартеры и ручные выключатели. Пускатель выключателя накаливания автоматически предварительно нагревает катоды лампы. Он состоит из нормально разомкнутого биметаллического переключателя в небольшой герметичной газоразрядной лампе, содержащей инертный газ (неон или аргон). Переключатель накаливания будет циклически нагревать нити и инициировать импульсное напряжение для зажигания дуги; процесс повторяется, пока лампа не загорится. Как только трубка ударяется, падающий основной разряд сохраняет катоды горячими, позволяя продолжать эмиссию электронов. Выключатель стартера не замыкается снова, потому что напряжение на зажженной трубке недостаточно для запуска тлеющего разряда в стартере.
Пускатели электронных люминесцентных ламп В стартерах с выключателем накаливания неисправная трубка будет циклически повторяться. В некоторых пусковых системах использовалось тепловое отключение от сверхтока для обнаружения повторных попыток пуска и отключения цепи до ручного сброса.
A коэффициент мощности коррекция (PFC) конденсатор потребляет опережающий ток из сети для компенсации запаздывающего тока, потребляемого цепью лампы.
Люминесцентные лампы с мгновенным запуском просто используют достаточно высокое напряжение, чтобы разрушить столб газа и ртути и тем самым запустить дугу. Эти трубки не имеют нитей и могут быть идентифицированы по одному штырю на каждом конце трубки. Патроны ламп имеют разъединяющее гнездо на низковольтном конце, которое отключает балласт при снятии трубки, чтобы предотвратить поражение электрическим током. В Северной Америке в недорогих осветительных приборах со встроенным электронным балластом используется мгновенный запуск ламп, изначально предназначенных для предварительного нагрева, хотя это сокращает срок службы ламп. Эта балластная технология не распространена за пределами Северной Америки.
Конструкции балласта быстрого запуска обеспечивают обмотки внутри балласта, которые непрерывно нагревают катодные нити. Обычно работает при более низком напряжении дуги, чем конструкция с мгновенным запуском; При запуске не возникает индуктивного скачка напряжения , поэтому лампы необходимо устанавливать рядом с заземленным отражателем, чтобы тлеющий разряд мог распространяться по трубке и инициировать дуговый разряд. В некоторых лампах заземленная полоса «стартера» прикреплена к внешней стороне стекла лампы. Этот тип балласта несовместим с европейскими люминесцентными лампами Energy Saver T8, поскольку для этих ламп требуется более высокое пусковое напряжение, чем напряжение холостого хода балластов для быстрого запуска.
Быстросменный «железный» (магнитный) балласт постоянно нагревает катоды на концах ламп. Этот балласт запускает последовательно две лампы F40T12. В балластах быстрого запуска используется небольшой автотрансформатор для нагрева нитей накала при первом включении питания. Когда возникает дуга, мощность нагрева нити уменьшается, и трубка запускается через полсекунды. Автотрансформатор либо совмещен с балластом, либо может быть отдельным блоком. Трубки необходимо установить рядом с заземленным металлическим отражателем, чтобы они не ударяли. Балласты с быстрым запуском более распространены в коммерческих установках из-за более низких затрат на техническое обслуживание. Балласт быстрого запуска устраняет необходимость в переключателе стартера, который является частым источником отказов ламп. Тем не менее балласты с быстрым запуском также используются в бытовых (жилых) установках из-за того, что балласты с быстрым запуском включаются почти сразу после подачи питания (при включении переключателя). ПРА с быстрым запуском используются только в цепях 240 В и предназначены для использования с более старыми, менее эффективными лампами T12.
Воспроизведение мультимедиа 65-ваттная люминесцентная лампа, запускаемая по полурезонансной цепи запуска 
Схема полурезонансного запуска Полурезонансный запуск Схема была изобретена Thorn Lighting для использования с Люминесцентными лампами T12. В этом методе используются трансформатор с двойной обмоткой и конденсатор. При отсутствии тока дуги трансформатор и конденсатор резонируют на частоте сети и генерируют примерно в два раза большее напряжение питания на трубке и небольшой ток электрода. Напряжение на трубке слишком низкое для зажигания дуги холодными электродами, но по мере того, как электроды нагреваются до температуры термоэлектронной эмиссии, напряжение зажигания трубки падает ниже напряжения звонка, и дуга зажигается. По мере электродов лампа медленно, в течение трех-пяти секунд, достигает полной яркости. По мере увеличения тока дуги и падения напряжения на трубке схема ограничения тока.
