Lampes à économie d’énergie – détails

Points d’article

• Histoire de la création
• Comment fonctionne et fonctionne une lampe à économie d’énergie
• Dépendance du spectre visible d’une lampe fluorescente à un luminophore
• Caractéristiques de la lampe à économie d’énergie
• Comment choisir une lampe à économie d’énergie
• En garde à vue

Dans cet article: L’histoire de la lampe fluorescente compacte sa structure et son principe de fonctionnement; le spectre d’une lampe à économie d’énergie dépend de la composition du luminophore; les avantages et les inconvénients des lampes fluorescentes à économie d’énergie; comment choisir une lampe à économie d’énergie.

L’interdiction de la vente et de la production de lampes à incandescence à laquelle nous sommes habitués en Russie a donné lieu à un certain nombre de rumeurs persistantes autour des lampes à économie d’énergie. Pour un consommateur ordinaire, comme vous et moi, la tâche principale des appareils d’éclairage était et reste la qualité même de l’éclairage. Et, bien sûr, je ne veux pas supporter les coûts supplémentaires liés à l’achat de ces lampes « newfangled », car elles coûtent beaucoup plus cher que les « lampes d’Ilyich ». Considérez les caractéristiques des lampes à économie d’énergie dans cet article..

Histoire de la création

Officiellement, la première lampe fluorescente ou, comme on l’appelle aussi, fluorescente a été créée au début du siècle dernier par un ingénieur-inventeur américain, Peter Cooper Hewitt, qui en a reçu un brevet le 17 septembre 1901. Bien que certains chercheurs contestent sa primauté dans l’invention, appelant le « père » de la lampe fluorescente le physicien allemand peu connu Martin Arons, qui a expérimenté les lampes au mercure à la fin du 19ème siècle.

La lampe fluorescente inventée et brevetée par Hewitt contenait du mercure, dont les vapeurs étaient chauffées par un courant électrique qui la traversait. La lampe Hewitt était sphérique et légèrement incurvée, elle donnait plus de lumière que les lampes Lodygin-Edison, mais cette lumière était vert bleuâtre, désagréable à l’œil. Pour cette raison, les premières lampes au mercure n’étaient utilisées que par les photographes et n’étaient pas largement utilisées..

Peter Cooper Hewitt. 1861-1921

La lampe fluorescente dans sa forme presque moderne a été créée par un groupe d’inventeurs allemands dirigé par Edmund Germer, qui a breveté leur invention le 10 décembre 1926. C’est Germer qui a eu l’idée d’appliquer un revêtement fluorescent sur la surface en verre de la lampe de l’intérieur, qui convertit la lueur ultraviolette de la lampe au mercure en lumière blanche qui ne coupe pas l’œil. Albert Hull, ingénieur chez General Electric, a développé une lampe fluorescente à revêtement similaire au début de 1927, mais la société a été contrainte d’acquérir un brevet d’Edmund Germer, qui l’avait délivré plus tôt..

Depuis l’acquisition du brevet de Germer, les ingénieurs de General Electric développent activement des lampes fluorescentes, essayant de les amener à la production de masse. Pour réduire la taille de l’ampoule, des lampes rondes et en forme de U ont été créées, présentées sur le stand GE à l’Exposition universelle de New York en 1939, des lampes à ampoule spirale compactes conçues par l’ingénieur de General Electric Edward Hammer en 1976. Cependant, les lampes fluorescentes en spirale n’ont jamais été produites dans les années 1980, car les dirigeants de l’entreprise jugeaient les coûts de construction de nouvelles usines excessifs. En 1995, les fabricants chinois ont profité de la morosité de General Electric en lançant des ampoules spirales à économie d’énergie..

Edward Hammer avec son invention – une ampoule spirale compacte

La lampe à visser Magnetic Ballast (SL) a été développée par Philips en 1980 et est devenue la première lampe fluorescente du genre à concurrencer les lampes à incandescence. Une lampe à économie d’énergie avec ballast électronique (CFL) en 1985 a été démontrée pour la première fois par l’entreprise allemande « Osram ».

