Kennzeichnung und Parameter von Haushaltsleuchtstofflampen
Die Wirkungsweise von Leuchtstofflampen basiert auf der Photolumineszenz verschiedener Leuchtstoffe, die durch ultraviolette Strahlung aus einer Entladung in Quecksilberdampf bei niedrigem Druck angeregt werden.
Eine Leuchtstofflampe ist eine Glasröhre, deren Wände von innen mit einer Leuchtstoffschicht der erforderlichen Zusammensetzung beschichtet sind und deren Beine an beiden Enden mit spiralförmigen, mit Oxid beschichteten Kathoden verlötet sind, die von außen mit einem Glühfaden verbunden sein können , was geschieht, wenn die Lampe leuchtet.
Die Lampen sind mit Argon unter einem Druck von einigen Millimetern Quecksilber gefüllt und enthalten eine kleine Menge (Tröpfchen) metallisches Quecksilber. Argon dient der Aufrechterhaltung der Entladung in den ersten Momenten nach dem Einschalten, wenn der Quecksilberdampfdruck noch nicht ausreicht.
Die Strahlungsquelle, die die Lumineszenz des Leuchtstoffs anregt, ist eine positive Entladungssäule in Quecksilberdampf, was die röhrenförmige Form der Lampe erfordert.
Bei Leuchtstoffröhren handelt es sich also um an beiden Enden versiegelte Glasröhren, deren Innenfläche mit einer dünnen Leuchtstoffschicht bedeckt ist. Die Lampe wird evakuiert und bei sehr niedrigem Druck mit dem Edelgas Argon gefüllt.In die Lampe wird ein Tropfen Quecksilber gegeben, der sich beim Erhitzen in Quecksilberdampf verwandelt.
Die Wolframelektroden der Lampe haben die Form einer kleinen Spirale, die mit einer speziellen Verbindung (Oxid) bedeckt ist, die Carbonatsalze von Barium und Strontium enthält. Parallel zur Spule befinden sich zwei massive Nickelelektroden, die jeweils mit einem der Enden der Spule verbunden sind.
In Leuchtstofflampen emittiert ein Plasma aus ionisierten Metall- und Gasdämpfen sowohl im sichtbaren als auch im ultravioletten Teil des Spektrums. Mit Hilfe von Leuchtstoffen werden ultraviolette Strahlen in für das Auge sichtbare Strahlung umgewandelt.
Der aus dieser Sicht wichtigste Vorteil von Leuchtstoffen ist die Struktur ihrer Emissionsspektren. Durch die entsprechende Strahlung (sowie durch Elektronenbeschuss) angeregte Leuchtstoffe emittieren immer Licht in einem mehr oder weniger breiten Wellenlängenbereich, d. h. sie geben im gesamten Teil des Spektrums eine kontinuierliche Emission ab.
Falls ein einzelner Leuchtstoff nicht die gewünschte Spektralverteilung ergibt, können deren Mischungen verwendet werden. Durch Ändern der Anzahl der Komponenten und ihres relativen Inhalts ist es möglich, die Farbe des Glühens sehr stufenlos anzupassen. Dadurch ist es möglich, Quellen mit allen Lumineszenzschattierungen, insbesondere Weiß- und Tageslichtlampen, herzustellen, die hinsichtlich der spektralen Zusammensetzung der Strahlung der „idealen Lichtquelle“ sehr nahe kommen.
Die Art der Emission von Leuchtstoffen ermöglicht es bis zu einem gewissen Grad, die Anforderung zu erfüllen, dass keine Strahlung außerhalb des sichtbaren Bereichs auftritt. Dies führt zu einer hohen Lichtausbeute von Leuchtstofflampen.
Die optimale Temperatur der Leuchtstofflampe liegt im Bereich von 38 – 50 °C.Da die Temperatur der Wand von der Umgebungstemperatur abhängt, ist es offensichtlich, dass Änderungen in dieser die Lichtleistung der Lampe verändern. Die optimale Außentemperatur liegt bei 25 °C.
