Люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа, газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких %. Л. л. широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача и срок службы в несколько раз более, чем у ламп накаливания того же назначения. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная Л. л. (рис. 1). Она представляет собой стеклянную трубку с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора. В торцы трубки введены вольфрамовые спиральные электроды; для повышения эмиссионной способности на электроды наносится оксидная суспензия, изготовляемая из карбонатов или перекисей щёлочноземельных металлов. В лампу вводят каплю ртути и некоторое количество инертного газа (Ar, Ne и др.), который способствует увеличению срока службы лампы и улучшению условий возбуждения атомов ртути. При подключении Л. л. к источнику переменного тока между электродами лампы возникает электрический ток (десятые доли а), возбуждающий свечение атомов ртути. Давление ртутных паров в Л. л. зависит от температуры стенок лампы и составляет при нормальной рабочей температуре 40 °С примерно 0,13—1,3 н/м² (10^-2—10^-3 мм рт. ст.). Такое низкое давление обеспечивает интенсивное излучение разряда в ультрафиолетовой области спектра (преимущественно с длиной волны l 184,9 и 253,7 нм), которое и возбуждает свечение люминофорного слоя ламп.

  Наиболее распространённым люминофором является галофосфат кальция, активированный Sb и Mn (см. Кристаллофосфоры). Изменяя соотношение активаторов, можно получить люминофоры разных марок и изготавливать лампы разной цветности. В СССР максимальную световую отдачу имеют лампы ЛБ (белого света) — 75 — 80 лм/вт. Световая отдача ламп ЛХБ (холодно-белого света) около 65 лм/вт. Для обеспечения наиболее правильной цветопередачи освещаемых объектов используют лампы ЛДЦ (см. Лампа дневного света). Лампы с диффузноотражающим слоем (рефлекторные лампы) имеют пониженный общий световой поток, но почти вдвое большую силу света в отражаемом покрытием направлении. Срок службы ламп превышает 10 тысяч ч. Мощности Л. л. колеблются от 4 до 200 вт; длина от 136 до 2440 мм; по конфигурации различают лампы: прямые, U-oбразные, W-oбразные, кольцевые, панельные, свечеобразные.

  Широкое распространение получают Л. л. с амальгамами In, Cd и других элементов. Более низкое давление паров ртути над амальгамой даёт возможность расширить температурный диапазон оптимальных световых отдач до 60 °С вместо 18—25 °С для чистой ртути.

  При повышении температуры окружающей среды сверх допускаемой нормы (25 °С для чистой ртути и 60 °С для амальгам) возрастают температура стенок и давление паров ртути, а световой поток снижается. Ещё более заметное уменьшение светового потока наблюдается при понижении температуры (рис. 2), а значит, и давления паров ртути. При этом резко ухудшается и зажигание ламп, что делает невозможным их использование при температурах ниже 0 °С без утепляющих приспособлений. В связи с этим представляют интерес безртутные Л. л. с разрядом низкого давления в инертных газах. В этом случае люминофор возбуждается излучением с l от 58,4 до 147 нм. Поскольку давление газа в безртутных Л. л. практически не зависит от окружающей температуры, неизменными остаются и их световые характеристики.

  Световая отдача Л. л. повышается при увеличении размеров (длины) за счёт снижения доли анодно-катодных потерь в общем световом потоке. Для Л. л. характерны малая поверхностная яркость ламп и пульсация светового потока при работе ламп на переменном токе (стробоскопический эффект). Снижение пульсаций достигается равномерным включением ламп в три фазы питающей сети. Срок службы ламп ограничен дезактивацией и распылением катодов. Отрицательно сказываются на сроке службы колебания напряжения питающей сети и частые включения и выключения ламп. Световая отдача снижается в процессе горения.

  Будучи газоразрядным прибором, Л. л. имеет падающую вольтамперную характеристику, что требует применения пуско-регулирующих аппаратов (ПРА) — индуктивных или ёмкостных. Для повышения термоэмиссии и обеспечения тем самым зажигания ламп катоды в пусковой период должны быть прогреты. Это достигается включением их в сеть последовательно с ПРА с помощью стартера (стартерные схемы) или с помощью трансформаторов накала (бесстартерные схемы).

  Л. л. широко применяются в качестве источников света: например, ЛБ и ЛХБ — для общего освещения; ЛТБ (тепло-белого света) — для освещения помещений, богатых бело-розовыми тонами; ЛСР (синего света рефлекторные) — в электрофотографических копировально-множительных аппаратах; лампы из увиолевого стекла, частично прозрачного для ультрафиолетового излучения, — для профилактического облучения людей.

  Выпуск Л. л. осуществляется на механизированных поточных линиях сборки производительностью 700—800 штук в 1 ч. В СССР и за рубежом ведутся работы по повышению световой отдачи ламп до 85 лм/вт и срока службы до 12—15 тысяч ч при 8-кратном включении и выключении ламп в течение суток (вместо современного 4-кратного включения), по разработке оборудования производительностью 2500—3000 штук в 1 ч.

 

  Лит.: Фабрикант В. А., Физика и техника люминесцентных ламп, «Успехи физических наук», 1945, т. 27, в. 2; Вавилов С. И., О «теплом» и «холодном» свете, М., 1956; Федоров В. В., Новое в физике и технике люминесцентных ламп, «Светотехника», 1966, № 9—10; его же, Производство люминесцентных ламп, 2 изд., М., 1969.

  В. В. Федоров.

---

Рис. 1. Ртутная люминесцентная лампа: 1 — трубка-колба; 2 — катод; 3 — цоколь; 4 — штырёк; 5 — изолирующая прокладка.

---

Рис. 2. Зависимость светового потока ламп с жидкой ртутью от температуры стенок.