Ταξινόμηση πηγών φωτός. Μέρος 1. Λαμπτήρες πυρακτώσεως και λαμπτήρες αλογόνου

Διακρίνονται τρεις κύριες μέθοδοι παραγωγής φωτός: θερμική ακτινοβολία, εκκένωση αερίου σε χαμηλή και υψηλή πίεση.

Θερμική ακτινοβολία... Θέρμανση του σύρματος κατά τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος στην υψηλότερη δυνατή θερμοκρασία. Το στοιχείο βολφραμίου με το υψηλότερο σημείο τήξης μεταξύ των μετάλλων (3683 K) είναι το καταλληλότερο για αυτό. Παράδειγμα: Λαμπτήρες πυρακτώσεως και λαμπτήρες πυρακτώσεως αλογόνου.

Εκκένωση αερίου... Σε ένα κλειστό γυάλινο δοχείο γεμάτο με αδρανή αέρια, μεταλλικούς ατμούς και στοιχεία σπάνιων γαιών, εμφανίζεται εκκένωση τόξου όταν εφαρμόζεται τάση. Η προκύπτουσα φωταύγεια των αερίων πληρωτικών δίνει το επιθυμητό χρώμα φωτός.

Παράδειγμα: λαμπτήρες υδραργύρου, χλωριούχου μετάλλου και νατρίου.

Διαδικασία φωταύγειας... Κάτω από τη δράση ηλεκτρικής εκκένωσης, οι ατμοί υδραργύρου που αντλούνται στον γυάλινο σωλήνα αρχίζουν να εκπέμπουν αόρατες υπεριώδεις ακτίνες, οι οποίες, πέφτοντας πάνω στον φώσφορο που εναποτίθεται στην εσωτερική επιφάνεια του γυαλιού, μετατρέπονται σε ορατό φως. Παράδειγμα: λαμπτήρες φθορισμού, συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού, δίοδοι εκπομπής φωτός (LED).Οι διαφορετικοί τύποι λαμπτήρων διαφέρουν σε παραμέτρους όπως η φωτεινή απόδοση, τα φασματικά χαρακτηριστικά (π.χ. απόδοση χρώματος), τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά (τάση λειτουργίας, η κατανάλωση ισχύος), τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού (διαστάσεις), η διάρκεια ζωής και η τιμή.

Ταξινόμηση της πηγής φωτός

Λαμπτήρες πυρακτώσεως

Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως είναι τυπικοί εκπομποί θερμότητας. Στη σφραγισμένη φιάλη τους, γεμάτη με κενό ή αδρανές αέριο, το πηνίο βολφραμίου θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία (περίπου 2600-3000 K) υπό τη δράση ηλεκτρικού ρεύματος, με αποτέλεσμα να απελευθερώνεται θερμότητα και φως. Το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ακτινοβολίας βρίσκεται στην υπέρυθρη περιοχή.

Οι κύριοι τύποι λαμπτήρων πυρακτώσεως είναι οι λαμπτήρες γενικής χρήσης, οι λαμπτήρες ειδικής χρήσης, οι διακοσμητικοί λαμπτήρες και οι λαμπτήρες ανακλαστήρα.

Η φωτεινή απόδοση των λαμπτήρων πυρακτώσεως στην περιοχή από 25 έως 1000 W είναι περίπου 9 έως 19 lm / W για λαμπτήρες με μέση διάρκεια ζωής 1000 ώρες. Η πλειοψηφία των λαμπτήρων πυρακτώσεως προορίζεται για φωτισμό εσωτερικού και εξωτερικού χώρου σε δίκτυα εναλλασσόμενου ρεύματος με ονομαστική τάση 220 V, 127 V και συχνότητα 50 Hz.

Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως διαφέρουν σε ισχύ και τύπο λαμπτήρα. Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως παράγονται στο κλασικό σφαιρικό σχήμα, καθώς και σε μικρότερα μεγέθη με λάμπα των σχημάτων "Mushroom" και "Candle". Οι διαφανείς λαμπτήρες εκπέμπουν ένα όμορφο, πλούσιο φως και η επίστρωση που διαχέει το φως εξασφαλίζει ομοιόμορφη κατανομή του φωτός και εξαλείφει την επίδραση της αντανάκλασης.Παράγονται λαμπτήρες προσαρμοσμένοι σε διακυμάνσεις τάσης δικτύου, σχεδιασμένοι για αυξημένη τάση (230-240 V) (όταν η τάση δικτύου αυξάνεται κατά 10%, η διάρκεια ζωής των συνηθισμένων λαμπτήρων μειώνεται κατά 3 φορές), γεγονός που τους επιτρέπει να διατηρούν τεχνικά χαρακτηριστικά περισσότερο. Η διάρκεια καύσης λαμπτήρων πυρακτώσεως σε κανονική τάση δεν είναι μικρότερη από 1000 ώρες, για λαμπτήρες με τάση 127-135 V — 2500 ώρες, για λαμπτήρες MO — 700 ώρες.

