Šviesos šaltinių klasifikacija. 1 dalis. Kaitinamosios lempos ir halogeninės lempos

Išskiriami trys pagrindiniai šviesos gamybos būdai: šiluminė spinduliuotė, dujų išlydis esant žemam ir aukštam slėgiui.

Šiluminis spinduliavimas... Laido įkaitimas perduodant elektros srovę iki aukščiausios įmanomos temperatūros. Tam geriausiai tinka volframo elementas, kurio lydymosi temperatūra iš metalų aukščiausia (3683 K). Pavyzdys: kaitinamosios lemputės ir kaitrinės halogeninės lemputės.

Dujų išlydis... Uždarame stikliniame inde, pripildytame inertinių dujų, metalo garų ir retųjų žemių elementų, veikiant įtampai atsiranda lankinis išlydis. Gauta dujinių užpildų liuminescencija suteikia norimą šviesos spalvą.

Pavyzdys: gyvsidabrio, metalo chlorido ir natrio lempos.

Liuminescencinis procesas... Veikiant elektros išlydžiui gyvsidabrio garai, pumpuojami į stiklinį vamzdelį, pradeda skleisti nematomus ultravioletinius spindulius, kurie, patekę ant vidiniame stiklo paviršiuje nusėdusio fosforo, virsta matoma šviesa. Pavyzdys: liuminescencinės lempos, kompaktinės fluorescencinės lempos, šviesos diodai (LED).Įvairių tipų lempos skiriasi tokiais parametrais kaip šviesos efektyvumas, spektrinės charakteristikos (pvz., spalvų perteikimas), elektrinės charakteristikos (darbinė įtampa, energijos suvartojimas), konstrukcijos charakteristikos (matmenys), tarnavimo laikas ir kaina.

Šviesos šaltinio klasifikacija

Kaitinamosios lempos

Kaitinamosios lempos yra tipiškos šilumos skleidėjos. Jų sandarioje kolboje, užpildytoje vakuumu arba inertinėmis dujomis, volframo ritė, veikiant elektros srovei, įkaitinama iki aukštos temperatūros (apie 2600-3000 K), dėl to išsiskiria šiluma ir šviesa. Didžioji šios spinduliuotės dalis yra infraraudonųjų spindulių diapazone.

Pagrindiniai kaitinamųjų lempų tipai yra bendrosios paskirties lempos, specialios paskirties lempos, dekoratyvinės lempos ir reflektorinės lempos.

Kaitinamųjų lempų šviesos efektyvumas diapazone nuo 25 iki 1000 W yra maždaug nuo 9 iki 19 lm / W lempoms, kurių vidutinis tarnavimo laikas yra 1000 valandų. Didžioji dalis kaitrinių lempų yra skirtos vidaus ir lauko apšvietimui kintamosios srovės tinkluose, kurių vardinė įtampa 220 V, 127 V, o dažnis 50 Hz.

Kaitinamosios lempos skiriasi galia ir lemputės tipu. Kaitinamosios lempos gaminamos klasikinės sferinės formos, taip pat mažesnių dydžių su "Grybo" ir "Žvakės" formų lempute. Skaidrios lempos skleidžia gražią, sodrią šviesą, o šviesą skleidžianti danga užtikrina tolygų šviesos pasiskirstymą ir pašalina akinimo efektą.Gaminamos lempos, pritaikytos tinklo įtampos svyravimams, skirtos padidintai įtampai (230-240 V) (tinklo įtampai padidėjus 10 proc. įprastų lempų tarnavimo laikas sumažėja 3 kartus), kas leidžia išlaikyti savo techninės charakteristikos ilgesnės. Kaitinamųjų lempų degimo trukmė esant normaliai įtampai yra ne trumpesnė kaip 1000 valandų, lempoms, kurių įtampa 127-135 V - 2500 valandų, MO lempoms - 700 valandų.

Pagrindinės kaitinamųjų lempų charakteristikos:

1. Pagamintas platus asortimentas, skirtingoms galioms ir įtampai bei skirtingiems tipams, pritaikytas konkrečioms naudojimo sąlygoms

2. Tiesioginis prisijungimas prie tinklo be papildomų įrenginių

3. Tinkamumas eksploatuoti (nors ir smarkiai besikeičiančios charakteristikos) net esant dideliems tinklo įtampos nukrypimams nuo vardinės

4. Nežymus (apie 15%) šviesos srauto sumažėjimas iki eksploatacijos pabaigos

5. Beveik visiška nepriklausomybė nuo aplinkos sąlygų (iki gebėjimo dirbti panardinus į vandenį), įskaitant temperatūrą

6. Kompaktiškumas

Kaitinamųjų lempų trūkumai: mažas šviesos efektyvumas, spinduliuotės spektre vyrauja geltonai raudona spektro dalis, ribotas tarnavimo laikas, didelė kaitinamųjų lempų charakteristikų priklausomybė nuo maitinimo įtampos (kadangi didėjant įtampai, temperatūra kaitinamasis siūlas pakyla ir dėl to šviesa tampa baltesnė, šviesos srautas sparčiai didėja ir šiek tiek sulėtina šviesos efektyvumą, staigiai sumažėja tarnavimo laikas).

Kaitinamosios lempos spektras:

Pagrindinės kaitinamosios lempos charakteristikos yra vardinės įtampos, galios, šviesos srauto, eksploatavimo trukmės ir bendrųjų matmenų vertės.

Labiausiai paplitę kaitinamųjų lempų dangtelių tipai: E — srieginis, Bs — vieno kontakto kaištis, Bd dviejų kontaktų kaištis.