Comment fonctionne et fonctionne une lampe à économie d’énergie

Les principaux éléments structurels d’une lampe fluorescente sont une ampoule, un ballast électronique et une base. Une base filetée à visser dans le support de lampe et avec des contacts pour son alimentation est pratiquement la même que la base d’une lampe à incandescence classique.

L’ampoule incurvée d’une lampe fluorescente est recouverte de couches de phosphore, remplies d’un gaz inerte et, en petite quantité, de vapeur de mercure – leur ionisation et fait briller la lampe lorsque l’alimentation est connectée. La teneur en mercure des lampes fluorescentes varie de 1 à 70 mg. À l’intérieur du ballon se trouvent des électrodes en tungstène recouvertes d’un mélange d’oxydes de baryum, de calcium, de zinc et de strontium. Le luminophore appliqué sur la surface intérieure de l’ampoule en verre dans les lampes fluorescentes compactes contient des métaux alcalino-terreux, et donc 40% plus chers que les luminophores utilisés dans les lampes fluorescentes allongées pour plafonniers. Les métaux alcalino-terreux dans la composition du luminophore des lampes compactes permettent un fonctionnement à une intensité d’irradiation élevée, grâce à eux, il est devenu possible de réduire le diamètre de l’ampoule de la lampe. La forme fantaisiste de l’ampoule des lampes fluorescentes permet de réduire sa longueur en la divisant en plusieurs sections courtes et communicantes.

Les lampes elles-mêmes, recouvertes d’un phosphore et contenant de la vapeur de mercure, ne fonctionneront pas lorsque l’alimentation est connectée – un démarreur à ballast est nécessaire, intégré dans la lampe entre la base et l’ampoule. En consommant un courant haute fréquence d’environ 50 kHz, le ballast électronique (CFL) élimine l’effet de scintillement des lampes à économie d’énergie tout en augmentant le rendement lumineux. Le ballast électronique augmente le courant haute fréquence pour lui-même – il contient un onduleur dans son circuit. En outre, les tâches du ballast comprennent le chauffage des électrodes et le maintien de la puissance de la lampe fluorescente à un niveau nominal, quelles que soient les chutes de tension dans le réseau. La durée de vie de la lampe à économie d’énergie dépend de la qualité du ballast électronique..

Comment fonctionne une lampe fluorescente? L’application de courant provoque une décharge entre les électrodes, le courant passe à travers un mélange de gaz inerte et de vapeur de mercure, des électrons rapides entrent en collision avec des atomes de mercure lents – la lampe est allumée. Cependant, 98% de la lumière émise par une lampe à économie d’énergie est l’ultraviolet, qui est invisible aux yeux humains. Et la lumière visible qui en provient est fournie par les couches de luminophore, qui brillent sous l’influence du rayonnement ultraviolet. La couleur de l’éclairage produit par les lampes fluorescentes dépend de la composition chimique du luminophore appliqué sur l’ampoule en verre de l’intérieur..

Dépendance du spectre visible d’une lampe fluorescente à un luminophore

La lumière générée par les lampes à économie d’énergie bon marché est le plus souvent désagréable pour les yeux – son spectre est dominé par les couleurs bleues et jaunes, par conséquent, la couleur des objets dans la pièce éclairée n’est pas naturelle. Les raisons résident dans le type de luminophore contenant de l’halophosphate de calcium bon marché. De telles lampes, à haut rendement lumineux, sont destinées à l’éclairage de locaux non résidentiels (entrepôts, etc.) – elles produisent extérieurement de la lumière blanche, mais sa réflexion sur les objets révèle un spectre incomplet (absence de couleurs rouge et verte).

