Una lámpara fluorescente es una fuente de luz de descarga de gas en la que una descarga eléctrica en vapor de mercurio genera radiación ultravioleta , que se vuelve a emitir a la luz visible utilizando un fósforo , por ejemplo, una mezcla de halofosfato de calcio con otros elementos.
La eficiencia luminosa de una lámpara fluorescente es varias veces mayor que la de las lámparas incandescentes de la misma potencia.
Las lámparas de mercurio de descarga de gas más comunes de alta y baja presión.
Una lámpara de mercurio de descarga de gas de baja presión (GRLND) es un tubo de vidrio con una capa de fósforo aplicada en la superficie interna, lleno de argón a una presión de 400 Pa y mercurio (o amalgama ).
Las pantallas de plasma también son un tipo de lámpara fluorescente.
Las lámparas fluorescentes se utilizan mucho en la iluminación de edificios públicos : escuelas , hospitales , oficinas , etc. Con la llegada de las lámparas fluorescentes compactas con balastos electrónicos, que pueden incluirse en cartuchos E27 y E14 en lugar de las lámparas incandescentes , las lámparas fluorescentes han ganado popularidad en la vida cotidiana. vida, mientras que las lámparas LED .
Las lámparas fluorescentes eran las más apropiadas para la iluminación general, especialmente para áreas grandes (especialmente en combinación con los sistemas DALI ), que mejoran las condiciones de iluminación y al mismo tiempo reducen el consumo de energía en un 50-83 % y aumentan la vida útil de la lámpara. Las lámparas fluorescentes también se utilizaron ampliamente en la iluminación local de los lugares de trabajo, en la publicidad iluminada , en la iluminación de fachadas .
Antes de introducirse en el uso práctico, la tecnología de iluminación LED era la fuente más común para la retroiluminación de pantallas de cristal líquido .
Las principales ventajas de las lámparas fluorescentes sobre las lámparas incandescentes son su alto rendimiento lumínico (y, por lo tanto, su eficiencia), cinco veces mayor que las lámparas incandescentes, y su larga vida útil, de hasta 90 000 horas. Pero a pesar de estas ventajas, las lámparas fluorescentes coexistieron con las lámparas incandescentes durante mucho tiempo.
La desventaja fundamental de las lámparas fluorescentes es el uso de mercurio , lo que exige el cumplimiento de ciertas condiciones para su almacenamiento y eliminación. Fue esta deficiencia la que llevó a su prohibición. Sin embargo, existen muchas otras características y limitaciones por las que las lámparas fluorescentes se han utilizado durante mucho tiempo exclusivamente para la iluminación de locales industriales y edificios públicos:
El primer antepasado de la lámpara fluorescente fueron las lámparas de descarga de gas . Por primera vez, Mikhail Lomonosov observó el resplandor de los gases bajo la influencia de una corriente eléctrica , pasando una corriente a través de una bola de vidrio llena de hidrógeno. Se cree que la primera lámpara de descarga de gas se inventó en 1856. Heinrich Geisler recibió un resplandor azul de un tubo lleno de gas excitado por un solenoide. El 23 de junio de 1891, Nikola Tesla patentó un sistema de iluminación eléctrica con lámparas de descarga (Patente N° 454.622), que consistía en una fuente de alto voltaje de alta frecuencia y lámparas de descarga de gas de argón, patentado por él anteriormente (Patente N° 335.787 fechado el 9 de febrero de 1886 emitido por la Oficina de Patentes de los Estados Unidos). Las lámparas de argón todavía se utilizan en la actualidad. En 1893, en la Exposición Universal de Chicago, Illinois, Thomas Edison demostró la luz luminiscente. En 1894, M. F. Moore creó una lámpara que utilizaba una mezcla de nitrógeno y dióxido de carbono para emitir una luz rosa-blanca. Esta lámpara fue un éxito moderado. En 1901, Peter Cooper Hewitt hizo una demostración de una lámpara de mercurio que emitía una luz azul verdosa y, por lo tanto, no se podía utilizar con fines prácticos. Sin embargo, su diseño se acercaba mucho a lo moderno y tenía una eficiencia mucho mayor que las lámparas Geisler y Edison. En 1926, Edmund Germer y sus colaboradores propusieron aumentar la presión operativa dentro del matraz y recubrir los matraces con un polvo fluorescente que convierte la luz ultravioleta emitida por el plasma excitado en una luz visible de color blanco más uniforme. E. Germer es actualmente reconocido como el inventor de la lámpara fluorescente. Más tarde, General Electric compró la patente de Germer y, bajo la dirección de George E. Inman, llevó las lámparas fluorescentes a un uso comercial generalizado en 1938. En 1951, por el desarrollo de lámparas fluorescentes en la URSS , V. A. Fabrikant recibió el título de laureado del Premio Stalin de segundo grado junto con S. I. Vavilov , V. L. Levshin , F. A. Butaeva , M. A. Konstantinova-Shlesinger, V. I. Dolgopolov.
