Лекция 12 Источники света и светильники

Источники искусственного света по принципу преобразования электрической энергии в энергию видимых излучений, т.е. в световую, делятся на две основные группы: тепловые и разрядные. К тепловым источникам относятся лампы накаливания, в том числе галогенные, а к разрядным - лампы люминесцентные (высокого и низкого давления), натриевые, ксеноновые.

При сравнении источников света, используемых в производственных зданиях, наиболее важное значение имеют следующие показатели:

1. Световая отдача, т.е. излучаемый световой поток на единицу потребляемой

мощности, лм/Вт.

2. Срок службы лампы, ч.

3. Единичная мощность лампы, Вт.

4. Цветность (спектральный состав) излучения.

Осветительной установкой называют электроустановку, состоящую из источника света вместе с арматурой и пускорегулирующей аппаратурой. Источник света устанавливается в арматуре, имеющей детали крепления и защиты от внешней среды, защиты глаз человека от прямых лучей света. Совокупность этих деталей составляет светильник.

Электрические источники света по способу генерирования ими оптического излучения делятся на температурные и люминесцентные. Первую группу составляют лампы накаливания, вторую – газоразрядные лампы, в том числе и различные люминесцентные.

Основными параметрами электрических источников света являются: номинальная мощность, световая отдача, измеряемая числом люменов на 1 Вт, напряжение питающей сети и на лампе, пусковые и рабочие токи, номинальный световой поток и спад светового потока через определенное время эксплуатации, средний или номинальный срок службы.

Электрические лампы накаливания

Принцип действия лампы накаливания основан на свечении металлической спирали в стеклянной колбе, заполненной инертным газом. Лампы накаливания изготовляются на напряжение от единиц до сотен вольт и мощности от долей ватта до киловатт.

Все многочисленные разновидности ламп накаливания состоят из однотипных частей, различающихся размерами и формой. Устройство типичной лампы накаливания таково: внутри колбы (2) с помощью держателей (3) из молибденовой Их разделяет изоляция.

Устройство лампы накаливания

Лампы накаливания классифицируют:

• по областям применения (осветительные общего назначения, для фар и др.),

• по основной конструктивной форме и светотехническим свойствам колбы (зеркальные лампы накаливания, декоративные лампы накаливания, с рассеивающим покрытием и др.),

• по форме тела накала (лампы накаливания с плоской спиралью, биспиралью и др.),

• по габаритным размерам различают сверхминиатюрные, миниатюрные, малогабаритные, нормальные и крупногабаритные лампы накаливания; например, к сверхминиатюрным лампам относятся лампы накаливания с длиной более 10 мм.

Лампы накаливания изготовляются на напряжение от единиц до сотен вольт и на мощности от долей ватта до киловатт. Лампы накаливания, из колбы которых удален воздух, называются вакуумными. Лампы, колбы которые заполнены инертными газами, называются газонаполненными. В среде инертного газа нить лампы не разрушается даже при более высокой температуре, чем в вакуумной лампе накаливания. Поэтому срок службы газонаполненных ламп значительно вывшее. Газонаполненные лампы при прочих равных условиях имеют большую светоотдачу, чем вакуумные лампы, потому что газ, находящийся в колбе под давлением, препятствует испарению нити накала. Это позволяет повысить рабочую температуру нити. Таким образом, при одной и той же мощности они: меньше по размеру, обладают большей светоотдачей, в несколько раз дольше служат.

Недостатком газонаполненных ламп является дополнительная потеря тепла нити накала вследствие конвекции газа, заполняющего внутреннюю полость колбы. В целях снижения тепловых потерь газонаполненные лампы заполняют малотеплопроводными газами. Другим способом снижения тепловых потерь является уменьшение размеров и изменение конструкции нити накала. Так, например, нити накала выполняют в виде плотной винтообразной спирали (моноспирали) или двойной спирали (биспирали).

Свет лампы накаливания отличается от естественного преобладанием лучей желто-красной части спектра, что существенно искажает естественную расцветку предметов. Цветовая температура ламп накаливания колеблется в зависимости от мощности и газозаполненности от 2500 до 2950К. При повышении температуры спирали возрастает яркость, но вместе с тем и сокращается срок службы. Сокращение срока службы является следствием того, что испарение материала, из которого сделана нить, при высоких температурах происходит быстрее, вследствие чего колба темнеет, а нить накала становится все тоньше и тоньше и в определенный момент расплавляется, после чего лампа выходит из строя.

Удобны в эксплуатации лампы накаливания, в которых колбы покрыты отражающим слоем (зеркальным или белым диффузным). Лампы накаливания с отражающими покрытиями не нуждаются в чистке, их световой поток более стабилен в процессе эксплуатации, что обеспечивает высокую экономичность осветительной установки с такими лампами.

Основной недостаток ламп накаливания – низкий КПД (около 2%), т. е. лампы накаливания больше греют, чем светят. Срок службы лампы накаливания составляет в среднем 1000 ч. Лампы накаливания очень чувствительны к изменениям подводимого к ним напряжения. Повышение напряжения на 1% сверх номинального приводит к повышению светового потока на 4% и снижению срока службы лампы на 13-14%. Срок службы ламп накаливания снижается при их вибрациях, частых включениях и отключениях, невертикальном положении. Световая отдача ламп накаливания крайне невысока – всего 17 люмен/ватт.

Обозначение ламп накаливания состоит из букв и двух групп цифр. В обозначении буквы означают: В — вакуумная; Г — газонаполненная; Б — биспиральная; БК — биспиральная криптоновая (имеет повышенную светоотдачу и меньшие размеры по сравнению с лампами В, Б и Г, но стоит дороже); ДБ — диффузная (с матовым отражательным слоем внутри колбы); МО — местного освещения. Следующие за буквами две группы цифр указывают на диапазон напряжений и мощность лампы. Например. Лампа Б 220-15 расшифровывается так: биспиральная лампа для сети 220 В и мощностью 15 Вт.

Лампы накаливания также различаются по диаметру цоколя. Чаще всего применяются цоколи Е14 (под патроны "миньон", мощность лампы 25-100 Вт), Е27 (мощность лампы 25-200 Вт), Е40 (для ламп мощностью 300, 500 Вт).