Класификация на източниците на светлина. Част 1. Лампи с нажежаема жичка и халогенни лампи

Основно се разграничават три метода на производство на светлина: топлинна радиация, газово изпускане при ниско и високо налягане.

Топлинна радиация… Нагряване на проводника при преминаване на електрическия ток до възможно най -високата температура. Волфрамовият елемент с най -високата точка на топене сред металите (3683 K) е най -подходящ за това. Пример: крушки с нажежаема жичка и халогенни крушки с нажежаема жичка.

Изпускане на газ… В затворен стъклен съд, напълнен с инертни газове, метални пари и редкоземни елементи, възниква дъгов разряд при възникване на напрежение. Получената луминесценция на газообразни пълнители дава желания цвят на светлината.

Пример: живачни, металохлоридни и натриеви лампи.

Луминисцентен процес… Под действието на електрически разряд, живачните пари, изпомпвани в стъклената тръба, започват да излъчват невидими ултравиолетови лъчи, които, падайки върху фосфора, нанесен върху вътрешната повърхност на стъклото, се превръщат във видима светлина. Пример: флуоресцентни лампи, компактни флуоресцентни лампи, светодиоди (LED). Различните видове лампи се различават по такива параметри като светлинна ефективност, спектрални характеристики (например цветопредаване), електрически характеристики (работно напрежение, консумация на енергия), конструктивни характеристики (размери), експлоатационен живот и цена.

Класификация на източника на светлина

Лампи с нажежаема жичка

Лампите с нажежаема жичка са типични излъчватели на топлина. В тяхната запечатана колба, пълна с вакуум или инертен газ, волфрамовата спирала се нагрява до висока температура (около 2600-3000 K) под действието на електрически ток, в резултат на което се отделят топлина и светлина. По -голямата част от това излъчване е в инфрачервения диапазон.

Основните видове лампи с нажежаема жичка са лампи с общо предназначение, лампи със специално предназначение, декоративни лампи и рефлекторни лампи.

Светеща ефективност на лампите с нажежаема жичка в диапазона от 25 до 1000 W е приблизително от 9 до 19 lm / W за лампи със среден експлоатационен живот от 1000 часа. По -голямата част от лампите с нажежаема жичка са предназначени за вътрешни и външни осветителни тела в променливотокови мрежи с номинално напрежение 220 V, 127 V и честота 50 Hz.

Лампите с нажежаема жичка се различават по мощност и вид крушка. Лампите с нажежаема жичка се произвеждат в класическа сферична форма, както и с по -малки размери с крушка от формите „Гъби“ и „Свещи“. Прозрачните лампи излъчват красива, богата светлина, а разсейващото светлина покритие осигурява равномерно разпределение на светлината и елиминира ефекта на отблясъци. Произвеждат се лампи, които са адаптирани към колебанията на напрежението в мрежата, предназначени за повишено напрежение (230-240 V) (когато напрежението в мрежата се увеличи с 10%, експлоатационният живот на обикновените лампи се намалява с 3 пъти), което позволява те да запазят по -дълго техническите си характеристики. Продължителността на изгаряне на лампи с нажежаема жичка при нормално напрежение е не по -малка от 1000 часа, за лампи с напрежение 127-135 V — 2500 часа, за МО лампи — 700 часа.

Основните характеристики на лампите с нажежаема жичка:

1. Произведени в широк диапазон, за различни мощности и напрежения и различни видове, адаптирани към специфични условия на употреба

2. Директна връзка с мрежата без допълнителни устройства

3.Изправност (макар и с рязко променящи се характеристики) дори при значителни отклонения на мрежовото напрежение от номиналното

4. Леко (около 15%) намаляване на светлинния поток до края на експлоатационния живот

5. Почти пълна независимост от условията на околната среда (до способността за работа, потопен във вода), включително температурата

6. Компактност

Недостатъци на лампите с нажежаема жичка: ниска светлинна ефективност, преобладаване на жълто-червената част от спектъра в емисионния спектър, ограничен експлоатационен живот, висока зависимост на характеристиките на лампите с нажежаема жичка от захранващото напрежение (тъй като с увеличаване на напрежението температурата на нажежаемата жичка се повишава и, тъй като в резултат на това светлината става по -бяла, светлинният поток бързо се увеличава и леко забавя светлинната ефективност, експлоатационният живот рязко намалява).

Спектър на лампа с нажежаема жичка:

Основното характеристики на лампата с нажежаема жичка са номиналните стойности на напрежение, мощност, светлинен поток, експлоатационен живот и общи размери.

Най -често срещаните видове капачки на лампи с нажежаема жичка: E — резбован, Bs — едно -пинов щифт, Bd дву -пинов щифт.

Обозначение на лампите с нажежаема жичка: G-напълнена с газ моно-спирала (аргон); B — двойна намотка с аргонов пълнеж; BK — биспирал с пълнеж от криптон; MT — матов; 125-135, 220-230, 230-240-диапазон на напрежение във волта; 25-500 — номинална мощност във ватове; 1 — 12 — отличителна черта от базовия модел.