Использование полурезонансных схем в основном ограничивается коммерческими пусковыми установками из-за более высокой стоимости компонентов схемы. Однако нет переключателей стартера, которые нужно заменить, а повреждение катода уменьшается во время выпуска, увеличивает срок службы ламп, сокращая расходы на техническое обслуживание. Из-за высокого напряжения на лампе холостого хода этот метод пуска особенно хорош для запуска ламп в холодных местах. Кроме того, коэффициент мощности схемы составляет почти 1,0, и никакой дополнительной коррекции коэффициента мощности в осветительной установке не требуется. Установка требует, чтобы удвоенное напряжение питания было ниже, чем напряжение зажигания на холодном катоде (иначе лампы могли бы ошибочно запускаться мгновенно), эту конструкцию нельзя использовать с питанием переменного тока 240 В, если длина трубок не менее 1,2 м (3 футов 11 дюймов) в длину. Полурезонансные пусковые устройства обычно несовместимы с энергосберегающими модернизированными лампами T8, потому что такие лампы имеют более высокое пусковое напряжение, чем лампы T12, и могут не запускаться надежно, особенно при низких температурах. Недавние предложения в некоторых странах по поэтапному отказу от трубок T12 сократят применение этого метода запуска.
Play media Люминесцентная лампа с электронным балластом. 
Электронный балласт для люминесцентной лампы, 2 × 58 Вт 
Электронный балласт принципиальная схема 
Электронный балласты и различные компактные люминесцентные лампы В электронных пускателях используется другой метод предварительного нагрева катодов. Они могут быть сменными с пускателями накаливания. Они используют полупроводниковый переключатель и «мягкий запуск» лампы путем предварительного нагрева катодов перед подачей пускового импульса, который зажигает лампу в первый раз без мерцания; это удаляет минимальное количество материала с катодов во время запуска, продлевая срок службы лампы. Утверждается, что это продлевает срок службы лампы обычно в 3-4 раза для лампы, часто включаемой, например, в быту, и уменьшает почернение концов лампы, типичное для люминесцентных ламп. Схема обычно сложная, но сложность заложена в ИС. Электронные пускатели могут быть оптимизированы для быстрого пуска (типичное время пуска 0,3 секунды) или для наиболее надежного пуска даже при низких температурах и с низким напряжением питания, со временем пуска 2–4 секунды. Устройства с более быстрым запуском могут издавать слышимый шум во время запуска.
Электронные пускатели пытаются запустить лампу только на короткое время при первоначальном включении питания и не пытаются повторно запустить повторно неисправную лампу. и не в состоянии поддерживать дугу; некоторые автоматически выключают вышедшую из строя лампу. Это исключает повторное зажигание лампы и постоянное мигание вышедшей из строя лампы с помощью стартера накаливания. Электронные стартеры не подвержены износу и не нуждаются в периодической замене, хотя они могут выйти из строя, как и любая другая электронная схема. Производители обычно указывают срок службы 20 лет или столько же, сколько и осветительная арматура.
В электронных пускорегулирующих аппаратах используются транзисторы для изменения частоты питания на высокую- частоту AC при регулировании ток в лампе. Эти балласты используют более высокий КПД ламп, который повышается почти на 10% при 10 кГц по сравнению с КПД при нормальной частоте сети. Когда период переменного тока короче, чем время релаксации для деионизации атомов ртути в разрядном столбе, разряд остается ближе к оптимальному рабочему состоянию. Электронные балласты преобразуют мощность переменного тока частоты питания в переменный ток переменной частоты. Преобразование может уменьшить модуляцию яркости лампы при двойной частоте источника питания.
Недорогие балласты содержат только простой генератор и последовательный резонансный LC-контур. Этот принцип называется цепью резонансного преобразователя тока . Через короткое время напряжение на лампе достигает примерно 1 кВ, и лампа мгновенно запускается в режиме холодного катода. Катодные нити по-прежнему используются для защиты балласта от перегрева, если лампа не загорается. Некоторые производители используют термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) , чтобы отключить мгновенный запуск и дать некоторое время для предварительного нагрева нитей.
Более сложные электронные балласты используют запрограммированный пуск. Выходная частота начинается выше резонансной частоты выходного контура балласта; и после нагрева нитей частота быстро уменьшается. Если частота приближается к резонансной частоте балласта, выходное напряжение возрастет настолько, что лампа загорится. Если лампа не загорается, электронная схема прекращает работу балласта.
