Источники искусственного света (тепловые и газоразрядные)
Тепловые источники света:
Свет излучает тело накала, разогревающееся под воздействием проходящего через него электрического тока до температуры свыше 1000К, когда в его излучении кроме тепловых (инфракрасных) лучей появляются видимые длинноволновые лучи спектра. Чем большая доля излучения приходиться на видимую часть спектра, тем выше КПД источника света, если превышать температуру излучателя, то вначале происходит рост КПД до максимума при Т=6500К (температура солнца), а затем его значение падает, т.к. максимум излучения перемещается за пределы видимого спектра. Максимальное значение КПД 14% является пределом экономичности для тепловых источников света, а положение этого максимума определяется приспособлением человеческого глаза в процессе эволюции к излучению основного природного источника света.
Лампы накаливания
- свет излучает разогретая до 3000К (предел 3653К) вольфрамовая спираль
- световая отдача и экономичность малы
- более высокие значения обеспечиваются за счет компактности и утолщения спирали, улучшения состава, заполняющих колбу инертных газов, введения в них добавок, напыление на внутреннюю поверхность колбы теплоотражающего покрытия.
- небольшой срок службы
- сплошной непрерывный спектр излучения с максимумом в желто-оранжевой области (изменение восприятия цветов)
- возможно применение светофильтров и цветных колб, что повышает цветовую температуру, но снижает световой поток на 30-35%
|
|
|
- дешевые и экологически чистые
- просты в обслуживании (включаются в сеть без дополнительных устройств)
- малочувствительны к температуре окружающей среды
- хорошо работают в динамическом режиме
- имеют относительно небольшие размеры и тело накала
- разнообразны по модификациям,
- малые первоначальные затраты при оборудовании осветительных установок
- высокий уровень механизации производства
- имеют широкую область применения
основные типы:
15-1500ВТ, 127В и 220В
+Колбы могут быть из матированного, молочного, рифленого, цветного стекла
+Существуют лампы на основе полупроводников по качестве сравнимые с газоразрядными
Типы:
Стандартное напряжение
- зеркальные (лампы-светильники, имеют специально рассчитанную форму и частично покрыты изнутри слоем серебра или алюминия, в зависимости от формы зеркала лампы имеют концентрированное, среднее или широкое распределение светового потока + лампы с диффузно отражающим слоем, прессованные зеркальные лампы, лампы-фары)
- цветные
- прожекторные (отличаются повышенной мощностью, нить накала располагается в одной плоскости, образуя применительно к размерам зеркала прожектора светящуюся точку – можно получить узкий пучок света)
|
|
|
- галогенные (с йодным циклом, созданы в 1959г., трубка из кварцевого стекла с вольфрамовой спиралью, укрепленной по ее оси на поддерживающих крючках, колба заполняется аргоном, ксеноном, криптоном с добавлением паров йода, пары йода способствуют удлинению срока службы нити накала и повышению ее температуры – яркости, и «побелению» света, повышению световой отдачи. Такие лампы рациональны в большом диапазоне мощностей и применяются в установках архитектурного освещения, проекционной, осветительной технике, автомобилях)
Пониженное напряжение:
- местного освещения
- сигнальные
- транспортные
- для оптических систем
▪метелогалогенные – ДРИ (дуговые ртутные с излучающими добавками)
(аналогичны ДРЛ, с широкими возможностями варьирования спектрального распределения излучения от практически однородного до непрерывного при высоком КПД и высокой удельной мощности. В горелку кроме ртути и аргона вводятся смеси галогенидов галлия, натрия, индия, олова, лития, редкоземельных и других элементов в виде легко испаряющихся солей, при разряде и последующим достижении необходимой температуры галогениды металлов частично переходят в парообразное состояние и атомы металлов излучают характерные для них спектры. Внешняя форма эллипсоидная или цилиндрическая, из прозрачного или светорассеивающего стекла)
|
|
|
- дорогие
-тяжело изготовляются и используются
- подводные
Газоразрядные
- основаны на использовании свойств газов или паров металлов светиться в электрическом поле
- из-за применения ртути не экологичны
- в 5-15 раз более высокая эффективность
- широкий диапазон мощностей и высокие единичные мощности (до 100кВт)
- разнообразные спектры
- более сложное включение в сеть (через пускорегулирующие аппараты ПРА (предназначены для создания высокого напряжения в момент зажигания лампы и для обеспечения ее устойчивого горения), что приводит к потере напряжения до 20-30%)
- относительно высокая стоимость (+ПРА!)