Например: B 230-240-40-1, MO 36-100

Произвеждат се и голям брой други видове лампи с нажежаема жичка: минни лампи, за метрото, за светофари, проекция, за фотография, миниатюрни и миниатюрни, превключващи, огледални (лампи-лампи с огледални или разсеяни отразяващи слоеве в крушката) и други.

Халогенни лампи с нажежаема жичка

Халогенните лампи с нажежаема жичка са сравними по структура и функция с лампите с нажежаема жичка. Но те съдържат незначителни добавки на халогени (бром, хлор, флуор, йод) или техните съединения в допълнителния газ. С помощта на тези добавки в определен температурен диапазон е възможно почти напълно да се елиминира потъмняването на крушката (причинено от изпаряването на волфрамови атоми) и произтичащото от това намаляване на светлинния поток. Следователно размерът на крушката в халогенни лампи с нажежаема жичка може да бъде значително намален, в резултат на което, от една страна, налягането в пълнещия газ може да се увеличи, а от друга, става възможно да се използват скъпи инертни газове криптон и ксенон като пълнещи газове.

Волфрам-халогенен цикъл.

Основните характеристики на лампата с нажежаема жичка — светлинната ефективност и експлоатационният живот — се определят главно от температурата на бобината: колкото по -висока е температурата на бобината, толкова по -висока е светлинната мощност, но по -кратък е експлоатационният живот. Намаляването на експлоатационния живот е следствие от бързо нарастващата скорост на изпаряване на волфрам с повишаване на температурата, което води, от една страна, до потъмняване на крушката, а от друга до изгаряне на бобината.

Потъмняването на крушката може да бъде ефективно предотвратено чрез използване на халогенна добавка към пълнежния газ, който по време на цикъла волфрам-халоген предотвратява утаяването на вече изпарения волфрам върху стените на колбата. Изпареният от спиралата волфрам по време на работа на лампата влиза в температурния диапазон (T1 1400 K) в резултат на дифузия или конвекция и отново се разлага там.

Част от волфрама се възстановява отново по спиралата, но на ново място. По този начин нормалният цикъл волфрам-халоген води до само за да се предотврати потъмняване на крушката, но не и за увеличаване на експлоатационния живот, който ще завърши в резултат на разкъсване на спиралата върху получените „горещи клетки“.

Халогенните лампи с нажежаема жичка се отличават със своята специална компактност, значително по -бяла светлина, подобрена цветопредаване и двоен експлоатационен живот.

Халогенни лампи с нажежаема жичка се предлагат до 20 kW.

Днес производителите предлагат огромен избор от халогенни лампи — за всеки вкус и за различни цели. Има лампи с мощност 5-150 W за намалено напрежение 12-24 V, както и мощност 25-250 W (с едно капаче със стандартни контакти E14 и E27) и 100-500 W (двойно- с капачка), предназначени за мрежово напрежение 220-230 V. Можете да използвате халогенни лампи с външни стъклени отражатели със специално покритие за смущения — той предава инфрачервено лъчение, като по този начин създава «студен» лъч. Лампите с външен алуминиев рефлектор образуват „дълбоки“ (с ъгъл на разсейване 30–100) и „широки“ (с ъгъл на разсейване до 600) светлинни лъчи.

Ето основните предимства на халогенните лампи в сравнение с конвенционалните лампи с нажежаема жичка:

-по -висока светлинна ефективност — в някои случаи тя се увеличава до 25 lm / W, което е 2 пъти по -високо от това на лампите с нажежаема жичка;

-голяма издръжливост -експлоатационният им живот е 2-4 пъти по -висок от този на лампите с нажежаема жичка;

-малки размери -за халогенни лампи с ниско напрежение (12 V, 100 W), диаметърът на крушката е 5 пъти по -малък от този на лампите с нажежаема жичка със същата мощност;

— по -богат спектър на излъчване — халогенните лампи имат «по -бяла» светлина от лампите с нажежаема жичка (поради по -високата температура на нагряване — 30 000 K срещу 28 000 K за конвенционална лампа);

-регулируемост на светлинния поток, а при намалено напрежение светлинният поток запазва достатъчна «белота».

Първите две точки говорят за очевидните икономически предимства на халогенните лампи: ако такъв източник на светлина е инсталиран вместо традиционна лампа с нажежаема жичка, но със същите параметри на излъчване, консумацията на енергия на светлинната точка ще бъде намалена средно с 20 –40%. Това обаче не е единственото предимство на халогенните лампи. Техният малък размер, почти миниатюрен, позволява създаването на напълно нови осветителни тела, например, така нареченото акцентно осветление — специално проектирана рефлекторна система позволява такова увеличаване на светлинния поток, че дава на дизайнерите допълнителни възможности в дизайна на стаята .