Многие электронные балласты управляются микроконтроллером, и их иногда называют цифровыми балластами. Цифровые балласты могут применять довольно сложную логику для запуска и работы лампы. Это позволяет выполнять такие функции, как проверка сломанных электродов и отсутствующих трубок перед попыткой запуска, обнаружение замены трубки и определение типа трубки, так что один балласт может использоваться с несколькими разными трубками. Такие функции, как регулировка яркости, могут быть включены во встроенное программное обеспечение микроконтроллера и могут быть найдены в продуктах различных производителей.
С момента появления в 1990-х годах высокочастотные пускорегулирующие аппараты использовались в осветительных приборах общего назначения с лампами быстрого запуска или с лампами предварительного нагрева. Эти балласты преобразуют поступающую мощность в выходную частоту выше 20 кГц. Это увеличивает эффективность лампы. Эти балласты работают с напряжениями, которые могут составлять почти 600 вольт, что требует некоторого внимания при проектировании корпуса и может вызвать незначительное ограничение длины проводов, ведущих от балласта к концам лампы.
Ожидаемый срок службы люминесцентной лампы в первую очередь ограничивается сроком службы катодных электродов. Для поддержания адекватного уровня тока электроды покрыты излучающей смесью оксидов металлов. Каждый раз при запуске лампы и во время работы некоторое небольшое количество катодного покрытия разбрызгивается с электродов под воздействием электронов и тяжелых ионов внутри трубки. Распыленный материал собирается на стенках трубки, делая ее темнее. Способ и частота запуска влияют на распыление катода. Также может сломаться нить, что приведет к выходу лампы из строя.
Эта трубка, которая включалась и выключалась регулярно, больше не могла запускаться после того, как с катодов распылялось достаточное количество термоэлектронной эмиссионной смеси. Испаренный материал прилипает к стеклу, окружающему электроды, в результате чего оно темнеет и становится черным. 
Крупный план нити накала ртутной газоразрядной лампы низкого давления показывает белое термоэмиссионное покрытие из смеси на центральной части катушки, действующей как горячий катод. покрытие разбрызгивается каждый раз при запуске лампы, что приводит к выходу лампы из строя. Конструкции ламп с низким содержанием ртути могут выйти из строя, если ртуть поглощается стеклянной трубкой, люминофором и внутренними компонентами и больше не может испаряться в заполняющий газ. Потеря ртути вначале приводит к увеличению времени прогрева до полной светоотдачи и, наконец, заставляет лампу светиться тускло-розовым светом, когда газ аргон становится основным разрядом.
Воздействие на трубку асимметричного тока, эффективно управляет им при смещении постоянного тока и вызывает асимметричное распределение ионов ртути по трубке. Локальное снижение давления паров ртути проявляется в виде розового свечения базового газа вблизи одного из электродов, и срок службы лампы может быть значительно сокращен. Это может быть проблемой для некоторых плохо спроектированных инверторов.
. Люминофор, покрывающий лампу, также со временем ухудшается, пока лампа не перестанет вырабатывать приемлемую часть своего первоначального светового потока.
Отказ встроенного электронного балласта компактной люминесцентной лампы также приведет к окончанию срока ее службы.
.
Компактная люминесцентная лампа, срок службы которой подошел к концу из-за адсорбции ртути. Свет создается только базовым аргоном. 
Свет люминесцентной лампы, отраженный CD, показывает отдельные цветные полосы. Спектр света, излучаемого люминесцентной лампой, представляет собой комбинацию света, излучаемого непосредственно парами ртути, и света, излучаемого фосфоресцентным покрытием. Спектральные линии от излучения ртути и эффекта фосфоресценции дают комбинированное спектральное распределение света, которое отличается от распределения света от источников накаливания. Относительная интенсивность света, излучаемого в каждой узкой полосе длин волн в видимом спектре, находится в разных пропорциях по сравнению с таковой у источника накаливания. Цветные объекты по-разному воспринимаются под источниками света с разным спектральным распределением. Например, некоторые люди находят цветопередачу некоторых люминесцентных ламп резкой и неприятной. У здорового человека иногда может выглядеть нездоровый оттенок кожи при флуоресцентном освещении. Степень, в которой происходит это явление, связана со спектральным составом света и может быть оценена с помощью его индекса цветопередачи (CRI).