Cuando una lámpara fluorescente está funcionando , una descarga de arco se quema entre dos electrodos ubicados en extremos opuestos de la lámpara [7] [8] . La lámpara está llena de una mezcla de gas inerte y vapor de mercurio . La corriente eléctrica que pasa a través del cuerpo de trabajo gaseoso de la lámpara excita la radiación UV , que se convierte en luz visible por medio de la luminiscencia , las paredes internas de la lámpara están recubiertas con fósforo , que vuelve a irradiar la radiación UV absorbida en luz visible. . Al cambiar la composición del fósforo, puede cambiar la sombra del resplandor de la lámpara. Los halofosfatos de calcio y los ortofosfatos de calcio y zinc todavía se utilizan principalmente como fósforos.
La descarga del arco se mantiene mediante la emisión termoiónica de electrones desde la superficie del cátodo . Para encender la lámpara, los cátodos se calientan haciendo pasar corriente a través de ellos (lámparas del tipo DRL, LD) o mediante bombardeo de iones en una descarga luminiscente de alto voltaje ("lámparas de cátodo frío"). La corriente de descarga está limitada por el balasto .
La percepción del color de la luz por parte de una persona varía mucho dependiendo de la iluminación . Con poca luz, vemos mejor el azul y peor el rojo. Por lo tanto, la luz del día con una temperatura de color de 5000 - 6500 K en condiciones de poca luz aparecerá excesivamente azul. La iluminación media de los locales residenciales es de 75 lux , mientras que en oficinas y otros locales de trabajo es de 400 lux. Con poca iluminación (50-75 lux), la luz con una temperatura de color de 3000 K se ve más natural . Con una iluminación de 400 lux, esa luz ya parece amarilla, y la luz con una temperatura de 4000 - 6000 K parece más natural .
La industria produce lámparas para diversas aplicaciones. El marcado ayuda a determinar si una lámpara es adecuada para una tarea en particular .
El código de tres dígitos en el embalaje de la lámpara contiene, por regla general, información sobre la calidad de la luz ( índice de reproducción cromática y temperatura de color).
El primer dígito es un índice de reproducción cromática de 1x10 Ra (las lámparas fluorescentes compactas tienen 60-98 Ra, por lo que cuanto mayor sea el índice, más fiable será la reproducción cromática).
El segundo y tercer dígito indican la temperatura de color de la lámpara.
Así, la marca "827" indica un índice de reproducción cromática de 80 Ra y una temperatura de color de 2700 K (que corresponde a la temperatura de color de una lámpara incandescente).
Además, el índice de reproducción cromática se puede designar de acuerdo con DIN 5035, donde el rango de reproducción cromática 20-100 Ra se divide en 6 partes, de 4 a 1A.
El código | Definición | Peculiaridades | Solicitud |
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530 | Warmweiss básico / blanco cálido | Luz de tonos cálidos con mala reproducción cromática. Los objetos aparecen de color marrón y tienen poco contraste. Salida de luz mediocre . | Garajes, cocinas. Se ha vuelto cada vez menos común últimamente. |
640/740 | Weiss neutro básico / blanco frío | Luz "fría" con rendimiento de color y salida de luz mediocres. | Muy común, debe ser reemplazado por 840. |
765 | Tageslicht básico / luz del día | Luz azulada de "luz diurna" con rendimiento de color y rendimiento de luz mediocres. | Se encuentra en locales de oficinas y para resaltar estructuras publicitarias ( citylights ). |
827 | Lumilux Interna | Similar a la luz de una lámpara incandescente con buena reproducción cromática y rendimiento lumínico. | Alojamiento. |
830 | Lumilux warmweiss / blanco cálido | Similar a la luz de una lámpara halógena con buena reproducción cromática y rendimiento lumínico. | Alojamiento. |
840 | Lumilux neutralweiss / blanco frío | Luz blanca para superficies de trabajo con muy buena reproducción cromática y rendimiento lumínico. | Lugares públicos, oficinas, baños, cocinas. Iluminación exterior. |
865 | Lumilux Tageslicht / luz diurna | Luz "Daylight" con buena reproducción cromática y rendimiento lumínico mediocre. | Lugares públicos, oficinas. Iluminación exterior. |
880 | Lumilux blanco cielo | Luz "Daylight" con buena reproducción del color. | Iluminación exterior. |
930 | Lumilux Deluxe warmweiss / blanco cálido | Luz "cálida" con excelente reproducción de color y poca salida de luz. | Alojamiento. |
940 | Lumilux Deluxe blanco neutro / blanco frío | Luz "fría" con excelente reproducción cromática y rendimiento lumínico mediocre. | Museos, salas de exposiciones. |
954, 965 | Lumilux Deluxe Tageslicht / luz diurna | Luz de "luz de día" con un espectro de color continuo y una salida de luz mediocre. | Salas de exposiciones, iluminación de acuarios. |
El marcado de las lámparas fluorescentes en Rusia difiere del internacional y está determinado por GOST y otros documentos reglamentarios.