- неспособность работать в динамическом режиме (за искл. некоторых типов)
- не всегда приемлемые спектральные характеристики
- имеют разное рабочее давление газа (паров металла) в колбе, называемой разрядной трубкой или горелкой
Типы по разному рабочему давлению газа:
- низкое (0,1-104Па)
▪люминесцентные:
-- дугового разряда с горячими катодами (стеклянная колба в виде трубки с впаянными на ее концах электродами, стенки внутри покрыты люминофором, в колбу вводиться дозированная капелька ртути, а объем заполняется аргоном, форма колбы – любая)
|
|
|
для включения в сеть нужен стартер - автоматически подогревает электроды лампы, дроссель – стабилизирует силу тока в процессе горения, конденсаторы – снижают уровень радиопомех. При пропускании тока через лампу возникает дуговой разряд, происходят испарение ртути и свечение ее паров, это излучение имеет линейчатый спектр максимумом в УФ - области, ультрафиолетовое излучение возбуждает свечение люминофора – фотолюминесценция. Хорошая цветопередача.
-- тлеющего разряда с холодными катодами (лампы включаются в сеть последовательно через трансформатор, имеющий очень высокое напряжение, что представляет опасность его эксплуатации, поэтому применяется только в наружной рекламе и называются газосветными, в них используется непосредственное свечение газа в электрическом разряде)
- малая яркость
- низкая температура поверхности колбы
- низкая себестоимость
- малая единичная мощность
- ненадежная работа при низких температурах
- существенное снижение светового потока к концу срока службы, пульсация светового потока
▪натриевые (НЛ НД)
(аналогичны ртутным, излучение желтого цвета, малочувствительны к внешней температуре, имеют значительные пульсации светового потока, 5-15 минутный период разгорания, изготавливаются из специального стекла, вместе с парами натрия вводят смесь неона и аргона, плохая цветопередача, большая светоотдача)
- высокое (3*104-106 Па)
▪дуговые ртутно-люминесцентные лампы ДРЛ (электрический разряд происходит в ртутной горелке, помещенной во внешнюю колбу эллипсоидной формы из тугоплавкого стекла, покрытую изнутри люминофором , УФ - излучение преобразуется в недостающий красные спектр – улучшается цветопередача)
- для наружного освещения
- освещения производственных помещений
- при любой температуре
- большая глубина пульсации светового потока
- большие размеры.
▪натриевые (НЛ ВД)
(содержат смесь паров натрия и ртути с ксеноном, заключенную в горелки из химически и термически стойкого светопрозрачного материала (поликор или лейкосапфир))
- спектр излучения сплошной, с максимумом в желто-оранжевой области
- нормальная цветопередача
- очень высокая цена, но экономичны
- применяются в уличном освещении
- сверхвысокое (более 106 Па)
▪ртутные (шарообразные, используются в прожекторах и проекционных приборах концентрированного света)
- излучают голубоватый свет и много УФ
- могу разорваться при перегреве
▪ксеноновые
(разрядная колба в виде трубки или шара из кварцевого стекла, заполненная ксеноном)
- высокая яркость
- непрерывный спектр излучения, близкий к солнечному
- высококачественная цветопередача
- требуют сложной системы зажигания, а иногда и охлаждения
- мощные применяются для освещения больших пространств
▪электролюминесцентные панели ЭЛП
(плоский конденсатор с прозрачными токопроводящими обкладками и слоем люминофора между ними, который включается в сеть без дополнительного балласта, панели могут иметь различную форму и изготавливаться на твердой или гибкой основе)
- дорогие
- применяются в рекламе
+▪лазер
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 131; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!