Цветовая температура различных электрических ламп Коррелированная цветовая температура (CCT) - это мера «оттенка» белизны источника света. по сравнению с черным телом. Типичное освещение лампами накаливания - 2700 К, то есть желтовато-белый цвет. Галогенное освещение составляет 3000 К. Люминесцентные лампы изготавливаются в соответствии с выбранной CCT путем изменения смеси люминофоров внутри трубки. Тёпло-белые люминесцентные лампы с цветовой температурой 2700 К. популярны для освещения жилых помещений. Нейтрально-белые флуоресцентные лампы имеют CCT 3000 K или 3500 K. Холодно-белые флуоресцентные лампы имеют CCT 4100 K и популярны для офисного освещения. Флуоресцентные лампы дневного света имеют CCT от 5000 K до 6500 K, что означает голубовато-белый цвет.
Для освещения с высокой цветовой температурой обычно требуется более высокий уровень освещенности. При более тусклом освещении человеческий глаз воспринимает более низкие цветовые температуры как более приятные, что связано с кривой Круитгофа. Таким образом, тусклая лампа накаливания 2700 K кажется удобной, а яркая лампа 5000 K также выглядит естественной, но тусклая люминесцентная лампа 5000 K кажется слишком бледной. Люминесцентные лампы дневного света выглядят естественно, только если они очень яркие.
Спиральная люминесцентная лампа холодного белого цвета, отраженная от дифракционной решетки , выявляет различные спектральные линии, составляющие свет. 
Спектры флуоресценции в сравнении с другими видами освещения. По часовой стрелке сверху слева: люминесцентная лампа, лампа накаливания, свеча пламя и светодиодное освещение.Индекс цветопередачи (CRI) - это показатель того, насколько хорошо цвета могут быть восприняты с использованием света от источника относительно света от эталонного источника, такого как дневной свет или черное тело с той же цветовой температурой . По определению, лампа накаливания имеет индекс цветопередачи 100. Реальные люминесцентные лампы достигают значений индекса цветопередачи от 50 до 98. Люминесцентные лампы с низким индексом цветопередачи имеют люминофоры, которые излучают слишком мало красного света. Кожа выглядит менее розовой и, следовательно, «нездоровой» по сравнению с освещением лампами накаливания. Цветные объекты выглядят приглушенными. Например, пробирка с галогенфосфатом с низким CRI 6800 K (крайний пример) сделает красный цвет тускло-красным или даже коричневым. Поскольку глаз относительно менее эффективно обнаруживает красный свет, улучшение индекса цветопередачи с увеличением энергии в красной части спектра может снизить общую светоотдачу.
В осветительных устройствах используются люминесцентные лампы в Ассортимент оттенков белого. Смешивание типов трубок в фитингах может улучшить цветопередачу трубок более низкого качества.
Один из наименее приятных источников света исходит от трубок, содержащих более старые люминофоры галогенфосфатного типа (химическая формула Ca 5(P O 4)3(F, Cl ):Sb, Mn ). Этот люминофор в основном излучает желтый и синий свет и относительно мало зеленого и красного. В отсутствие эталона эта смесь кажется глазам белой, но свет имеет неполный спектр . индекс цветопередачи (CRI) таких ламп составляет около 60.
С 1990-х годов в более качественных люминесцентных лампах используется либо галофосфатное покрытие с более высоким индексом цветопередачи, либо трифосфорная смесь на основе на ионах европия и тербия, которые имеют полосы излучения, более равномерно распределенные по спектру видимого света. Галофосфатные и трифосфорные трубки с высоким индексом цветопередачи придают человеческому глазу более естественную цветопередачу. CRI таких ламп обычно составляет 82–100.
| Типичная люминесцентная лампа с редкоземельным люминофором |  | Типичная "холодная белая" люминесцентная лампа, в которой используются два люминофора, легированные редкоземельными элементами, Tb, Ce :La PO4для зеленого и синее излучение и Eu :Y 2O3для красного. Для объяснения происхождения отдельных пиков щелкните изображение. Некоторые спектральные пики генерируются непосредственно ртутной дугой. Вероятно, это наиболее распространенный тип люминесцентных ламп, используемых сегодня. |
| Галогенфосфатно-люминесцентная лампа старого образца |  | Галофосфатный люминофор в этих лампах обычно состоит из трехвалентной сурьмы и двухвалентного марганца с примесью кальция галофосфат (Ca 5 (PO 4)3(Cl, F ): Sb, Mn). Цвет выходящего света можно регулировать, изменяя соотношение сурьмяной легирующей примеси, излучающей синий цвет, и излучающей оранжевый марганец. Цветопередача у этих ламп старого образца довольно низкая. Галофосфатные люминофоры были изобретены A. H. McKeag et al. в 1942 году. |
| "Естественный солнечный свет" флуоресцентного света |  | Пики со звездами - это ртутные линии. |
| Желтые флуоресцентные лампы |  | Спектр почти идентичен спектру нормальной люминесцентной лампы, за исключением почти полного отсутствия света короче 500 нанометров. Этот эффект может быть достигнут либо за счет использования специального люминофора, либо, чаще, за счет использования простого желтого светофильтра. Эти лампы обычно используются в качестве освещения для фотолитографии работ в чистых помещениях и в качестве «отпугивающего насекомых» наружного освещения (эффективность которого сомнительна). |
| Спектр лампы «черный свет » |  | Обычно в лампе черного света присутствует только один люминофор, обычно состоящий из легированного европием стронция фторборат, который содержится в оболочке из стекла Вуда. |
Люминесцентные лампы бывают разных форм и размеров. Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) становится все более популярной. Во многих компактных люминесцентных лампах вспомогательная электроника встроена в цоколь лампы, что позволяет им вставляться в обычный патрон лампы.