De acuerdo con GOST 6825-91 * (IEC 81-84) [9] actual "Lámparas fluorescentes tubulares para iluminación general", las lámparas fluorescentes lineales para usos generales se marcan como:
Los fabricantes nacionales también utilizan otras marcas [10] :
La adición de la letra C al final significa el uso de un fósforo de lujo con reproducción de color mejorada, y la adición de la letra C al final significa el uso de un fósforo de súper lujo con reproducción de color de alta calidad.
Las lámparas para propósitos especiales están marcadas como:
Los parámetros de las lámparas domésticas en términos de reproducción cromática y salida de luz se dan en la tabla:
Tipo de | Descifrado | Matiz | Color t-ra, K | Eficiencia luminosa media aproximada, lm/W, para lámparas de 20 / 30 / 40 W | Objetivo | Reproducción de color | Equivalente aproximado de etiqueta internacional |
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Lámparas de luz diurna | |||||||
PMA, PMA | Lámparas fluorescentes, con reproducción cromática mejorada; LDC - de lujo, LDC - súper de lujo | Blanco con un ligero tinte azulado y salida de luz relativamente baja | 6500 | 42 / 50 / 55 | Para museos , exposiciones , fotografía , locales industriales y administrativos con altos requisitos de reproducción del color. | Bueno (LDTS), excelente (LDTS) | 865 (LDC), 965 (LDCC) |
LD | Lámparas de luz diurna | Blanco con un ligero tinte azulado y alto rendimiento lumínico | 6500 | 50 / 57 / 65 | En locales de producción y administrativos sin altos requisitos para la reproducción del color | Aceptable | 765 |
Lámparas de luz natural | |||||||
LEC, LEC | Lámparas de luz natural, con reproducción cromática mejorada; LEC - de lujo, LECZ - súper de lujo | Blanco soleado con salida de luz relativamente baja | 4000 | _ / _ / 56 | Para museos, exposiciones, fotografía, instituciones educativas, locales residenciales | Bueno (LEZ), excelente (LEZT) | 840 (LETRAS), 940 (LETRAS) |
LE | Lámparas de luz natural | Blanco sin tinte y alto rendimiento lumínico | 4000 | _ / _ / _ | Aceptable | 740 | |
Otras lámparas de iluminación | |||||||
libra | lámparas de luz blanca | Blanco con tinte lila, mala reproducción cromática y alto rendimiento lumínico | 3500 | 60 / 73 / 80 | En habitaciones donde se necesita luz brillante y no se requiere reproducción de color: locales industriales y administrativos, en el metro | Insatisfactorio | 635 |
LHB | Bombillas de luz blanca fría | Blanco con un tinte soleado y mala reproducción del color. | 4000 | 51 / 64 / 77 | En locales de producción y administrativos sin altos requisitos para la reproducción del color | Insatisfactorio | 640 |
LTB | Bombillas de luz blanca cálida | Blanco con un tinte rosa "cálido", para iluminar habitaciones ricas en tonos blancos y rosas. | 3000 | 55 / 66 / 78 | Supermercados , establecimientos de restauración | Relativamente aceptable para tonos cálidos, insatisfactorio para tonos fríos | 530, 630 |
LTBCC | Lámparas de color blanco cálido con reproducción cromática mejorada | Blanco con un tinte amarillo "cálido" | 2700 , 3000 | 35/_/50 | Lo mismo que para LTB, así como para locales residenciales. | Aceptable para tonos cálidos, menos satisfactorio para tonos fríos | 927, 930 |
Lámparas de propósito especial | |||||||
LG, LC, LZ, BT, LR, LGR | Lámparas de fósforo de colores | LG - azul, LK - rojo, LZ - verde, LV - amarillo, LR - rosa, LGR - lila |
— | Para diseño de iluminación , iluminación artística de edificios, letreros, escaparates | — | LH: 67, 18, AZUL LH: 60, 15, ROJO LW: 66, 17, VERDE LW: 62, 16, AMARILLO [12] | |
LSR | Lámparas reflectoras azules | Bombillas de luz azul brillante | — | En fotocopiadoras electrofotograficas | — | — | |
luf | lámparas ultravioleta | Lámparas de color azul oscuro con un fuerte componente ultravioleta | — | Para iluminación nocturna y desinfección en instalaciones médicas , cuarteles , etc. | — | 08 |
Cualquier lámpara de descarga de gas (incluida una lámpara fluorescente de descarga de gas de baja presión ), a diferencia de una lámpara incandescente , no se puede conectar directamente a la red eléctrica. Hay dos razones para esto:
Para resolver estos problemas, se utilizan dispositivos especiales: balastos (balastos). Los esquemas de conexión más comunes hoy en día son: con balastro electromagnético (EMPRA) y arrancador de neón, y con balastro electrónico ( electronic ballast ; hay muchos modelos y opciones diferentes).