Τα κύρια χαρακτηριστικά των λαμπτήρων πυρακτώσεως:

1. Κατασκευάζεται σε μεγάλη γκάμα, για διαφορετικές ισχύς και τάσεις και διαφορετικούς τύπους, προσαρμοσμένο σε συγκεκριμένες συνθήκες χρήσης

2. Απευθείας σύνδεση στο δίκτυο χωρίς πρόσθετες συσκευές

3. Δυνατότητα συντήρησης (αν και με έντονα μεταβαλλόμενα χαρακτηριστικά) ακόμη και με σημαντικές αποκλίσεις της τάσης του δικτύου από την ονομαστική

4. Ελαφρά (περίπου 15%) μείωση της φωτεινής ροής μέχρι το τέλος της διάρκειας ζωής

5. Σχεδόν πλήρης ανεξαρτησία από τις περιβαλλοντικές συνθήκες (μέχρι την ικανότητα εργασίας βυθισμένη στο νερό), συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας

6. Συμπαγότητα

Μειονεκτήματα των λαμπτήρων πυρακτώσεως: χαμηλή φωτεινή απόδοση, κυριαρχία του κιτρινοκόκκινου τμήματος του φάσματος στο φάσμα εκπομπών, περιορισμένη διάρκεια ζωής, υψηλή εξάρτηση των χαρακτηριστικών των λαμπτήρων πυρακτώσεως από την τάση τροφοδοσίας (καθώς αυξάνεται η τάση, η θερμοκρασία του το νήμα ανεβαίνει και, ως αποτέλεσμα, το φως γίνεται πιο λευκό, η φωτεινή ροή αυξάνεται γρήγορα και επιβραδύνει ελαφρώς την απόδοση του φωτός, η διάρκεια ζωής μειώνεται απότομα).

Φάσμα ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως:

Τα κύρια χαρακτηριστικά ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως είναι οι ονομαστικές τιμές της τάσης, της ισχύος, της φωτεινής ροής, της διάρκειας ζωής και των συνολικών διαστάσεων.

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι καπακιών λαμπτήρων πυράκτωσης: E — με σπείρωμα, Bs — πείρος μονής ακίδας, Bd πείρος δύο ακίδων.

Ονομασία λαμπτήρων πυρακτώσεως: μονοπηνίο γεμάτο με αέριο G (αργό). Β — διπλό πηνίο με γέμιση αργού. BK — δισπείρα γεμάτη κρυπτόν. MT — ματ; Εύρος τάσης 125-135, 220-230, 230-240 σε βολτ. 25-500 — ονομαστική ισχύς σε watt. 1 — 12 — διακριτικό χαρακτηριστικό του βασικού μοντέλου.

Για παράδειγμα: B 230-240-40-1, MO 36-100

Παράγεται επίσης ένας μεγάλος αριθμός άλλων τύπων λαμπτήρων πυρακτώσεως: λαμπτήρες ορυχείου, για το μετρό, για φανάρια, προβολή, για φωτογραφία, μινιατούρες και μινιατούρες, διακόπτες, καθρέφτες (λάμπες-λάμπες με καθρέφτη ή διάχυτα ανακλαστικά στρώματα στη λάμπα) και άλλοι.

Λαμπτήρες πυρακτώσεως αλογόνου

Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως αλογόνου είναι συγκρίσιμοι σε δομή και λειτουργία με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως. Αλλά περιέχουν μικρές προσθήκες αλογόνων (βρώμιο, χλώριο, φθόριο, ιώδιο) ή ενώσεις τους στο βοηθητικό αέριο. Με τη βοήθεια αυτών των προσθέτων σε ένα ορισμένο εύρος θερμοκρασιών, είναι δυνατό να εξαλειφθεί σχεδόν πλήρως η σκουρότητα του βολβού (που προκαλείται από την εξάτμιση ατόμων βολφραμίου) και η προκύπτουσα μείωση της φωτεινής ροής. Επομένως, το μέγεθος του λαμπτήρα σε λαμπτήρες πυρακτώσεως αλογόνου μπορεί να μειωθεί σημαντικά, με αποτέλεσμα, αφενός, να αυξηθεί η πίεση στο αέριο πλήρωσης και, αφετέρου, να είναι δυνατή η χρήση ακριβού αδρανούς αέρια κρυπτόν και ξένο ως αέρια πλήρωσης.

Κύκλος βολφραμίου-αλογόνου.

Τα κύρια χαρακτηριστικά ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως - η φωτεινή απόδοση και η διάρκεια ζωής - καθορίζονται κυρίως από τη θερμοκρασία του πηνίου: όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του πηνίου, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση φωτός, αλλά τόσο μικρότερη είναι η διάρκεια ζωής. Η μείωση της διάρκειας ζωής είναι συνέπεια του ταχέως αυξανόμενου ρυθμού εξάτμισης του βολφραμίου με την αύξηση της θερμοκρασίας, που οδηγεί, αφενός, σε σκούραση του λαμπτήρα και, αφετέρου, σε καύση του πηνίου.

