Klasifikácia svetelných zdrojov. Časť 1. Žiarovky a halogénové žiarovky

Rozlišujú sa tri hlavné spôsoby výroby svetla: tepelné žiarenie, výboj plynu pri nízkom a vysokom tlaku.

Tepelné žiarenie... Zahriatie drôtu pri prechode elektrického prúdu na najvyššiu možnú teplotu. Na to sa najlepšie hodí volfrámový prvok s najvyššou teplotou topenia medzi kovmi (3683 K). Príklad: Žiarovky a halogénové žiarovky.

Výboj plynu... V uzavretej sklenenej nádobe naplnenej inertnými plynmi, kovovými parami a prvkami vzácnych zemín dochádza pri priložení napätia k oblúkovému výboju. Výsledná luminiscencia plynných plnív dáva požadovanú farbu svetla.

Príklad: ortuťové, kovové chloridové a sodíkové výbojky.

Luminiscenčný proces... Pôsobením elektrického výboja ortuťové pary čerpané do sklenenej trubice začnú vyžarovať neviditeľné ultrafialové lúče, ktoré sa po dopade na fosfor uložený na vnútornom povrchu skla premenia na viditeľné svetlo. Príklad: žiarivky, kompaktné žiarivky, svetelné diódy (LED).Rôzne typy svietidiel sa líšia takými parametrami, ako sú svetelná účinnosť, spektrálne charakteristiky (napr. podanie farieb), elektrické charakteristiky (prevádzkové napätie, príkon), konštrukčné charakteristiky (rozmery), životnosť a cena.

Klasifikácia svetelného zdroja

Žiarovky

Typickými žiaričmi tepla sú žiarovky. V ich uzavretej banke, naplnenej vákuom alebo inertným plynom, sa pôsobením elektrického prúdu zohrieva volfrámová cievka na vysokú teplotu (asi 2600-3000 K), v dôsledku čoho sa uvoľňuje teplo a svetlo. Väčšina tohto žiarenia je v infračervenej oblasti.

Hlavnými typmi žiaroviek sú žiarovky na všeobecné použitie, žiarovky na špeciálne účely, dekoratívne žiarovky a reflektorové žiarovky.

Svetelná účinnosť žiaroviek v rozsahu od 25 do 1000 W je približne 9 až 19 lm/W pre žiarovky s priemernou životnosťou 1000 hodín. Väčšina žiaroviek je určená na vnútorné a vonkajšie osvetlenie v sieťach striedavého prúdu s menovitým napätím 220 V, 127 V a frekvenciou 50 Hz.

Žiarovky sa líšia výkonom a typom žiarovky. Žiarovky sa vyrábajú v klasickom guľovom tvare, ale aj v menších veľkostiach so žiarovkou tvaru "Huba" a "Sviečka". Priehľadné lampy vyžarujú krásne, bohaté svetlo a vrstva rozptyľujúca svetlo zaisťuje rovnomerné rozloženie svetla a eliminuje efekt oslnenia.Vyrábajú sa svietidlá prispôsobené kolísaniu sieťového napätia, určené pre zvýšené napätie (230-240 V) (pri zvýšení sieťového napätia o 10% sa životnosť bežných svietidiel skráti 3-krát), čo im umožňuje zachovať ich technické vlastnosti dlhšie. Trvanie horenia žiaroviek pri normálnom napätí nie je kratšie ako 1 000 hodín, pre žiarovky s napätím 127 - 135 V - 2 500 hodín, pre žiarovky MO - 700 hodín.

Hlavné vlastnosti žiaroviek:

1. Vyrábané v širokom sortimente, pre rôzne výkony a napätia a rôzne typy, prispôsobené špecifickým podmienkam použitia

2. Priame pripojenie k sieti bez ďalších zariadení

3. Obslužnosť (hoci s prudko sa meniacou charakteristikou) aj pri výrazných odchýlkach sieťového napätia od nominálnej

4. Mierne (asi 15%) zníženie svetelného toku do konca životnosti

5. Takmer úplná nezávislosť od podmienok prostredia (až po schopnosť pracovať ponorený vo vode), vrátane teploty

6. Kompaktnosť

Nevýhody žiaroviek: nízka svetelná účinnosť, prevaha žlto-červenej časti spektra v emisnom spektre, obmedzená životnosť, veľká závislosť charakteristiky žiaroviek od napájacieho napätia (keďže pri zvyšovaní napätia sa teplota vlákno stúpa a v dôsledku toho sa svetlo stáva belším, svetelný tok sa rýchlo zvyšuje a mierne spomaľuje svetelnú účinnosť, životnosť sa výrazne znižuje).

Spektrum žiarovky:

Hlavnými charakteristikami žiarovky sú menovité hodnoty napätia, výkonu, svetelného toku, životnosti a celkových rozmerov.

Najbežnejšie typy pätíc žiaroviek: E — závitové, Bs — jednokolíkové, Bd dvojkolíkové.

Označenie žiaroviek: G-plynom plnená mono-cievka (argón); B — dvojitá cievka s argónovou náplňou; BK – kryptónom naplnená bišpirála; MT - matný; 125-135, 220-230, 230-240-napäťový rozsah vo voltoch; 25-500 — nominálny výkon vo wattoch; 1 — 12 — charakteristický znak základného modelu.