Un balasto electromagnético (abreviado como EMPRA - Electromagnetic Ballast) es un estrangulador electromagnético con cierta resistencia inductiva, conectado en serie con una lámpara (lámparas) de cierta potencia. Un arrancador está conectado en serie con los filamentos de la lámpara, que es una lámpara de neón con electrodos bimetálicos y un condensador (la lámpara de neón y el condensador están conectados en paralelo). El inductor genera un pulso de disparo (hasta 1 kV) debido a la autoinducción y también limita la corriente a través de la lámpara debido a la resistencia inductiva. En la actualidad, las ventajas del balasto electromagnético son la simplicidad de diseño, alta confiabilidad y durabilidad. Hay muchas desventajas de tal esquema:
Las luminarias producidas en masa en la URSS para dos lámparas LB-20 ( LD-20 ) tenían medios de compensación tanto para el cos φ como para el efecto estroboscópico. Una sección se encendió a través de un condensador de cambio de fase. Por lo tanto, la corriente en las secciones difería en aproximadamente una cuarta parte del período de la tensión de red. Como resultado, el brillo de una lámpara es máximo en el momento en que el brillo de la segunda lámpara es cero y viceversa. Además, la corriente se desplazó en fase con respecto al voltaje aproximadamente en la misma cantidad (en 1/8 del período), pero con un signo diferente. Esto mejoró enormemente el factor de potencia general.
Mecanismo de arranque de lámpara con balasto electromagnético y arrancadorEn el circuito de conmutación clásico con balasto electromagnético, se utiliza un arrancador (arrancador) para controlar automáticamente el proceso de encendido de la lámpara, que es una pequeña lámpara de neón con un condensador conectado en paralelo , encerrado en una carcasa. Un electrodo interno de la lámpara de neón de arranque es fijo y rígido, el otro es bimetálico y se dobla cuando se calienta (también hay arrancadores con dos electrodos flexibles (simétricos)). En el estado inicial, los electrodos de arranque están abiertos. El arrancador está conectado en paralelo con la lámpara de modo que cuando sus electrodos están cerrados, la corriente pasa a través de las espirales de la lámpara.
En el momento del encendido, se aplica todo el voltaje de la red a los electrodos de la lámpara y el arrancador, ya que no hay corriente a través de la lámpara y la caída de voltaje en el inductor es cero. Las bobinas de la lámpara están frías. No hay descarga en la lámpara y no se produce, ya que la tensión de red no es suficiente para encenderla. Pero en la lámpara de arranque, se produce una descarga luminiscente a partir del voltaje aplicado, y la corriente pasa a través de las espirales de la lámpara y los electrodos de arranque. La corriente de descarga es pequeña para calentar las bobinas de la lámpara, pero suficiente para calentar los electrodos de arranque, lo que hace que el electrodo bimetálico se doble y se cierre con un electrodo duro. Dado que la tensión de red puede variar en relación con el valor nominal, la tensión de encendido en la lámpara de arranque se selecciona de modo que la descarga en ella se encienda con la tensión de red más baja. La corriente, limitada por la reactancia inductiva del inductor, fluye a través de las bobinas de la lámpara y las calienta. Cuando los electrodos de arranque cerrados se enfrían (en el estado cerrado, no se libera calor sobre ellos debido a la baja resistencia), el circuito se abre y, debido a la autoinducción , se produce un aumento de voltaje en el acelerador, suficiente para encender una descarga en la lámpara.
En paralelo con la lámpara de neón en el arrancador , se conecta un pequeño condensador , que sirve para formar un circuito resonante junto con la inductancia del inductor. El circuito genera un pulso lo suficientemente largo para encender la lámpara (sin un condensador, este pulso será demasiado corto y la amplitud será demasiado grande, y la energía almacenada en el inductor se utilizará para descargar en el arrancador). En el momento en que se abre el arrancador, las bobinas de la lámpara ya están suficientemente calentadas, y si el aumento de voltaje que surge debido a la autoinducción del inductor es suficiente para una falla, entonces se enciende una descarga en la lámpara. La tensión de funcionamiento de la lámpara es inferior a la tensión de red debido a la caída de tensión en el inductor, por lo que la tensión de extinción de descarga en la lámpara de arranque se establece ligeramente superior a la tensión de la lámpara fluorescente, por lo que el arrancador no vuelve a funcionar. Durante el encendido de la lámpara, el motor de arranque a veces funciona varias veces seguidas si se abre en el momento en que el valor instantáneo de la corriente del acelerador es cero o los electrodos de la lámpara aún no están lo suficientemente calientes. A medida que la lámpara funciona, su voltaje de operación aumenta ligeramente, y al final de su vida útil, cuando la pasta activadora se agota en una de las espirales de la lámpara, el voltaje en la misma aumenta a un valor mayor que el voltaje de extinción de descarga en el lámpara de arranque. Esto provoca el parpadeo continuo característico de una lámpara averiada. Cuando la lámpara se apaga, puede ver el brillo de los cátodos calentados por la corriente que fluye a través del arrancador.