В жилых домах США люминесцентные лампы в основном используются в кухнях, подвалах или гаражах, но школы и предприятия считают, что люминесцентные лампы должны быть значительными и редко используют лампы накаливания. Налоговые льготы и строительные нормы приводят к более широкому использованию в таких местах, как Калифорния.
. В других странах использование люминесцентного освещения в жилых помещениях варьируется в зависимости от цены на энергию, финансовых и экологических проблем местного населения, а также приемлемости освещения. световой поток. В Восточной и Юго-Восточной Азии очень редко можно увидеть лампы накаливания в зданиях где-либо.
Некоторые страны поощряют отказ от ламп накаливания и замену ламп накаливания люминесцентными или другими типами энергоэффективных ламп.
Помимо общего освещения, в сценическом освещении для кино- и видеопроизводства часто используются специальные люминесцентные лампы. Они холоднее, чем традиционные галогенные источники света, и в них используются высокочастотные балласты для предотвращения мерцания видео и индексные лампы с высокой цветопередачей для приблизительной цветовой температуры дневного света.
Люминесцентные лампы преобразуют больше входной мощности в видимый свет, чем лампы накаливания. Типичная лампа накаливания с вольфрамовой нитью мощностью 100 Вт может преобразовывать только 5% потребляемой мощности в видимый белый свет (длина волны 400–700 нм), тогда как обычные люминесцентные лампы преобразуют около 22% потребляемой мощности в белый видимый свет.
Эффективность люминесцентных ламп колеблется от примерно 16 люмен на ватт для 4-ваттной лампы с обычным балластом до более 100 люмен на ватт с современным электронным балластом, обычно в среднем от 50 до 67 лм / Вт в целом.. Потери балласта могут составлять около 25% мощности лампы с магнитными балластами и около 10% с электронными балластами.
Эффективность люминесцентной лампы зависит от температуры лампы в самой холодной части лампы. В лампах Т8 он находится в центре трубки. В лампах Т5 это конец трубки с нанесенным на него текстом. Идеальная температура для лампы T8 составляет 25 ° C (77 ° F), а для лампы T5 - 35 ° C (95 ° F).
Обычно люминесцентная лампа прослужит от 10 до 20 раз дольше, чем эквивалентная лампа накаливания, при работе в течение нескольких часов. В стандартных условиях испытаний люминесцентные лампы служат от 6000 до 80000 часов (от 2 до 27 лет при 8 часах в день).
Более высокая начальная стоимость люминесцентной лампы по сравнению с лампой накаливания обычно компенсируется меньшим потреблением энергии
По сравнению с лампой накаливания люминесцентная лампа является более рассеянным и физически более крупным источником света. В лампах подходящей конструкции свет может распределяться более равномерно без точечного источника яркого света, например, от нерассеянной нити накаливания; лампа больше по сравнению с обычным расстоянием между лампой и освещенными поверхностями.
Люминесцентные лампы излучают примерно одну пятую тепла эквивалентных ламп накаливания. Это значительно снижает размер, стоимость и энергопотребление, затрачиваемое на кондиционирование воздуха в офисных зданиях, в которых обычно много света и мало окон.
Частое переключение (более чем каждые 3 часа) сокращает срок службы ламп. Каждый пусковой цикл слегка разрушает эмитирующую электроны поверхность катодов; когда весь эмиссионный материал исчезнет, лампа не сможет запуститься с имеющимся балластным напряжением. В светильниках для проблесковых маячков (например, для рекламы) используется балласт, который поддерживает температуру катода при выключении дуги, что продлевает срок службы лампы.
