Вказівки до виконання роботи

При підготовці до виконання роботи студент зобов’язаний користуватися “Правилами виконання робіт і вимог з техніки безпеки в лабораторії ” і джерелами літератури з данної теми. Використання літератури повино бути направленим на розв’язання задач програми роботи.

Першою частиною роботи є складання схеми вмикання люмінесцентної лампи з безстартерним ПРА і зі стартерним запуском.

Перед виконанням роботи потрібно впевнетись в комплектності робочого місця. Схема (рис.1) складається, використовуючи штекери і плату Ш1 і Ш2 з короткозамкненими контактами. Ознайомитись з вимірювальними приладами, встановши ціну поділки. Виміряні значення сили струму і напруги (пускових і номінальних) записати до звіту роботи і провести аналіз отриманих даних.

Друга частина роботи полягає в визначенні освітленності. Вимірювання освітленності Е (лк), щоб отримати результати для співставлення, потрібно проводити в фіксованих точках. Виставляючи напругу на вольтметрі за допомою ЛАТРа почниючи з 100В і через кожні 40В заміряти освітленність на відстані 1,0м від освітлювального пристрою з лампами розжарювання. Необхідно пам’ятати, що встановлювана напруга на ЛАТРі відміна від прикладеної. Тому відлік напруги фіксувати тільки по вольтметру.

Для визначення світлового потоку Ф (лм) використовуємо залежність:

Ф = Е^. S (1)

де Е – освітленність, лк

S – площа освітлювальної поверхні, м² .

Найважливіші величини у світлотехніці — сила світ­ла, світловий потік і освітленість.

Одиницею сили світла І є кандела — кд (колишня на­зва—свічка), значення якої прийнято таким, щоб яс­кравість повного випромінювання при температурі засти­гання платини дорівнювала 60 кд/см².

Освітленість Е визначається світловим потоком, що падає на одиницю поверхні: Е = Ф/S (лм/м²). Одиниця освітленості (люкс) — це освітленість, створювана світ­ловим потоком в 1 лм при рівномірному розподілі його на площі в 1 м². Освітленість прямо пропорційна силі світла джерела і обернено пропорційна квадрату відста­ні від джерела до освітлюваної поверхні.

Для визначення світловіддачі використовують залежність:

= , (лм/Вт) (2)

де Ф - світловий потік джерела, лм;

P - потужність джерела, Вт.

ЕЛЕКТРИЧНІ ДЖЕРЕЛА СВІТЛА.

Лампа розжарювання складається з скля­ного балона, вольфрамової нитки розжарювання і цоко­ля. Її свічення спричиняє теплове випромінювання нитки розжарювання. У сучасних лампах нитка виконана у ви­гляді спіралі з вольфраму (температура плавлення 3370°С). Залежно від типу ламп нитка розжарювання може бути моноспіральною (односпіральною), біспіральною (двічі спіральною) і тричі спіральною. Темпера­тура розжарювання нитки досягає 2500—2700°С.

Лампи розжарювання випускають на різні потужно­сті і напруги. Вони відрізняються розмірами, формою колб, цоколями. Лампи на напругу 110 і 127 В потужні­стю до 40 Вт і на напругу 220 В потужністю не більш як 60 Вт виготовляють вакуумними (типу НВ), лампи біль­шої потужності — газоповними (типу НГ). Наповнюва­чем служить газ аргон у суміші з азотом тощо. Мало­габаритні криптонові лампи розжарювання економічні­ші, оскільки їхні колби наповнено криптоном, а не сумішшю аргону з азотом.

Основні параметри ламп розжарювання: номінальні напруги і потужність, споживана з мережі; світловий потік; світловидатність і строк служби. Середній строк служби лампи розжарювання при номінальній напрузі становить 1000 год.

Люмінесцентна лампа — це трубка із зви­чайного скла, внутрішня поверхня якої вкрита білою кристалічною речовиною — люмінофором, що має здат­ність при опромінюванні його ультрафіолетовими проме­нями випромінювати видиме світло. На кінцях трубки закріплено електроди, подібні до ниток ламп розжарю­вання.

