A fényforrások osztályozása. 1. rész Izzólámpák és halogénlámpák

A fénytermelés három fő módszerét különböztetjük meg: hősugárzást, alacsony és nagy nyomású gázkisülést.

Hősugárzás... A huzal felmelegedése, amikor az elektromos áramot a lehető legmagasabb hőmérsékletre vezetik. Erre a legalkalmasabb a fémek közül a legmagasabb olvadáspontú (3683 K) volfrámelem. Példa: Izzólámpák és halogén izzók.

Gázkisülés... Inert gázokkal, fémgőzökkel és ritkaföldfém elemekkel töltött zárt üvegedényben ívkisülés lép fel feszültség rákapcsolásakor. A gáznemű töltőanyagok így létrejött lumineszcenciája adja a kívánt fényszínt.

Példa: higany-, fém-klorid- és nátriumlámpák.

Lumineszcens folyamat... Elektromos kisülés hatására az üvegcsőbe pumpált higanygőz láthatatlan ultraibolya sugarakat kezd kibocsátani, amelyek az üveg belső felületén lerakódott foszforra hullva látható fénnyé alakulnak. Példa: fénycsövek, kompakt fénycsövek, fénykibocsátó diódák (LED).A különböző típusú lámpák olyan paraméterek tekintetében különböznek egymástól, mint a fényhatás, spektrális jellemzők (pl. színvisszaadás), elektromos jellemzők (üzemi feszültség, energiafogyasztás), tervezési jellemzők (méretek), élettartam és ár.

A fényforrás osztályozása

Izzólámpák

Az izzólámpák tipikus hősugárzók. Lezárt, vákuummal vagy inert gázzal töltött lombikjukban a wolfram tekercset elektromos áram hatására magas hőmérsékletre (kb. 2600-3000 K) melegítik fel, aminek következtében hő és fény szabadul fel. Ennek a sugárzásnak a nagy része az infravörös tartományba esik.

Az izzólámpák fő típusai az általános célú lámpák, speciális lámpák, dekorlámpák és reflektorlámpák.

A 25 és 1000 W közötti tartományban lévő izzólámpák fényhatékonysága körülbelül 9 és 19 lm / W az 1000 órás átlagos élettartamú lámpák esetében. Az izzólámpák többsége 220 V, 127 V névleges feszültségű és 50 Hz frekvenciájú váltakozó áramú hálózatok beltéri és kültéri világítására szolgál.

Az izzólámpák teljesítménye és izzótípusa különbözik. Az izzólámpák klasszikus gömb alakúak, valamint kisebb méretben készülnek "Gomba" és "Gyertya" formájú izzóval. Az átlátszó lámpák gyönyörű, gazdag fényt bocsátanak ki, a fényszóró bevonat pedig egyenletes fényeloszlást biztosít és kiküszöböli a vakító hatást.Olyan lámpákat gyártanak, amelyek a hálózati feszültségingadozásokhoz vannak igazítva, megnövelt feszültségre (230-240 V) tervezve (ha a hálózati feszültség 10%-kal nő, a hagyományos lámpák élettartama 3-szorosára csökken), ami lehetővé teszi számukra, hogy megőrizzék feszültségüket. műszaki jellemzők hosszabbak. Az izzólámpák normál feszültségen való égésének időtartama nem kevesebb, mint 1000 óra, 127-135 V feszültségű lámpák esetén 2500 óra, MO lámpák esetén 700 óra.

Az izzólámpák főbb jellemzői:

1. Széles választékban gyártva, különböző teljesítményekhez és feszültségekhez és különböző típusokhoz, speciális felhasználási feltételekhez igazítva

2. Közvetlen csatlakozás a hálózathoz további eszközök nélkül

3. Üzemelhetőség (bár élesen változó jellemzőkkel) még a hálózati feszültség névlegestől való jelentős eltérése esetén is

4. A fényáram enyhe (kb. 15%) csökkenése az élettartam végéig

5. Szinte teljes függetlenség a környezeti feltételektől (akár víz alatti munkavégzés képességéig), beleértve a hőmérsékletet

6. Kompaktság

Az izzólámpák hátrányai: alacsony fényhatásfok, a spektrum sárga-piros részének túlsúlya az emissziós spektrumban, korlátozott élettartam, az izzólámpák jellemzőinek nagymértékű függése a tápfeszültségtől (hiszen a feszültség növekedésével az izzószál felemelkedik, és ennek eredményeként a fény fehérebbé válik, a fényáram gyorsan növekszik, és kissé lelassítja a fényhatékonyságot, az élettartam jelentősen csökken).

Az izzólámpa spektruma:

Az izzólámpa fő jellemzői a feszültség, a teljesítmény, a fényáram, az élettartam és a teljes méretek névleges értékei.

Az izzólámpafejek leggyakoribb típusai: E — menetes, Bs — egytüske, Bd kéttüske.

Az izzólámpák megnevezése: G-gázzal töltött egytekercs (argon); B — kettős tekercs argon töltettel; BK – kriptonnal töltött bispirál; MT – matt; 125-135, 220-230, 230-240 feszültségtartomány voltban; 25-500 - névleges teljesítmény wattban; 1 — 12 — az alapmodell jellegzetessége.