Un balasto electrónico (abreviado como balasto electrónico - Balasto electrónico) suministra a las lámparas una corriente que no tiene un voltaje de frecuencia de red (50-60 Hz), sino un voltaje de alta frecuencia (25-133 kHz), como resultado de lo cual se excluye el parpadeo de las lámparas visibles a los ojos.
Dependiendo del modelo, el balasto electrónico puede usar una de dos opciones para encender las luces:
El consumo eléctrico de las lámparas fluorescentes cuando se utilizan balastos electrónicos suele ser un 20-25% inferior. Los costos de materiales (cobre, hierro) para la fabricación y eliminación son varias veces menores. El uso de sistemas de iluminación centralizados con ajuste automático puede ahorrar hasta un 85% de electricidad. Existen balastos electrónicos con posibilidad de atenuación (ajuste de brillo) cambiando el ciclo de trabajo de la corriente de alimentación de la lámpara.
Mecanismo de encendido de lámparas con balasto electrónicoA diferencia de un balasto electromagnético, un balasto electrónico generalmente no requiere un arrancador especial separado para funcionar, ya que dicho balasto generalmente puede generar las secuencias de voltaje necesarias por sí mismo. Hay varias formas de encender las lámparas fluorescentes. La mayoría de las veces, el balasto electrónico calienta los cátodos de las lámparas y aplica a los cátodos un voltaje suficiente para encender la lámpara, generalmente un voltaje alterno y una frecuencia más alta que la de la red (que al mismo tiempo elimina el parpadeo de la lámpara, característica de los balastos electromagnéticos). Según el diseño del balasto y el momento de la secuencia de encendido de la lámpara, dichos balastos pueden proporcionar, por ejemplo, un encendido suave de la lámpara con un aumento gradual del brillo hasta el máximo en unos pocos segundos, o un encendido instantáneo de la lámpara. A menudo, existen métodos combinados de encendido, cuando la lámpara se enciende no solo porque los cátodos de la lámpara se calientan, sino también porque el circuito en el que está conectada la lámpara es un circuito oscilatorio. Los parámetros del circuito oscilatorio se seleccionan de manera que, en ausencia de descarga en la lámpara, se produzca en el circuito el fenómeno de resonancia eléctrica , que provoca un aumento significativo de la tensión entre los cátodos de la lámpara. Como regla general, esto también conduce a un aumento en la corriente de calentamiento del cátodo, ya que con un esquema de arranque de este tipo, los filamentos del cátodo a menudo se conectan en serie a través de un capacitor, formando parte de un circuito oscilatorio. Como resultado, debido al calentamiento de los cátodos y al voltaje relativamente alto entre los cátodos, la lámpara se enciende fácilmente. Dado que los filamentos del cátodo tienen inercia térmica, es decir, no pueden calentarse instantáneamente, la lámpara se enciende cuando los cátodos no se calientan, lo que conduce a una reducción de la vida útil. Para evitar esto, se conecta un posistor en paralelo con el capacitor: esta es una resistencia cuya resistencia aumenta bruscamente cuando fluye una corriente eléctrica, lo que evita que la descarga en la lámpara se encienda en el primer momento, es decir, cuando los cátodos no se calientan. Después de encender la lámpara, los parámetros del circuito oscilatorio cambian, el factor de calidad disminuye y la corriente en el circuito cae significativamente, lo que reduce el calentamiento de los cátodos. Hay variaciones de esta tecnología. Por ejemplo, en el caso extremo, es posible que el balasto no caliente los cátodos en absoluto, sino que aplique un voltaje lo suficientemente alto a los cátodos, lo que inevitablemente conducirá a un encendido casi instantáneo de la lámpara debido a la ruptura del gas entre los cátodos. En esencia, este método es similar a las tecnologías utilizadas para encender lámparas de cátodo frío (CCFL). Este método es bastante popular entre los radioaficionados, ya que le permite encender incluso lámparas con filamentos catódicos quemados, que no pueden encenderse con métodos convencionales debido a la imposibilidad de calentar los cátodos. En particular, los radioaficionados suelen utilizar este método para reparar lámparas compactas de bajo consumo, que son lámparas fluorescentes convencionales con balasto electrónico incorporado en un paquete compacto. Después de una ligera alteración del balasto, una lámpara de este tipo puede funcionar durante mucho tiempo, a pesar de que las bobinas de calentamiento se queman, y su vida útil estará limitada solo por el tiempo hasta que los electrodos estén completamente rociados.