Napríklad: B 230-240-40-1, MO 36-100

Vyrába sa aj veľké množstvo iných druhov žiaroviek: banské lampy, do metra, na semafory, projekčné, na fotenie, miniatúrne a miniatúrne, spínacie, zrkadlové (lampy-lampy so zrkadlovými alebo difúznymi reflexnými vrstvami v žiarovke) a ďalšie.

Halogénové žiarovky

Halogénové žiarovky sú štruktúrou a funkciou porovnateľné so žiarovkami. Obsahujú však menšie prísady halogénov (bróm, chlór, fluór, jód) alebo ich zlúčenín v pomocnom plyne. Pomocou týchto prísad v určitom teplotnom rozsahu je možné takmer úplne eliminovať stmavnutie žiarovky (spôsobené vyparovaním atómov volfrámu) a z toho vyplývajúce zníženie svetelného toku. Preto môže byť veľkosť žiarovky v halogénových žiarovkách výrazne znížená, v dôsledku čoho sa na jednej strane môže zvýšiť tlak v plniacom plyne a na druhej strane je možné použiť drahé inertné plyny kryptón a xenón ako plniace plyny.

Cyklus volfrámu a halogénu.

Hlavné charakteristiky žiarovky - svetelná účinnosť a životnosť - sú určené najmä teplotou špirály: čím vyššia je teplota špirálky, tým vyšší je svetelný výkon, ale kratšia životnosť. Zníženie životnosti je dôsledkom rýchlo sa zvyšujúcej rýchlosti vyparovania volfrámu so zvyšujúcou sa teplotou, čo vedie na jednej strane k stmavnutiu žiarovky a na druhej strane k prepáleniu cievky.

Sčerneniu žiarovky možno účinne zabrániť použitím halogénového aditíva do plniaceho plynu, ktoré počas cyklu volfrám-halogén zabraňuje už odparenému volfrámu usadzovať sa na stenách žiarovky. Volfrám odparený z cievky počas prevádzky lampy sa difúziou alebo konvekciou dostáva do teplotného rozsahu (T1 1400 K) a tam sa opäť rozkladá.

Časť volfrámu je opäť obnovená pozdĺž špirály, ale na novom mieste. Normálny cyklus volfrámu a halogénu teda vedie len k zabráneniu stmavnutia žiarovky, ale nie k zvýšeniu životnosti, ktorá skončí v dôsledku prasknutia cievky na výsledných „horúcich bunkách“.

Halogénové žiarovky sa vyznačujú osobitnou kompaktnosťou, výrazne belším svetlom, vylepšeným podaním farieb a dvojnásobnou životnosťou.

K dispozícii sú halogénové žiarovky s výkonom do 20 kW.

Dnes výrobcovia ponúkajú obrovský výber halogénových žiaroviek — pre každý vkus a na rôzne účely.K dispozícii sú svietidlá s výkonom 5-150 W pre znížené napätie 12-24 V, ako aj výkon 25-250 W (s jedným uzáverom so štandardnými objímkami E14 a E27) a 100-500 W (dvojité - s päticou) určené pre sieťové napätie 220-230 V. Môžete použiť halogénové žiarovky s vonkajšími sklenenými reflektormi so špeciálnym interferenčným povlakom — prepúšťa infračervené žiarenie, čím vytvára «studený» lúč. Svietidlá s vonkajším hliníkovým reflektorom vytvárajú "hlboké" (s uhlom rozptylu 30-100) a "široké" (s uhlom rozptylu až 600) svetelné lúče.

Tu sú hlavné výhody halogénových žiaroviek v porovnaní s bežnými žiarovkami:

- vyššia svetelná účinnosť - v niektorých prípadoch sa zvyšuje na 25 lm / W, čo je 2-krát viac ako u žiaroviek;

- veľká životnosť - ich životnosť je 2-4 krát vyššia ako životnosť žiaroviek;

-malé rozmery -pri nízkonapäťových halogénových žiarovkách (12 V, 100W) je priemer žiarovky 5x menší ako u žiaroviek rovnakého výkonu;

— bohatšie spektrum žiarenia — halogénové žiarovky majú „belšie“ svetlo ako žiarovky (v dôsledku vyššej teploty ohrevu – 30 000 K oproti 28 000 K pre konvenčnú žiarovku);

- nastaviteľnosť svetelného toku a pri zníženom napätí si svetelný tok zachováva dostatočnú "belosť".

Prvé dva body hovoria o zrejmých ekonomických výhodách halogénových žiaroviek: ak sa takýto svetelný zdroj nainštaluje namiesto klasickej žiarovky, ale s rovnakými emisnými parametrami, spotreba energie svetelného bodu sa zníži v priemere o 20 -40 %. To však nie je jediná výhoda halogénových žiaroviek.Ich malá veľkosť, takmer miniatúrna, umožňuje vytvorenie úplne nových svietidiel, napríklad takzvané akcentačné osvetlenie - špeciálne navrhnutý reflektorový systém umožňuje také zvýšenie svetelného toku, čo dáva dizajnérom ďalšie možnosti v dizajne miestnosti. .