Kaitinamųjų lempų žymėjimas: G dujomis užpildyta monoritė (argonas); B — dviguba ritė su argono užpildu; BK — kriptonu užpildyta bispiralė; MT - matinis; 125-135, 220-230, 230-240 įtampos diapazonas voltais; 25-500 - nominali galia vatais; 1 — 12 — išskirtinis bazinio modelio bruožas.

Pavyzdžiui: B 230-240-40-1, MO 36-100

Taip pat gaminama daugybė kitų tipų kaitinamųjų lempų: kasyklų lempos, skirtos metro, šviesoforams, projekcinėms, fotografijai, miniatiūrinėms ir miniatiūrinėms, perjungimo, veidrodžio (lempos-lempos su veidrodžiu arba difuziniais atspindinčiais sluoksniais lemputėje) ir kiti.

Kaitinamosios halogeninės lempos

Kaitinamosios halogeninės lempos savo struktūra ir funkcijomis yra panašios į kaitrines lempas. Tačiau juose yra nedidelių halogenų (bromo, chloro, fluoro, jodo) arba jų junginių priedų pagalbinėse dujose. Šių priedų pagalba tam tikrame temperatūrų diapazone galima beveik visiškai pašalinti lemputės patamsėjimą (sukeliamą dėl volframo atomų išgaravimo) ir dėl to sumažėjusį šviesos srautą. Todėl kaitinamųjų halogeninių lempų lemputės dydis gali būti žymiai sumažintas, dėl to, viena vertus, gali padidėti slėgis užpildymo dujose, o kita vertus, tampa įmanoma naudoti brangias inertines kriptoną ir ksenoną kaip užpildymo dujas.

Volframo-halogeno ciklas.

Pagrindines kaitinamosios lempos charakteristikas – šviesos efektyvumą ir tarnavimo laiką – daugiausia lemia ritės temperatūra: kuo aukštesnė ritės temperatūra, tuo didesnis šviesos srautas, bet trumpesnis tarnavimo laikas. Tarnavimo laikas sutrumpėja dėl sparčiai didėjančio volframo garavimo greičio kylant temperatūrai, dėl kurio, viena vertus, patamsėja lemputė, kita vertus, sudeginama ritė.

Lemputės juodėjimo galima efektyviai išvengti užpildymo dujoms naudojant halogeninį priedą, kuris volframo-halogeno ciklo metu neleidžia jau išgaravusiam volframui nusėsti ant lemputės sienelių. Lempos veikimo metu iš ritės išgaravęs volframas dėl difuzijos arba konvekcijos patenka į temperatūros diapazoną (T1 1400 K) ir ten vėl suyra.

Dalis volframo vėl atkurta spirale, bet naujoje vietoje. Taigi, įprastas volframo-halogeno ciklas lemia tik tai, kad neleidžiama tamsėti lemputei, bet nepailgėja tarnavimo laikas, kuris baigsis dėl to, kad ritė nutrūks ant susidariusių „karštų elementų“.

Kaitrinės halogeninės lempos išsiskiria ypatingu kompaktiškumu, žymiai baltesne šviesa, patobulintu spalvų perteikimu ir dvigubu tarnavimo laiku.

Galimos kaitrinės halogeninės lempos iki 20 kW.

Šiandien gamintojai siūlo didžiulį halogeninių lempų pasirinkimą – kiekvienam skoniui ir įvairiems tikslams.Yra lempų, kurių galia yra 5-150 W, sumažintai įtampai 12-24 V, taip pat 25-250 W (su vienu gaubtu su standartiniais E14 ir E27 lizdais) ir 100-500 W (dviguba). - su dangteliu) skirta 220-230 V tinklo įtampai. Galite naudoti halogenines lempas su išoriniais stikliniais reflektoriais su specialia trukdžių danga – ji perduoda infraraudonąją spinduliuotę, taip sukurdama „šaltą“ spindulį. Šviestuvai su išoriniu aliuminio reflektoriumi formuoja „gilius“ (su sklaidos kampu 30-100) ir „platų“ (su sklaidos kampu iki 600) šviesos pluoštus.

Čia yra pagrindiniai halogeninių lempų pranašumai, palyginti su įprastomis kaitrinėmis lempomis:

- didesnis šviesos efektyvumas - kai kuriais atvejais jis padidėja iki 25 lm / W, o tai yra 2 kartus didesnis nei kaitrinių lempų;

- didelis patvarumas - jų tarnavimo laikas yra 2-4 kartus didesnis nei kaitrinių lempų;

-maži matmenys -žemos įtampos halogeninėms lempoms (12 V, 100 W), lemputės skersmuo yra 5 kartus mažesnis nei tokios pat galios kaitrinių lempų;

— turtingesnis spinduliuotės spektras – halogeninės lempos turi „baltesnę“ šviesą nei kaitrinės (dėl aukštesnės šildymo temperatūros – 30 000 K, palyginti su 28 000 K įprastoje lempoje);

- šviesos srauto reguliuojamumas, o esant sumažintai įtampai šviesos srautas išlaiko pakankamą „baltumą“.

Pirmieji du punktai byloja apie akivaizdžius ekonominius halogeninių lempų privalumus: jei toks šviesos šaltinis įrengiamas vietoje tradicinės kaitrinės lempos, bet su tais pačiais emisijos parametrais, šviesos taško energijos sąnaudos sumažės vidutiniškai 20 -40 proc. Tačiau tai ne vienintelis halogeninių lempų privalumas.Jų mažas dydis, beveik miniatiūrinis, leidžia sukurti visiškai naujus šviestuvus, pavyzdžiui, vadinamąjį akcentinį apšvietimą – specialiai sukurta reflektorių sistema leidžia taip padidinti šviesos srautą, kuris suteikia dizaineriams papildomų galimybių projektuojant kambarį. .