Klasifikace světelných zdrojů. Část 1. Žárovky a halogenové žárovky

Rozlišují se tři hlavní způsoby výroby světla: tepelné záření, výboj plynu při nízkém a vysokém tlaku.

Tepelné záření... Zahřívání drátu při průchodu elektrického proudu na nejvyšší možnou teplotu. K tomu se nejlépe hodí wolframový prvek s nejvyšším bodem tání mezi kovy (3683 K). Příklad: Žárovky a halogenové žárovky.

Výboj plynu... V uzavřené skleněné nádobě naplněné inertními plyny, výpary kovů a prvky vzácných zemin dochází při přiložení napětí k obloukovému výboji. Výsledná luminiscence plynných plniv dává požadovanou barvu světla.

Příklad: rtuťové, chloridové a sodíkové výbojky.

Luminiscenční proces... Působením elektrického výboje začnou páry rtuti napumpované do skleněné trubice vyzařovat neviditelné ultrafialové paprsky, které se po dopadu na fosfor usazený na vnitřním povrchu skla mění ve viditelné světlo. Příklad: zářivky, kompaktní zářivky, světelné diody (LED).Různé typy svítidel se liší v parametrech jako je světelná účinnost, spektrální charakteristiky (např. barevné podání), elektrické charakteristiky (provozní napětí, příkon), konstrukční vlastnosti (rozměry), životnost a cena.

Klasifikace světelného zdroje

Žárovky

Žárovky jsou typickými zářiči tepla. V jejich zatavené baňce, naplněné vakuem nebo inertním plynem, se působením elektrického proudu zahřívá wolframová spirála na vysokou teplotu (asi 2600-3000 K), v důsledku čehož se uvolňuje teplo a světlo. Většina tohoto záření je v infračervené oblasti.

Hlavními typy žárovek jsou žárovky pro všeobecné použití, speciální žárovky, dekorativní žárovky a reflektorové žárovky.

Světelná účinnost žárovek v rozsahu od 25 do 1000 W je přibližně 9 až 19 lm/W u žárovek s průměrnou životností 1000 hodin. Většina žárovek je určena pro vnitřní a venkovní osvětlení ve střídavých sítích o jmenovitém napětí 220 V, 127 V a frekvenci 50 Hz.

Žárovky se liší výkonem a typem žárovky. Žárovky se vyrábí jak v klasickém kulovém tvaru, tak i v menších velikostech s žárovkou tvaru "Houba" a "Svíčka". Průhledné lampy vydávají krásné, bohaté světlo a povrchová vrstva rozptylující světlo zajišťuje rovnoměrné rozložení světla a eliminuje efekt oslnění.Vyrábí se svítidla přizpůsobená kolísání síťového napětí, určená pro zvýšené napětí (230-240 V) (při zvýšení síťového napětí o 10% se životnost běžných svítidel zkrátí 3x), což jim umožňuje zachovat jejich technické vlastnosti delší. Doba hoření žárovek při normálním napětí není kratší než 1000 hodin, pro žárovky s napětím 127-135 V - 2500 hodin, pro žárovky MO - 700 hodin.

Hlavní vlastnosti žárovek:

1. Vyrábí se v širokém sortimentu, pro různé výkony a napětí a různé typy, přizpůsobené konkrétním podmínkám použití

2. Přímé připojení k síti bez dalších zařízení

3. Provozuschopnost (i když s prudce se měnícími charakteristikami) i při výrazných odchylkách síťového napětí od jmen.

4. Mírné (asi 15 %) snížení světelného toku do konce životnosti

5. Téměř úplná nezávislost na podmínkách prostředí (až po schopnost pracovat ponořený ve vodě), včetně teploty

6. Kompaktnost

Nevýhody žárovek: nízká světelná účinnost, převaha žluto-červené části spektra v emisním spektru, omezená životnost, velká závislost charakteristiky žárovek na napájecím napětí (protože při zvyšování napětí se teplota vlákno stoupá a v důsledku toho se světlo stává bělejším, světelný tok se rychle zvyšuje a mírně zpomaluje světelnou účinnost, výrazně se snižuje životnost).

Spektrum žárovky:

Hlavními charakteristikami žárovky jsou jmenovité hodnoty napětí, výkonu, světelného toku, životnosti a celkových rozměrů.

Nejběžnější typy patic žárovek: E — závitové, Bs — jednokolíkové, Bd dvoukolíkové.

Označení žárovek: G-plynem plněná monocívka (argon); B — dvojitá cívka s argonovou náplní; BK – kryptonem plněná bispirála; MT — matný; 125-135, 220-230, 230-240-rozsah napětí ve voltech; 25-500 — jmenovitý výkon ve wattech; 1 — 12 — charakteristický rys základního modelu.

