Clasificarea surselor de lumină. Partea 1. Lămpi cu incandescență și lămpi cu halogen

Se disting trei metode principale de producere a luminii: radiația termică, descărcarea de gaze la presiune joasă și înaltă.

Radiația termică... Încălzirea firului la trecerea curentului electric la cea mai mare temperatură posibilă. Elementul de wolfram cu cel mai înalt punct de topire dintre metale (3683 K) este cel mai potrivit pentru aceasta. Exemplu: becuri cu incandescență și becuri cu halogen incandescente.

Descărcarea gazelor... Într-un vas de sticlă închis, plin cu gaze inerte, vapori de metal și elemente de pământuri rare, se produce o descărcare de arc atunci când se aplică tensiune. Luminescența rezultată a materialelor de umplere gazoase dă culoarea dorită a luminii.

Exemplu: lămpi cu mercur, clorură de metal și sodiu.

Proces luminescent... Sub acțiunea unei descărcări electrice, vaporii de mercur pompați în tubul de sticlă încep să emită raze ultraviolete invizibile, care, căzând pe fosforul depus pe suprafața interioară a sticlei, se transformă în lumină vizibilă. Exemplu: lămpi fluorescente, lămpi fluorescente compacte, diode emițătoare de lumină (LED).Diferite tipuri de lămpi diferă în parametri cum ar fi eficiența luminoasă, caracteristicile spectrale (de exemplu redarea culorilor), caracteristicile electrice (tensiune de funcționare, consumul de energie), caracteristicile de proiectare (dimensiuni), durata de viață și prețul.

Clasificarea sursei de lumină

Lămpi cu incandescență

Lămpile incandescente sunt emițătoare tipice de căldură. În balonul lor etanș, umplut cu vid sau gaz inert, bobina de tungsten este încălzită la o temperatură ridicată (aproximativ 2600-3000 K) sub acțiunea unui curent electric, în urma căruia se eliberează căldură și lumină. Cea mai mare parte a acestei radiații este în domeniul infraroșu.

Principalele tipuri de lămpi cu incandescență sunt lămpile de uz general, lămpile speciale, lămpile decorative și lămpile cu reflectoare.

Eficiența luminoasă a lămpilor cu incandescență în intervalul de la 25 la 1000 W este de aproximativ 9 până la 19 lm / W pentru lămpile cu o durată medie de viață de 1000 de ore. Majoritatea lămpilor cu incandescență sunt destinate iluminatului interior și exterior în rețele de curent alternativ cu o tensiune nominală de 220 V, 127 V și o frecvență de 50 Hz.

Lămpile cu incandescență diferă în funcție de putere și tip de bec. Lămpile cu incandescență sunt produse în formă clasică sferică, precum și în dimensiuni mai mici cu un bec de forme „Ciupercă” și „Lumânare”. Lămpile transparente emit o lumină frumoasă, bogată, iar învelișul care difuzează lumina asigură o distribuție uniformă a luminii și elimină efectul de strălucire.Sunt produse lămpi care sunt adaptate la fluctuațiile tensiunii rețelei, proiectate pentru tensiune crescută (230-240 V) (când tensiunea rețelei crește cu 10%, durata de viață a lămpilor obișnuite este redusă de 3 ori), ceea ce le permite să-și păstreze caracteristici tehnice mai lungi. Durata de ardere a lămpilor incandescente la tensiune normală nu este mai mică de 1000 de ore, pentru lămpile cu o tensiune de 127-135 V — 2500 de ore, pentru lămpile MO — 700 de ore.

Principalele caracteristici ale lămpilor cu incandescență:

1. Fabricat într-o gamă largă, pentru diferite puteri și tensiuni și diferite tipuri, adaptate condițiilor specifice de utilizare

2. Conexiune directă la rețea fără dispozitive suplimentare

3. Capacitatea de funcționare (deși cu caracteristici în schimbare bruscă) chiar și cu abateri semnificative ale tensiunii de rețea față de valoarea nominală

4. Reducere ușoară (aproximativ 15%) a fluxului luminos până la sfârșitul duratei de viață

5. Independență aproape completă față de condițiile de mediu (până la capacitatea de a lucra scufundat în apă), inclusiv temperatura

6. Compactitate

Dezavantajele lămpilor cu incandescență: eficiență luminoasă scăzută, predominanța părții galben-roșii a spectrului în spectrul de emisie, durata de viață limitată, dependența ridicată a caracteristicilor lămpilor cu incandescență de tensiunea de alimentare (deoarece pe măsură ce tensiunea crește, temperatura de filamentul crește și, ca urmare, lumina devine mai albă, fluxul luminos crește rapid și încetinește ușor eficiența luminii, durata de viață este redusă drastic).

Spectrul unei lămpi cu incandescență:

Principalele caracteristici ale unei lămpi cu incandescență sunt valorile nominale ale tensiunii, puterii, fluxului luminos, durata de viață și dimensiunile totale.

Cele mai comune tipuri de capace de lămpi cu incandescență: E — filetate, Bs — pin cu un singur pini, Bd cu doi pini.

Denumirea lămpilor cu incandescență: mono-bobină umplută cu gaz G (argon); B — spirală dublă cu umplutură cu argon; BK — bispirală umplută cu krypton; MT — mat; 125-135, 220-230, 230-240 de tensiune în volți; 25-500 — puterea nominală în wați; 1 — 12 — trăsătură distinctivă a modelului de bază.