Το μαύρισμα του λαμπτήρα μπορεί να αποφευχθεί αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας ένα πρόσθετο αλογόνου στο αέριο πλήρωσης, το οποίο κατά τη διάρκεια του κύκλου βολφραμίου-αλογόνου εμποδίζει το ήδη εξατμισμένο βολφράμιο να κατακαθίσει στα τοιχώματα του λαμπτήρα. Το βολφράμιο που εξατμίζεται από το πηνίο κατά τη λειτουργία του λαμπτήρα εισέρχεται στο εύρος θερμοκρασίας (T1 1400 K) ως αποτέλεσμα διάχυσης ή μεταφοράς και αποσυντίθεται ξανά εκεί.

Μέρος του βολφραμίου αποκαθίσταται ξανά κατά μήκος της σπείρας, αλλά σε νέα θέση. Έτσι, ο κανονικός κύκλος βολφραμίου-αλογόνου έχει ως αποτέλεσμα μόνο την αποφυγή σκουρόχρωσης του λαμπτήρα, αλλά όχι και την αύξηση της διάρκειας ζωής, η οποία θα τερματιστεί ως αποτέλεσμα του σπάσιμου του πηνίου στις προκύπτουσες "θερμές κυψέλες".

Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως αλογόνου διακρίνονται για την ιδιαίτερη συμπαγή τους, σημαντικά πιο λευκό φως, βελτιωμένη απόδοση χρωμάτων και διπλή διάρκεια ζωής.

Διατίθενται λαμπτήρες πυρακτώσεως αλογόνου έως 20 kW.

Σήμερα, οι κατασκευαστές προσφέρουν μια τεράστια ποικιλία λαμπτήρων αλογόνου — για κάθε γούστο και για διαφορετικούς σκοπούς.Υπάρχουν λαμπτήρες ισχύος 5-150 W για μειωμένη τάση 12-24 V, καθώς και ισχύς 25-250 W (με μονό καπάκι με τυπικές υποδοχές E14 και E27) και 100-500 W (διπλή - με καπάκι) σχεδιασμένο για τάση δικτύου 220-230 V. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λαμπτήρες αλογόνου με εξωτερικούς ανακλαστήρες γυαλιού με ειδική επίστρωση παρεμβολής — μεταδίδει υπέρυθρη ακτινοβολία, δημιουργώντας έτσι μια «ψυχρή» δέσμη. Οι λαμπτήρες με εξωτερικό ανακλαστήρα αλουμινίου σχηματίζουν «βαθιές» (με γωνία σκέδασης 30-100) και «ευρεία» (με γωνία σκέδασης έως 600) δέσμες φωτός.

Εδώ είναι τα κύρια πλεονεκτήματα των λαμπτήρων αλογόνου σε σύγκριση με τους συμβατικούς λαμπτήρες πυρακτώσεως:

- υψηλότερη απόδοση φωτός — σε ορισμένες περιπτώσεις αυξάνεται στα 25 lm / W, που είναι 2 φορές υψηλότερη από αυτή των λαμπτήρων πυρακτώσεως.

- μεγάλη αντοχή - η διάρκεια ζωής τους είναι 2-4 φορές υψηλότερη από αυτή των λαμπτήρων πυρακτώσεως.

-μικρές διαστάσεις -για λαμπτήρες αλογόνου χαμηλής τάσης (12 V, 100 W), η διάμετρος του λαμπτήρα είναι 5 φορές μικρότερη από αυτή των λαμπτήρων πυρακτώσεως της ίδιας ισχύος.

— πλουσιότερο φάσμα ακτινοβολίας — οι λαμπτήρες αλογόνου έχουν πιο «λευκό» φως από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως (λόγω της υψηλότερης θερμοκρασίας θέρμανσης — 30.000 K έναντι 28.000 K για έναν συμβατικό λαμπτήρα).

- δυνατότητα ρύθμισης της φωτεινής ροής και σε μειωμένη τάση η φωτεινή ροή διατηρεί επαρκή "λευκότητα".

Τα δύο πρώτα σημεία μιλούν για τα προφανή οικονομικά πλεονεκτήματα των λαμπτήρων αλογόνου: εάν εγκατασταθεί μια τέτοια πηγή φωτός αντί για έναν παραδοσιακό λαμπτήρα πυρακτώσεως, αλλά με τις ίδιες παραμέτρους εκπομπής, η κατανάλωση ενέργειας του φωτεινού σημείου θα μειωθεί κατά μέσο όρο κατά 20 -40%. Ωστόσο, αυτό δεν είναι το μόνο πλεονέκτημα των λαμπτήρων αλογόνου.Το μικρό τους μέγεθος, σχεδόν μινιατούρα, επιτρέπει τη δημιουργία εντελώς νέων φωτιστικών, για παράδειγμα, του λεγόμενου φωτισμού έμφασης — ένα ειδικά σχεδιασμένο σύστημα ανακλαστήρα επιτρέπει τέτοια αύξηση της ροής φωτός που δίνει στους σχεδιαστές πρόσθετες επιλογές στο σχεδιασμό του δωματίου .