З трубки викачано повітря, а простір заповнено роз­рідженою сумішшю аргону і парів ртуті при тиску бли­зько 0,01 мм рт. ст. Електричний струм, проходячи між електродами, спричиняє електричний розряд. Ультрафіолетові промені, які виникають внаслідок цього розряду, опромінюють люмінофор, і він починає світитися види­мим світлом.

Те­пер випускають такі люмінесцентні лампи: ЛД — ден­ного світла; ЛБ — білого світла; ЛХБ — холодно-білого світла; ЛТБ — тепло-білого світла; ЛДЦ — денного сві­тла з виправленою кольоропередачею.

Б

Cт

удову і найпростішу схему ввімкнення люмінесцент­ної лампи показано на рис.1. Основні елементи схе­ми — лампа, дросель і стартер — автоматичний при­стрій, який при ввімкненні лампи короткочасно замикає свої контакти і забезпечує початкове підігрівання її еле­ктродів. Стартер являє собою невелику скляну колбоч­ку, заповнену неоном, з двома впаяними електродами, один з яких — біметалевий. У момент ввімкнення на розімкнені електроди старте­ра подається повна напруга мережі. Під дією електрич­ного поля у неоні між електродами виникає тліючий роз­ряд. Виділюваним при цьому теплом біметалева плас­тинка нагрівається, вигинається і за­микає електроди стартера. Через них починає проходити струм, який розі­гріває обидва електроди лампи. Під час замикання електродів стартера тліючий розряд у неоні зникає, елек­троди охолоджуються і розмикаються. У момент їх розмикання на розігріті електроди лампи подається імпульс підвищеної напруги, що складається з напруги мережі та е.р.с. (електрорушійної сили) самоіндукції на дро­селі. Імпульс напруги спричиняє в лампі електричний розряд в аргоні, а потім і в парі ртуті. Коли лампа засвітилася, напруга на ній становить близько половини напруги в мережі. Така сама напруга буде й на стартері, проте її не досить для повторного виникнення розряду і замикання розряду і замикання електродів.

Р

Л

Др

ис.1 Електрична схема ввімкнення люмінесцентної лампи в мережу:

Л — лампа; Ст — стартер; Др — дросель.

Послідовно з лампами вмикають дросель. Він ство­рює е.р.с. самоіндукції та обмежує струм лампи.

Перевага люмінесцентних ламп порівняно з лампа­ми розжарювання полягає в тому, що вони мають біль­шу світловидатність. Строк служ­би люмінесцентних ламп досягає 5000 год., вони відрізня­ються кращим спектральним складом, ближчим до при­родного світла.

Дугові ртутні люмінесцентні лампи високого тиску типу ДРЛ мають перевагу звичайних лю­мінесцентних ламп (висока світловидатність — до 47 лм/Вт) і, крім того, відзначаються великою електрич­ною потужністю і значним світловим потоком.

Лампа ДРЛ являє собою скляний балон, усередині якого міститься ртутно-кварцова лампа. Балон заповне­ний вуглекислим газом, а зсередини вкритий люмінофо­ром, який доповнює спектр ртутної кварцової лампи

Лампу вмикають через трансформатор з великим магнітним розсіюванням. Трансформатор дає змогу в момент засвічування підвищити імпульс напруги до 300 В. Лампи ДРЛ можна використовувати у світильниках для ламп розжарювання, їх робота не залежить від темпера­тури зовнішнього середовища.

Лампи ДРЛ широко застосовують також для вулич­ного і виробничого освітлення, тобто для умов, коли не ставляться особливі вимоги до передавання кольору. Світловидатність цих ламп досягає 40—47 лм/Вт, тобто приблизно дорівнює видатності люмінесцентних ламп.

ОСВІТЛЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ.

Комплект з арматури і ламп називають світиль­ником. Освітлювальна арматура служить для пере­розподілу світлового потоку в потрібному напрямі, за­хисту очей від сліпучої дії джерела світла, а також для захисту лампи від забруднення і шкідливої дії середо­вища.

