Люминесцентное и неоновое освещение

На предыдущих уроках мы с вами говорили, что из-за низкой стоимости широкое применение находят лампы накаливания. Но все чаще лампы накаливания заменяют люминесцентными лампами или светильниками на их основе.

Объяснить это можно тем, что такие лампы создают больший световой поток при меньшем потреблении электроэнергии.

Как же выглядит люминесцентная лампа? Она представляет собой стеклянную трубку, из которой удалён воздух.

Свечение лампы происходит за счёт специального вещества – люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность трубки. Люминофор начинает светиться при облучении ультрафиолетовым светом.

В трубку вводят небольшое количество инертного газа и вводят капельку ртути. Как правило, в качестве газа – используют аргон. У каждого конца трубки располагаются нити накала, которые выполняют роль электродов лампы.

Принцип работы люминесцентной лампы такой: нити накала нагреваются, испускают электроны. Они в свою очередь нагревают аргон и ртуть. Под действием тепла капелька ртути испаряется и переходит в газообразное состояние. При электрическом пробое паров ртути возникает ультрафиолетовое свечение паров ртути. Оно имеет слегка фиолетовый оттенок.

Процесс пробоя паров ртути похож на молнию при грозе. Но в природе это кратковременный процесс, а в лампе он поддерживается источником энергопитания и дросселем. На схеме он обозначается сокращённо Др.

Поясним, что дроссель – это катушка с железным сердечником. Он служит не только для ограничения силы тока в лампе, но и для создания дополнительного кратковременного напряжения, достаточного для эффекта пробоя.

Люминофорное покрытие начинает светиться тогда, когда на него падает ультрафиолетовое излучение.

Нити накала в люминесцентной лампе включаются и выключаются автоматически. Для этого используется специальный пусковой выключатель – стартёр. Если стартёра нет, то его можно заменить кнопкой или обычным выключателем.

Срок службы люминесцентных ламп составляет до 12 000 часов. Причём коэффициент полезного действия больше чем у ламп накаливания в несколько раз.

Но и система запуска у люминесцентных ламп сложнее.

Ещё одной особенностью люминесцентных ламп можно назвать то, что обращаться с ними надо с большой осторожностью.

Связано это с тем, что ртуть – очень опасна для жизни людей. После того, как лампы выйдут из строя их ни в коем случае нельзя выбрасывать в общие контейнеры для мусора. Разбивать их тоже категорически нельзя. Существуют специальные пункты утилизации. Собирают испорченные лампы в специальные контейнеры.

Именно из-за сложностей подключения и утилизации эти лампы не так активно используются в быту. Для их обслуживания нужна определённая квалификация.

Но несмотря на это, в последнее время люминесцентные лампы и светильники с ними все больше и больше проникают в нашу жизнь. Бытовые люминесцентные лампы уже смонтированы в герметизированном корпусе и их нельзя ремонтировать в бытовых условиях.

Существуют и люминесцентные лампы, которые размещаются в силиконовом контуре. Он может располагаться как поверх лампы, так и под стеклянной колбой. Силикон предохраняет трубку и колбу от разрушения, смягчает удар при падении и выполняет склеивающую функцию, если лампа всё таки разбилась. Ещё одной функцией cиликоновой прокладки можно назвать – декоративную: она делает свет более мягким.

Светильники подключаются к электрической сети с помощью вилки и включается выключателем, который вмонтирован в корпус.

Теперь давайте поближе познакомимся с неоновыми лампами.

В трубку такой лампы закачивают неон, который смешивают с другими газами для получения свечения разного цвета.

Неон без добавок светится оранжевым цветом.

Но с разными добавками можно получить синее, зелёное, красное и белое свечение.

Так, например, для того, чтобы получить синий цвет свечения, необходимо в трубку наряду с неоном закачать гелий

Для сиреневого цвета – аргон

Сине-белый цвет – криптон и так далее.

Принцип работы неоновой лампы такой: к трубке с помощью электродов от источника переменного тока подаётся высоковольтное напряжение. Оно вызывает пробой в газе. Чем длиннее трубка лампы, тем большее напряжение нужно для её зажигания. Но, если перед нами небольшие неоновые лампы, которые часто используют для устройств индикации, то для их работы достаточно напряжения в сто десять вольт.

Если мы говорим о неоновых рекламах, то для работы каждой из них надо несколько десятков киловольт. Получить такое высокое напряжение можно с помощью повышающих трансформаторов. Посмотрите на схему включения неоновой лампы.

Интересно, что иногда «неонками» ошибочно называют ультрафиолетовые лампы, которые создают эффект светящейся одежды на дискотеках.

Подведём итоги урока.

Сегодня на уроке мы узнали, что свечение люминесцентных ламп происходит за счёт люминофора – вещества, которое начинает светиться при облучении ультрафиолетовым свечением паров ртути.

Для долговременного эффекта ультрафиолетового свечения используется источник энергопитания и дроссель.

Для включения и выключения нитей накала в люминесцентных лампах используется специальный пусковой выключатель – стартёр.

Мы поговорили о том, что свечение неоновых ламп происходит за счёт пробоя в газе неоне, которым заполнена трубка лампы. Для такого пробоя необходимо с помощью электродов к трубке подать высоковольтное напряжение.

Ещё мы узнали что для того, чтобы лампа горела разными цветами, надо закачать в трубку другие газы помимо неона.