Les lampes à économie d’énergie pour l’éclairage domestique ont un prix plus élevé car le luminophore qu’ils contiennent crée 3 à 5 bandes de couleurs (par exemple, rouge, vert et bleu) à partir du spectre visible à l’œil humain et simule l’effet de la lumière naturelle, mais réduit en même temps le rendement lumineux.

Caractéristiques de la lampe à économie d’énergie

Il convient de noter tout de suite que les caractéristiques positives suivantes dépendent du fabricant de cette lampe – son désir d’économiser sur les matières premières et les composants réduit considérablement la qualité et la durée de vie des lampes fluorescentes.

avantageslampes à économie d’énergie:

• significativement plus faible, en comparaison avec les lampes à incandescence, la consommation d’énergie avec un rendement lumineux plus élevé. Si une lampe à incandescence de 100 W a une puissance lumineuse de 100 à 150 lumens, la puissance lumineuse d’une lampe fluorescente de 20 W sera de 1 100 à 2 000 lumens – la différence est évidente. La faible consommation d’énergie des lampes à économie d’énergie, entre autres, réduit considérablement la charge sur le câblage;
• durée de vie importante, 8 à 10 fois plus longue que les lampes à incandescence. Lorsqu’elle travaille en moyenne 2,5 à 3 heures par jour, une lampe fluorescente éclairera une pièce pendant 8 000 à 11 000 heures et durera plusieurs années (selon le modèle et le fabricant), environ 6 à 8 fois plus longtemps que la « lampe Ilitch » habituelle;
• pendant toute la période de fonctionnement, l’intensité de l’éclairage par les lampes fluorescentes compactes ne change pas;
• la température la plus élevée d’une lampe à économie d’énergie en fonctionnement ne dépassera pas 60 ° C. 95% de l’énergie des lampes à incandescence est utilisée pour le chauffage, c’est-à-dire à une puissance de 100 W, la lampe à incandescence chauffera jusqu’à 95 ° C;
• des lampes de plusieurs nuances d’éclairage sont produites, les principales étant la lumière du jour chaude (similaire à la couleur de l’éclairage des lampes à incandescence), la lumière du jour et la lumière du jour froide;
• il n’y a pas de scintillement dans le flux lumineux produit (effet stroboscopique), la stabilité de l’éclairage est assurée par le ballast électronique de la lampe;
• garantie d’usine du fabricant pour chaque lampe à économie d’énergie. Il n’y a jamais eu de garanties pour les « lampes Ilyich ».

Moinslampes à économie d’énergie:

• prix élevé. Si les lampes à incandescence coûtent 10 à 25 roubles, les lampes fluorescentes coûteront entre 80 et 400 roubles. Les lampes à économie d’énergie chinoise et domestique sont moins chères, les lampes européennes sont plus chères;
• la saillie sur la base, où se trouve le ballast de la lampe, interfère parfois avec son installation. Une lampe avec ballast électronique n’a pas l’air même lorsqu’elle est installée dans un lustre, car la base est trop visible;
• ces lampes mettent de 30 secondes à deux minutes pour se réchauffer jusqu’à la pleine luminosité d’émission lumineuse;
• La durée de vie des lampes fluorescentes compactes dépend de la fréquence d’allumage et d’extinction de l’alimentation – plus cela se produit souvent, plus la lampe tombera en panne rapidement. Entre la déconnexion et la reconnexion, il est nécessaire de maintenir une pause d’au moins 5 minutes;
• ces lampes ne doivent pas être utilisées par les personnes souffrant de maladies de la peau et d’épilepsie, car l’intensité lumineuse des lampes à économie d’énergie est plus élevée que d’habitude et peut avoir des conséquences négatives;
• Ne cassez pas l’ampoule en verre de la lampe, car les vapeurs de mercure entreront dans les locaux et devront être ventilées pendant plusieurs heures à tout moment de l’année, et les résidents devront quitter les locaux de la maison (appartement) pendant toute la période de ventilation – c’est important. Si plusieurs lampes sont cassées à la fois, vous devrez appeler les spécialistes du ministère des Situations d’urgence pour procéder à la démercurisation. Ne cassez pas les lampes fluorescentes;
• on ne sait pas du tout comment se débarrasser des lampes fluorescentes en panne – il est interdit de les éliminer pour la ferraille, et il n’y a pas de points de collecte spécialisés dans la plupart des colonies.

