Класификација извора светлости. Део 1. Лампе са жарном нити и халогене сијалице

Разликују се три главне методе производње светлости: топлотно зрачење, гасно пражњење при ниском и високом притиску.

Топлотно зрачење... Загревање жице при пропуштању електричне струје до највеће могуће температуре. Волфрам елемент са највишом тачком топљења међу металима (3683 К) је најпогоднији за ово. Пример: Сијалице са жарном нити и халогене сијалице са жарном нити.

Гасно пражњење... У затвореној стакленој посуди напуњеној инертним гасовима, металним парама и елементима ретких земаља долази до лучног пражњења када се примени напон. Добијена луминисценција гасовитих пунила даје жељену боју светлости.

Пример: живине, метал-хлоридне и натријумове лампе.

Луминесцентни процес... Под дејством електричног пражњења, живина пара упумпана у стаклену цев почиње да емитује невидљиве ултраљубичасте зраке, који се, падајући на фосфор таложен на унутрашњој површини стакла, претварају у видљиву светлост. Пример: флуоресцентне сијалице, компактне флуоресцентне сијалице, диоде које емитују светлост (ЛЕД).Различите врсте сијалица се разликују по параметрима као што су светлосна ефикасност, спектралне карактеристике (нпр. приказ боја), електричне карактеристике (радни напон, потрошња енергије), карактеристике дизајна (димензије), век трајања и цена.

Класификација извора светлости

Лампе са жарном нити

Лампе са жарном нити су типични емитери топлоте. У њиховој затвореној тиквици, напуњеној вакуумом или инертним гасом, волфрам калем се загрева до високе температуре (око 2600-3000 К) под дејством електричне струје, услед чега се ослобађају топлота и светлост. Већина овог зрачења је у инфрацрвеном опсегу.

Главне врсте сијалица са жарном нити су светиљке опште намене, сијалице посебне намене, декоративне лампе и рефлекторске лампе.

Светлосна ефикасност сијалица са жарном нити у опсегу од 25 до 1000 В је приближно 9 до 19 лм / В за лампе са просечним радним веком од 1000 сати. Већина сијалица са жарном нити је намењена за унутрашње и спољашње осветљење у мрежама наизменичне струје номиналног напона 220 В, 127 В и фреквенције 50 Хз.

Лампе са жарном нити се разликују по снази и типу сијалице. Лампе са жарном нити се производе у класичном сферном облику, као иу мањим димензијама са сијалицом облика "Печурка" и "Свећа". Прозирне лампе емитују прелепо, богато светло, а премаз који распршује светлост обезбеђује равномерну дистрибуцију светлости и елиминише ефекат одсјаја.Производе се лампе које су прилагођене флуктуацијама напона мреже, пројектоване за повећан напон (230-240 В) (када се напон мреже повећа за 10%, животни век обичних лампи се смањује за 3 пута), што им омогућава да задрже свој техничке карактеристике дуже. Трајање горења сијалица са жарном нити при нормалном напону није мање од 1000 сати, за сијалице напона 127-135 В — 2500 сати, за МО лампе — 700 сати.

Главне карактеристике сијалица са жарном нити:

1. Произведен у широком асортиману, за различите снаге и напоне и различите типове, прилагођен специфичним условима употребе

2. Директно повезивање на мрежу без додатних уређаја

3. Употребљивост (иако са нагло променљивим карактеристикама) чак и са значајним одступањима мрежног напона од номиналног

4. Благо (око 15%) смањење светлосног флукса до краја радног века

5. Готово потпуна независност од услова околине (до могућности рада под водом), укључујући температуру

6. Компактност

Недостаци сијалица са жарном нити: ниска светлосна ефикасност, преовлађивање жуто-црвеног дела спектра у емисионом спектру, ограничен радни век, велика зависност карактеристика сијалица са жарном нити од напона напајања (пошто са порастом напона температура филамент се подиже и, као резултат, светлост постаје бела, светлосни ток се брзо повећава и благо успорава ефикасност светлости, животни век се нагло смањује).

Спектар лампе са жарном нити:

Главне карактеристике лампе са жарном нити су називне вредности напона, снаге, светлосног флукса, века трајања и укупних димензија.

Најчешћи типови капа за лампе са жарном нити: Е — навојни, Бс — једноструки иглови, Бд двопински.

Ознака сијалица са жарном нити: Г-гасом пуњени моно-калем (аргон); Б — двоструки калем са пуњењем аргоном; БК — биспирал испуњен криптоном; МТ — мат; 125-135, 220-230, 230-240 напонски опсег у волтима; 25-500 — називна снага у ватима; 1 — 12 — карактеристична карактеристика основног модела.