Eine Verringerung der Außentemperatur um 1 °C führt zu einer Verringerung des Lichtstroms der Lampe um 1,5 %. Liegt die Umgebungstemperatur unter 0 °C, leuchtet die Lampe aufgrund des bei diesen Temperaturen geringen Dampfdrucks von Quecksilber nur schwach.
Unter sonst gleichen Bedingungen hängt die Lichtausbeute von Leuchtstofflampen auch von ihrer Länge ab, da mit zunehmender Länge ein größerer Teil der Eingangsleistung auf die positive Säule fällt, während die in Kathode und Anode aufgenommene Leistung unverändert abnimmt. Die praktische Obergrenze für die Länge liegt bei 1,2 – 1,5 m, was mehr als 90 % der maximalen Lichtleistung entspricht.
Die Lichtausbeute von Leuchtstofflampen fällt je nach mehr oder weniger großer Nähe ihrer spektralen Eigenschaften zu den Eigenschaften der „idealen“ Quelle bei Lampen unterschiedlicher Farbe sehr unterschiedlich aus.
Deutlich schwieriger als Glühlampen, es gibt Geräte zum Einschalten von Leuchtstofflampen. Dies liegt vor allem daran, dass die Brennspannung solcher Lampen viel niedriger ist als die Spannung im Netz und bei Netzen mit einer Spannung von 220 bis 250 V zwischen 70 und 110 V liegt.
Die Notwendigkeit eines so erheblichen Unterschieds liegt darin begründet, dass bei unzureichender Überschreitung der Netzspannung gegenüber der Betriebsspannung eine zuverlässige Zündung nicht gewährleistet werden kann, da das Zündpotential bei der Entladung deutlich höher ist als das Verbrennungspotential. Hierzu ist jedoch das Löschen der Überspannung erforderlich.
Um Leistungsverluste zu vermeiden, die die Effizienz der Lampe zunichte machen würden, wird die Last des Vorschaltgeräts induktiv (Drossel) ausgelegt. Eine weitere Komplikation ergibt sich aus der Tatsache, dass die Entladungszündspannung nur bei beheizten (Oxid-)Kathoden durch die Netzspannung reduziert werden kann.
Ihre ständige Erwärmung würde jedoch auch zu nutzlosen Energieverlusten führen, noch weniger gerechtfertigt ist die Tatsache, dass die Kathoden im Arbeitsprozess durch die Entladung selbst erhitzt werden. Vor diesem Hintergrund ist die Schaffung eines speziellen Startergeräts erforderlich.
Schema zum Einschalten einer Leuchtstofflampe mit Drossel und Starter:
Leuchtstofflampen werden in Allzweck- und Spezialbeleuchtung unterteilt.
Zu den Allzweck-Leuchtstofflampen gehören Lampen von 15 bis 80 W mit Farb- und Spektraleigenschaften, die natürliches Licht mit unterschiedlichen Farbtönen simulieren.
Zur Klassifizierung von Spezialleuchtstofflampen werden verschiedene Parameter herangezogen. Nach der Leistung werden sie in Lampen mit geringer Leistung (bis zu 15 W) und leistungsstarke (über 80 W) unterteilt, nach der Art der Entladung – in Bogen, Glimmentladung und Glühabschnitt, nach Strahlung – in Lampen mit natürlichem Licht, Farblampen , Lampen mit speziellen Strahlungsspektren, Lampen mit ultravioletter Strahlung, je nach Form des Kolbens – röhrenförmig und gewellt, je nach Lichtverteilung – mit ungerichteter Lichtabstrahlung und mit gerichteter, z. B. Reflex-, Schlitz-, Panel-, usw.
Skala der Nennleistung von Leuchtstofflampen (W): 15, 20, 30, 40, 65, 80.