De exemplu: B 230-240-40-1, MO 36-100

De asemenea, sunt produse un număr mare de alte tipuri de lămpi cu incandescență: lămpi de mină, pentru metrou, pentru semafoare, proiecție, pentru fotografie, miniatură și miniatură, comutare, oglindă (lămpi-lămpi cu oglindă sau straturi reflectorizante difuze în bec) si altii.

Lămpi cu halogen cu incandescență

Lămpile cu halogen cu incandescență sunt comparabile ca structură și funcție cu lămpile cu incandescență. Dar conțin adaosuri minore de halogeni (brom, clor, fluor, iod) sau compușii acestora în gazul auxiliar. Cu ajutorul acestor aditivi într-un anumit interval de temperatură, este posibil să se elimine aproape complet întunecarea becului (cauzată de evaporarea atomilor de wolfram) și scăderea rezultată a fluxului luminos. Prin urmare, dimensiunea becului în lămpile cu halogen cu incandescență poate fi redusă semnificativ, drept urmare, pe de o parte, presiunea din gazul de umplere poate fi crescută și, pe de altă parte, devine posibilă utilizarea inertului scump. gaze criptonul și xenonul ca gaze de umplere.

Ciclul tungsten-halogen.

Principalele caracteristici ale unei lămpi cu incandescență - eficiența luminoasă și durata de viață - sunt determinate în principal de temperatura bobinei: cu cât temperatura bobinei este mai mare, cu atât puterea de lumină este mai mare, dar durata de viață este mai scurtă. Reducerea duratei de viață este o consecință a creșterii rapide a ratei de evaporare a wolframului cu creșterea temperaturii, ceea ce duce, pe de o parte, la întunecarea becului și, pe de altă parte, la arderea bobinei.

Înnegrirea becului poate fi prevenită eficient prin utilizarea unui aditiv cu halogen la gazul de umplere, care în timpul ciclului tungsten-halogen împiedică tungstenul deja vaporizat să se așeze pe pereții becului. Tungstenul vaporizat din bobină în timpul funcționării lămpii intră în domeniul de temperatură (T1 1400 K) ca urmare a difuziei sau convecției și se descompune acolo din nou.

O parte din wolfram este restaurată din nou de-a lungul spiralei, dar într-un loc nou. Astfel, ciclul normal de tungsten-halogen are ca rezultat doar prevenirea întunecării becului, dar nu și creșterea duratei de viață, care se va termina ca urmare a ruperii bobinei pe „celulele fierbinți” rezultate.

Lămpile cu halogen cu incandescență se disting prin compactitatea lor deosebită, lumina semnificativ mai albă, redarea îmbunătățită a culorilor și durata de viață dublă.

Lămpile cu halogen cu incandescență sunt disponibile până la 20 kW.

Astăzi, producătorii oferă o gamă largă de lămpi cu halogen - pentru fiecare gust și pentru diferite scopuri.Există lămpi cu o putere de 5-150 W pentru o tensiune redusă de 12-24 V, precum și o putere de 25-250 W (cu un singur capac cu prize standard E14 și E27) și 100-500 W (dublu). - cu capac) proiectat pentru tensiunea de rețea 220-230 V. Puteți utiliza lămpi cu halogen cu reflectoare din sticlă exterioare cu un strat special de interferență — transmite radiații infraroșii, creând astfel un fascicul „rece”. Lămpile cu reflector exterior din aluminiu formează fascicule luminoase „profunde” (cu un unghi de împrăștiere de 30-100) și „late” (cu un unghi de împrăștiere de până la 600).

Iată principalele avantaje ale lămpilor cu halogen în comparație cu lămpile incandescente convenționale:

- eficiență luminoasă mai mare — în unele cazuri crește la 25 lm/W, care este de 2 ori mai mare decât cea a lămpilor cu incandescență;

- durabilitate mare - durata lor de viață este de 2-4 ori mai mare decât cea a lămpilor cu incandescență;

-dimensiuni mici -la lămpi cu halogen de joasă tensiune (12 V, 100 W), diametrul becului este de 5 ori mai mic decât cel al lămpilor cu incandescență de aceeași putere;

— un spectru de radiații mai bogat — lămpile cu halogen au o lumină „mai albă” decât lămpile incandescente (datorită temperaturii mai mari de încălzire — 30.000 K față de 28.000 K pentru o lampă convențională);

- reglabilitatea fluxului luminos, iar la tensiune redusă fluxul luminos păstrează suficientă „alb”.

Primele două puncte vorbesc despre avantajele economice evidente ale lămpilor cu halogen: dacă se instalează o astfel de sursă de lumină în locul unei lămpi tradiționale cu incandescență, dar cu aceiași parametri de emisie, consumul de energie al punctului de lumină va fi redus în medie cu 20. -40%. Cu toate acestea, acesta nu este singurul avantaj al lămpilor cu halogen.Dimensiunea lor mică, aproape miniatură, permite crearea de corpuri de iluminat complet noi, de exemplu, așa-numita iluminare de accent — un sistem reflector special conceput permite o astfel de creștere a fluxului de lumină care oferă designerilor opțiuni suplimentare în designul camerei. .