Le principe de fonctionnement et le dispositif des lampes fluorescentes

Les lampes fluorescentes sont des appareils d'éclairage qui permettent d'économiser de l'énergie par rapport aux sources lumineuses traditionnelles. Les lampes fluorescentes sont utilisées pour éclairer les locaux résidentiels, de travail et industriels. Leur travail est basé sur l'effet de la luminescence. Pour choisir la bonne ampoule, vous devez connaître les caractéristiques de conception et les spécifications.

Principe d'opération

Une lampe fluorescente est une source lumineuse à décharge. Le rayonnement se produit en raison de la réaction du mélange de gaz dans le ballon. Auparavant, ces appareils n'étaient pratiquement pas utilisés dans un environnement domestique, car on pensait qu'ils pouvaient nuire à la vue. Mais après avoir mené des recherches, les scientifiques sont arrivés à la conclusion que les rayons sont parfaitement perçus par l'œil humain. La composition d'une lampe fluorescente dépend de son objectif. Le mélange de vapeurs à l'intérieur peut varier.

Structurellement, le dispositif est un flacon tubulaire en verre, sur la surface intérieure duquel un phosphore est appliqué. Les électrodes sont situées aux extrémités. À l'intérieur du tube - vapeur de mercure et mélange de gaz.

Le principe de fonctionnement d'une lampe fluorescente est le suivant :

• Sous l'action d'un champ électrique, une décharge de gaz se produit dans l'ampoule.
• Le courant qui traverse les vapeurs provoque un rayonnement ultraviolet, ce qui fait briller le phosphore.

L'ampoule est en verre, qui ne transmet pas de rayons UV, mais ne donne que de la lumière visible. Une exception est les lampes bactéricides, qui nécessitent l'émission de rayonnement ultraviolet.

Avantages des lampes fluorescentes fluorescentes :

• efficacité lumineuse élevée;
• économiser de l'électricité;
• durabilité - des matériaux de haute qualité sont utilisés pour la fabrication des stores;
• durée du travail;
• variété de formes et de tailles;
• large gamme de températures de couleur;
• crée une lumière naturelle chaude semblable à la lumière du jour.

Désavantages:

• la présence de composants nocifs chez le lama (mercure);
• la complexité de l'élimination ;
• restrictions sur le nombre de cycles marche/arrêt ;
• sensibilité à l'humidité;
• l'inclusion complète ne se produit pas immédiatement ;
• peut bourdonner et scintiller pendant le fonctionnement ;
• dépendance du fonctionnement stable à la température.

La température de fonctionnement optimale de l'appareil est de +20 degrés. La plage admissible est de 55 degrés, mais elle est en constante expansion avec le développement de la technologie et l'utilisation de ballasts électroniques.

Le coût des ampoules fluorescentes est inférieur à celui des LED. Mais c'est plus que des lampes à incandescence ou halogènes.

Variétés de lampes fluorescentes

La classification des lampes fluorescentes peut être effectuée par puissance, température, forme, méthode d'installation, longueur. Les plus courantes sont les lampes à haute et basse pression. Les appareils à haute pression sont utilisés dans les rues et dans les luminaires à haute puissance. Les ampoules basse pression conviennent aux lustres dans les environnements résidentiels et industriels.

Par type d'installation, les sources lumineuses sont classées dans les groupes suivants :

• suspendu;
• portable;
• plafond;
• mur.

Par la structure de la lampe, il y a:

• compact;
• bague;
• en forme de U ;
• lignes droites.

Le plus souvent, une lampe annulaire et droite courte ou longue est utilisée pour l'éclairage.Les appareils alimentés par des piles rechargeables ou des piles sont également activement utilisés.

Champ d'application

Les lampes fluorescentes sont largement utilisées en raison de leurs avantages. Ils sont utilisés pour l'éclairage des maisons et des appartements, des bureaux, des usines et des entrepôts, dans l'éclairage public et la publicité lumineuse.

Selon le spectre de rendu des couleurs, les lampes sont :

• similaire au rayonnement solaire - utilisé dans l'éclairage des bureaux, des ateliers de production, des organisations administratives;
• Rendu des couleurs élevé - convient aux expositions, galeries, musées, hôpitaux, teintures, textiles et autres fournitures d'art;
• avec un rayonnement accru dans le spectre rouge et bleu - utilisé pour éclairer les aquariums, les serres, les magasins de plantes, les serres;
• avec un changement dans la partie bleue et UV du spectre - décoration d'aquariums;
• Lumière UV - lits de bronzage;
• Rayonnement UV haute puissance - lampes antibactériennes.

