Βασικά χαρακτηριστικά των λαμπτήρων φθορισμού

Written by The Led Company

Οι λαμπτήρες φθορισμού υπάγονται στην κατηγορία των λαμπτήρων εκκένωσης χαμηλής πίεσης.

α. Δομή λαμπτήρες φθορισμού

Αποτελούνται από δύο ηλεκτρόδια, μεταξύ των οποίων πραγματοποιείται η εκκένωση, τα οποία περιβάλλονται από έναν γυάλινο εξωτερικό σωλήνα. Ο σωλήνας έχει λευκή εσωτερική επικάλυψη από φθορίζουσα ουσία (επίστρωση φωσφόρου) και πληρούται από μείγμα αδρανών αερίων με μικρή ποσότητα υδραργύρου.

β.Βοηθητικές διατάξεις λαμπτήρες φθορισμού

Ένας τυπικός λαμπτήρας φθορισμού απαιτεί την ύπαρξη μιας στραγγαλιστικής διάταξης (οαΐΐαχΐ) και συνήθως ενός εκκινητή (starter), για την έναυση και τον έλεγχο της διαδικασίας παραγωγής φωτός. Εκκινητής δεν απαιτείται στους λαμπτήρες φθορισμού άμεσης έναυσης (rapid start).

γ.Αρχή λειτουργίας λαμπτήρες φθορισμού

Με την εφαρμογή της τάσης δικτύου στα άκρα του λαμπτήρα και με τη βοήθεια του εκκινητή, όπως εξηγείται στη συνέχεια, προκαλείται στο εσωτερικό του λαμπτήρα εκκένωση μεταξύ των ηλεκτροδίων του, μέσω του ιονισμού των ατμών υδραργύρου. Από την εκκένωση παράγεται μερικώς ορατή μα κυρίως υπεριώδης ακτινοβολία. Η πρόσπτωση της υπεριώδους ακτινοβολίας στη φθορίζουσα επίστρωση του γυάλινου σωλήνα προκαλεί την εκπομπή ορατής ακτινοβολίας.

δ.Επεξήγηση της λειτουργίας του εκκινητή

Ο εκκινητής συνδέεται εν σειρά με τα ηλεκτρόδια του λαμπτήρα φθορισμού. Είναι απαραίτητος για την δημιουργία της εκκένωσης και την έναυση του λαμπτήρα.

Ο εκκινητής είναι ένα διμεταλλικό έλασμα με μικρή απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων του. Η τάση του δικτύου δεν είναι αρκετή για να διαρρεύσει ρεύμα στον λαμπτήρα, εφόσον τα ηλεκτρόδια είναι ψυχρά και δεν μπορούν να εκπέμψουν ηλεκτρόνια. Ωστόσο, επαρκεί για τη δημιουργία ηλεκτρικού τόξου μεταξύ των ηλεκτροδίων του εκκινητή (εκκένωση αίγλης). Το διμεταλλικό έλασμα θερμαίνεται λόγω της εκκένωσης αίγλης, κάμπτεται και κλείνει το διάκενο. Αυτό σταματά το φαινόμενο αίγλης και το κύκλωμα εκκινητή- ηλεκτροδίων διαρρέεται από ισχυρό ρεύμα που θερμαίνει τα ηλεκτρόδια και προκαλεί την εκπομπή ηλεκτρονίων από αυτά. Ταυτόχρονα, το διμεταλλικό έλασμα ψύχεται, επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση και διακόπτει το κύκλωμα. Η διακοπή αυτή δημιουργεί μια υπέρταση-πολλαπλάσια αυτής του δικτύου- στα άκρα του λαμπτήρα λόγω επαγωγικής τάσης στο οαΐΐαδί. Η υπέρταση προκαλεί την έναρξη της εκκένωσης μέσω των ατμών υδραργύρου που παρήχθησαν κατά την εξάτμιση του υδραργύρου λόγω της θέρμανσης των ηλεκτροδίων.