За виконанням розрізняють світильники від­криті (лампа не закрита від дії зовнішнього середови­ща), закриті (лампа і патрон закриті від зовнішнього . середовища, але без ущільнення), вологозахищені (кор­пус і патрон захищені від дії вологи), пилонепроникні та вибухозахищені.

ДЖЕРЕЛА УЛЬТРАФІОЛЕТОВИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ

Джерелом ультрафіолетових випромінювань у при­родних умовах є сонце. Ультрафіолетові промені віді­грають важливу роль у біологічних процесах, які відбу­ваються в організмах тварин і птиці, сприяючи підвищен­ню їх продуктивності.

Джерелами ультрафіолетових випромінювань слу­жать ртутно-кварцові лампи типу ПРК (пряма ртутна кварцова), еритемні люмінесцентні лампи типу ЗУВ (еритемні увіолеві) і бактерицидні лампи типу БУВ (бактерицидні увіолеві).

Ртутно – кварцова лампа ПРК являє собою трубку з кварцового скла, заповнену аргоном і невеликою кількістю ртуті (тиск до 98,0665 кПа). Кварцове скло добре пропускає не тільки видимі, а й ультрафіоле­тові промені. Усередині кварцової трубки біля її кінців умонтовані вольфрамові електроди, на які навито спі­раль, вкриту шаром оксиду. Під час роботи лампи між електродами виникає дуговий розряд, що є джерелом ультрафіолетового випромінювання.

Строк служби лампи — 800 год. Ці лампи використову­ють у мережі змінного струму 127 і 220 В. Нормальне положення ламп при роботі — горизонтальне, їх засто­совують з профілактичною і лікувальною метою в меди­цині, а також для опромінювання тварин (у першу чер­гу молодняка) для люмінесцентного аналізу.

УЛЬТРАФІОЛЕТОВЕ ОПРОМІНЮВАННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ТВАРИН І ПТИЦІ.

Штучне ультрафіолетове опро­мінювання особливо корисне й ефективне для тварин в осінньо-зи­мовий період, коли природна сонячна радіація недо­статня.

Дослідами встановлено, що внаслідок опромінюван­ня приріст поросят збільшується на 24%, телят — на 25%, удійність корів — на 10%, несучість курей — на 25%. Крім того, зменшується відхід молодняка худоби і птиці, збільшуються запаси фосфорно-кальцієвих со­лей у кістяку, поліпшується мінеральний обмін речовин в організмі.

При тривалій ро­боті опромінювальних установок з лампами ПРК слід провітрювати приміщення під час опромінювання або ж відразу після його закінчення, оскільки у повітрі можуть накопичитися озон і окисли азоту.

ДЖЕРЕЛА ІНФРАЧЕРВОНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ.

Як штучні джерела інфрачервоних променів можна застосовувати будь-які тіла, нагріті до високої темпера­тури. На практиці дістали поширення спеціальні лампи розжарювання — термовипромінювачі.

Промисловість випускає лампи типу ЗС на напругу 127 і 220 В потужністю 250 і 500 Вт. Це колби параболіч­ної форми з внутрішнім дзеркальним покриттям. Темпе­ратура нитки розжарювання цих ламп порівняно із зви­чайними освітлювальними лампами аналогічної потуж­ності знижена, внаслідок чого строк їх служби збільшено до 2 000 — 10 000 год. Нитка розташована у фокусі колби, яка концентрує променистий потік у певному на­прямі. Лампи ЗС не потребують додаткових відбивних пристроїв, що дуже зручно в експлуатації, треба лише захищати ці лампи від попадання на них води.

Інфрачервоні лампи не дозволяється використовува­ти в приміщеннях, де є гаряча пара та гази.

Позитивний вплив справляють інфрачервоні промені на вирощуваний молодняк сільськогосподарських тва­рин і птиці у холодний зимовий час, а також при лікуван­ні тварин.

Рис.2. Електрична схема експериментальної освітлювальної установки

30