Дополнительная энергия, используемая для запуска люминесцентной лампы, эквивалентна нескольким секундам нормальной работы; более энергоэффективно выключать лампы, когда они не требуются в течение нескольких минут.
Если люминесцентная лампа разбита, очень небольшое количество ртути может загрязнить окружающую среду. Около 99% ртути обычно содержится в люминофоре, особенно в лампах, срок службы которых близок. При неправильной очистке разбитые лампы могут выделять ртуть.
Из-за содержания ртути утилизированные люминесцентные лампы следует утилизировать как опасные отходы. Для крупных пользователей люминесцентных ламп услуги по переработке доступны в некоторых регионах, и это может потребоваться по закону. В некоторых регионах переработка также доступна для потребителей.
Люминесцентные лампы излучают небольшое количество ультрафиолетового (УФ) света. Исследование, проведенное в США в 1993 году, показало, что ультрафиолетовое облучение от сидения под флуоресцентными лампами в течение восьми часов эквивалентно одной минуте пребывания на солнце. Ультрафиолетовое излучение компактных люминесцентных ламп может усугубить симптомы у светочувствительных людей.
Музейные экспонаты могут нуждаться в защите от ультрафиолета, чтобы предотвратить деградацию пигментов или тканей.
Магнитный одноламповый балласт имеет низкий коэффициент мощности .Люминесцентным лампам требуется балласт для стабилизации тока через лампу, и для обеспечения начального напряжения зажигания, необходимого для начала дугового разряда. Часто один балласт используется для двух или более ламп. Электромагнитные балласты могут издавать слышимый гудение или жужжание. Магнитные балласты обычно заполняются заливочным компаундом, похожим на смолу, для уменьшения излучаемого шума. Гул устранен в лампах с высокочастотным электронным балластом. Согласно литературе GE от 1978 г., потери энергии в магнитных балластах составляют около 10% от входной мощности лампы.Электронные балласты уменьшают эти потери.
У простых индуктивных балластов люминесцентных ламп коэффициент мощности меньше единицы. Индуктивные балласты включают конденсаторы коррекции коэффициента мощности. Простые электронные балласты также имеют низкий коэффициент мощности из-за входного каскада выпрямителя.
Люминесцентные лампы представляют собой нелинейную нагрузку и генерируют гармонические токи в источнике питания. Дуга внутри лампы может создавать радиочастотный шум, который может передаваться через силовую проводку. Возможно подавление радиопомех. Возможно очень хорошее подавление, но оно увеличивает стоимость люминесцентных светильников.
Флуоресцентные лампы, срок службы близок, опасную опасность радиочастотных помех. Колебания генерирует отрицательный дифференциальным сопротивлением дуги, и ток, протекающий через трубку, может образовывать настроенный контур, частота которого зависит от длины пути.
Люминесцентные лампы лучше всего работают при комнатной температуре. При более низких или более высоких температурах эффективность снижается. При отрицательных температурах не запускаться стандартные лампы. Для надежной работы вне помещений в холодную погоду можно использовать специальные лампы.
Люминесцентные лампы заменяют собой длинные источники энергии с низкой яркостью по сравнению с дуговыми лампами высокого давления, лампами накаливания и светодиодами. Однако низкая сила света излучающей поверхности полезна, потому что она уменьшает ослепление. Конструкция светильника должна контролировать свет от трубки длинной, а не от компактного шара. Компактная люминесцентная лампа (CFL) заменяет обычные лампы накаливания во многих осветительных приборов, где позволяет пространство.
Люминесцентные лампы с магнитными балластами мерцают с обычно незаметной частотой 100 или 120 Гц, и это мерцание может вызвать проблемы у некоторых людей с светочувствительностью ; они указаны как проблемные для некоторых людей с аутизмом, эпилепсией, волчанкой, синдромом хронической усталости, болезнью Лайма и головокружение.
можно заметить проблему «эффект удара», возникающую при съемке фотографий при стандартном флуоресцентном освещении A стробоскопический эффект, когда что-то, вращающееся с правильной скоростью, может казаться неподвижным, если освещено только одиночной люминесцентной лампой. Этот эффект устраняется парными лампами, работающими на пускорегулирующем балласте. В отличие от настоящего стробоскопической лампы, уровень освещенности падает в течение значительного времени, и становится очевидным существенное «размытие» движущейся части.