ε.Επεξήγηση της λειτουργίας του ballast

Τα ballast έχουν διττό ρολό στη σωστή λειτουργία ενός λαμπτήρα φθορισμού. Πρώτον, είναι αναγκαία για τον περιορισμό του ρεύματος που διαρρέει το λαμπτήρα, διότι οι λαμπτήρες φθορισμού έχουν αρνητική χαρακτηριστική τάσης-ρεύματος. Αν δεν υπήρχε το ballast, με τη μείωση της αντίστασης του αερίου κατά τη δημιουργία του ηλεκτρικού τόξου το ρεύμα θα αυξανόταν ανεξέλεγκτα.
Δεύτερον, τα ballast παρέχουν την αναγκαία υπέρταση στα άκρα του λαμπτήρα, για την έναρξη της εκκένωσης μεταξύ των ηλεκτροδίων του. Η αναγκαία τάση για την έναρξη της εκκένωσης σε έναν λαμπτήρα φθορισμού είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτήν της τάσης του δικτύου. Το ballast παρέχει στα άκρα του λαμπτήρα επαγωγική τάση πολλαπλάσια αυτής του δικτύου, ικανή να προκαλέσει την έναρξη της εκκένωσης μέσω των ατμών υδραργύρου.
Τα ballast συνδέονται σε σειρά με το λαμπτήρα και διακρίνονται σε:

  • Ηλεκτρομαγνητικά, τα οποία αποτελούνται από ένα πηνίο τυλιγμένο γύρω από έναν μαγνητικό πυρήνα. Τα ηλεκτρομαγνητικά ballast θέτουν σε λειτουργία τους λαμπτήρες στη συχνότητα του δικτύου (50/60 Hz).
  • Ηλεκτρονικά, τα οποία αποτελούνται από ένα πλήθος ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, με κυριότερα έναν ανορθωτή, έναν αντιστροφέα και έναν ελεγκτή. Τα ηλεκτρονικά ballast λειτουργούν σε συχνότητες μεγαλύτερες των 20.000 Hz.

στ.Συντελεστής ισχύος

Στους λαμπτήρες φθορισμού απαιτείται αντιστάθμιση για τη διόρθωση του χαμηλού συντελεστή ισχύος, που οφείλεται στην επαγωγική συμπεριφορά της στραγγαλιστικής διάταξης. Συνήθως ο συντελεστής ισχύος είναι 0,5 ή χαμηλότερος. Η αντιστάθμιση σε λαμπτήρες φθορισμού γίνεται με χρήση πυκνωτών, συνήθως τοπικά, ομαδικά ή και κεντρικά.

ζ.Κατηγορίες λαμπτήρων φθορισμού

Οι κυριότερες κατηγορίες λαμπτήρων φθορισμού είναι ο σωληνωτός και ο συμπαγής.
Οι σωληνωτοί λαμπτήρες χρησιμοποιούν για την ονομασία τους ένα γράμμα το οποίο συνοδεύεται από έναν αριθμό. Το σχήμα τους καθορίζει το γράμμα του λαμπτήρα (συνήθως Τ, εκ του Τυουΐατ: σωληνοειδής) και η διάμετρος του σωλήνα, μετρημένη σε όγδοα της ίντσας, προσδιορίζει τον αριθμό του λαμπτήρα. Οι πιο διαδεδομένοι τύποι σωληνωτών λαμπτήρων φθορισμού είναι:

Τ5: Σωληνοειδής με διάμετρο σωλήνα 5/8 της ίντσας (16 mm).
Τ8: Σωληνοειδής με διάμετρο σωλήνα 8/8 της ίντσας
Τ12: Σωληνοειδής με διάμετρο σωλήνα 12/8 της ίντσας (38 mm).

Οι σωληνοειδείς λαμπτήρες φθορισμού είναι γενικά γραμμικού σχήματος με μήκος από 100 mm έως 2.430 mm. Η διάμετρος του λαμπτήρα κυμαίνεται από το 1/4 της ίντσας (7 mm) έως και τις 2 και 1/8 ίντσες (54 mm).