На пример: Б 230-240-40-1, МО 36-100

Производи се и велики број других типова сијалица са жарном нити: рудничке, за метро, ​​за семафоре, пројекције, за фотографију, минијатурне и минијатурне, прекидачке, огледалне (лампе-сијалице са огледалом или дифузним рефлектујућим слојевима у сијалици) и други.

Халогене сијалице са жарном нити

Халогене сијалице са жарном нити су упоредиве по структури и функцији са сијалицама са жарном нити. Али они садрже мање додатке халогена (бром, хлор, флуор, јод) или њихова једињења у помоћном гасу. Уз помоћ ових адитива у одређеном температурном опсегу, могуће је скоро потпуно елиминисати затамњење сијалице (настало испаравањем атома волфрама) и резултирајуће смањење светлосног тока. Због тога се величина сијалице у халогеним сијалицама са жарном нити може значајно смањити, због чега се, с једне стране, може повећати притисак у гасу за пуњење, а с друге стране, постаје могуће користити скупе инертне гасови криптон и ксенон као гасови за пуњење.

Волфрам-халоген циклус.

Главне карактеристике лампе са жарном нити - светлосна ефикасност и радни век - углавном су одређене температуром завојнице: што је температура завојнице већа, то је већи излаз светлости, али је животни век краћи. Смањење радног века је последица брзо растуће брзине испаравања волфрама са повећањем температуре, што доводи, с једне стране, до затамњења сијалице, а са друге стране, до сагоревања котура.

Зацрњење сијалице може се ефикасно спречити употребом халогеног адитива за гас за пуњење, који током циклуса волфрам-халоген спречава да се већ испарени волфрам таложи на зидовима сијалице. Волфрам који се испари из завојнице током рада лампе улази у температурни опсег (Т1 1400 К) као резултат дифузије или конвекције и тамо се поново распада.

Део волфрама се поново обнавља дуж спирале, али на новом месту. Дакле, нормалан циклус волфрам-халоген резултира само спречавањем затамњења сијалице, али не и продужавањем радног века, који ће се завршити услед ломљења намотаја на насталим "врућим ћелијама".

Халогене сијалице са жарном нити одликују се посебном компактношћу, знатно белијом светлошћу, побољшаним приказом боја и двоструким веком трајања.

Халогене сијалице са жарном нити су доступне до 20 кВ.

Данас произвођачи нуде велики избор халогених лампи — за свачији укус и за различите намене.Постоје лампе снаге 5-150 В за смањени напон од 12-24 В, као и снаге 25-250 В (са једним поклопцем са стандардним Е14 и Е27 утичницама) и 100-500 В (двоструко - са поклопцем) намењен за мрежни напон 220-230 В. Можете користити халогене сијалице са спољним стакленим рефлекторима са посебним интерферентним премазом — преноси инфрацрвено зрачење, стварајући тако «хладни» сноп. Лампе са спољним алуминијумским рефлектором формирају "дубоке" (са углом расејања од 30-100) и "широке" (са углом расејања до 600) светлосне зраке.

Ево главних предности халогених сијалица у поређењу са конвенционалним сијалицама са жарном нити:

- већа светлосна ефикасност - у неким случајевима се повећава на 25 лм / В, што је 2 пута више него код сијалица са жарном нити;

- велика издржљивост - њихов радни век је 2-4 пута већи од сијалица са жарном нити;

-мале димензије -за нисконапонске халогене сијалице (12 В, 100 В) пречник сијалице је 5 пута мањи од пречника сијалица са жарном нити исте снаге;

— богатији спектар зрачења — халогене сијалице имају „белију“ светлост од сијалица са жарном нити (због веће температуре грејања — 30.000 К наспрам 28.000 К за конвенционалну лампу);

- подесивост светлосног тока, а при смањеном напону светлосни ток задржава довољну "белину".

Прве две тачке говоре о очигледним економским предностима халогених сијалица: ако се такав извор светлости угради уместо традиционалне сијалице са жарном нити, али са истим емисионим параметрима, потрошња енергије светлосне тачке ће се смањити у просеку за 20 -40%. Међутим, ово није једина предност халогених сијалица.Њихова мала величина, скоро минијатурна, омогућава стварање потпуно нових расветних тела, на пример, такозваног акцентног осветљења — посебно дизајниран систем рефлектора омогућава такво повећање тока светлости да дизајнерима даје додатне могућности у дизајну просторије. .