Физика в быту

Старые линейные «лампы дневного света»

Люминесцентную лампу, в отличие от лампы накаливания, нельзя напрямую включить в электрическую сеть. Для её пуска и работы требуется специальное устройство – пускорегулирующий аппарат (сокращённо ПРА).

Первые модели люминесцентных ламп (линейные лампы) работали с помощью электромагнитных ПРА (или ЭмПРА), содержащих конденсаторы, стартёр для зажигания разряда и дроссель (проволочную катушку с железным сердечником) для ограничения силы тока. Но иногда такие лампы начинали гудеть из-за испорченного дросселя. А при неисправности стартёра лампа начинала мигать. Люди старшего поколения хорошо помнят, что раздражающее гудение и нервирующее мигание были частым явлением в школьных классах, рабочих кабинетах и административных зданиях, ведь лампы дневного света с электромагнитным ПРА до 1980-х использовались практически во всех общественных местах.

Излучение ламп с ЭмПРА пульсирует с удвоенной технической частотой, то есть 100 Гц, причём коэффициент пульсаций достигает 50, а иногда и 100 % и наносит огромный вред зрению и здоровью. Несколько поколений людей благодаря таким лампам испортили своё зрение и нервы.

И очень существенный недостаток линейных ламп старого образца – большое содержание паров ртути (десятки миллиграммов). При разбитой колбе эти пары оказывались в воздухе помещения. Серьёзного отравления от одной разбитой лампы не будет, но ртуть имеет свойство накапливаться в организме годами, а это чрезвычайно токсичное вещество! Вышедшие из строя лампы было необходимо должным образом утилизировать, что требовало материальных затрат, поэтому далеко не всегда соблюдалось на практике. Ртуть попадала в окружающую среду, загрязняя её.

Несмотря на очевидные недостатки, эти «лампы дневного света» терпели из-за гораздо более высокой светоотдачи (КПД), в несколько раз превышающей светоотдачу ламп накаливания.

Можно только радоваться, что такие лампы канули в прошлое. На смену им в 1990-х пришли компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), которые быстро начали вытеснять не только своих линейных собратьев из учреждений, но и лампы накаливания из наших домов.

Компактные люминесцентные лампы

Лампы нового поколения оснащены не электромагнитными, а электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА) на полупроводниковых элементах. ЭПРА надёжны и компактны – их можно установить прямо в цоколе лампы (точнее, в корпусе между цоколем и газоразрядной трубкой). Оснащённая ЭПРА лампа не мерцает, не гудит, быстрее зажигается и входит в рабочий режим. Благодаря ЭПРА стало возможным выпускать компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).

КЛЛ, как и линейная лампа, содержит газоразрядную трубку, только меньшей длины и скрученную в виде спирали, так что по габаритам такие лампы могут не сильно отличаться от ламп накаливания. Многие виды КЛЛ можно вкручивать в те же самые патроны, что и лампы накаливания. Форма колб КЛЛ может быть самая разная; некоторые лампы имеют несколько трубок (рис. 17).

Рис. 17. Примеры различного вида КЛЛ

Из-за уменьшения размеров газоразрядных трубок светоотдача КЛЛ тоже уменьшилась, и всё же она составляет от 30 до 65 лм/Вт против 12–15 лм/Вт у ламп накаливания. Линейные лампы не ушли со сцены, но их тоже стали оснащать электронными ПРА. Светоотдача современных линейных ламп достигает 80–100 лм/Вт. Правда, со временем из-за затемнения трубок люминесцентные лампы теряют до 30 % светового потока.

ЭПРА высокого качества решают и проблему пульсаций излучения. Электронная схема ЭПРА преобразует сетевое напряжение (50 Гц) в высокочастотное напряжение (20–40 кГц), которое и питает лампу. А как вы помните, мерцание с частотой выше 300 Гц уже не воспринимается глазом и мозгом. Зато и цена лампы за счет качественного ЭПРА сильно возрастает. Если же вы встречаете недорогой товар, то наверняка производители сэкономили на электронике, и свет лампы будет сильно пульсировать.

В продаже часто встречаются лампы с некачественным ЭПРА. Их коэффициенты пульсаций достигают 45–50 %.

Есть простой способ проверить, пульсирует ли свет лампы, с помощью видеокамеры смартфона. Надо поднести камеру довольно близко к лампе, так, чтобы на экране был виден большой светлый круг. Если по экрану пойдут полосы, то яркость лампы пульсирует. Но если лампа далеко (на потолке), способ не сработает.