Például: B 230-240-40-1, MO 36-100

Számos más típusú izzólámpát is gyártanak: bányalámpák, metróhoz, közlekedési lámpákhoz, vetítéshez, fényképezéshez, miniatűr és miniatűr, kapcsolók, tükör (lámpák-lámpák tükörrel vagy diffúz fényvisszaverő rétegekkel az izzóban) és mások.

Halogén izzólámpák

A halogén izzólámpák felépítésében és működésében hasonlóak az izzólámpákhoz. De tartalmaznak kis mennyiségű halogént (bróm, klór, fluor, jód) vagy ezek vegyületeit a segédgázban. Ezen adalékok segítségével egy bizonyos hőmérsékleti tartományban szinte teljesen kiküszöbölhető a bura sötétedése (amit a volfrámatomok párolgása okoz), és az ebből eredő fényáram csökkenés. Így a halogén izzólámpákban az izzó mérete jelentősen csökkenthető, aminek eredményeként egyrészt növelhető a töltőgáz nyomása, másrészt lehetővé válik a drága inert használata. kripton és xenon gázok töltőgázként.

Volfrám-halogén ciklus.

Az izzólámpa főbb jellemzőit - fényhatékonyságot és élettartamot - elsősorban a tekercs hőmérséklete határozza meg: minél magasabb a tekercs hőmérséklete, annál nagyobb a fénykibocsátás, de annál rövidebb az élettartama. Az élettartam csökkenése annak a következménye, hogy a hőmérséklet emelkedésével gyorsan növekszik a volfrám párolgási sebessége, ami egyrészt a bura sötétedéséhez, másrészt a tekercs égéséhez vezet.

Az izzó elfeketedése hatékonyan megelőzhető, ha a töltőgázhoz halogén adalékot alkalmazunk, amely a wolfram-halogén körfolyamat során megakadályozza, hogy a már elpárolgott volfrám rátelepedjen az izzó falára. A lámpa működése során a tekercsből elpárologtatott volfrám diffúzió vagy konvekció hatására a hőmérsékleti tartományba (T1 1400 K) kerül és ott ismét lebomlik.

A wolfram egy részét a spirál mentén ismét helyreállítják, de új helyen. Így a normál wolfram-halogén körfolyamat csak az izzó elsötétülésének megakadályozását eredményezi, az élettartam meghosszabbítását azonban nem, ami a keletkező "forró cellák" tekercstörése miatt ér véget.

A halogén izzólámpákat különleges kompaktságuk, lényegesen fehérebb fényük, jobb színvisszaadásuk és kettős élettartamuk jellemzi.

A halogén izzólámpák 20 kW-ig kaphatók.

Manapság a gyártók halogén lámpák hatalmas választékát kínálják – minden ízléshez és különböző célokra.Vannak 5-150 W teljesítményű lámpák 12-24 V csökkentett feszültséghez, valamint 25-250 W (egy sapkával szabványos E14 és E27 foglalattal) és 100-500 W (dupla). - kupakkal) 220-230 V hálózati feszültségre tervezve. Használhat halogén lámpákat külső üveg reflektorral, speciális interferencia bevonattal — továbbítja az infravörös sugárzást, így "hideg" sugarat hoz létre. A külső alumínium reflektorral ellátott lámpák "mély" (30-100 szórási szöggel) és "széles" (akár 600 szórási szöggel) fénysugarat alkotnak.

Íme a halogén lámpák fő előnyei a hagyományos izzólámpákhoz képest:

- nagyobb fényhatékonyság - bizonyos esetekben 25 lm / W-ra nő, ami kétszerese az izzólámpákénak;

- nagy tartósság - élettartamuk 2-4-szer magasabb, mint az izzólámpáké;

-kis méretek -kisfeszültségű halogén lámpáknál (12 V, 100 W) az izzó átmérője 5-ször kisebb, mint az azonos teljesítményű izzóké;

— gazdagabb sugárzási spektrum — a halogén lámpák „fehérebb” fényűek, mint az izzólámpák (a magasabb fűtési hőmérséklet miatt – 30 000 K, szemben a hagyományos lámpák 28 000 K-vel);

- a fényáram szabályozhatósága, csökkentett feszültség mellett a fényáram megfelelő "fehérségét" tartja.

Az első két pont a halogénlámpák nyilvánvaló gazdasági előnyeiről beszél: ha a hagyományos izzólámpa helyett ilyen fényforrást szerelnek be, de azonos emissziós paraméterekkel, akkor a fénypont energiafogyasztása átlagosan 20-zal csökken. -40%. A halogénlámpáknak azonban nem ez az egyetlen előnye.Kis méretük, szinte miniatűr, teljesen új világítótestek létrehozását teszi lehetővé, például az úgynevezett kiemelő világítást - egy speciálisan kialakított reflektorrendszer lehetővé teszi a fényáramlás olyan növelését, amely további lehetőségeket biztosít a tervezőknek a helyiség kialakításában. .