Люминесцентные лампы могут выполнять мерцание с источника питания (50 или 60 Гц), что заметно для большего количества людей. Это происходит, если поврежденный или неисправный катод приводит к небольшому выпрямлению и неравномерному световому выходу в положительных и отрицательных циклах переменного тока. Мерцание промышленной частоты может исходить от концов трубок, если каждый трубчатый электрод дает немного отличающийся рисунок светового потока на каждом полупериоде. Мерцание на частом более заметно в периферическом зрении, чем при прямом взгляде.
Ближе к концу срока люминесцентные лампы могут начать мигать с проверкой, чем частота сети. Это связано с нестабильностью отрицательного сопротивления дугового разряда, что может быть связано с плохой лампой или балластом или плохим соединением.
Новые люминесцентные лампы могут отображать спиралевидный узор света в части лампы. Этот эффект возникает из-за рыхлого материала катода и обычно исчезает через несколько часов работы.
Воспроизведение носителя Проблема "эффекта удара", возникающая при съемке фильмов при стандартном флуоресцентном освещении Электромагнитные балласты также могут вызывать проблемы при записи видео, поскольку может возникнуть так называемый эффект удара между проблемой кадров видео и колебания интенсивности люминесцентной лампы.
Люминесцентные лампы с электронными балластами не мерцают, так как примерно 5 кГц период полураспада возбужденного электронного состояния большого полупериод, и светообразование становится непрерывным. Рабочие частоты электронных балластов выбраны таким образом, чтобы не создавать помех для инфракрасных пультов дистанционного управления. Плохое качество или неисправные электронные балласты имеют значительную модульцию света 100/120 Гц.
Люминесцентные светильники нельзя подключать к переключателям диммера, предназначенным для ламп накаливания. За это два эффекта: форма волны напряжения, излучаемого стандартным диммером с фазовым управлением, плохо взаимодействует со многими балластами, и становится трудно поддерживать дугу в люминесцентной лампе при низких уровнях мощности. Для диммирования требуется совместимый диммирующий балласт . Некоторые модели компактных люминесцентных ламп могут иметь затемнение; в США такие лампы идентифицируются как соответствующие стандарту UL 1993.
Систематическая номенклатура идентифицирует лампы массового рынка по общей форме, номинальной мощности, длине, цвету, другим электрическим и световым характеристикам.
Перегрузка люминесцентной лампы - это метод получения большего количества света от каждой лампы, чем получается в номинальных условиях. Люминесцентные лампы ODNO обычно используются, когда недостаточно места для установки дополнительных ламп для увеличения света. Метод эффективен, но порождает некоторые дополнительные проблемы. Этот метод стал популярным среди водных садоводов. Перегрузка достигается путем переустановки светильников для увеличения тока лампы; однако срок службы лампы сокращается.
Черный свет - это подмножество люминесцентных ламп, которые используются для обеспечения почти ультрафиолетового свет (с длиной волны около 360 нм). Они построены так же, как и обычные люминесцентные лампы, но стеклянная трубка покрыта люминофором, который преобразует коротковолновое УФ-излучение внутри трубки в длинноволновое УФ-излучение, а не в видимый свет. Они используются для возбуждения флуоресценции (для создания драматических эффектов с помощью краски для черного света и для обнаружения таких материалов, как моча и некоторые красители, которые были бы невидимы в видимом свете), а также для привлечения насекомых к насекомым..
Так называемые лампы blacklite blue также изготавливаются из более дорогого темно-фиолетового стекла, известного как стекло Вуда, а не из прозрачного стекла. Темно-пурпурное стекло отфильтровывает большинство видимых цветов непосредственно, испускаемое разрядом паров ртути, производя меньше видимого света по сравнению с УФ-светом. Это позволяет легче увидеть УФ-индуцированную флуоресценцию (тем самым позволяя постерам с черным светом казаться более драматичными). Лампы черного, используемые в противоугонных устройствах, не требуют такого доработки, поэтому ее обычно не используют в целях экономии; они называются просто blacklite (а не blacklite blue).
Лампы, используемые в соляриях, содержат различную смесь люминофора (обычно от 3 до 5 или более люминофоров), которая излучает как UVA, так и UVB, вызывая загар на коже многих людей. Как правило, выходная мощность оценивается как 3–10% UVB (наиболее типично 5%) с оставшимся УФ как UVA. В основном это лампы F71, F72 или F73 HO (100 Вт), хотя несколько распространены VHO мощностью 160 Вт. Одним из распространенных люминофоров, используемых в этих лампах, является дисиликат бария, активированный свинцом, но также используется активированный европием фторборат стронция. В ранних лампах в активатора использовался таллий, но выбросы таллия во время производства были токсичными.