Οι συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού αποτελούν μια άλλη δημοφιλή κατηγορία λαμπτήρων φθορισμού. Το μέγεθος τους είναι μικρότερο από αυτό των σωληνωτών. Αποτελούνται από ένα λυγισμένο σωλήνα με τα ίδια χαρακτηριστικά με το σωλήνα των σωληνοειδών λαμπτήρων φθορισμού. Ανάλογα με τον τύπο του κάλυκα τους και το οαΐΐαχΐ που διαθέτουν, οι συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού διακρίνονται σε:

Βιδωτούς ή μπαγιονέτ, με ενσωματωμένο ηλεκτρονικό ballast. Τοποθετούνται απευθείας σε κατάλληλη λυχνολαβή των 230ν.
Ακιδωτούς με εξωτερικό ballast. Τοποθετούνται σε ειδική λυχνολαβή. Ανάλογα με τον αριθμό των ακίδων διαχωρίζονται σε:

  • Λαμπτήρες με 2 ακίδες και με μαγνητικό ballast, χωρίς δυνατότητα dimming.
  • Λαμπτήρες με 4 ακίδες και με ηλεκτρονικό ballast, με δυνατότητα dimming.

η.Τυπική χρήση

Οι λαμπτήρες φθορισμού μεγάλης ισχύος χρησιμοποιούνται ευρέως σε εμπορικά καταστήματα, γραφεία, νοσοκομεία, εκπαιδευτικά ιδρύματα και γενικότερα σε κτίρια του τριτογενούς τομέα. Οι συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού, οι οποίοι πλέον είναι διαθέσιμοι στα ίδια δημοφιλή μεγέθη με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως, χρησιμοποιούνται ευρύτατα και σε κατοικίες.

Υποσελίδες απο λαμπτήρες φθορισμού

Οι λαμπτήρες φθορισμού χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά στα συστήματα φωτισμού των κτιρίων του τριτογενούς τομέα.

Η ανάπτυξη των ευθύγραμμων λαμπτήρων φθορισμού έχει τις ρίζες της στη δεκαετία του 1930 (το 1936), όπου η διάμετρός τους ήταν αρκετά ογκώδης, 51mm (Τ17).
Τη δεκαετία του 1950 έγιναν οι πρώτες σημαντικές βελτιώσεις με τη δημιουργία των Τ12 και με 38mm διάμετρο. Μέρος των βελτιώσεων ήταν και η εμφάνιση των συμβατικών ballast (CCG: Conventional Control Gear).
Στα τέλη του ’70 και αρχές του ’80 (το 1978) μια νέα γενιά λαμπτήρων Τ8/Φ26mm άρχισε να αντικαθιστά τις Τ12. Νέοι, ανθεκτικότεροι τύποι φωσφόρου και μείωση 10% της ισχύος αποτέλεσαν μερικά από τα νέα χαρακτηριστικά. Σε συνδυασμό με τη γέννηση των ηλεκτρονικών ballast (ECG: Electronic Control Gear), τα συστήματα Τ8 προσέφεραν πλέον ποιοτικότερο και μεγαλύτερης διάρκειας ζωής φωτισμό.
Το 1995 η επόμενη εποχή εξέλιξης παρουσίασε τα νέα συστήματα Τ5/Φ16mm Υψηλής Απόδοσης (HE: High Efficiency) στην αγορά. Οι λαμπτήρες αυτοί είναι 50mm κοντύτεροι και 40% λεπτότεροι από τους αντίστοιχους Τ8 και λειτουργούν μόνο με ηλεκτρονικά ballast. Με αυτούς δόθηκε μεγάλη ώθηση στην κατασκευή μικρότερου μεγέθους, καθώς και αρχιτεκτονικών φωτιστικών σωμάτων. Η μέγιστη φωτεινότητα επιτυγχάνεται στους 35°C συγκριτικά με τους 25°C των Τ8, προσφέροντας έτσι μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα (τουλάχιστον 5%).
Το 1996 η οικογένεια Τ5 λαμπτήρων ολοκληρώθηκε με τις υψηλότερες αποδόσεις των Τ5/Φ16mm Υψηλής Φωτεινής Ροής (HO: High Output) σε ίδια μήκη με τους ”ΗE”.
Το 1999 το τρίτο μέλος της οικογένειας λαμπτήρων Τ5/Φ16mm εισήχθη στην αγορά, με κυκλικό σχήμα και με 50% μεγαλύτερη φωτεινότητα από τις κυκλικές Τ8.

ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ:

Η περιγραφή της διαμέτρου και κατ’επέκταση η ονομασία της εκάστοτε ”γενιάς” λαμπτήρων βασίζεται σε αμερικάνικο μετρικό σύστημα, όπου 1 ίντσα ισούται με 25,4 χιλιοστά (1 inch=25,4mm). Οι τιμές συνδυάζονται με έναν Τ (σωλήνα) και συγκεκριμένα για τις Τ5 είναι για 5/8 της μιας ίντσας (5/8 inch=16mm -> T5 λαμπτήρας).

Ταξινόμηση:

Τ17 = διάμετρος σωλήνα 51mm
Τ12 = διάμετρος σωλήνα 38mm
Τ 8 = διάμετρος σωλήνα 26mm
Τ 5 = διάμετρος σωλήνα 16mm
Τ 2 = διάμετρος σωλήνα 7mm

ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ:

Οι λαμπτήρες φθορισμού είναι λαμπτήρες εκκένωσης αερίων. Ο γυάλινος σωλήνας περιέχει ατμό υδραργύρου σε χαμηλή πίεση. Το εσωτερικό τοίχωμα του γυάλινου σωλήνα είναι επενδυμένο με φώσφορο που αντιδρά στην υπεριώδη ακτινοβολία. Στα δύο άκρα του γυάλινου σωλήνα βρίσκονται τα ηλεκτρόδια. Όταν εφαρμοστεί ένα ηλεκτρικό φορτίο στα ηλεκτρόδια, μεταξύ τους ο ατμός υδραργύρου εκπέμπει υπεριώδη ακτινοβολία. Αυτή μετατρέπεται από το φώσφορο σε ορατό φως. Η χρωματική απόχρωση του εκπεμπόμενου φωτός ποικίλει ανάλογα με το χρησιμοποιούμενο φώσφορο.

ΧΡΩΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΛΕΥΚΟΥ:

Με την πάροδο των ετών καθιερώθηκαν διεθνή πρότυπα χρωματικής κωδικοποίησης του λευκού τα οποία και αναγράφονται ευκρινώς πάνω στον εκάστοτε λαμπτήρα μετά την ισχύ του (π.χ. 54W/840). Το πρώτο ψηφίο αναφέρεται αρχικά στον προσδιορισμό του βαθμού πιστότητας στην απόδοση των χρωμάτων από πρότυπη φωτεινή πηγή όπως ο ήλιος. Το δεύτερο και τρίτο ψηφίο αναφέρονται στην απόχρωση του λευκού φωτός και ονομάζεται θερμοκρασία χρώματος.
Διεθνής κωδικοποίηση χρωματικής απόδοσης:
9= Χρωματική απόδοση 90-100 εξαιρετική
8= Χρωματική απόδοση 80- 89 πολύ καλή
7= Χρωματική απόδοση 70- 79 καλή
6= Χρωματική απόδοση 60- 69 σχετικά καλή
5= Χρωματική απόδοση 50- 59 μέτρια
4= Χρωματική απόδοση 40- 49 κακή
Διεθνής κωδικοποίηση θερμοκρασίας χρώματος:
27= Θερμοκρασία χρώματος 2700°k οικιακού/θερμού λευκού
30= Θερμοκρασία χρώματος 3000°k θερμού λευκού
40= Θερμοκρασία χρώματος 4000°k φυσικού λευκού
65= Θερμοκρασία χρώματος 6500°k ψυχρού λευκού

Τ5 λαμπτήρες φθορισμού