Los electrodos de una lámpara fluorescente son una espiral de filamento de tungsteno recubierta de una pasta (masa activa) de metales alcalinotérreos . Esta pasta proporciona una descarga estable. Durante la operación, se desmorona gradualmente de los electrodos, se quema y se evapora. Se desprende de manera especialmente intensa durante el arranque, cuando durante algún tiempo la descarga no se produce en toda el área del electrodo, sino en una pequeña área de su superficie, lo que provoca caídas de temperatura locales. Por tanto, las lámparas fluorescentes siguen teniendo una vida útil finita (depende principalmente de la calidad de los electrodos, de la velocidad de encendido), aunque es más larga que la de las lámparas incandescentes convencionales, en las que la espiral se evapora a un ritmo constante. De ahí el oscurecimiento en los extremos de la lámpara, que se intensifica más cerca del final de su vida útil. Cuando la pasta se quema por completo, el voltaje de la lámpara aumenta abruptamente y el circuito en el que opera la lámpara no puede proporcionar alto voltaje para su combustión.
Como regla general, al final de la vida útil, la pasta se quema por completo en uno de los dos electrodos, lo que conduce a un aumento en el voltaje de la lámpara a un valor igual al voltaje de encendido de la descarga en el motor de arranque. Esto lleva al hecho de que el motor de arranque comienza a funcionar constantemente; de ahí el conocido parpadeo de las lámparas muy desgastadas, acompañado del encendido de la lámpara, luego se apaga y los electrodos se calientan, después de lo cual la lámpara se enciende. arriba de nuevo
Si el motor de arranque falla (cierre de contactos bimetálicos o ruptura del capacitor), la lámpara se desvía a lo largo del circuito de arranque y la ignición de la descarga es imposible. Solo funcionan los filamentos de los electrodos de la lámpara, lo que conduce a su desgaste acelerado, la corriente consumida por la lámpara se sobreestima un poco, pero no es de emergencia, ya que el estrangulador está diseñado para este modo de funcionamiento. En caso de mal funcionamiento del estrangulador (un cortocircuito entre vueltas o una violación del circuito magnético y, como resultado, una disminución de la inductancia), la corriente en el circuito de la lámpara aumenta significativamente, la descarga calienta los electrodos hasta que se derriten, lo que conduce a una falla instantánea de la lámpara.
En el proceso de envejecimiento de la lámpara, la masa activa de los electrodos se quema gradualmente, después de lo cual los filamentos se calientan y se queman. En balastos de alta calidad, se proporciona un circuito para apagar automáticamente una lámpara quemada. En los balastos electrónicos de baja calidad, no existe tal protección, y después de aumentar el voltaje, la lámpara se apagará y se producirá una resonancia en el circuito, lo que provocará un aumento significativo de la corriente y el agotamiento de los transistores del balasto.
Tampoco es raro que los balastos de baja calidad (generalmente LFC con balastos incorporados) tengan un capacitor en la salida con un voltaje cercano al voltaje de funcionamiento de la nueva lámpara. A medida que la lámpara envejece, el voltaje aumenta y se produce una ruptura en el capacitor, lo que también desactiva los transistores de balasto [13] .
Cuando una lámpara con balastro electrónico falla, no hay parpadeo, como en el caso de un balastro electromagnético, la lámpara se apaga inmediatamente. Puede determinar la causa de la falla verificando la integridad de los filamentos de la lámpara con cualquier ohmímetro , multímetro o un dispositivo especializado para probar lámparas. Si los filamentos de la lámpara tienen baja resistencia (alrededor de 10 ohmios, es decir, no se han quemado), entonces el motivo de la falla es la baja calidad del balasto, si uno o ambos filamentos tienen una resistencia alta (infinita), entonces la lámpara se ha quemado por vejez o sobretensión. En este último caso, tiene sentido intentar reemplazar la lámpara en sí, sin embargo, si la nueva lámpara tampoco se enciende y el circuito del balasto está alimentado, esto también indica una baja calidad del balasto (existe el riesgo de arruinar la lámpara nueva).
Con el funcionamiento prolongado de la lámpara (más de 5000 horas), condiciones ambientales desfavorables, fósforo de baja calidad y también una cantidad subestimada de mercurio en la lámpara durante la producción, su concentración puede disminuir con el tiempo, hasta valores críticos. En este caso, hay un defecto "una lámpara muerta". Los vapores de mercurio están unidos por la estructura porosa del fósforo, con menos frecuencia por los electrodos, mientras se mantiene la hermeticidad del matraz.
Durante varios meses (a veces años), el brillo de la lámpara disminuye gradualmente, el espectro de emisión cambia. La luz de la lámpara adquiere un tinte rosado (azul) y los conjuntos de electrodos se calientan notablemente. La descarga en este caso pasa principalmente por gases inertes ( argón o criptón ), que están presentes en pequeñas cantidades en la mayoría de las lámparas fluorescentes. En este caso, por regla general, las características eléctricas de la lámpara cambian: la corriente aumenta notablemente (más de 1,5 veces) y el factor de potencia del circuito cae (más del doble). En este modo, hay una mayor carga en el acelerador o balasto electrónico, que puede fallar por sobrecarga.