Merkmale des Lampendesigns werden durch Buchstaben nach den Buchstaben angegeben, die die Farbe der Lampe angeben (P – Reflex, U – U-förmig, K – ringförmig, B – Schnellstart, A – Amalgam).
Derzeit werden sogenannte energiesparende Leuchtstofflampen hergestellt, die über ein effizienteres Elektrodendesign und einen verbesserten Leuchtstoff verfügen. Dadurch konnten Lampen mit reduzierter Leistung (18 W statt 20 W, 36 W statt 40 W, 58 W statt 65 W), 1,6-fach kleinerem Kolbendurchmesser und erhöhter Lichteffizienz hergestellt werden.
Bei Lampen mit verbesserter Farbwiedergabe steht nach den Buchstaben zur Farbbezeichnung der Buchstabe C, bei besonders hochwertigen Farben der Buchstabe CC.
Kennzeichnung von Haushaltsleuchtstofflampen
Ein Beispiel für die Dekodierung einer Lampe LB65: L – Leuchtstofflampe; B – weiß; 65 – Leistung, W
Leuchtstofflampen mit weißem Licht vom Typ LB liefern den größten Lichtstrom aller aufgeführten Lampentypen gleicher Leistung. Sie reproduzieren annähernd die Farbe des Sonnenlichts und werden in Räumen eingesetzt, in denen eine erhebliche visuelle Belastung für die Arbeitnehmer erforderlich ist.
Leuchtstofflampen mit warmweißem Licht vom Typ LTB haben einen ausgeprägten rosa Farbton und werden eingesetzt, wenn Rosa- und Rottöne hervorgehoben werden müssen, beispielsweise bei der Darstellung der Farbe eines menschlichen Gesichts.
Die Chromatizität von Leuchtstofflampen vom Typ LD liegt nahe an der Chromatizität von chromatizitätskorrigierten Leuchtstofflampen vom Typ LDT.
Leuchtstofflampen mit kaltweißem Licht vom Typ LHB nehmen hinsichtlich der Farbsättigung eine Zwischenstellung zwischen Weißlichtlampen und farbkorrigierten Tageslichtlampen ein und werden teilweise gleichauf mit letzteren eingesetzt.
Der Lichtstrom jeder Lampe muss nach 70 % der durchschnittlichen Brenndauer mindestens 70 % des Nennlichtstroms betragen. Die durchschnittliche Helligkeit der Oberfläche von Leuchtstofflampen variiert zwischen 6 und 11 cd/m2.
Leuchtstofflampen geben bei Anschluss an ein Wechselstromnetz einen zeitlich veränderlichen Lichtstrom ab. Der Pulsationskoeffizient des Lichtstroms beträgt 23 % (für Lampen vom Typ LDTs – 43 %). Mit steigender Nennspannung steigen der Lichtstrom und die Leistungsaufnahme der Lampe.
Parameter von Allzweck-Leuchtstofflampen
Leistung W, W
Strom I, A
Spannung U, V
Abmessungen der Leuchtstofflampen, mm
Länge mit Steckbolzen, mehr nicht
Durchmesser
30 0,35 104± 10,4
908,8
27–3
40 0,43 103± 10,3
1213,5
40–4
65 0,67 110± 10,0
1514,2
40–4
80 0,87 102± 10,2
1514,2
40–
Leistung W, W Lebensdauer von Leuchtstofflampen t, h Lichtstrom von Leuchtstofflampen Ф, lm
Durchschnittswert nach 100 Stunden Brenndauer für farbige Lampen
minimales arithmetisches Mittel LB LTB LHB LD LDC 30
6000
15000
2180-140 2020-100 1940-100 1800-180 1500-80 40
4800
12000
3200-160 3100-155 3000-150 2500-125 2200-110 65
5200
13000
4800-240 4850-340 4400-220 4000-200 3150-160 80
4800
12000
5400-270 5200-250 5040-240 4300-215 3800-190