Comment choisir une lampe à économie d’énergie

Tout d’abord, assurez-vous de l’intégrité de la lampe proposée par le vendeur, de la connexion fiable de l’ampoule avec la base – les lampes de petits fabricants chinois, assemblées à la main, pèchent généralement avec une connexion lâche..

La puissance d’une nouvelle lampe est déterminée par la puissance des lampes à incandescence précédemment utilisées dans cette pièce avec une diminution de 4 à 5 fois. Ceux. si vous avez utilisé des « lampes Ilyich » de 100 W – vous aurez besoin d’une lampe fluorescente de 20-25 W (il vaut mieux prendre avec une petite réserve de marche).

L’intensité d’éclairage de cette lampe est déterminée en fonction de la température sur l’échelle Kelvin indiquée sur son emballage: de 2700 à 4000 oK – lumière chaude (analogue de la lumière des lampes à incandescence), ces lampes conviennent à l’éclairage des chambres et des cuisines; de 4000 à 5000 oK – lumière blanche chaude, adaptée aux salons et aux halls; de 6 000 à 6 500 oK – lumière blanche froide, utilisée pour les salles de classe et les bureaux. Les lampes de ce dernier type pour l’éclairage des maisons ne doivent pas être achetées – la lumière est trop saturée, difficile à supporter.

Taille de la lampe. La base des lampes fluorescentes, comme indiqué ci-dessus, a une longueur plus grande que la base des lampes à incandescence – pour l’éclairage domestique, la base de la norme E27 (longueur – 105 mm, diamètre – 60 mm), dont les dimensions sont similaires à celles des douilles pour « lampes Ilyich ».

Garantie et durée de vie opérationnelle. Ils sont indiqués par les fabricants sur l’emballage: la durée de vie optimale est de l’ordre de 6 000 à 12 000 heures; garantie – à partir d’un an. Veuillez noter que toutes les marques de lampes fluorescentes n’auront pas les conditions énoncées valides – les fabricants chinois peuvent indiquer des conditions élevées, mais en fait les lampes tomberont en panne beaucoup plus tôt.

Fabricants et marques. Sur le marché russe, il existe des lampes à économie d’énergie de marques européennes – allemandes « Osram » et « Wolta », néerlandais « Philips », danois « Comtech », polonais « Ikea », américain « General Electric »; Russe – « Ecola », « Cosmos », « Aladin », « Lisma », « Uniel »; Chinois – « Camelion », « Navigator », etc. Bien sûr, les produits des plus grands fabricants européens sont de haute qualité et de haute performance, mais il convient de noter que les lampes fluorescentes compactes domestiques sont également de bonne qualité à moindre coût.

En garde à vue

Comme vous pouvez le voir dans cet article, les lampes fluorescentes économisent vraiment de l’énergie et fonctionnent correctement, à condition que les conditions de leur fonctionnement soient remplies. Le coût élevé et une certaine teneur en vapeurs de mercure restent bien sûr un problème pour les consommateurs, mais les fabricants tentent de les résoudre – par exemple, dans les modèles modernes de lampes à économie d’énergie, le mercure est lié par l’amalgame de calcium et ne s’évaporera pas, selon les fabricants, si la lampe est endommagée..

Une autre façon d’économiser de l’énergie et de garantir que la vapeur de mercure ne pénètre pas dans votre maison consiste à utiliser des lampes à LED, mais ce sujet fait l’objet d’un article séparé..

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