En condiciones de sobrecalentamiento de los electrodos, su emisividad disminuye gradualmente, lo que provoca el agotamiento de la lámpara . Además, incluso si los electrodos están intactos, debido a un cambio en la composición de la sustancia dentro de la bombilla, el paso de una descarga luminiscente y, como resultado, el encendido de la lámpara puede llegar a ser imposible.
Muchas personas encuentran que la luz emitida por las lámparas fluorescentes es dura y desagradable. El color de los objetos iluminados por tales lámparas puede distorsionarse un poco. Esto se debe en parte a un exceso de líneas azules y verdes en el espectro de emisión de una descarga de gas en vapor de mercurio, en parte al tipo de fósforo utilizado, en parte a una lámpara seleccionada incorrectamente destinada a almacenes y locales no residenciales.
Muchas lámparas baratas utilizan un fósforo halofosfato con la fórmula química , que emite principalmente en las partes amarilla y azul del espectro, mientras que se emite menos luz en las partes roja y verde del espectro. Tal mezcla de componentes espectrales parece blanca a simple vista, pero cuando se refleja en los objetos, el espectro puede cambiar, lo que se percibe como una distorsión del color de la superficie de los objetos. La ventaja de tales lámparas es que suelen tener una mayor eficiencia luminosa.
Si tenemos en cuenta que hay tres tipos de receptores de color en el ojo humano, y la percepción de un espectro continuo por parte de una persona es solo el resultado del procesamiento de la información de los receptores oculares por parte del cerebro, entonces para el uso de luz artificial fuentes no tiene sentido esforzarse por recrear con precisión el espectro solar continuo, es suficiente para formar el mismo efecto en estos tres receptores sensibles al color, lo que provoca un espectro solar continuo. Este principio de reproducción del color se ha utilizado durante mucho tiempo en la televisión y la fotografía en color. Sin embargo, este enfoque no tiene en cuenta otros tipos de efectos de la radiación de luz sobre el órgano de la visión y el cuerpo [14] .
Por lo tanto, las lámparas más caras utilizan el llamado fósforo de "tres bandas" y "cinco bandas", es decir, un fósforo que emite en tres o cinco rangos espectrales. Esto permite lograr una distribución más uniforme de la intensidad de la radiación en el espectro visible, lo que conduce a una reproducción de la luz más natural. Sin embargo, tales lámparas son significativamente más caras y, por regla general, tienen una salida de luz más baja.
En casa, puede evaluar el espectro de la lámpara a simple vista usando un CD. Para hacer esto, debe observar el reflejo de la luz de la lámpara en la superficie de trabajo del disco; se verán rayas de colores en el patrón de difracción, una imagen de las líneas espectrales de la radiación de la lámpara. Si la lámpara está cerca, se puede colocar una pantalla con un pequeño orificio o una rendija estrecha entre la lámpara y el disco.
También existen lámparas fluorescentes especiales con diferentes características espectrales:
Los matraces de tales lámparas están hechos de vidrio de cuarzo o vidrio uviol , que transmite rayos del rango de longitud de onda ultravioleta [17] .
Las lámparas fluorescentes, lámparas de descarga de baja presión, se dividen en lineales y compactas.
Una lámpara fluorescente lineal es una lámpara de mercurio de baja presión recta, anular o en forma de U en la que la mayor parte de la luz es emitida por un revestimiento fluorescente excitado por la radiación ultravioleta de la descarga. A menudo, estas lámparas se denominan completamente incorrectamente en forma de bombilla o tubulares, tal definición está desactualizada, aunque no contradice GOST 6825-91, que adoptó la designación "tubular".
Una lámpara fluorescente rectilínea de dos extremos es un tubo de vidrio, en cuyos extremos se sueldan patas de vidrio con electrodos fijados a ellas (filamentos de calentamiento en espiral). Se aplica una fina capa de polvo cristalino, un fósforo, a la superficie interna del tubo. El tubo se llena con un gas inerte o una mezcla de gases inertes (Ar, Ne, Kr) y se sella herméticamente. En su interior se introduce una cantidad dosificada de mercurio que, cuando la lámpara está en funcionamiento, pasa a estado de vapor. En los extremos de la lámpara hay enchufes con clavijas de contacto para conectar la lámpara al circuito.
Las lámparas lineales varían en longitud y diámetro de tubo.