Лампы, используемые в фототерапии, содержат люминофор, излучающий только ультрафиолетовый свет UVB. Есть два типа: широкополосный UVB, который дает 290–320 нанометров с максимальной длиной волны 306 нм, и узкополосный UVB, который дает 311–313 нанометров. Из-за большей длины волны узкополосные лампы UVB не вызывают эритерму на коже, как широкополосные. Для них требуется в 10-20 раз более высокая доза на кожу, больше лампочек и более длительное время воздействия. Узкополосный фильтр хорош при псориазе, экземе (атопический дерматите), витилиго, красном плоском лишае и некоторых других кожных заболеваниях. Широкополосный доступ лучше для увеличения содержания витамина D3 в организме.
Лампа для выращивания содержит смеси люминофора, стимулирующие фотосинтез, рост или цветение растений, водорослей, фотосинтезирующих бактерий и других светозависимых организмов. Они часто излучают свет преимущественно красным и синего цветов, который поглощается хлорофиллом и используется для фотосинтеза у растений.
Лампы могут быть изготовлены с люминофор из металлумината лития, активированный железом. Этот люминофор имеет пиковое излучение от 675 до 875 нанометров, с меньшим излучением в темно-красной части видимого вещества.
Глубокий синий свет, генерируемый европием -активированный люминофор используется в светотерапии лечение желтухи ; свет этого цвета проникает в кожу и помогает расщеплять избыток билирубина.
Бактерицидная лампа вообще не содержит люминофора, что делает их газоразрядными лампами на основе паров ртути, а не люминесцентными. Их трубки изготовлены из плавленого кварца , прозрачного для ультрафиолетового излучения, излучаемого ртутным разрядом. УФС с длиной волны 254 нм, излучаемый этим трубками, убивает микробы, УФ-излучение с длиной волны 184,45 нм ионизирует кислород до озона. Лампы с маркировкой OF блокируют УФ-излучение на расстоянии 184,45 нм и не производят значительного количества озона. Кроме того, УФ-излучение может вызвать повреждение глаз и кожи. Они иногда используются геологами для идентификации определенных видов минералов по цвету их флуоресценции, когда они оснащены фильтрами, пропускающими коротковолновое УФ-излучение и блокирующими видимый свет, производимый ртутным разрядом.. Они также используются в некоторых стиральных машинах EPROM. Обозначения бактерицидных ламп начинаются с буквы G, например G30T8 для бактерицидной лампы мощностью 30 Вт, диаметром 1 дюйм (2,5 см) и длиной 36 дюймов (91 см) (в отличие от F30T8, которая была бы люминесцентной лампой того же размера и рейтинга).
Безэлектродные индукционные лампы - это люминесцентные лампы без внутренних электродов. Они были коммерчески доступны с 1990 года. В газовый столб индуцируется ток с использованием электромагнитной индукции. Поскольку электроды обычно являются элементом, ограничивающим срок службы люминесцентных ламп, такие безэлектродные лампы могут иметь очень долгий срок службы, хотя и имеют более высокую закупочную цену.
Люминесцентные лампы с холодным катодом использовались в качестве задней подсветки для ЖК-дисплеев в компьютерных мониторах и телевизоров до использования ЖК-дисплеев со светодиодной подсветкой. В последние годы они также популярны среди компьютерных моделистов корпусов.
Емкостная связь с высоковольтными линиями электропередач может непрерывно светить лампу низкой интенсивности. Люминесцентные лампы можно освещать другими способами, кроме правильное электрическое соединение. Эти другие методы, однако, приводят к очень тусклому или очень непродолжительному освещению, и поэтому чаще всего используются в научных демонстрациях. Статическое электричество или генератор Ван де Граафа вызовут кратковременное мигание лампы, поскольку она разряжает емкость высокого напряжения. Катушка Тесла будет пропускать высокочастотный ток через трубку, и, поскольку она также имеет высокое напряжение, газы внутри трубки будут ионизироваться и излучать свет. Это также работает с плазменными шарами. Емкостная связь с высоковольтными линиями может непрерывно зажигать лампу с низкой интенсивностью, в зависимости от напряженности электрического поля, как показано на изображении справа.
| title =() | Викискладе есть материалы, связанные с Люминесцентными лампами. |
 | Найдите люминесцентные лампы в Викисловаре, бесплатном словаре |