Například: B 230-240-40-1, MO 36-100

Vyrábí se i velké množství dalších typů žárovek: důlní, do metra, na semafory, promítací, na fotografování, miniaturní a miniaturní, spínací, zrcadlové (lampy-lampy se zrcadlovými nebo difúzními reflexními vrstvami v žárovce) a další.

Halogenové žárovky

Žárovky halogenové žárovky jsou strukturou a funkcí srovnatelné s žárovkami. Obsahují však menší přísady halogenů (brom, chlor, fluor, jód) nebo jejich sloučenin v pomocném plynu. Pomocí těchto přísad lze v určitém teplotním rozmezí téměř zcela eliminovat ztmavnutí baňky (způsobené vypařováním atomů wolframu) a z toho vyplývající pokles světelného toku. Velikost žárovky v halogenových žárovkách může být proto výrazně snížena, v důsledku čehož lze na jedné straně zvýšit tlak v plnicím plynu a na druhé straně je možné použít drahé inertní plyny krypton a xenon jako plnicí plyny.

Cyklus wolfram-halogen.

Hlavní charakteristiky žárovky - světelná účinnost a životnost - jsou dány především teplotou spirálky: čím vyšší je teplota spirálky, tím vyšší je světelný výkon, ale kratší životnost. Snížení životnosti je důsledkem rychle se zvyšující rychlosti vypařování wolframu s rostoucí teplotou, což vede na jedné straně ke ztmavnutí baňky a na druhé straně ke spálení cívky.

Zčernání žárovky lze účinně zabránit použitím halogenové přísady do plnicího plynu, která během cyklu wolfram-halogen zabrání již odpařenému wolframu usazovat se na stěnách žárovky. Wolfram odpařený z cívky během provozu lampy se dostává difúzí nebo konvekcí do teplotního rozsahu (T1 1400 K) a tam se opět rozkládá.

Část wolframu je opět obnovena podél spirály, ale na novém místě. Normální cyklus wolfram-halogen má tedy za následek pouze zabránění ztmavnutí žárovky, nikoli však zvýšení životnosti, která skončí v důsledku prasknutí cívky na výsledných "horkých článcích".

Halogenové žárovky se vyznačují zvláštní kompaktností, výrazně bělejším světlem, zlepšeným podáním barev a dvojnásobnou životností.

Žárovky halogenové žárovky jsou k dispozici do 20 kW.

Dnes výrobci nabízejí obrovský výběr halogenových žárovek — pro každý vkus a pro různé účely.K dispozici jsou výbojky o výkonu 5-150 W pro snížené napětí 12-24 V, dále o výkonu 25-250 W (s jednou paticí se standardními paticemi E14 a E27) a 100-500 W (dvojité - s paticí) určené pro síťové napětí 220-230 V. Můžete použít halogenové žárovky s externími skleněnými reflektory se speciálním interferenčním povlakem — propouští infračervené záření a vytváří tak «studený» paprsek. Lampy s vnějším hliníkovým reflektorem tvoří "hluboké" (s úhlem rozptylu 30-100) a "široké" (s úhlem rozptylu až 600) světelné paprsky.

Zde jsou hlavní výhody halogenových žárovek ve srovnání s konvenčními žárovkami:

- vyšší světelná účinnost — v některých případech se zvyšuje na 25 lm / W, což je 2krát více než u žárovek;

- velká odolnost - jejich životnost je 2-4krát vyšší než u žárovek;

-malé rozměry -u nízkonapěťových halogenových žárovek (12 V, 100 W) je průměr žárovky 5x menší než u žárovek stejného výkonu;

— bohatší spektrum záření — halogenové žárovky mají „bělejší“ světlo než žárovky (kvůli vyšší teplotě ohřevu – 30 000 K oproti 28 000 K u běžné žárovky);

- nastavitelnost světelného toku a při sníženém napětí si světelný tok zachovává dostatečnou "bělost".

První dva body hovoří o zjevných ekonomických výhodách halogenových žárovek: pokud je takový zdroj světla instalován místo klasické žárovky, ale se stejnými emisními parametry, spotřeba energie světelného bodu se sníží v průměru o 20 -40 %. To však není jediná výhoda halogenových žárovek.Jejich malá velikost, téměř miniaturní, umožňuje vytvoření zcela nových svítidel, například takzvané akcentové osvětlení — speciálně navržený reflektorový systém umožňuje takové zvýšení světelného toku, které dává designérům další možnosti v designu místnosti. .