Avant l'utilisation active des LED, des ampoules fluorescentes étaient utilisées pour éclairer les moniteurs à cristaux liquides. Des dispositifs fluorescents puissants sont utilisés dans l'éclairage public des pistes, des stades, des terrains.

Caractéristiques

Les principales caractéristiques techniques comprennent :

• Rendu des couleurs. C'est l'une des principales caractéristiques d'une source lumineuse. Déterminé par la composition du phosphore. Les appareils fluorescents ont une large gamme de couleurs en raison de nombreuses compositions différentes. Les plus courants pour un usage domestique sont les appareils avec une température de couleur de 2700 K, donnant une teinte naturelle chaude. Dans l'éclairage publicitaire et architectural, des appareils de différentes couleurs sont utilisés - rose, bleu.
• Base / plinthe. Il est possible de distinguer 2 formes de la base, selon la conception - broche et cartouche. Les culots à broches sont utilisés dans les luminaires dans lesquels une ampoule en forme de U est installée. Les bases de cartouches ont un aspect classique avec différents diamètres de filetage. Ils sont utilisés dans les appareils d'éclairage domestique.
• Tension. La puissance de travail est de 220 V, moins souvent une connexion en série de lampes à alcool est utilisée, fonctionnant à 127 V.
• Pouvoir. Les plus courantes sont les lampes 18 V. Il existe des sources plus puissantes pour les projecteurs, atteignant 80 W.
• Durée de vie. Peut atteindre 40 000 heures.
• L'efficacité est supérieure à 20%.
• Dimensions physiques. Par exemple, les lampes Armstrong ont des dimensions standard pour une cellule de 600x600 mm.
• Degré de protection contre la poussière et l'humidité. Détermine la capacité de travailler en toute sécurité dans certaines conditions climatiques.
• Matériel de fabrication. Plastique, métal et autres.

Lors du choix d'une lampe, vous devez prendre en compte les caractéristiques techniques, ainsi que les paramètres du luminaire dans lequel la source lumineuse sera installée.

Connexion au réseau

Les sources lumineuses à décharge de gaz ne peuvent pas être connectées directement au secteur. Cela est dû au fait qu'à l'état éteint, la lampe a une résistance accrue, une impulsion haute tension est donc nécessaire pour l'allumage. Après l'apparition d'une charge, une résistance différentielle négative apparaît dans l'ampoule, ce qui nécessite l'inclusion d'une résistance supplémentaire dans le circuit. Sinon, la source lumineuse se brisera.

Les ballasts sont utilisés pour résoudre ces problèmes. Les plus courants sont de deux types - ballasts électromagnétiques EMPRA et ballasts électroniques ballasts électroniques.

EMPRA

Les appareils avec ballast électromagnétique sont une self qui possède un ensemble de résistances inductives. Il est connecté en parallèle avec une source fluorescente d'une certaine puissance. À l'aide d'un starter, une impulsion de déclenchement est formée et le courant électrique traversant l'ampoule est limité. Les avantages comprennent :

• grande fiabilité;
• simplicité de conception;
• longue durée de vie.

Désavantages:

• la durée de démarrage est de 1 à 3 secondes ;
• plus d'énergie est nécessaire par rapport aux ballasts électroniques ;
• bourdonnement;
• vacillant;
• grandes tailles;
• ne fonctionne pas à des températures négatives.

Le schéma de câblage utilise un démarreur, qui est une lampe au néon connectée en parallèle avec un condensateur. Le démarreur a 2 électrodes - rigides fixes et bimétalliques, qui se plient lorsqu'elles sont chauffées. Les électrodes sont normalement ouvertes, elles se ferment lorsqu'un courant électrique est appliqué.

Un petit condensateur est connecté en parallèle pour créer un circuit résonant. Cela aide à former une longue impulsion pour allumer l'ampoule.

Ballast électronique

Le ballast électronique se distingue par l'absence de feu clignotant. Il alimente la source lumineuse avec des tensions haute fréquence jusqu'à 133 kHz. Il existe 2 types de ballasts électroniques selon la méthode de démarrage :

• froid - la lampe s'allume immédiatement après l'allumage, adaptée aux lampes rarement utilisées;
• démarrage à chaud - les électrodes chauffent, la lampe s'allume après 0,5 - 1 sec.