Potencia de la lámpara (típ.) | Longitud del matraz con base G13 en mm |
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15W | 450 |
Dieciocho; 20 vatios | 600 |
30W | 900 |
36; 40W | 1200 |
58; sesenta y cinco; 72; 80W | 1500 |
Designacion | Diámetro en pulgadas | Diámetro en mm |
---|---|---|
T4 | 4/8 | 12.7 |
T5 | 5/8 | 15.9 |
T8 | 8/8 | 25.4 |
T10 | 8/10 | 31.7 |
T12 | 8/12 | 38.0 |
Las lámparas de este tipo se pueden ver a menudo en naves industriales, oficinas , comercios , transporte, etc.
En la práctica de los fabricantes de luminarias y lámparas LED , también se encuentra a menudo la designación de lámparas del tipo "T8" o "T10", así como la base "G13". Las lámparas LED se pueden instalar en una luminaria estándar (después de modificaciones menores) para lámparas fluorescentes. Pero el principio de funcionamiento es diferente y, aparte del parecido externo, no tienen nada en común con las lámparas fluorescentes. Las lámparas fluorescentes lineales consumen solo alrededor del 15% de la potencia de las lámparas incandescentes, a pesar de que los flujos de luz de estas dos fuentes de luz son los mismos.
Son lámparas con un tubo curvo. Se diferencian en el tipo de base en:
Las lámparas también están disponibles para cartuchos estándar E27, E14 y E40, lo que les permite usarse en muchas luminarias en lugar de lámparas incandescentes.
Todas las lámparas fluorescentes contienen mercurio (en dosis de 1 a 70 mg), una sustancia venenosa de la primera clase de peligro. Esta dosis puede causar daños a la salud si la lámpara se rompe y, si se exponen constantemente a los efectos nocivos del vapor de mercurio, se acumularán en el cuerpo humano y causarán daños a la salud.
La legislación RoHS (abreviatura de Restricción de uso de sustancias peligrosas) regula el uso de mercurio y otros elementos potencialmente peligrosos en equipos eléctricos y electrónicos. El 1 de julio de 2006, la Directiva RoHS entró en vigor en toda la Comunidad Europea. El propósito de la Directiva es claro: limitar el uso de seis sustancias peligrosas principales en equipos eléctricos y electrónicos, asegurando así el nivel requerido de protección de la salud humana y el medio ambiente [1]
Hay varias empresas de reciclaje de lámparas, y las personas jurídicas, así como los empresarios individuales, deben entregar las lámparas para su reciclaje y desarrollar un pasaporte de desechos peligrosos. Además, en varias ciudades existen vertederos para la disposición de residuos tóxicos, que aceptan residuos de particulares de forma gratuita. En Moscú, las lámparas fluorescentes quemadas se aceptan sin cargo para su posterior procesamiento en los departamentos regionales de vivienda , donde se instalan contenedores especiales [20] [21] . Si las lámparas no son aceptadas en DEZ y REU, es necesario reclamar al ayuntamiento o prefectura. [22] En las tiendas IKEA, en el apartado "Cambio o devolución de compras", se aceptan para el reciclaje las lámparas de bajo consumo de cualquier fabricante. [23] El 3 de septiembre de 2010, Rusia adoptó el Decreto No. 681 “Sobre la aprobación de las Normas para el manejo de los residuos de producción y consumo en cuanto a aparatos de iluminación, lámparas eléctricas, recolección, acumulación, uso, disposición, transporte y disposición inadecuados de los cuales pueden causar daños a la salud de la vida de los ciudadanos, daños a los animales, las plantas y el medio ambiente.
El Decreto también contiene medidas recomendadas para la prevención y desinfección de locales después de la ocurrencia de emergencias con lámparas que contienen mercurio:
V. Reglas para la liquidación de situaciones de emergencia en el manejo de desechos que contengan mercurio.
27. En caso de falla de una lámpara que contiene mercurio (lámparas) por parte de un individuo en un entorno doméstico , o en caso de contaminación compleja por mercurio en una organización, las personas deben abandonar las instalaciones contaminadas y, al mismo tiempo tiempo, se debe organizar una llamada a las unidades relevantes (organizaciones especializadas) a través del Ministerio de la Federación Rusa en asuntos de defensa civil, situaciones de emergencia y liquidación de consecuencias de desastres naturales. 28. Después de la evacuación de personas, se deben tomar medidas suficientes para impedir el acceso al área contaminada de personas no autorizadas, así como posibles medidas para localizar los límites de distribución de mercurio y sus vapores. 29. En el caso de una sola destrucción de lámparas que contienen mercurio en una organización, la eliminación de la contaminación por mercurio puede ser llevada a cabo por el personal de forma independiente utilizando el kit de desmercurización creado para estos fines (la composición del kit es aprobada por el Gobierno de la Federación Rusa a propuesta del Ministerio de Defensa Civil, Situaciones de Emergencia y Eliminación de las Consecuencias de los Desastres Naturales de la Federación Rusa conjuntamente con el Servicio Federal para la Supervisión Ecológica, Tecnológica y Nuclear y el Servicio Federal para la Supervisión de la Protección de los Derechos del Consumidor y El bienestar humano).Conceptos | |||||
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