Avantages:

• démarrage rapide;
• la consommation d'énergie est inférieure de 20 à 25 % ;
• moins de coûts matériels pour l'élimination ;
• disponibilité d'appareils avec variateur en vente.

Par rapport aux lampes utilisant un ballast électromécanique, un démarreur n'est pas nécessaire pour le fonctionnement du ballast électronique. Le ballast peut former indépendamment la séquence de tension requise. Il existe différentes manières de démarrer les lampes. Un chauffage des cathodes avec une tension d'une fréquence plus élevée que celle du secteur est généralement utilisé.

Les composants du circuit sont sélectionnés de manière à ce que la résonance électrique se produise en l'absence de charge. Elle conduit à une augmentation de la tension entre les cathodes. Cela rend l'ampoule plus facile à allumer.

Dysfonctionnements majeurs

Les principales raisons pour lesquelles les lampes fluorescentes fluorescentes échouent comprennent :

• Usure du filament de tungstène. Les électrodes sont constituées d'un filament de tungstène recouvert d'une masse active. Au fil du temps, le revêtement se décompose et s'effrite, provoquant la défaillance du filament.
• Fonctionnement constant du démarreur dans des ampoules à ballasts électroniques. Elle est directement liée à l'épuisement des électrodes. Avec le fonctionnement constant des démarreurs, la lampe commence à clignoter, ce qui affecte négativement la santé humaine.
• Dysfonctionnement de l'accélérateur. Si la self tombe en panne, le courant électrique dans le circuit augmente considérablement, ce qui provoque un échauffement brutal des électrodes. Les températures élevées détruisent les électrodes et la lampe cesse de fonctionner.
• Mauvaise protection des lampes avec ballasts électroniques. Dans les appareils avec ballast électronique, un circuit d'arrêt automatique est installé lorsque la lampe grille. Dans les appareils bon marché d'un fabricant inconnu, la protection peut être de mauvaise qualité ou être totalement absente. Cela conduit à une augmentation de la tension et à l'épuisement des transistors de ballast.
• Mauvaise sélection de condensateur. Si le condensateur n'est pas adapté à la puissance de la lampe, une panne se produira.

Si la lampe est cassée, il est difficile de la réparer vous-même. Il est recommandé de contacter un spécialiste ou d'acheter un nouvel appareil.

Marquage des lampes fluorescentes

Il existe 2 types de marquages ​​pour les lampes fluorescentes - nationaux et étrangers.

Le marquage domestique est écrit sous forme alphanumérique :

• La première lettre, L, signifie "lampe".
• La seconde caractérise le flux lumineux (D - diurne, HB - blanc froid, TB - blanc chaud, EB - blanc naturel, B - blanc, UV - ultraviolet, K - rouge, H - vert, D - bleu, C - bleu, F - jaune).
• La troisième lettre est la qualité de la couleur. Parfois Ts - qualité améliorée et TsTS - rendu des couleurs particulièrement élevé.
• La quatrième lettre est la construction. A - amalgame, K - anneau, U - en forme de U, B - démarrage rapide, R - réfléchissant.
• Le chiffre indique la puissance de la lampe en watts.

De plus, le blanc naturel peut être marqué des symboles LE - naturel et LHE - naturel froid.

Les lampes à usage spécial ont également leurs propres marquages.Les lettres LN, LK, LZ, LZh, LR, LGR, LUF marquent les lampes colorées.

L'étiquetage étranger utilise un code à trois chiffres et une signature en anglais. L'indice de rendu des couleurs (le premier chiffre du format 1x10 Ra) et la température de couleur (les 2 derniers chiffres) sont enregistrés sous forme numérique. Les sources avec le marquage 830, 840, 930 sont utilisées dans les maisons.

Élimination des ampoules

Les substances dangereuses qui composent la lampe nécessitent une élimination spéciale de l'appareil après une panne. Il est interdit de jeter les lampes avec les ordures ménagères - cela peut entraîner une détérioration de l'environnement écologique.

Afin d'éliminer correctement les appareils, des points de collecte spéciaux ont été mis en place. Ils sont dans les sociétés de gestion de la région, c'est prescrit par la loi. Vous pouvez retourner une ampoule gratuitement.